滿足學(xué)員個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的在線教育系統(tǒng)創(chuàng)建與功能發(fā)揮

摘要：在線教育是實(shí)現(xiàn)教育普及、增加國民受教育機(jī)會的重要手段。在線教育系統(tǒng)中，教與學(xué)的過程中需要和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模是龐大的，為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源合理分配和高效利用，有必要探索在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算模式下，設(shè)計(jì)個(gè)性化的在線教育系統(tǒng)，以適應(yīng)不同學(xué)員的學(xué)習(xí)需求，提升學(xué)習(xí)效率?；诖?，本文以在線教育如何更好地實(shí)現(xiàn)因材施教，更好地為個(gè)體職業(yè)發(fā)展提供更優(yōu)質(zhì)的教育資源為立足點(diǎn)，對在大數(shù)據(jù)背景下滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的在線教育系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)進(jìn)行探索。關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；個(gè)性化；在線教育；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)層個(gè)性化在線教育系統(tǒng)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的教育模式，通過信息技術(shù)等先進(jìn)手段在互聯(lián)網(wǎng)上向?qū)W員提供教育和培訓(xùn)服務(wù)。在大數(shù)據(jù)背景下，更多優(yōu)質(zhì)資源、更科學(xué)高效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、更先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集和分析能力、更智能化的算法設(shè)計(jì)讓在線教育實(shí)現(xiàn)從共性教育到個(gè)性教育的過渡。個(gè)性化在線教育系統(tǒng)能夠結(jié)合學(xué)員的個(gè)人特點(diǎn)和學(xué)習(xí)習(xí)慣，推薦適合的教育模式和學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)員的自主性和積極性。目前線上教育已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，教師可以從大數(shù)據(jù)平臺上尋找更多優(yōu)秀的資源、更先進(jìn)的教育模型提供給學(xué)員學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以通過建立用戶畫像為學(xué)員推薦針對性的資源，學(xué)員可以選擇需要的課程和學(xué)習(xí)時(shí)間，三方建立更為順暢的交流模式，最終滿足學(xué)員不同的教育需求。一、以學(xué)員需求為依托的在線教育系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)隨著生活節(jié)奏的加快，人們追求在線教育系統(tǒng)既要系統(tǒng)化，又要個(gè)性化。在線教育系統(tǒng)應(yīng)該是多層級協(xié)同，多模塊協(xié)作的網(wǎng)狀生態(tài)結(jié)構(gòu)。常規(guī)模塊一般包括直播互動、討論、提問、考勤、作業(yè)測評、學(xué)習(xí)資源推薦等。不同模塊又位于系統(tǒng)的不同層級上，而層級功能的實(shí)現(xiàn)需要調(diào)用相應(yīng)的模塊功能。由于個(gè)性化的需求，不同用戶所需要調(diào)用的模塊有所區(qū)別，所以個(gè)性化在線教育系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)是以層級為基礎(chǔ)，通過調(diào)用通用和特殊模塊實(shí)現(xiàn)為用戶提供個(gè)性化服務(wù)的功能。其主要結(jié)構(gòu)分為以下五個(gè)方面。（一）處理層處理層主要涉及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、清洗、收集以及維護(hù)等功能，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能中，主要是將數(shù)據(jù)層收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)能夠識別和處理的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)清洗是將收集數(shù)據(jù)中無效、贅述，以及沒有任何意義的數(shù)據(jù)通通刪除，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。數(shù)據(jù)整合功能可以將不同數(shù)據(jù)庫的信息根據(jù)相關(guān)的設(shè)置方式進(jìn)行結(jié)合，最終形成一個(gè)數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)提取是結(jié)合系統(tǒng)指令進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的提取和處理，數(shù)據(jù)維護(hù)功能簡而言之就是保護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總和管理，保證數(shù)據(jù)使用的規(guī)范和安全。