摘要：隨著科技的飛速發(fā)展，人工智能（AI）在各個領域的應用越來越廣泛。其中，AI在教育領域的影響尤為顯著。自適應學習系統(tǒng)作為AI在教育領域的一個重要應用，正逐漸受到人們的關注。這種系統(tǒng)能夠根據(jù)學習者的個體差異和需求，提供個性化的學習體驗，從而提高學習效果。基于人工智能技術的個性化自適應學習系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向為例，針對其特點提出相應的解決方案，旨在提供更加個性化的學習體驗，提高學習效果。通過該系統(tǒng)的實現(xiàn)，期望能夠為專本貫通教育領域提供一種新的、有效的學習方式。

關鍵詞：人工智能；自適應學習；學習系統(tǒng)模型；物聯(lián)網(wǎng)；專本貫通

中圖分類號：G642.0

1 概述

隨著信息技術的快速發(fā)展，人工智能技術逐漸滲透到各個領域。在教育領域，人工智能技術為自適應學習系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了有力的支持。自適應學習系統(tǒng)可以根據(jù)學習者的學習進度和能力水平，自動調(diào)整學習內(nèi)容和難度，以提供最適合的學習體驗。在物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向，自適應學習系統(tǒng)的應用可以有效地提高學習者的學習效率和成果，為該領域的發(fā)展提供新的思路和方法。

2017年9月，教育部原部長陳寶生提出了“課堂革命”的新命題，標志著信息化時代教育改革的開始，同時也揭開了“人工智能+教育”的序幕。隨后，在2018年4月，教育部發(fā)布了《教育信息化2.0行動計劃》，明確提出了建立健全教育信息化可持續(xù)發(fā)展機制，致力于建設一個讓每個人都能學習、處處都能學習、時時都能學習的學習型社會。這一計劃積極推動了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展。2020年1月，世界經(jīng)濟論壇發(fā)布了題為《未來學校：為第四次工業(yè)革命定義新的教育模式》的報告，提出了“教育4.0”全球框架，強調(diào)了學習內(nèi)容和經(jīng)驗的八個關鍵特征。其中，個性化學習和自主性學習的重要性得到了特別強調(diào)。這充分表明，在以智能技術為代表的第四次工業(yè)革命之后，重視個性化學習、自主性學習尤其是自適應學習已經(jīng)成為各國教育發(fā)展的重要命題與教學新范式。

2 個性化自適應學習系統(tǒng)概述

個性化自適應學習系統(tǒng)是一種基于人工智能和大數(shù)據(jù)技術的教育輔助工具，旨在為學習者提供個性化的學習體驗，提高學習效果和效率。隨著信息技術的飛速發(fā)展，教育領域正經(jīng)歷著深刻的變革。傳統(tǒng)的教育模式已難以滿足當代學習者的需求，因此，一種新型的教育模式——在線教育應運而生。在線教育具有資源豐富、靈活便捷、個性化強等優(yōu)勢，受到了廣泛歡迎。然而，如何為學習者提供更加精準、個性化的學習服務，是當前在線教育面臨的重要問題。個性化自適應學習系統(tǒng)正是為了解決這一問題而提出的。該系統(tǒng)通過分析學習者的學習行為、能力水平、興趣愛好等多維度數(shù)據(jù)，為學習者提供定制化的學習資源和路徑，使學習更加高效、便捷。

個性化自適應學習系統(tǒng)的構建涉及多個關鍵環(huán)節(jié)，包括學習者特征分析、學習內(nèi)容推薦、個性化學習路徑規(guī)劃以及學習效果評估與反饋。這些環(huán)節(jié)相互關聯(lián)，共同作用，以確保系統(tǒng)能夠為學習者提供個性化的、高效的學習體驗。

學習者特征分析是構建個性化自適應學習系統(tǒng)的基石。它涉及對學習者個性、學習風格、知識水平以及興趣愛好等多維度信息的深入挖掘和分析。通過機器學習和數(shù)據(jù)挖掘技術，系統(tǒng)能夠精準地描繪學習者的特征畫像，為其后續(xù)的學習內(nèi)容和路徑推薦提供有力依據(jù)。

