基于微信的移动智能学习系统的设计与实现

季波 王永盛 杨艳婷 朱开心

摘要： 本文基于市场上智能学习平台的优缺点进行研究分析，对移动智能学习系统功能进行设计。基于教、学、练“三位一体”的智能学习平台，意在打造“以畅学为主，快乐学习”教学闭环系统的生态。系统主要功能包括试卷答题、针对答题结果的智能分析、学习视频的智能推荐等。系统采用微信小程序框架、Servlet技术等主流的开发工具，界面简洁友好，性能良好。

关键词：智能学习;知识点;Servlet

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）17-0046-02

0 概述

在国外，自适应学习早在20世纪90年代的美国就已存在，目前已得到较为广泛的应用。美国自适应学习公司DreamBox Learning曾在2010年后做过一项调查，结果表明49%的人正在自适应学习软件上教授补充课程，42%的人正将其作为核心课程平台使用。在国内，公开宣布人工智能自适应教育的公司共有45家。其中包括：松鼠AI智适应教育等直接从人工智能自适应学习切入的创业公司;新东方、好未来等大型教育公司;流利说、朗播等语言培训类公司;洋葱数学、学吧课堂等培训类公司。

在2018年，王家辉等人针对各类学习平台下答题模式单一导致学生复习效率低下的问题，发表了《基于知识图谱的微信智能刷题系统》，该篇利用协同过滤等推荐方式，构建学生学习的知识图谱，有效地提升学生的答题效率[1]。深度知识追踪（DKT）模型是斯坦福大学Piech Chris 在NIPS2015提出发表的，使用递归神经网络以学生历史答题数据对学生进行建模，不需对训练数据集预先有类别标注，只需知道用户历史答题情况即可建模，效果会随着数据集的增大而不断提升。学者们提出了一系列方法，例如动态键值对记忆网络、融合练习分析的循环神经网络。

市面上存在的智能学习平台普遍存在以下不足：第一，传统单调的题海训练，学生无法在兴趣基础上展开自主学习。第二，智能学习平台无法营造良好的学习竞争氛围。本文设计与实现的基于微信的移动智能学习系统，综合了目前市场上已存在的智能学习平台的功能，采用微信小程序框架进行开发，并解决上述的不足之处，为学生提供便捷、高效、定制化的智慧化管理方案。

1 系统分析

通过基于微信的移动智能学习系统，意基于教、学、练“三位一体”的智能学习平台，意在打造“以畅学为主，快乐学习”教学闭环系统的生态。本文在需求分析的相关基础之上着重研究以下几个方面：

如何通过平台引导式教学代替传统的讲师理论授课，释放教师课堂精力。

如何让学生根据自身学习习惯和学习能力自主安排学习时间。

如何确保知识点的全面以及不必要地重复做题，提高练习的全面性、做题的高效性。

为实现上述研究目标，系统需具备如下功能。

为学生提供了学生试卷答题以及针对答题结果的智能分析、学生浏览视频以及视频的智能推薦、音乐浮窗、消息推送、试卷分析的智能推荐以及成绩排行榜、视频点播直播、答题计时、考勤、教务查询、教学评价、社区讨论功能。

为教师提供了上传试卷、空教室查询、视频上传、视频直播、个人信息查询、课表查询、考试安排查询、教务通知、社区讨论、试卷管理等功能。

2 系统主要功能实现

2.1 技术架构

系统前端采用微信小程序开发框架，后端Servlet技术，数据库采用MySQL数据库，如表1所示。

2.2 主要功能实现

根据系统分析，本系统主要包含如下学生端、教师端功能模块，如图1、图2所示。

2.2.1学生端

微信小程序界面如下图3所示，智能推荐试题界面如下图4所示。

1）对教学视频进行操作，包括自主搜索教学视频，平台会针对学生推荐和他兴趣相投的其他学生喜欢的学习视频进行智能推荐。

2）进行考试练习，包括随机测试和自主练习。学生自主练习，考试有智能计时功能，超时会提示并要求退出，考试结束后系统会对试题进行分析并智能推荐相关习题以便巩固。学生随机测试，练习后系统会保留成绩并对每位学生的成绩进行智能排序。

3）进行视频点播，点播之后会出现相应的视频。

4）对课表、成绩进行管理，查询考试安排。

5）查询授课教师信息，对考勤进行管理，学生二维码扫码打卡。

6） 对任课老师进行评价，参与社区讨论，包括对热点内容点赞、评论、收藏。

2.2.2教师端

微信小程序界面如图5所示，试卷上传界面如图6所示。

1）对试卷进行管理，包括查看试卷、删除试卷、根据提示生成试卷。

2）对空教室进行管理，对个人信息进行管理，包括查询个人信息。

3）管理视频，包括选择视频上传，点击直播进行视频直播。

4）对教务通知进行管理，对课表进行管理，包括点击课表查看个人授课安排。

5）对考试安排进行管理，包括查看自己监考的考试科目、考试时间和地点。

6）参与社区讨论，包括对热点内容点赞、评论、收藏。

3 结束语

本文设计与实现的基于微信的移动智能学习系统是通过基于教、学、练“三位一体”的智能学习平台，意在打造“以畅学为主，快乐学习”教学闭环系统的生态。

本系统的创新点包括：

1）通过平台引导式教学代替传统的讲师理论授课，释放教师课堂精力。学生可以使用小程序学习课程上的知识、查看推送的IT行业消息，并且小程序带有音乐浮窗。

2）学生通过观看老师上传的视频以及试卷，根据自身学习习惯自主安排学习时间。利用基于用户的协同过滤算法，找出相似兴趣的其他用户偏好的视频推荐给本用户。

3）通过深度知识跟踪算法，使学生练习更具有针对性，并且基于整体知识点的知识点路径推荐，确保知识点的全面以及不必要地重复做题，提高练习的全面性、做题的高效性。同时还有随机测试，检验学生学习的成果，形成成绩排行榜，激励学生学习。

参考文献：

[1] 王家辉，文欣秀，赵敏，等.基于知识图谱的微信智能刷题系统[J].实验室研究与探索，2018，37（11）：125-128，140.

收稿日期：2021-05-25

作者简介：季波（1985—），男，安徽宿州人，硕士，工程师，主要研究方向为数据挖掘与机器学习。