（二）功能層該層級在工作的過程中主要借助處理層數(shù)據(jù)，有針對性地對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，為不同的模塊提供數(shù)據(jù)支持。例如，學(xué)員考勤的完成需要在學(xué)員完成學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，作業(yè)自動測評是根據(jù)學(xué)員完成作業(yè)的情況進(jìn)行判斷，也有閱卷功能，成績導(dǎo)出是在學(xué)員完成作業(yè)后，教師能從系統(tǒng)上查看學(xué)員的成績，學(xué)習(xí)資源推薦是在線教育個(gè)性化的體現(xiàn)，結(jié)合系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析，找出不同學(xué)員的弱點(diǎn)，推薦合適的學(xué)習(xí)資源給學(xué)員。（三）客戶端客戶端是在大數(shù)據(jù)支持下，運(yùn)用計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備終端來創(chuàng)建相關(guān)的管理界面，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)員、管理者以及系統(tǒng)的交互。（四）數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層涉及學(xué)員資源庫、課程資源庫、學(xué)習(xí)資源庫、考試習(xí)題庫等。主要完成對數(shù)據(jù)的收集、整理、分類及有效性輸出。（五）對象層對象層一般指接觸這一系統(tǒng)的對象，即教師、學(xué)員、系統(tǒng)管理人員，可分為提供服務(wù)人員與接受服務(wù)人員。使用者為客戶對象，管理人員根據(jù)職責(zé)可分為系統(tǒng)管理人員和教學(xué)管理者。系統(tǒng)管理人員主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的維護(hù)等；教學(xué)管理者需要對教師在線教學(xué)進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)對系統(tǒng)的教學(xué)課程等進(jìn)行管理，將學(xué)員學(xué)習(xí)狀態(tài)及時(shí)反饋給學(xué)員，及時(shí)處理學(xué)員在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題。二、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的針對學(xué)員個(gè)體的推薦設(shè)計(jì)線上教學(xué)模式具有靈活性、便利性和針對性特點(diǎn)，但這種教育模式互動性和修正性相對較低?；谶@個(gè)特性，我們需要不斷優(yōu)化在線教育的功能，將其優(yōu)勢充分發(fā)揮，同時(shí)彌補(bǔ)不足，最終提升在線教育的質(zhì)量。（一）數(shù)據(jù)分析模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析模塊的主要功能是負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分類整理到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計(jì)算處理，然后將學(xué)習(xí)效果進(jìn)行可視化分析。該模塊工作流程可分為收集、整理、存儲、分析、展示和引導(dǎo)。數(shù)據(jù)的收集和整理是整個(gè)模塊的基礎(chǔ)和核心，只有在保證數(shù)據(jù)全面、即時(shí)、有效的前提下，才能更好地分析學(xué)員的學(xué)習(xí)情況，從而更有針對性地提出建議，確保個(gè)性化在線學(xué)習(xí)的有效性。數(shù)據(jù)產(chǎn)生在學(xué)習(xí)前期、中期和后期，伴隨學(xué)員學(xué)習(xí)的整個(gè)過程。前期數(shù)據(jù)收集集中在學(xué)員對于課程選擇的偏好、學(xué)習(xí)時(shí)間的選擇、學(xué)習(xí)預(yù)期和相關(guān)的調(diào)查問卷。中期數(shù)據(jù)是對學(xué)員學(xué)習(xí)動態(tài)過程的記錄，包括學(xué)習(xí)時(shí)間選擇、科目順序、學(xué)習(xí)時(shí)長、學(xué)習(xí)檢測項(xiàng)目完成情況、教學(xué)互動情況、學(xué)業(yè)檢測情況、學(xué)習(xí)自評表等項(xiàng)目。后期數(shù)據(jù)是教師對學(xué)員情況的反饋。整個(gè)學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會及時(shí)得到收集、匯總、反饋，學(xué)員學(xué)習(xí)曲線逐漸生成。收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)初步分類整理會進(jìn)入云端存儲，經(jīng)過相關(guān)算法提煉，生成學(xué)員學(xué)習(xí)反饋圖，記錄到學(xué)員檔案并發(fā)送給教師。（二）推薦模塊設(shè)計(jì)推薦模塊的設(shè)計(jì)理念是實(shí)現(xiàn)在線教育系統(tǒng)的個(gè)性化。學(xué)員學(xué)習(xí)的習(xí)慣、思維方式和知識積累程度是不同的，只有將多樣化的教學(xué)資源有針對性地推薦給適合的學(xué)員才能促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提高。