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基于知识空间模型的可视化学习系统研究与设计

徐锦堂  
【摘要】:近年来,随着大数据、人工智能技术的发展,个性化学习已经成为了教育行业的研究热点。自适应学习系统是一种根据学习者特征提供个性化学习内容的技术或产品,它能够通过数据分析找到学习者的知识盲点或能力短板,为每个学习者规划学习路径,推荐学习资源,从而有效地提高学习效率和质量。自适应学习系统通常包括领域模型、学生模型和自适应模型三个核心组件,其中领域模型是对领域知识或课程内容的结构化描述,是实现学生评价模型和自适应匹配模型的基础。本文提出了一种领域模型的构建方法——知识空间模型,该模型定义了知识单元的层次性和顺序性关系,基于布鲁姆教育目标分类学提炼知识单元的关键词并设定能力维度,采用“关键词+能力维度”的形式对知识单元的课程目标进行描述,有助于实现学生的知识和能力综合评价。基于上述知识空间模型,本文针对《自动控制原理》课程设计了自适应学习系统,以地图方式可视化呈现了知识单元之间的关系,教师能够在后台进行学习资源管理与学生管理,学生可以在地图界面上打开学习资源进行学习与测试,认知能力评价系统能够显示学生测试后的能力评价结果。最后,基于教学实践的实测数据,本文采用项目反应理论研究了学生的学习评价问题,给出了学生的能力评价结果。


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