學習內(nèi)容推薦是該系統(tǒng)的核心功能之一?；趯W習者特征分析結果，個性化自適應學習系統(tǒng)可以根據(jù)學習者的特點和需求，推薦相匹配的學習資源。例如，對于物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向的學生，可以根據(jù)其興趣和能力，推薦相關的課程和知識點。這一過程需綜合運用多種推薦算法，如協(xié)同過濾、內(nèi)容推薦和混合推薦等，以提高推薦內(nèi)容的準確性和多樣性。

個性化學習路徑規(guī)劃旨在為學習者提供一個清晰、有序的學習路徑。系統(tǒng)將根據(jù)學習者的知識水平、學習目標和時間安排，為其制訂個性化的學習計劃。這一功能有助于學習者明確學習目標，合理安排學習進度，提高學習效率。例如，對于物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向的學生，可以根據(jù)其學習進度和能力水平，規(guī)劃不同的學習路徑，以滿足其個性化的學習需求。

學習效果評估與反饋是保證系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化和改進的關鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)定期對學習者的學習成果進行評估，及時發(fā)現(xiàn)學習中存在的問題和不足，并獲取關于其性能的實時反饋。這些反饋數(shù)據(jù)將用于優(yōu)化推薦算法和提高個性化路徑規(guī)劃的準確性，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的自我完善和進化。例如，對于物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向的學生，可以通過考試、作業(yè)、項目等方式對其學習效果進行評估，并根據(jù)評估結果提供相應的反饋和建議。

3 自適應學習系統(tǒng)模型的構建

自適應學習系統(tǒng)模型通過收集用戶行為、學習資源等數(shù)據(jù)繪制用戶畫像、搭建內(nèi)容模型，通過智能算法規(guī)劃最佳學習路徑，推送個性化學習內(nèi)容；通過評估用戶學習效果，優(yōu)化用戶畫像與內(nèi)容模型，定期進行系統(tǒng)更新與維護。通過上述手段不斷更新學習者特征數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的學習內(nèi)容推薦和個性化學習路徑規(guī)劃提供支持（如下圖）。

自適應學習系統(tǒng)模型架構圖

3.1 建立學習者特征數(shù)據(jù)庫

自適應學習系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要收集并處理大量的數(shù)據(jù)，包括用戶行為數(shù)據(jù)和學習資源數(shù)據(jù)。用戶行為數(shù)據(jù)主要包括用戶在學習平臺上的所有行為，如瀏覽、點擊、答題等，這些數(shù)據(jù)通過用戶行為分析技術被記錄并存入數(shù)據(jù)庫。學習資源數(shù)據(jù)主要是通過網(wǎng)絡爬蟲技術，從公開的在線教學資源中獲取，為后續(xù)的學習內(nèi)容推薦和個性化學習路徑規(guī)劃提供依據(jù)。

3.2 構建用戶畫像

通過對用戶行為數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)可以構建出用戶的個性化畫像。畫像能夠反映用戶的學習風格、認知水平等個人特征，為后續(xù)的個性化推薦提供依據(jù)。

3.3 構建內(nèi)容模型

內(nèi)容模型主要涵蓋了系統(tǒng)所提供的所有學習內(nèi)容，以及這些內(nèi)容之間的結構和關系。通過構建內(nèi)容模型，系統(tǒng)能夠明確學習資源的屬性和關系，為推薦最適合的學習材料提供依據(jù)。

3.4 開發(fā)智能推薦算法

基于用戶畫像和內(nèi)容模型，自適應學習系統(tǒng)通過推薦算法計算出最佳的學習路徑。推薦算法會根據(jù)用戶的學習歷史、興趣愛好以及知識點之間的關系，為用戶推薦個性化的學習資源。

3.5 構建個性化學習路徑規(guī)劃模塊

根據(jù)學習者特征數(shù)據(jù)庫和學習內(nèi)容推薦結果，可以構建個性化學習路徑規(guī)劃模塊。該模塊可以根據(jù)學習者的特點和需求，規(guī)劃個性化的學習路徑，以滿足其個性化的學習需求。