推薦模塊設(shè)計(jì)通過前期數(shù)據(jù)的收集，構(gòu)建學(xué)員的行為模型，建立學(xué)員畫像，并結(jié)合相關(guān)學(xué)員的關(guān)聯(lián)性分析，將學(xué)員分成不同學(xué)習(xí)群體。系統(tǒng)能通過深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練產(chǎn)生推薦模型，并將推薦內(nèi)容發(fā)送到學(xué)員端，再根據(jù)學(xué)員的反饋數(shù)據(jù)收集，不斷修正模型，從而實(shí)現(xiàn)推薦內(nèi)容的準(zhǔn)確度和高效性，最終實(shí)現(xiàn)個(gè)性化課程推薦功能。實(shí)現(xiàn)該模塊功能需要大量教學(xué)資源，在當(dāng)前大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的協(xié)助下，可以輕松實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的互通與共享。通過各個(gè)平臺的接入，對各個(gè)平臺資源整理分類，建立數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)索引。因此，為讓教學(xué)資源更加適合學(xué)員，要鼓勵(lì)教師積極制作和上傳學(xué)習(xí)資源。三、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的個(gè)性化在線教育系統(tǒng)創(chuàng)建與功能發(fā)揮（一）開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建在線教育系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以采用多種開發(fā)環(huán)境和設(shè)計(jì)語言，不同的開發(fā)環(huán)境具有不同的優(yōu)勢，筆者以常用的JavaSDK系統(tǒng)為例。開發(fā)設(shè)計(jì)相關(guān)步驟歸納如下：首先，系統(tǒng)可通過JDK來改善開發(fā)環(huán)境，這需要成功下載JDK，并對資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)下載JDK并安裝后，需要將指令輸入cmd.exe中來核查JDK能否順利安裝；其次，下載Eclipse并解壓運(yùn)行；最后，安裝谷歌軟件，創(chuàng)建AppEngine項(xiàng)目。（二）系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)，第一步先要對頁面系統(tǒng)進(jìn)行登錄，并通過谷歌SDK搜索引擎來將用戶賬號登錄完成，賬戶注冊的程序也并不復(fù)雜，只要用手機(jī)號對系統(tǒng)進(jìn)行注冊即可，通過手機(jī)號就能登錄在線教育系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行手機(jī)號驗(yàn)證，最終驗(yàn)證成功后系統(tǒng)授權(quán)登錄，用戶在登錄的同時(shí)結(jié)合自己的身份進(jìn)行選擇，即教師或?qū)W員，之后就可在系統(tǒng)中完成教學(xué)或者學(xué)習(xí)工作。第二步為在線教育，這也是在線教育系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，管理人員需要逐一核查教師上傳的視頻等學(xué)習(xí)資源，檢查完成將學(xué)習(xí)資源進(jìn)行儲存，同時(shí)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分類，創(chuàng)建檢索類目，學(xué)員在登錄學(xué)習(xí)時(shí)就能根據(jù)檢索類目快速查找到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻。在該系統(tǒng)中，教學(xué)和系統(tǒng)管理人員都能上傳相應(yīng)的視頻，不斷豐富和完善在線教學(xué)資源庫。管理人員負(fù)責(zé)對上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查與校驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)分類存儲到數(shù)據(jù)庫中。學(xué)員和教師都能直接檢索。第三步是資源管理，管理人員及時(shí)檢查相關(guān)信息，同時(shí)及時(shí)儲存相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)用戶及時(shí)瀏覽，學(xué)員登錄系統(tǒng)后進(jìn)行學(xué)習(xí)資源檢索，最終找到適合自己的學(xué)習(xí)資料。通過嚴(yán)格步驟設(shè)計(jì)的在線教育系統(tǒng)，可操作性良好。教師、學(xué)員以及管理人員都能登錄并找到相應(yīng)的模塊和頁面，并且用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是相互獨(dú)立的，保證了系統(tǒng)中各個(gè)模塊和功能的正常使用。四、結(jié)束語總而言之，隨著大數(shù)據(jù)的興起，在線教育系統(tǒng)邁向新的階段，這也讓學(xué)員的學(xué)習(xí)分析、個(gè)性化推薦成為可能，并在此基礎(chǔ)上逐漸實(shí)現(xiàn)個(gè)性化輔導(dǎo)?；ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)資源種類豐富，數(shù)量巨大，但對于個(gè)體而言，選擇適合的資源需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的普及，讓個(gè)體的選擇更有針對性和適用性。系統(tǒng)通