基于在线学习平台的个性化需求定制系统的研究

王飞雪

（重庆人文科技学院计算机工程学院，重庆 401524）

1 引言

随着教育信息化和“互联网+”飞速发展，信息技术改变了当代人们的学习方式和思维方式。在线学习平台与传统的学校教育相比有着自身的优势，诸如数字化学习、移动学习和定制服务学习等，日益被广泛认可。我们把学习者通过互联网进行学习的媒介称作在线学习平台[1]，学习者可以随时登录平台进行适合自己水平的学习，平台记录学习者的进度、答疑以及相互交流，还有配套的学习资源可供使用，系统平台实现对学习者学习情况的全面管理，甚至可以通过对学习者学习的数据分析，从而对学习者进度和方向进行相应的调整，实现对不同学习者进行不同教学的目的。可以说，进行个性化需求定制的在线学习平台是学校教师教学的重要补充，同时也是学生学习的必要支撑。因此，开发出适应学习者需要的并且能有效指导他们学习的系统平台已成为基于互联网教育中的重要课题。

针对个性化需求定制系统平台，这两年已经出现大量的学习模型和学习系统，这些模型和系统提供了丰富的学习资源、完善的动态交互及合理的学习难易度等功能[2]。由于基于个性化需求定制系统都是针对学习者自身的特征而设计的，因此目前的在线学习系统模型大都从关键定制技术、个性化学习系统模型、教育应用研究、图书馆个性化定制等方面来进行研究。比如，文献[3]从E-learning中通过对Web用户行为模式出发，分析了网络日志及特征，并对用户的访问记录的数据进行了探讨。文献[4]通过考虑网络个性化定制服务系统的三种体系结构和信息过滤功能，构建了在网络个性化定制服务系统中的信息过滤技术模型。文献[5]讨论了基于理性个性化的网络信息定制服务，介绍了定制服务需要的关键技术及工作流程。文献[6]说明将个性化服务技术应用于网络学习平台。文献[7]通过基于云计算环境进行构建探究，设计实现了个性化的教学系统平台。这些研究表明：虽然个性化定制种类繁多，但在网络方面研究并不多，基于个性化定制需求的在线学习平台，无法收集来自异构平台的学习资源，因此不具通用性，无法实现平台间的资源共享；或只实现了被动性定制（即通过挖掘、分析用户的爱好等信息，对用户进行资源推送），并没有实现学习者对系统平台的主动性定制。

本文在最常用的Felder Silverman量表的基础上获取学习者的风格信息，然后重点分析和比较现有的学习者模型，根据CELTSC学习者模型规范，从而建立个性化学习者模型。最后，本文通过总体设计来介绍基于在线学习平台的个性化需求定制系统的研究，该研究表明，本文提出的学习者模型对于在线学习平台的个性化需求定制系统有一定的现实意义。

本文第一节介绍了本文需要研究的问题和国内外研究现状，第二节介绍了Felder-Silverman学习风格测试量表，第三节讨论了基于Felder-Silverman学习风格的个性化学习者模型的建立，第四节提出了基于在线学习平台的个性化需求定制系统的设计，说明了本文提出的学习者模型对于在线学习平台的个性化需求定制系统的有效性，最后一节对全文进行了总结。

2 Felder-Silverman学习风格测试量表

经典的Felder-Silverman学习风格模型的创建最初是为了获取本科学生间的差异而设计的，此模型从学生差异的角度出发，围绕信息加工、感知维度、信息输入和内容理解四个方面，把学习者的学习风格分成以下几种[8]，如表1所示：

表1 学习者的学习风格划分

Felder-Silverman学习风格模型的分类对学习者的学习起着很重要的作用，针对不同的风格的学习者按照不同的教学设计进行学习，比如对于序列型的学习者可以循序渐进地学习，对于活跃型的学习者可以安排积极的交流讨论环节，对于视觉型的学习者可以以视频和图片为主进行讲解。

Felder-Silverman学习风格模型的分类定义好以后，由此产生了基于多元智能理论和教学实践的《学习风格指数问卷》，该问卷经过多次改进之后，形成了目前的最新版本，称为Felder-Silverman学习风格测试量表，一共有44个问题，每个问题有a,b两个选项分别对应相应维度下的不同的学习者类型。该量表通常用来测试学习者的学习风格，该量表在测试学习者不同的学习风格上起到了应有的作用，是目前使用最多的量表。