3.6 設計學習效果評估與反饋模塊

反饋系統(tǒng)用于收集用戶的反饋信息，包括學習效果、滿意度等。該模塊可以對學習者的學習效果進行評估，并根據(jù)評估結果提供相應的反饋和建議。例如，可以采用考試、作業(yè)、項目等方式對學習者的學習效果進行評估，并根據(jù)評估結果提供相應的反饋和建議。同時，也可以將評估結果作為下一次學習的依據(jù)，為學習者提供更加個性化的學習體驗。這些反饋信息不僅能夠幫助自適應學習系統(tǒng)優(yōu)化推薦結果，還能夠為系統(tǒng)迭代和改進提供數(shù)據(jù)支持。

3.7 系統(tǒng)更新與維護

自適應學習系統(tǒng)需要定期進行更新和維護，以適應用戶需求的變化和學習資源的更新。同時，管理系統(tǒng)模塊負責整個自適應學習系統(tǒng)的管理和維護，包括用戶管理、內(nèi)容管理、性能優(yōu)化等。

針對物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向的學生，個性化自適應學習系統(tǒng)的構建除了考慮以上通用環(huán)節(jié)外，還應充分考慮該專業(yè)學生的特點和學習需求。以下是一些構建該系統(tǒng)的關鍵要素和方法。

（1）知識結構的完整性。物聯(lián)網(wǎng)涉及多個學科領域，包括電子工程、計算機科學、通信技術等。因此，自適應學習系統(tǒng)應建立完整的知識體系，整合不同學科領域的相關理論和實踐知識，為學生提供全面而深入的學習內(nèi)容。通過系統(tǒng)的學習，學生將能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)的核心概念、原理和方法，為后續(xù)的學習和實踐打下堅實基礎。

（2）實踐教學的強化。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有強烈的實踐性和應用性，因此，自適應學習系統(tǒng)應重視實踐教學環(huán)節(jié)。系統(tǒng)應提供豐富的實驗、項目和實踐機會，鼓勵學生動手實踐，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。通過與實際應用的結合，學生將能夠更好地理解理論知識，提升自身的實踐技能和創(chuàng)新能力。

（3）個性化學習的實現(xiàn)。自適應學習系統(tǒng)應具備個性化學習路徑規(guī)劃的功能。通過對學生的學習進度、興趣和需求的跟蹤和分析，系統(tǒng)能夠動態(tài)調(diào)整學習內(nèi)容，滿足學生的個性化需求。這將有助于激發(fā)學生的學習興趣和主動性，提高學習效果和滿足學生的個性化發(fā)展需求。

（4）內(nèi)容更新的及時性。物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展迅速，不斷涌現(xiàn)出新的理論和技術成果。因此，自適應學習系統(tǒng)應及時更新和補充知識內(nèi)容，確保學生能夠掌握前沿的物聯(lián)網(wǎng)知識和技術。系統(tǒng)應保持與物聯(lián)網(wǎng)領域的緊密聯(lián)系，及時引入新的知識點和技能要求，為學生提供最新、最全面的學習資源。

（5）社區(qū)互動的促進。自適應學習系統(tǒng)應構建學術交流平臺，鼓勵學生之間的互動和合作。通過論壇、社區(qū)等形式的交流渠道，學生可以分享學習心得、討論學術問題、合作研究項目等。這將有助于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和學術交流能力，促進學術氛圍的形成和知識共享。同時，教師也可以參與其中，為學生提供指導和支持，促進師生之間的互動交流。

（6）信息安全與隱私保護。在數(shù)據(jù)驅(qū)動的環(huán)境中，自適應學習系統(tǒng)應采取嚴格的信息安全和隱私保護措施。學生數(shù)據(jù)作為敏感信息應受到充分保護，防止未經(jīng)授權的訪問、泄露或濫用。系統(tǒng)應采用加密技術、訪問控制等安全機制來確保學生數(shù)據(jù)的安全性和保密性。同時，應向?qū)W生明確說明數(shù)據(jù)收集和使用的目的和范圍，并獲得學生的知情同意。

