甘宇雨 劉勇 張桂芬

摘 要：文章以計(jì)算機(jī)編程類C語(yǔ)言進(jìn)行課程教學(xué)，構(gòu)建基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的學(xué)生個(gè)性化需求與學(xué)習(xí)分析模型。模型通過(guò)發(fā)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的實(shí)際需求與學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)程，可根據(jù)每個(gè)學(xué)生的實(shí)際需求和與學(xué)習(xí)能力為其量身設(shè)計(jì)個(gè)性多樣化方式的學(xué)習(xí)途徑。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);C語(yǔ)言;個(gè)性化學(xué)習(xí);分析模型

1? ? 個(gè)性化學(xué)習(xí)分析模型的研究

1.1? 個(gè)性化學(xué)習(xí)分析

個(gè)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(jìn)學(xué)生自身個(gè)性發(fā)展為主要目標(biāo)的各種學(xué)習(xí)模式[1]。個(gè)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(gè)性化學(xué)習(xí)指學(xué)生結(jié)合自身對(duì)學(xué)習(xí)的興趣及其個(gè)人的經(jīng)歷自主安排學(xué)習(xí)的進(jìn)度和選擇學(xué)習(xí)的方法。個(gè)性化的學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性和差異作為教育的基礎(chǔ)，以提高學(xué)生的個(gè)性和可持續(xù)發(fā)展能力為教育目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主、獨(dú)特和多樣化，以極大限度地挖掘和發(fā)揮了每個(gè)學(xué)生各自的學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)的良性與可持續(xù)性發(fā)展[3]。

1.2? 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代，研究者就已經(jīng)開始研究了復(fù)雜的個(gè)性化學(xué)習(xí)分析方法，并將研究成果應(yīng)用到之后的個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境中。由于個(gè)性化學(xué)習(xí)分析是一個(gè)新興的研究方向，因此暫時(shí)也還沒(méi)有形成一個(gè)完整清晰的理論化的體系[4]。郭炯等[5]通過(guò)文獻(xiàn)分析法指出當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在個(gè)性化學(xué)習(xí)的研究方向，通過(guò)文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)對(duì)個(gè)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(jì)和實(shí)證等方面，實(shí)證研究還很少。然而在國(guó)外研究?jī)?nèi)容主要分布在個(gè)性化學(xué)習(xí)分析理論、個(gè)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(diǎn)和挑戰(zhàn)[5]。

