深度学习网络自主学习平台的设计与实现

黄迎久++徐扬

DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2016.09.006

摘 要： 深度学习是指学习者在理解学习的基础上，能够批判地学习新知识，并将其融入原有的认知结构中。深度学习体现了主动学习、协作学习、探究学习的理念。深度学习自主学习平台借助于互联网平台，提供了听、阅、练的环境，结合教师的在线评阅和交流，为学生提供一个新颖、内容丰富的学习环境，能够让学生在课余时间充分地思考、实践。实践证明，该平台提升了学生自主学习的兴趣，锻炼了学生自主学习的能力。

关键词： 深度学习； 自主学习平台； VB； 浅层学习

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）09-21-04

Design and implementation of network autonomous learning platform for deep learning

Huang Yingjiu， Xu Yang

（Engineering &Training Center， Inner Mongolia Uinversity of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010， China）

Abstract： Deep learning refers to learners can learn new knowledge critically on the basis of understanding of learning， and integrate it into the existing cognitive structure. Deep learning reflects the concepts of active learning， collaborative learning and inquiry learning. The autonomous learning platform for deep learning， with the help of the Internet platform， provides the environment of listening， reading and practice； combining with the teacher's online marking and communication， provides students with a learning environment of novel and rich in content， and can let students fully think and practice in their spare time. Practice has proved that the platform enhances the students' interest in autonomous learning， and has trained the students' ability of independent learning.

Key words： deep learning； autonomous learning platform； VB； surface learning

0 引言

伴随着互联网技术的飞速发展及其广泛深入地应用，知识已呈几何级数增长。对于海量信息，云计算、大数据、APP等新技术应用不断地涌现。高等教育与时俱进，教学内容和教学手段不断地得到丰富与发展。新的多样化的教育模式对大学生的学习方式和学习态度产生了越来越多的影响，但是由于学生在高中阶段接受的教育是以应试教育为主，在刚进入大学初期，大多数学生仍然处于机械、被动的浅层学习状态，因此，利用互联网，构建网络自主学习平台，提高大学生的自主学习能力，引导、促进大学生深度学习，已成为当前高等教育的发展潮流和趋势。

1 深度学习简介

1.1 深度学习的内涵

深度学习（deep learning）的概念最早是由美国学者Ference Marton和Roger Saljo提出的。1976年，他们做了一项让学生阅读一份学术文章的实验研究，研究发现，有的学生采取积极主动的学习策略，他们试图去理解整个文章的思想，领会学术的内涵，这种方式称之为深度学习；还有的学生采取的方法是记住文章中所提到的一些事实，仅关注接下来的测验是什么样的内容，这种机械的学习方式，称为表面学习或浅层学习（surface learning）。

深度学习是指，在理解的基础上去学习，学习者能够批判地学习新思想和事实，并融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题[1]。

深度学习具有注重批判理解、强调信息整合、促进知识建构、着意迁移运用、面向问题解决等五个基本特征[2]。从本质上说，深度学习是一种学习理念，它体现了主动学习、探索学习、协作学习以及终身学习的思想，它要求学习者根据自身的兴趣和需求，在深刻学习材料的基础上，积极主动地使用各种策略与方法来展开学习[3]。

1.2 信息技术支持下的深度学习

随着信息技术的发展，近年来越来越多的国内外学者开始研究信息技术支持下的深度学习平台，包括网络课程、虚拟学习平台、教育游戏、SNS平台[4]等。深度学习的思想为信息化教学促进学习者素质发展、提高教学质量提供了新的指点。

利用网络建立自主、协作的网络学习平台，有利于培养学生的自主学能力和协作精神，有利于师生学习资源和学习成果的展示，有利于全面激发学生学习潜能，促进深度学习的发生[5]。

2 网络自主学习平台的总体框架设计

本文实现的自主学习平台是基于校园网环境，针对“Visual Basic程序设计”这门课程而设计的。“Visual Basic程序设计”这门课程是目前高校开设的计算机公共基础课程之一，主要面向一年级的文理科学生。

该网络自主学习平台由学生端、教师端和管理员端三个部分组成。

2.1 学生端的主要功能

学生端功能结构图如图1所示。

图1 学生端功能结构图

⑴ 单元学习：将教学内容分解为21个独立的小单元，提供每个单元的重点内容供学生查阅浏览。

⑵ 单元练习：每单元配备2-4道练习题，共计65道单元练习题，每题满分10分。要求学生提交程序文件，每题只能提交一次程序文件，由教师根据提交的程序文件进行评分和评价。

