在線學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉 云 于海霞

（合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，在線教育已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)的時代下逐漸普及，在線教育可以實現(xiàn)教學(xué)資源的最大化，目前國內(nèi)外已經(jīng)開設(shè)和搭建了很多如開放大學(xué)、MOOC這樣的在線教育機(jī)構(gòu)以及線上平臺。2020年上半年因為疫情無法正常開學(xué)，學(xué)校都開始線上教學(xué)模式，各種形式的直播教學(xué)風(fēng)起云涌，線上教學(xué)與在線學(xué)習(xí)這樣的教育學(xué)習(xí)方式已經(jīng)成為一種常態(tài)。

目前，雖然在技術(shù)上已經(jīng)基本實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)的功能，管理上也有了新的發(fā)展，但是在實際應(yīng)用過程中還是出現(xiàn)了一系列問題，如在線學(xué)習(xí)人數(shù)的流失率較高、學(xué)習(xí)效果反饋的及時性和有效性有待加強(qiáng)、難以滿足多元化過程性考核需求等，針對這些問題，設(shè)計一種可以解決上述問題的在線預(yù)警學(xué)習(xí)系統(tǒng)勢在必行。

1 在線學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

系統(tǒng)收集學(xué)生的基本信息和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)建模進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，評估學(xué)習(xí)過程及質(zhì)量，然后將結(jié)果以圖片、圖表等可視化的形式呈現(xiàn)出來，從而生成相應(yīng)的預(yù)警信息反饋給學(xué)生群體，并對學(xué)生提供個性化的指導(dǎo)，提出合理建議，以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，降低中途退學(xué)率。同時，系統(tǒng)也可以幫助老師實時監(jiān)控學(xué)生情況，從而根據(jù)實際情況及時調(diào)整課程的教學(xué)方案和內(nèi)容或者形式等，做出正確的教學(xué)決策，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計思路

系統(tǒng)的開發(fā)語言選擇JAVA，數(shù)據(jù)庫選擇mysql，以在線課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，對學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)加以分析，給出相應(yīng)的預(yù)警信息，并給出合理化建議。核心是利用數(shù)據(jù)挖掘，形成關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)警模型，提供學(xué)習(xí)危機(jī)警示等服務(wù)性功能。系統(tǒng)采用MVC模式設(shè)計開發(fā)。在線學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計思路如圖1所示。

圖1 在線學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計思路

1.3 系統(tǒng)功能模型

系統(tǒng)最重要的一個功能就是實現(xiàn)學(xué)習(xí)預(yù)警，如圖2所示，圖中呈現(xiàn)了如何對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行預(yù)警的一個工作流程。首先，系統(tǒng)收集學(xué)生基本信息和學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后存儲，然后對存儲數(shù)據(jù)尤其是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模及分析，包括內(nèi)容分析、社會網(wǎng)絡(luò)分析、會話以及語境分析，從而掌握學(xué)習(xí)者的知識學(xué)習(xí)情況、過程行為以及學(xué)習(xí)狀態(tài)等信息，再依據(jù)系統(tǒng)中的預(yù)警模型對在線學(xué)習(xí)者發(fā)送不同形式的干預(yù)或者預(yù)警。

在系統(tǒng)使用過程中不僅收集學(xué)習(xí)者相關(guān)數(shù)據(jù)，還會收集線上課程和授課教師等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)不同形式的存儲和應(yīng)用分析；結(jié)合場景分析預(yù)測學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者可能發(fā)生的異常概率；然后在系統(tǒng)可視化界面中通過設(shè)置紅綠燈、小紅旗、磁條、背景顏色等表示學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況及狀態(tài)；系統(tǒng)通過不同顏色表示并結(jié)合學(xué)習(xí)干預(yù)策略庫，為用戶提供不同的干預(yù)，包括系統(tǒng)干預(yù)和人工干預(yù)。

圖2 學(xué)習(xí)預(yù)警功能模型

1.4 系統(tǒng)實現(xiàn)

1.4.1 系統(tǒng)界面

本系統(tǒng)中用戶角色只要分為兩大類，一類是系統(tǒng)管理員，一類是普通用戶（包括教師和學(xué)生）。首先，用戶在瀏覽器中輸入用戶信息并提交request，后臺服務(wù)器端收到request后對請求信息進(jìn)行驗證，驗證數(shù)據(jù)是否存在且正確，通過驗證后允許進(jìn)入系統(tǒng)。如果在數(shù)據(jù)庫中沒有匹配到數(shù)據(jù)，頁面報錯。通過驗證的用戶權(quán)限不同，登錄系統(tǒng)后可獲得不同的權(quán)限功能。

1.4.2 預(yù)警功能實現(xiàn)

預(yù)警功能模塊主要是將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化界面展示，教師或者管理員可以通過預(yù)警管理功能查看各個學(xué)生的在線學(xué)習(xí)預(yù)警情況。

2 結(jié)語

在線學(xué)習(xí)預(yù)警系統(tǒng)主要采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要完成對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集及分析，然后依據(jù)分析結(jié)果提供給學(xué)習(xí)者和教師不同的功能。系統(tǒng)對學(xué)習(xí)者發(fā)送預(yù)警信息，幫助學(xué)習(xí)者更好地了解自己學(xué)習(xí)情況，選擇合適自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣或者方法；系統(tǒng)對教師發(fā)送關(guān)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)報告，從而實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的全過程掌握，并及時提供建議。但是在實際應(yīng)用中還缺乏大量數(shù)據(jù)支撐，數(shù)據(jù)分析模型有待進(jìn)一步驗證。后期將繼續(xù)推廣系統(tǒng)應(yīng)用，進(jìn)一步完善系統(tǒng)，真正實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)的預(yù)警。