前往顾页

IPv6环境下个性化收集学习体系设想及实现

时候:2018-04-17 00:02来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

本文从体系需求阐发、体系设想和首要技术线路三方面,介绍了所开辟的个性化收集讲授平台,为讲授办理提出了一些无益的建议。

  讲授是教诲范畴的中间事情,教诲信息化也意味着把信息技术手段有效利用于讲授和科研,促进讲授和科研的生长.收集教诲促进了教诲办理、教诲讲授和教诲科研等教诲范畴各方面的鼎新与生长.但是,不尽善尽美的在线学习体验却停滞了MOOC(全称:Massive Open Online Courses)等收集教诲平台的利用奉行[1-2].为了改良学习体验和结果,人们开端操纵收集学习行动年夜数据进行学习行动阐发[3],切磋学习规律和学习需求,为学习者供应个性化办事干预.2015年高档教诲版《地平线陈述》也提出了个性化学习是将来高档教诲将采取的技术和需求处理的应战[4].目前,在IPv6环境下还没有成熟的个性化在线学习平台实施计划和构建标准.本研究从体系需求阐发、体系设想和首要技术线路三方面,介绍了所开辟的个性化收集讲授平台,并进一步基于收集学习行动数据和学习阐发技术发掘在线学习规律和特性,为讲授办理提出了一些无益的建议.

  1 体系需求阐发与计划设想

  1.1 体系简介

  本软件体系称呼为“年夜学选修课个性化收集学习体系”(以下简称为“学习体系”),该体系合用于高校实施门生选修课的网上讲授,经由过程课程挑选、课程学习、课程测试、课程教诲等服从实现课程的网上学习,经由过程课程统计、教务办理等服从实现了课程的收集化办理.该学习体系不但具有学习记录数据库、平台数据汇集、可视化技术等服从,还可以基于门生学习数据,对门生感兴趣的学习内容进行个性化保举并按照门生偏好对体系界面进行个性化调剂.本体系对操纵高校优良根本教诲资本,进步收集学惯用户体验,实现个性化收集讲授具有首要意义.

  1.2 体系需求阐发概述

  需求阐发是任何体系设想开辟的关头步调.该学习体系基于文献阐发和用户(年夜门生、一线西席、高校教务办理职员)访谈法,调研用户对体系的希冀和他们对现有收集学习体系的评价,肯定体系应具有的根本服从如表1所示.

  表1 体系目标用户及呼应操纵权限

  目前,学习者对收集讲授的不满表现在两方面:讲授设想和平台设想,此中平台界面设想和技术支撑是平台设想的凸起问题[5].固然讲授设想的优化首要依靠更多佳构讲授资本的注入和讲授设想的不竭改进,但是学习平台也能够起到帮助感化,如汇集学习者对课程的评分和评价反应给讲授设想职员,为不合的讲授资本设想分区光鲜的显现地位便于学习者检察等.学习体系是技术支撑和教诲传承的综合,是以,本学习体系的平台设想不但从界面设想和技术支撑两方面来改良用户的立即体验,还设想了课程评价服从以反哺后续讲授设想的优化.

  2 体系优化设想提要

  平台界面是在线学习体系给学习者留下的第一印象,好的界面设想能更有效地吸收学习者开端进一步的学习.平台界面的设想应简练美妙,布局公道,导航途径及服从分区清楚,信息量过度,界面的说话气势、笔墨年夜小均应同一.本学习体系遵守以上设想准绳,设想团体界面如图1所示.导航地区牢固在体系每个页面的左边,点击体系服从称呼便可跳转到呼应页面,点击用户名还可以检察联机帮忙、小我质料等信息,包管用户可以流利的操纵及随时检察帮忙信息.界面的右部是内容揭示地区.内容显现以图表为主,情势直观、清楚.对包含子项内容的页面采纳块状分区显现,并且每个分区都可以展开、折叠和打消显现,满足用户对信息揭示量的个性化操纵.别的,为了满足用户对界面气势的个性化设置,本体系内置了三套皮肤,用户只需点击界面上方的色块便可为体系换肤.

  图1 学习体系团体界面示例

  收集学习资本的丰富,既为学习者创作发明了更多了挑选机遇,又不成避免地带来了挑选自觉性.为进步学习者选课效力和精度,本体系不但供应课程检索服从,还为每位用户智能保举个性化课程,并可视化课程的根基信息作为选课参考.

  在线讲授体系不但是技术支撑的收集体系,它还承载着教诲价值.基于此标准,该体系采纳体系--用户双向反应的设想思惟.比方课程会商具有设置帖子加精和置顶服从,不但便于讲授信息的传播和论坛办理,还起到反应鼓励帖主的感化;课程测试标识表记标帜已考/未考状况,不但有成绩记录,另有门生对每道题的答复和标准答案,强化成果性反应.课程评价服从则属反向反应,学习者对课程的评价将是后续课程讲授设想的参考目标,可以反哺学习体验的改良事情.

