自适应学习系统的设计与实现(论文写作)PPT格式课件下载.ppt

1、概念和概念间的联系；l学生模型学生模型（Student Model），也称为用户模型（），也称为用户模型（UM，User Model），代表学生特征，描述每一用户的知识、），代表学生特征，描述每一用户的知识、倾向及兴趣爱好等信息；倾向及兴趣爱好等信息；l教育学模型教育学模型（Pedagogical Model），定义了根据学生），定义了根据学生模型中的信息访问领域模型各个部分的规则；模型中的信息访问领域模型各个部分的规则；l自适应引擎自适应引擎（Adaptive Engine），是创建和更新领域概），是创建和更新领域概念及链接的全部软件环境，使用其他模型中的信息对学念及链接的全部软件环境，使用

2、其他模型中的信息对学习者进行个性化的选择、注释和呈现学习内容；习者进行个性化的选择、注释和呈现学习内容；l接口模块接口模块（Interface Module），代表并定义了用户与），代表并定义了用户与自适应学习系统间的交互。自适应学习系统间的交互。研究现状研究现状l自适应学习系统主要参考模型自适应学习系统主要参考模型 （黄伯平、赵蔚等（黄伯平、赵蔚等.自适应学习系统参考模型比较分析研究自适应学习系统参考模型比较分析研究.中国电化教育中国电化教育J，2009，（8）:97-101.）lAHAM（自适应超媒体应用模型）（自适应超媒体应用模型）l典型系统有典型系统有AHA!lLAOS（Layered

3、 WWW AHS Authoring Model）l典型系统有典型系统有MOT（My Online Teacher）lXAHM（XML 自适应超媒体模型）自适应超媒体模型）l典型系统有典型系统有DISASlWebML，是一种可视化语言，用于具体说明，是一种可视化语言，用于具体说明Web应应用程序的内容结构和内容组织呈现并将其转化为超文用程序的内容结构和内容组织呈现并将其转化为超文本形式。本形式。l典型系统有典型系统有CMS（Conference Management System）研究现状研究现状l从学习风格角度考虑从学习风格角度考虑 l基于蚁群算法基于蚁群算法 ACS l基于关联规则挖掘算法

4、基于关联规则挖掘算法 IDEAL l基于基于Felder-Silverman（菲尔德（菲尔德希尔佛曼）学习希尔佛曼）学习风格模型风格模型 CS388、Tangow、MANIC、MASPLANG、LSAS等等l基于基于Honey&Mumford（哈尼（哈尼芝福）学习风格芝福）学习风格模型模型 INSPIRE l从认知水平角度考虑从认知水平角度考虑 l基于遗传算法基于遗传算法 PELS l基于关联规则算法基于关联规则算法 ELM-ART 我们的研究我们的研究l在用户模型中主要考虑学习风格和认知水平。在用户模型中主要考虑学习风格和认知水平。l研发了研发了SAELS（Semantic Adaptive

5、 E-learning System）。l该系统引入本体，能对学习资源进行语义描述，该系统引入本体，能对学习资源进行语义描述，对学习风格、认知水平进行语义诊断，使学习对学习风格、认知水平进行语义诊断，使学习资源和学习路径根据学习者模型动态呈现，实资源和学习路径根据学习者模型动态呈现，实现了资源共享、重用和个性化推荐。现了资源共享、重用和个性化推荐。l实现学习者适应系统和系统适应学习者的双向实现学习者适应系统和系统适应学习者的双向适应。适应。二、自适应学习系统设计二、自适应学习系统设计 自适应学习系统是指能够为学习者提供一自适应学习系统是指能够为学习者提供一种个性化学习服务，实现系统根据学习者的

6、多种个性化学习服务，实现系统根据学习者的多种特点和行为倾向，如学习目标、偏好、认知种特点和行为倾向，如学习目标、偏好、认知水平等，采用相应的教学策略，推荐个性化的水平等，采用相应的教学策略，推荐个性化的学习路径和学习资源。学习路径和学习资源。1.自适应学习系统参考模型自适应学习系统参考模型l用户模型（用户模型（User Model）和学习行为）和学习行为（Learning Behaviors）l用户模型用户模型描述用户的描述用户的个体特征个体特征，如学习者基本信息，如学习者基本信息描述（姓名、性别、出生日期、电话、电子邮件、描述（姓名、性别、出生日期、电话、电子邮件、受教育水平、职业等）、受教

7、育水平、职业等）、学习风格学习风格、认知水平认知水平和和兴兴趣偏好趣偏好等。等。l学习行为学习行为记录了学习者的记录了学习者的学习历史过程学习历史过程（如学习者（如学习者访问学习资源的媒体类型、学习时间、访问次数等）访问学习资源的媒体类型、学习时间、访问次数等），系统可以根据用户的学习历史记录不断的更新用，系统可以根据用户的学习历史记录不断的更新用户模型。户模型。l领域模型（领域模型（Domain Model）l描述领域知识的结构，包括概念和概念间的联系，描述领域知识的结构，包括概念和概念间的联系，每个概念可以有不同的属性，具有相同属性的概念每个概念可以有不同的属性，具有相同属性的概念可以是不