（7）跨平臺學習的支持。隨著技術的發(fā)展和多樣化學習場景的需求，自適應學習系統(tǒng)應支持多平臺和移動終端訪問。學生可以在不同的設備上隨時隨地地進行學習，享受便捷的學習體驗。系統(tǒng)應具備良好的兼容性和適應性，以適應不同操作系統(tǒng)、設備和網(wǎng)絡環(huán)境的需求。通過跨平臺學習的支持，學生可以更加靈活地安排學習時間、地點和方式，提高學習效率和學習效果。

4 自適應學習系統(tǒng)實現(xiàn)機制的應用價值

自適應學習系統(tǒng)的實現(xiàn)機制在教育信息化進程中展現(xiàn)了顯著的應用價值。具體來說，這一機制主要在以下幾個方面體現(xiàn)了其獨特的價值。

（1）支持個性化學習。自適應學習系統(tǒng)通過動態(tài)監(jiān)控學生的學習行為和表現(xiàn)，能夠為他們提供個性化的學習路徑和資源。這種定制化的學習支持可以更好地滿足學生的差異化需求，提高他們的學習效率和興趣。

（2）精準教學反饋。系統(tǒng)通過收集和分析學生的學習數(shù)據(jù)，為教師提供了更為精準的學情反饋。這不僅有助于教師更好地理解學生的學習需求和問題，也為精準輔導和干預提供了有力支持。

（3）動態(tài)資源整合。自適應學習系統(tǒng)具備強大的資源整合能力，能夠不斷更新和優(yōu)化學習資源，確保學生接觸到的是前沿和高質(zhì)量的學習內(nèi)容。此外，這種機制也有助于打破學科間的壁壘，促進學生進行跨學科的學習和探索。

（4）教師角色重塑。自適應學習系統(tǒng)的應用有助于減輕教師的重復性工作負擔，使他們能夠更加專注于教學設計和學生指導等核心任務，從而促進教師角色的現(xiàn)代化轉型。

綜上所述，自適應學習系統(tǒng)的實現(xiàn)機制在推動教育信息化、個性化和智能化方面具有顯著的應用價值，為未來教育的發(fā)展提供了新的可能性和動力。

5 結論

本研究以物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)專本貫通方向為例，深入探討了自適應學習系統(tǒng)在教育信息化進程中的實現(xiàn)機制及其重要價值。通過多維度的分析，包括個性化學習支持、精準教學反饋、動態(tài)資源整合和教師角色重塑，我們發(fā)現(xiàn)自適應學習系統(tǒng)在教育領域中具有顯著的應用潛力和價值。

自適應學習系統(tǒng)能夠根據(jù)學習者的個體差異和需求，為其提供定制化的學習路徑和資源。這種個性化學習支持機制不僅提高了學習效率，還激發(fā)了學習者的興趣，培養(yǎng)了自主學習和終身學習的能力。自適應學習系統(tǒng)通過收集和分析學生的學習數(shù)據(jù)，為教師提供了更為精準的學情反饋。這有助于教師深入了解學生的學習需求和困難，從而進行有針對性的輔導和干預。同時，這種反饋機制也有助于教師進行教學反思和改進，進一步提高教學質(zhì)量。

自適應學習系統(tǒng)的實現(xiàn)機制在教育信息化中具有重要的應用價值。未來的研究應進一步深入探討其在教育領域的更廣泛應用和發(fā)展前景，以推動教育信息化的持續(xù)發(fā)展。

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基金項目：常州大學應用技術學院現(xiàn)代職教體系專本貫通教育教學改革研究課題“物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)‘3+2專本貫通’人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（課題編號：22ZBGT03）；常州大學高等職業(yè)教育研究項目“基于人工智能的高職學生自適應教學模式的探索與實踐”（項目編號：CDGZ2020011）；本論文得到江蘇省高職院校青年教師企業(yè)實踐培訓項目資助

作者簡介：左亞旻（1990—），女，漢族，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士研究生，講師，主要研究方向為高職教學改革；劉翠梅（1980—），女，漢族，江蘇興化人，碩士研究生，副教授，主要研究方向為信息化課堂建設。