  3 体系中采取的首要技术

  3.1 数据库拜候技术

  本体系采取MySQL作为背景数据库体系,基于Web界面的办理东西MySQLAdmin,和Sun公司的MySQL Workbench 5.1开源版进行开辟阶段的设想和办理,项目采取Mybatis体例对数据库进行拜候.MyBatis 是一个支撑浅显 SQL查询,存储过程和高级映照的优良持久层框架,不但消弭几近所有的JDBC代码、参数的手工设置和成果集的检索,还能经由过程简朴的XML或注解进行建设和原始映照,将接口层和POJO映照成数据库中的实际记录.MyBatis框架运作流程包含加载建设、SQL剖析、SQL履行和成果映照.

  3.2 课程个性化保举战略

  个性化保举是基于用户行动数据,发掘用户的兴趣、偏好,瞻望用户的将来行动,并由体系主意向用户回馈瞻望的信息.为了给用户自在的学习体验,本体系其实不要肄业习者必须对所学课程进行评价,这也造成了学习者对课程的评价数据集稀少,给体系保举带了必然的难度.在协同过滤保举算法中,概率矩阵分化(probabilistic matrix factorization,PMF)[6]假定了数据的潜伏漫衍,不但弥补了传统矩阵分化体例过拟合的问题,还可以基于用户特性向量矩阵和项目特性向量矩阵的乘积近似逼近和添补原始评分矩阵,操纵添补的低维矩阵瞻望那些残破的用户对项目标评分,以进行呼应的保举[7].是以,本体系经由过程建立用户特性矩阵和课程特性矩阵,基于概率矩阵分化建立个性化课程保举模型,并设定于每天凌晨四点钟主动启动保举运算法度.

  3.3 体系平台搭建技术

  本体系的利用办事采取Java EE架构进行分层实现,Java EE分层架构便于法度并行开辟,进步开辟速率,更首要的是,这类架构具有很好的扩展性,便于体系服从和体系机能的进一步进步,避免反复开辟.本学习体系界面层采取JQuery、 bootstrap、JSP、HTML、CSS等技术实现与门生、西席、教务办理员、体系办理员的交互;业务层采取Spring框架实现子体系的措置流程;数据层措置数据存取,包含数据库和文件辖德浣种体例,前者首要存储用户信息、课程信息(视频文件除外)、教务办理信息等,后者首要存储体系建设文件、视频文件等.挪动学习将成为将来学习的主流,本体系呼应的挪动平台APP支撑Android手机和平板体系,学习者可经由过程挪动装备拜候学习平台.

  本体系为办事年夜门生选课,进步高校优良讲授资本操纵而开辟,目标受众范围广,人数多.是以,学习体系平台架构由利用办事和视频办事两个部分构成:利用办事采取集合式的集群技术来进行摆设,首要任务是集合实现全部体系的业务流程、用户节制、数据存储等;视频办事采取漫衍式体例来摆设,首要任务是实现全部体系讲授视频文件的存储、点窜和播放等,包管多并发前提下的体系团体机能.利用办事集群可以对漫衍式视频办事体系进行数据办理和办事节制,用户经由过程利用办事集群与体系进行数据交互,经由过程漫衍式视频办事体系获得需求播放的讲授视频.体系团体框架如图2所示.

  图2 体系团体框架图

在学习者反应和课题组职员的本身收集学习经历中,视频加载迟缓是降落学习效力和学习体验感差的一年夜来源.是以,为利用户具有流利的视频学习体验,本体系的利用办事集群基于负载均衡、Web集群、数据库集群三个部分,以包管呼应速率.此中,负载均衡卖力把年夜量用户的请求遵循必然的战略分摊到外部Web集群的多个办事器上,进步团体呼应速率;Web集群办理外部多个措置用户呼应的办事器,保持措置过程状况数据的团体分歧性;数据库集群经由过程读写均衡、分摊请求的体例来办理多个数据库,为Web集群的数据存储供应高并发支撑.详细摆设环境如图3所示:

  图3 利用办事集群摆设

  漫衍式视频办事体系中的主节点摆设在Web集群中,以实现数据办理和办事节制,同时也措置来源于Internet的视频数据拜候请求.漫衍式视频办事体系由主节点和从节点构成:主节点摆设在利用办事集群中,用于存放用户上传和点窜的视频数据,实现用户对课程资本的点窜,同时经由过程Internet供应视频播放数据,满足门生学习请求,还可以或许作为从节点的数据备份——在从节点没有视频数据时供应视频数据的播放;从节点摆设在各个黉舍校内网中,满足门生在校集合学习的请求,实现体系团体的高并发播放的需求,降落主节点的压力.主从节点间可经由过程教诲科研网进行数据的定时同步.漫衍式视频办事体系的摆设如图4所示.