8、同的数据类型。概念间的联系是联系两个可以是不同的数据类型。概念间的联系是联系两个或更多概念的对象，具有唯一标识值和属性或更多概念的对象，具有唯一标识值和属性。l自适应模型（自适应模型（Adaptation Model）l定义了如何根据用户模型中的信息访问领域模型各定义了如何根据用户模型中的信息访问领域模型各个部分，产生自适应动作，以及如何修改用户模型个部分，产生自适应动作，以及如何修改用户模型的的一套规则一套规则，这些规则体现出对课程的教学设计的，这些规则体现出对课程的教学设计的思想。思想。l自适应引擎（自适应引擎（Adaptive Engine）l对应着系统的实现，执行适应性规则，根据用户模

9、对应着系统的实现，执行适应性规则，根据用户模型选择、组装和呈现页面，实现根据用户学习行为型选择、组装和呈现页面，实现根据用户学习行为历史记录修改与维护用户模型等。历史记录修改与维护用户模型等。l呈现模型（呈现模型（Presentation Model）系统根据用户模型、领域模型、自适应模型通过系统根据用户模型、领域模型、自适应模型通过自适应引擎实现自适应引擎实现内容内容、导航导航和和学习活动序列学习活动序列等三方面等三方面的适应性显示的适应性显示。l内容显示内容显示l系统根据用户的学习风格呈现出不同媒体类型（如视频、系统根据用户的学习风格呈现出不同媒体类型（如视频、图片、文本等）。图片、文本等

10、）。l系统根据用户的学习风格呈现出不同事实或抽象等特性的系统根据用户的学习风格呈现出不同事实或抽象等特性的学习内容。学习内容。l导航：系统根据学习风格、认知水平划分为全局性导导航：系统根据学习风格、认知水平划分为全局性导航和局部性导航。航和局部性导航。l全局性导航主要由领域知识树形结构来呈现，通过树形结全局性导航主要由领域知识树形结构来呈现，通过树形结构可以显示出课程的完整知识体系，并通过学习状态标记构可以显示出课程的完整知识体系，并通过学习状态标记显示出当前学习者对知识的掌握状态。显示出当前学习者对知识的掌握状态。l局部导航为学习者提供了知识概念图，能够清楚的展现当局部导航为学习者提供了知识

11、概念图，能够清楚的展现当前知识点的相关知识、先前知识、后向知识前知识点的相关知识、先前知识、后向知识。l呈现模型（呈现模型（Presentation Model）l学习活动序列：系统根据学习者的学习风格适应推学习活动序列：系统根据学习者的学习风格适应推荐学习序列。荐学习序列。l如对于活跃型学习者，则系统推荐学习活动序列是：参如对于活跃型学习者，则系统推荐学习活动序列是：参与讨论（必选）与讨论（必选）阅读学习材料（推荐）阅读学习材料（推荐）个案研究个案研究（推荐）（推荐）做练习（必选）做练习（必选）完成测试（必选）；完成测试（必选）；l对于沉思型学习者，则系统推荐学习活动序列是：阅读对于沉思型学

12、习者，则系统推荐学习活动序列是：阅读学习材料（必选）学习材料（必选）个案研究（必选）个案研究（必选）参与讨论（推参与讨论（推荐）荐）做练习（必选）做练习（必选）完成测试（必选）。完成测试（必选）。2.用户模型构建用户模型构建l国际上最为重要的用户建模标准是国际上最为重要的用户建模标准是IMS LIP和和IEEE PAPI。l国内用户建模标准是教育部教育信息化技术标国内用户建模标准是教育部教育信息化技术标准委员会在准委员会在CELTS中定义的学习者模型中定义的学习者模型CELTS-11、学生身份标识、学生身份标识CELTS-13和学力和学力定义规范定义规范CELTS-14。l本系统依据本系统依据IEEE PAPI和和CELTS-11。用户模型的组成部分用户模型的组成部分类别组成部分成部分学生描述学生描述姓名、性别、出生日期、电话、电子邮件、受教育水平、姓名、性别、出生日期、电话、电子邮件、受教育水平、职业职业学习风格学习风格信息加工（活信息加工（活跃/沉思）、感知（感悟沉思）、感知（感悟/直直觉）、信息）、信息输入入（视觉/言言语）、内容理解（序列）、内容理解（序列/综合合）认知水平知水平背景知背景知识、知、知识熟熟练程度、程度、认知能力（知能力