3 基于Felder-Silverman学习风格的个性化学习者模型的建立

学习者模型是个性化服务定制中的基本概念，每个学习者有不同的学习行为和习惯，学习者模型是指智能系统中某个用户的表示法，系统利用用户模型中包含的知识来剪裁它的界面以适合特定的用户需求。可以说，学习者模型是网络学习过程中的针对某个具体的学习者的心理和生理各个方面的抽象，它包含学习者的特定信息、兴趣、学习方式、观念等的描述，所以它可以作为在线平台提供个性化服务的重要依据。系统根据这些描述来判断学习者属于哪种类型，从而推荐适合于特定用户的学习方法及学习资源。

教育部教育信息化技术标准委员会(CELTSC)制定了一个比较完整的信息化标准体系，其中CELTSC-11规定了与学习者信息相关的语法和语义的规范[9]，本文根据此规范的要求进行了取舍，从个人兴趣、知识水平、认知能力、学习风格和资源定制等方面建立学习者模型[10]，如图1所示。

图1 学习者模型的建立

4 基于在线学习平台的个性化需求定制系统的设计

该系统为学习者提供了具有注册、登录、学习风格测试、资源定制、在线学习、用户管理、交流互助等综合性的一体化网络系统平台。此平台改变了普通在线学习平台的基于搜索的被动定制，对学习者进行主动推送，更好地实现了学习者的个性化学习。系统由5个模块组成：学习者信息收集模块、在线学习模块、学习者信息处理模块、学前预备模块、学习者学习管理模块和学习者资源管理模块等。具体的结构图如图2所示。

图2 在线学习平台系统的设计

本系统采用经典的B/S三层架构，分为表示层、业务逻辑层、数据访问层三个层次。第一层表示层：浏览器。浏览器向网络服务器发送请求，接收由服务器返回的结果。具体是由浏览器向网络服务器发送请求信息，网络服务器接收到信息后对用户的合法性进行验证，通过验证之后就把请求的信息返回浏览器，这个过程采用HTTP协议。在表示层中，涉及了学前预备模块和在线学习模块，其中，学前预备模块是负责对学习者的具体个性化需求定制相关的信息输入，包括了个人兴趣、知识水平、认知能力、学习风格等，在线学习模块主要负责学习者在登录之后的具体学习，给学习者提供了可操作的与学习相关的界面，而此界面与第二层的学习者学习管理模块相联系。第二层业务逻辑层：网络服务器。网络服务器接收从浏览器传送过来的请求并对用户请求进行分析处理。首先它分析用户的请求是否涉及访问数据库，如果需要访问数据库，就会与相应的数据库连接，在数据库中读取所需要的数据，比如定制库数据、模型库数据等，读出数据后返回结果到网络服务器，网络服务器处理数据并返回结果到浏览器。所以这一层涉及了业务处理的相应模块，包括学习者信息收集模块、学习者信息处理模块、学习者学习管理模块和学习者资源管理模块。第三层数据访问层：数据库。数据库里包含了学习者定制库、学习者模型库、学习者资源库等，主要负责接收从网络服务器传来的请求信息，并对数据库进行相应的查询、修改、更新等操作，与学习者相应数据库相匹配，然后把结果提交给网络服务器。

建立基于Felder-Silverman学习风格的个性化学习者模型之后，服务器端就可以直接从数据库中获取已有的个性化学习者模型，它根据个性化学习者模型库中的资源，从本地资源库中提取出最匹配的模型资源，对资源进行组织，然后将资源通过HTTP协议返回给客户端。学习者登录后即可进行相应的学习资源定制，就可以轻松地在学习资源界面看到自己定制的相关资源信息。学习者可以定制自己感兴趣的主题信息，也可以随时改变自己定制的信息，定制完成后，主题信息即可保存在数据库的学习者定制库中。

5 总结

个性化需求定制是今后在线学习平台发展的大方向，也是在线学习平台研究的重点。通过对学习者的学习风格进行主动定制，将学习风格应用到在线学习平台上，可以更好更有效地实现与学习者学习风格相适应的教学方式，提供更适合学习者的教学资源。本文主要在最常用的Felder Silverman量表的基础上获取学习者的风格信息，重点分析和比较现有的学习者模型，根据CELTSC学习者模型规范建立个性化学习者模型，基于此模型设计了在线学习平台个性化需求定制系统。本文对于目前的在线学习平台建设有一定的现实意义。