甘宇雨 劉勇 張桂芬

摘 要：文章以計算機編程類C語言進行課程教學(xué)，構(gòu)建基于移動互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的學(xué)生個性化需求與學(xué)習(xí)分析模型。模型通過發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的實際需求與學(xué)習(xí)活動進程，可根據(jù)每個學(xué)生的實際需求和與學(xué)習(xí)能力為其量身設(shè)計個性多樣化方式的學(xué)習(xí)途徑。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);C語言;個性化學(xué)習(xí);分析模型

1? ? 個性化學(xué)習(xí)分析模型的研究

1.1? 個性化學(xué)習(xí)分析

個性化的學(xué)習(xí)體現(xiàn)了學(xué)生不同階段和層次之間的差別，以及促進學(xué)生自身個性發(fā)展為主要目標(biāo)的各種學(xué)習(xí)模式[1]。個性化的學(xué)習(xí)起源于信息教育的變革和發(fā)展，它是現(xiàn)代信息技術(shù)教育思想積極提倡的一種全新的學(xué)習(xí)模式[2]。個性化學(xué)習(xí)指學(xué)生結(jié)合自身對學(xué)習(xí)的興趣及其個人的經(jīng)歷自主安排學(xué)習(xí)的進度和選擇學(xué)習(xí)的方法。個性化的學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的個性和差異作為教育的基礎(chǔ)，以提高學(xué)生的個性和可持續(xù)發(fā)展能力為教育目標(biāo)，強調(diào)學(xué)生的自主、獨特和多樣化，以極大限度地挖掘和發(fā)揮了每個學(xué)生各自的學(xué)習(xí)潛能，促進了個性化學(xué)習(xí)的良性與可持續(xù)性發(fā)展[3]。

1.2? 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀90年代，研究者就已經(jīng)開始研究了復(fù)雜的個性化學(xué)習(xí)分析方法，并將研究成果應(yīng)用到之后的個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境中。由于個性化學(xué)習(xí)分析是一個新興的研究方向，因此暫時也還沒有形成一個完整清晰的理論化的體系[4]。郭炯等[5]通過文獻分析法指出當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者在個性化學(xué)習(xí)的研究方向，通過文獻分析發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對個性化學(xué)習(xí)分析的研究主要集中在理論介紹、研究綜述、應(yīng)用模型設(shè)計和實證等方面，實證研究還很少。然而在國外研究內(nèi)容主要分布在個性化學(xué)習(xí)分析理論、個性化學(xué)習(xí)分析模型、學(xué)習(xí)分析技術(shù)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)分析工具、學(xué)習(xí)分析應(yīng)用研究、學(xué)習(xí)分析難點和挑戰(zhàn)[5]。

2? ? 個性化學(xué)習(xí)分析模型在C語言中的應(yīng)用

2.1? 模型理論

本文設(shè)計了一個包括C語言所有知識點的儀表盤。每個知識點都放在一個可視的儀表盤中，儀表盤顯示學(xué)生對C語言中每個知識點的掌握情況。在學(xué)習(xí)過程中可以依照儀表盤上的各種可視化數(shù)據(jù)信息要求進行自組織的學(xué)習(xí)，制定和實施自己的學(xué)習(xí)方案，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自己挑選學(xué)習(xí)的方案和學(xué)習(xí)的資源來進行自己的學(xué)習(xí)，并根據(jù)自己的學(xué)習(xí)成果進行自我考核和評價。例如，一個學(xué)生通過查看儀表盤發(fā)現(xiàn)他對指針知識那一塊比較薄弱，學(xué)生會點擊進入到專門學(xué)習(xí)指針知識點的界面，做個標(biāo)記，這樣在以后的學(xué)習(xí)中系統(tǒng)安排學(xué)習(xí)資源就會著重于指針方面。所以在學(xué)生進入系統(tǒng)時，系統(tǒng)可以首先對學(xué)生進行測試，測試學(xué)生對C語言的掌握情況，系統(tǒng)根據(jù)知識模塊出測試題，從一些有關(guān)C語言的相關(guān)概念、基礎(chǔ)語法（基本數(shù)據(jù)類型，運算符和表達式）、順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等的每個模塊抽取一部分練習(xí)題來對學(xué)生進行測試，了解到學(xué)生感興趣的方面以及擅長的方面，然后根據(jù)學(xué)生的個性以及測試結(jié)果給學(xué)生構(gòu)建出相應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，能夠讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗。例如，學(xué)生學(xué)完第一章? C語言的基礎(chǔ)語法之后，系統(tǒng)就會隨機生成一些練習(xí)題來檢驗該生對這一章的掌握情況，然后針對該生對這一部分的學(xué)習(xí)情況以及測試結(jié)果總結(jié)出一系列的分析報告，該生看了之后，如果覺得運算符那一部分有點沒理解，那么該生可以將這一部分放進自己的學(xué)習(xí)方案里面，之后系統(tǒng)就會根據(jù)不同的情況推薦運算符相關(guān)的知識點進行鞏固復(fù)習(xí)。