⑴ 综合设计：结合每章及之前的教学内容，设置一道综合设计题目，要求学生提交综合设计报告和程序文件，由教师根据设计报告和程序文件进行评判。

⑵ 经典算法：总结、汇总VB程序中的经典算法，供学生查阅、浏览。

⑶ 教学视频：摄制教师的微型教学录像，供学生在线浏览。

⑷ 教学文档：提供VB课程的教学大纲、教学进程以及课程表等相关教学文档。

⑸ 个人信息维护：维护学生个人信息，查阅单元练习及综合设计的提交记录以及评分和评语。

2.2 教师端的主要功能

⑴ 单元练习管理：根据学生提交的单元练习程序文件，进行评分、评价；查阅学生提交单元练习的记录、查阅每个学生单元练习的总积分。

⑵ 综合设计管理：批阅学生提交的综合设计报告和程序文件，查阅学生提交综合设计的记录。

⑶ 学生信息管理：浏览、维护班级学生的信息。

⑷ 教学视频维护：维护教学视频。

⑸ 教学文档维护：维护教学文档。

⑹ 个人信息维护：维护教师个人信息。

3 网络自主学习平台设计的关键技术

服务器端的操作系统采用Windows2008 R2，数据库采用MS SQLServer 2005，以JSP技术开发实现[6]。

3.1 数据库的连接

编写DB.java，使用javac命令编译并生成DB.class，放置在Tomcat的src＼com＼db文件夹下。

package com.db；

import java.sql.*；

public class DB {

private Connection con；

private String classname="com.microsoft.jdbc

.sqlserver.SQLServerDriver"；

private String url="jdbc：microsoft：sqlserver：//localhost：

1433；DatabaseName=online_vb"；

private String username="sa"； //登录数据库的用户名

private String password=" "； //登录数据库的密码

public Connection getCon（） {

con=DriverManager.getConnection（url，username，password）；

return con；

}

}

在jsp网页中使用以下命令连接SQLserver数据库。

<%

Connection conn=db.getCon（）； //连接数据库

%>

3.2 VB程序的上传

对于单元练习和综合设计，都要求学生上传VB程序。上传文件的关键代码如下。

<%@page import="com.jspsmart.upload.File"%>

<%

SmartUpload upload=new SmartUpload（）；

upload.initialize（pageContext）；

upload.upload（）；

File file=upload.getFiles（）.getFile（0）；

long time=System.currentTimeMillis（）；

Request req=upload.getRequest（）；

String file_path="/vb_file/"+file.getFileName（）；

file.saveAs（file_path）；

%>

4 效果分析总结

我校每届学习VB 课程的学生约有1200名，该平台经过近一年的测试，学生登录各功能模块的统计次数如图3所示。由此可以看出，学生在课余时间更倾向于进入具有辅导学习功能的模块，如单元学习、单元练习、教学视频等。这表明大多数学生在课堂教学中并没有立即全面理解和消化所学内容，他们需要在课余时间补充学习、反思、训练。

学生个人单元练习积分统计图如图4所示，单元练习的效果分析如表1所示，积分在550分以上的学生占11.8%，这部分学生在中学阶段就养成了积极主动学习的好习惯，进入大学后，依然保持良好的学习习惯，能够较快地进入深层学习状态。

积分在450～540分之间的心声占70.6%，这部分学生的学习状态仍处于浅层学习，仍然处于机械、被动的学习状态。这部分学生迫切需要老师的引导和督促，也是大学一年级深度学习的主要研究对象。借助于自主学习平台，教师能够了解这部分学生的学习状态，可以明确指出其学习中存在的问题及解决方法。

单元练习积分在440分以下的这少部分学生，由于积极主动学习能力不够，对待学习以应付为主，这就需要教师与学生多加沟通交流，督促其尽快进入学习状态。

在网上发布的1100份调查反馈表中，有89.7%的学生反映该平台很好地满足了课余学习的需求，8.3%的学生反映该平台较好地满足了课余学习的需求，调查反馈统计情况如图5所示。

5 结束语

基于深度学习的网络自主学习平台，内容丰富，形式多样而新颖，能满足学生课余时间的学习需求，可以激发学生的求知欲，促进其自主学习的意识和能力，可以对学生的学习过程和学习成果进行评估，可以引导学生逐步摆脱浅层学习，进入深度学习。目前该平台还局限于校园网内，在线沟通和在线评估受到一定程度的限制。我们计划将该平台移植到移动平台和云平台上，届时学生将可以随时随地利用自主学习平台进行在线学习、交流和评估。

参考文献（References）：

[1] 王珏.杜威的教育思想与深度学习[J].教育技术导刊，2005.9：7

[2] 杜鹃，李兆君，郭丽文.促进深度学习的信息化教育设计的策

略研究[J].电化教育研究，2013.10：14-20

[3] 林柏雨.引导学生深度学习[J].知识经济，2016.1：146

[4] 李亚娇，段金菊.SNS平台在促进深度学习方面的比较研究[J].

远程教育杂志，2012.5：26-34

[5] 段金菊，余全胜.学习科学视域下的e-learning深度学习研究[J].

远程教育，2013.3：43-51

[6] 黄迎久，徐扬.Visual Basic自主学习平台的设计与实现[J].电

脑知识与技术，2015.12：53