2? ? 個(gè)性化學(xué)習(xí)分析模型在C語(yǔ)言中的應(yīng)用

2.1? 模型理論

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)包括C語(yǔ)言所有知識(shí)點(diǎn)的儀表盤。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都放在一個(gè)可視的儀表盤中，儀表盤顯示學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言中每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。在學(xué)習(xí)過(guò)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(jìn)行自組織的學(xué)習(xí)，制定和實(shí)施自己的學(xué)習(xí)方案，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自己挑選學(xué)習(xí)的方案和學(xué)習(xí)的資源來(lái)進(jìn)行自己的學(xué)習(xí)，并根據(jù)自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行自我考核和評(píng)價(jià)。例如，一個(gè)學(xué)生通過(guò)查看儀表盤發(fā)現(xiàn)他對(duì)指針知識(shí)那一塊比較薄弱，學(xué)生會(huì)點(diǎn)擊進(jìn)入到專門學(xué)習(xí)指針知識(shí)點(diǎn)的界面，做個(gè)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(huì)著重于指針?lè)矫?。所以在學(xué)生進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)可以首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的掌握情況，系統(tǒng)根據(jù)知識(shí)模塊出測(cè)試題，從一些有關(guān)C語(yǔ)言的相關(guān)概念、基礎(chǔ)語(yǔ)法（基本數(shù)據(jù)類型，運(yùn)算符和表達(dá)式）、順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等的每個(gè)模塊抽取一部分練習(xí)題來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，了解到學(xué)生感興趣的方面以及擅長(zhǎng)的方面，然后根據(jù)學(xué)生的個(gè)性以及測(cè)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(yàn)。例如，學(xué)生學(xué)完第一章? C語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法之后，系統(tǒng)就會(huì)隨機(jī)生成一些練習(xí)題來(lái)檢驗(yàn)該生對(duì)這一章的掌握情況，然后針對(duì)該生對(duì)這一部分的學(xué)習(xí)情況以及測(cè)試結(jié)果總結(jié)出一系列的分析報(bào)告，該生看了之后，如果覺(jué)得運(yùn)算符那一部分有點(diǎn)沒(méi)理解，那么該生可以將這一部分放進(jìn)自己的學(xué)習(xí)方案里面，之后系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)不同的情況推薦運(yùn)算符相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)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(gè)性化的學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)理論、個(gè)性化的學(xué)習(xí)心理學(xué)以及采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)目標(biāo)（why）和利益直接相關(guān)者（who）4個(gè)不同維度綜合出發(fā)，構(gòu)建了一套較為個(gè)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(gè)大模塊，即基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試模塊、個(gè)性化定制模塊以及能力提升模塊。其中基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試模塊就是對(duì)測(cè)試學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)如的掌握情況，這樣系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生的測(cè)試情況存下與學(xué)生相關(guān)的大數(shù)據(jù)進(jìn)而進(jìn)入第二大模塊—個(gè)性化定制模塊，這個(gè)模塊會(huì)根據(jù)學(xué)生的測(cè)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(dòng)給學(xué)生定制學(xué)習(xí)方案，當(dāng)然，在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生可以隨時(shí)修改自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的功能。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)一段時(shí)間后進(jìn)入能力提升模塊，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，如果學(xué)生還想進(jìn)一步提高自己對(duì)C語(yǔ)言的掌握程度，系統(tǒng)會(huì)推薦一些相對(duì)更深一點(diǎn)的C語(yǔ)言相關(guān)知識(shí)，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(duì)于學(xué)生，可以使用本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)，根據(jù)自己對(duì)C語(yǔ)言各個(gè)方面知識(shí)的掌握情況，通過(guò)系統(tǒng)或者自己設(shè)計(jì)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(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法以及一些簡(jiǎn)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(shí)會(huì)特意避開這些知識(shí)點(diǎn)著重于推薦比較薄弱的知識(shí)點(diǎn)，但是偶爾也會(huì)出一兩個(gè)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(shí)又增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)興趣 。而對(duì)于老師，可以使用本系統(tǒng)看到每個(gè)學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的掌握情況，然后在上課時(shí)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(duì)指針和文件方面的知識(shí)比較薄弱，老師可以在系統(tǒng)上對(duì)這兩章做上標(biāo)記，在課堂上著重講解這一方面的同時(shí)，系統(tǒng)出的練習(xí)題也會(huì)偏向于這兩個(gè)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(yùn)用了統(tǒng)計(jì)方法、知識(shí)可視化、個(gè)性化推薦以及社會(huì)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其中傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法主要是運(yùn)用了相關(guān)的分析和回歸分析，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的每個(gè)章節(jié)的知識(shí)的掌握情況，并且根據(jù)各種情況設(shè)計(jì)出相應(yīng)的對(duì)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(shí)資源，促進(jìn)了學(xué)生向知識(shí)的一種主動(dòng)性建構(gòu)及對(duì)知識(shí)的遷移;個(gè)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(guò)濾技術(shù)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)每一位學(xué)生的需求特點(diǎn)來(lái)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(yǔ)言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)里的跳出循環(huán)語(yǔ)句很容易搞混，很多同學(xué)對(duì)break和continue的用法理解得不是很透徹，這時(shí)系統(tǒng)在出練習(xí)題時(shí)就會(huì)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(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦的技術(shù)。

（4）實(shí)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(lái)預(yù)測(cè)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(shí)層次、學(xué)習(xí)文化等特點(diǎn)，針對(duì)每一位學(xué)生設(shè)計(jì)出不同的教學(xué)戰(zhàn)略，使其能夠展示出個(gè)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(duì)學(xué)生在未來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)施教學(xué)干預(yù)。同時(shí)老師也能夠根據(jù)學(xué)生們與系統(tǒng)的互動(dòng)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(jìn)一步對(duì)自己的教學(xué)方案進(jìn)行完善修改。

3? ? 模型特色

針對(duì)C語(yǔ)言課程，建立這個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的一種個(gè)性化在線學(xué)習(xí)分析模型，可以真正實(shí)現(xiàn)做到因材施教和差異化的課堂教學(xué);通過(guò)這種教學(xué)模型不但可以促進(jìn)老師和學(xué)生能夠及時(shí)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(diǎn)。

（1）通過(guò)結(jié)合C語(yǔ)言各種課程的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以及C語(yǔ)言獨(dú)有的程序結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)潔、靈活和面向過(guò)程等，將其實(shí)際運(yùn)用到基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)分析模型中，真正實(shí)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(duì)每個(gè)學(xué)生在各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行實(shí)時(shí)量化，使得數(shù)據(jù)以直觀的形式呈現(xiàn)出來(lái)給每個(gè)學(xué)生和老師，讓其都能夠非常清晰地看到每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，以及對(duì)C語(yǔ)言知識(shí)（基礎(chǔ)語(yǔ)法、函數(shù)、數(shù)組和指針等）的掌握情況。

（3）本模型預(yù)測(cè)和分析了每個(gè)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)閱讀材料、提交作業(yè)、與其他同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)交流及對(duì)考試檢查測(cè)驗(yàn)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(yǔ)

根據(jù)個(gè)性化在線學(xué)習(xí)分析模型，系統(tǒng)地完成了C語(yǔ)言課程的梳理和學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識(shí)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(shí)間的學(xué)習(xí)情況，掌握C語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)。讓學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的知識(shí)結(jié)構(gòu)有了清晰的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，該模型具有預(yù)測(cè)功能，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行量化、可視化、對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和反饋，使老師能夠及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效果，從而進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)和干預(yù)。

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（編輯 姚 鑫）