2.2? 模型構(gòu)建

本文提出的學(xué)習(xí)分析模型包括較為個性化的學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)理論、個性化的學(xué)習(xí)心理學(xué)以及采用現(xiàn)代化的計算機科學(xué)理論作為課題研究的理論基礎(chǔ)，從數(shù)據(jù)分析大量的應(yīng)用數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)環(huán)境（what）、技術(shù)（how）、實現(xiàn)目標(biāo)（why）和利益直接相關(guān)者（who）4個不同維度綜合出發(fā)，構(gòu)建了一套較為個性化自主學(xué)習(xí)的分析模型，以下是學(xué)習(xí)分析的4維參考模型。

（1）數(shù)據(jù)與環(huán)境（what）。本系統(tǒng)分為3個大模塊，即基礎(chǔ)知識測試模塊、個性化定制模塊以及能力提升模塊。其中基礎(chǔ)知識測試模塊就是對測試學(xué)生對C語言基礎(chǔ)知識如的掌握情況，這樣系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生的測試情況存下與學(xué)生相關(guān)的大數(shù)據(jù)進而進入第二大模塊—個性化定制模塊，這個模塊會根據(jù)學(xué)生的測試情況及學(xué)習(xí)情況可以學(xué)生自己定制學(xué)習(xí)方案，也可以系統(tǒng)自動給學(xué)生定制學(xué)習(xí)方案，當(dāng)然，在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，學(xué)生可以隨時修改自己的學(xué)習(xí)計劃，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)的功能。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)一段時間后進入能力提升模塊，在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，如果學(xué)生還想進一步提高自己對C語言的掌握程度，系統(tǒng)會推薦一些相對更深一點的C語言相關(guān)知識，如指針，文件，C++相關(guān)的面向?qū)ο蟮取?/p>

（2）相關(guān)利益者（who）。根據(jù)使用系統(tǒng)的功能的不同，相關(guān)利益者可以分為老師和學(xué)生。對于學(xué)生，可以使用本系統(tǒng)實現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)，根據(jù)自己對C語言各個方面知識的掌握情況，通過系統(tǒng)或者自己設(shè)計一套適合自己的學(xué)習(xí)方案，例如，學(xué)生已經(jīng)熟悉掌握了C語言的基礎(chǔ)語法以及一些簡單的順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，那么系統(tǒng)在推薦學(xué)習(xí)資源時會特意避開這些知識點著重于推薦比較薄弱的知識點，但是偶爾也會出一兩個相關(guān)的練習(xí)題方便該生復(fù)習(xí)鞏固，這樣既提高了學(xué)習(xí)效率，同時又增強了學(xué)生對C語言的學(xué)習(xí)興趣 。而對于老師，可以使用本系統(tǒng)看到每個學(xué)生對C語言的掌握情況，然后在上課時著重于講學(xué)生比較薄弱的地方。假如老師發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對指針和文件方面的知識比較薄弱，老師可以在系統(tǒng)上對這兩章做上標(biāo)記，在課堂上著重講解這一方面的同時，系統(tǒng)出的練習(xí)題也會偏向于這兩個方面。