  图4 漫衍式视频办事体系摆设

  4 相关体系数据统计及建议

  个性化讲授是在线学习平台的生长标的目标,个性化请求遵循学习者的需乞降特性,供应针对个别并适合于该个别的学习内容,即学习资本的弹性化和定制式[8].讲授视频是在线教诲平台的首要知识载体,但就单次视频所含知识量和时长来讲,很难做到完整的适应门生的各种学习习惯.这是因为制作多种规格的讲授视频,必定导致制作本钱的进步;其次,知识点本身的讲授难度有请求,时候太短会造成讲授不透辟,时候太长又会显得烦琐.以五分钟为时候段分别粒度,对已建成平台的用户在线时候进行统计阐发,成果如图5所示.可以看出,持续时候在1-5分钟和持续时候在40分钟摆布的人数最多,且较着多于其他范例人数.所以,我们建议制作如许两类时长的讲授视频,既可以满足部分门生的个性化学习需求,又兼顾了讲授资笔破作本钱和可行性.

  图5 学习时长漫衍

  别的,固然收集讲授许可门生在任甚么时候间开端学习,但就其团体参与状况来看还是有规律可循的.对用户在线时候的统计显现用户参与量在上午和下午均会呈现一个小岑岭,详细在线时候漫衍如图6所示.

  图6 学习时候漫衍

  是以,我们建议教辅职员可按期统计平台参与时候漫衍,将线上教诲时候设定在岑岭阶段将能为更多的门生供应反应.同时,还可将统计成果反应给体系保护职员,加强此段时候的保护事情,以确保体系运行不变.在此统计阶段,一些异常的学习行动也引发了我们的重视,比如有的门生参与时候常常在半夜,有的门生则在论坛交换中表示出较着的负面情感.年夜数据改良学习的三年夜核心要素即反应、个性化和概率瞻望[9].学习平台的反应服从和个性化设想已引发遍及的存眷,研究角度也日趋多样化,而基于学习平台数据的概率瞻望目前还以学习成绩和辍课率为目标.讲授平台数据不但是门生学习过程和成果的记录者,还是反应门生兴趣和思惟的首要来源,如基于微博的自然说话措置等技术就为烦闷症瞻望问题供应了一种新的体例[10].在线教诲平台记录着年夜量的门生谈吐,从中也可体味门生的心思情感状况,建议黉舍心思健康教诲部分将这些数据记录插手心思检测预警阐发中,以进步年夜门生心思危急发明率[11].

  5 结论

  目前在IPv6环境下还没有个性化收集讲授平台的报导.本文从体系需求阐发、体系设想和首要技术线路三方面,介绍了所构建个性化收集讲授平台的详细环境.并进一步按照门生的学习数据统计,为讲授资本的设想开辟和教辅时候的摆设提出建议.

  参考文献

  [1] 孟亚玲.从“MOOC中文用户年夜摸底”看其对中国教诲的影响[J].电化教诲研究,2014,(8):38-43.

  [2] Zhang G B.Designing Web-Based curriculum from the perspective of empathy theory[C]//Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training.New Jersey: IEEE,2010.382-386.

  [3] 魏雪峰,宋灵青.学习阐发:更好地了解门生个性化学习过程——访谈学习阐发研究专家George Siemens传授[J].中国电化教诲,2013,(9):1-4.

  [4] 龚志武,吴迪,陈阳键,等.新媒体联盟2015地平线陈述高档教诲版[J].当代长途教诲研究,2015,(2):3-22.

  [5] 李凑.基于用户体验的我国mooc学习者需求查询拜访研究[D].南昌:江西师范年夜学,2015.

  [6] Salakhutdinov R,Mnih A.Probabilistic matrix factorization applied to the netflix rating prediction problem[C]//Advances in neural information processing systems.Whistler: Stanford,2007.1257-1264.

  [7] 庞俊涛,张晖,杨春明,等.基于概率矩阵分化的多目标协同过滤算法[J].山东年夜学学报(工学版),2016,46(3):65-73.

  [8] 吴刚.年夜数据期间的个性化教诲:战略与实际[J].南京社会迷信,2015,(7):104-110.

  [9] 舍恩伯格 V M,库克耶K.与年夜数据同业 学习和教诲的将来[M].赵中建,译.上海:华东师范年夜学出版社,2015.

  [10] 李鹏宇.微博交际收集合的门生用户烦闷症辨认体例[D].哈尔滨:哈尔滨产业年夜学,2014.

  [11] 张家明,王纯静.基于年夜数据技术的年夜门生心思危急预警研究[J].教诲与职业,2015,(30):75-77.

  作者单位:和珍珍、张晖、李波为西南科技年夜学 计较机迷信与技术学院,王祎珺西南石油年夜学当代教诲技术中间

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分开线----------------------------
标签(Tag):个性化收集学习体系
------分开线----------------------------
颁发评论
请自发遵循互联网相关的政策法规,严禁公布色情、暴力、革命的谈吐。
评价:
神色:
考证码:点击我更换图片
猜你感兴趣