（3）技術(shù)（how）。大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)主要是運用了統(tǒng)計方法、知識可視化、個性化推薦以及社會互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進行分析。其中傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)方法主要是運用了相關(guān)的分析和回歸分析，統(tǒng)計出每個學(xué)生對C語言的每個章節(jié)的知識的掌握情況，并且根據(jù)各種情況設(shè)計出相應(yīng)的對策;之后利用這種可視化的技術(shù)，使得學(xué)生更加易于接受和理解所需要的知識資源，促進了學(xué)生向知識的一種主動性建構(gòu)及對知識的遷移;個性化的推薦技術(shù)主要包括基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的推薦和協(xié)同過濾技術(shù)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)每一位學(xué)生的需求特點來自適應(yīng)地推薦所需要的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)途徑等。例如，C語言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)里的跳出循環(huán)語句很容易搞混，很多同學(xué)對break和continue的用法理解得不是很透徹，這時系統(tǒng)在出練習(xí)題時就會根據(jù)該生的大數(shù)據(jù)更多的產(chǎn)生循環(huán)結(jié)構(gòu)那一章里的break和continue相關(guān)的練習(xí)題，實現(xiàn)個性化推薦的技術(shù)。

（4）實現(xiàn)目標(biāo)（why）。該模型還能夠根據(jù)每一位學(xué)生以往的不同學(xué)習(xí)習(xí)慣來預(yù)測分析和判斷每一位學(xué)生的不同學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣偏好、知識層次、學(xué)習(xí)文化等特點，針對每一位學(xué)生設(shè)計出不同的教學(xué)戰(zhàn)略，使其能夠展示出個性化、可視化的學(xué)習(xí)途徑、所需要的學(xué)習(xí)資料等。這有助于老師對學(xué)生在未來學(xué)習(xí)過程中實施教學(xué)干預(yù)。同時老師也能夠根據(jù)學(xué)生們與系統(tǒng)的互動結(jié)果，從而反思自己的教學(xué)方法與風(fēng)格是否真正適合學(xué)生，以便進一步對自己的教學(xué)方案進行完善修改。

3? ? 模型特色

針對C語言課程，建立這個基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的一種個性化在線學(xué)習(xí)分析模型，可以真正實現(xiàn)做到因材施教和差異化的課堂教學(xué);通過這種教學(xué)模型不但可以促進老師和學(xué)生能夠及時地獲取學(xué)生所表現(xiàn)的學(xué)習(xí)效果，而且它還能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課程學(xué)習(xí)質(zhì)量以及學(xué)習(xí)的效率。以下是該模型在大數(shù)據(jù)背景下所具有的特點。

（1）通過結(jié)合C語言各種課程的基礎(chǔ)知識點以及C語言獨有的程序結(jié)構(gòu)：簡潔、靈活和面向過程等，將其實際運用到基于移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的個性化學(xué)習(xí)分析模型中，真正實現(xiàn)了一種差異化的教學(xué)。

（2）本研究模型采用大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)對每個學(xué)生在各個環(huán)節(jié)中進行實時量化，使得數(shù)據(jù)以直觀的形式呈現(xiàn)出來給每個學(xué)生和老師，讓其都能夠非常清晰地看到每個學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)生的動態(tài)變化過程，以及對C語言知識（基礎(chǔ)語法、函數(shù)、數(shù)組和指針等）的掌握情況。

（3）本模型預(yù)測和分析了每個學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)閱讀材料、提交作業(yè)、與其他同學(xué)進行互動交流及對考試檢查測驗結(jié)果等方式，能夠及早發(fā)現(xiàn)造成學(xué)習(xí)效果不良的預(yù)示和警告性消息，從而為學(xué)生及老師提出一些改善建議，并給予一些相應(yīng)的指引。

4? ? 結(jié)語

根據(jù)個性化在線學(xué)習(xí)分析模型，系統(tǒng)地完成了C語言課程的梳理和學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)圖，可以幫助學(xué)生更好地總結(jié)和分析自己的在這一段時間的學(xué)習(xí)情況，掌握C語言的知識點。讓學(xué)生對C語言的知識結(jié)構(gòu)有了清晰的認識。同時，該模型具有預(yù)測功能，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行量化、可視化、對結(jié)果進行預(yù)測和反饋，使老師能夠及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效果，從而進行相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)和干預(yù)。

[參考文獻]

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（編輯 姚 鑫）