個性化遠程教育模式研究畢業(yè)論文
【摘要】文章分析了個性化遠程教育實施的網(wǎng)絡(luò)用法挖掘（WebUasgeMining）技術(shù)以及個性化遠程教育的各特征要素，并以解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM ）為基礎(chǔ)，分析了各特征要素之間的關(guān)聯(lián)，揭示了個性化遠程教育系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并識別各特征要素之間的結(jié)構(gòu)特性，最后建立了個性化遠程教育平臺模型。利用解釋結(jié)構(gòu)模型法還可以用于分析一些復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】爪生化；遠程教育；解釋結(jié)構(gòu)模型法；網(wǎng)絡(luò)用法挖掘
（一）引言
遠程教育也稱為遠距離（Distance Learning）教育，是指師生主要憑借計算機網(wǎng)絡(luò)或其他媒體所進行的非面對面的教育。隨著信息時代的到來，人類知識更新的周期越來越短，如何使教學(xué)、培訓(xùn)能滿足不同地點和不同學(xué)習(xí)時間的人們需要，如何最大限度地使廣泛的人群享受到優(yōu)質(zhì)的教育服務(wù)，傳統(tǒng)的面對面的教育方式在這方面已經(jīng)力不從心。在這種情況下，個性化遠程教育應(yīng)運而生，它的優(yōu)點在于使學(xué)生在時間和空間并不統(tǒng)一的情況下，利用計算機網(wǎng)絡(luò)，就能與教師進行交互并完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時，還可以通過Web數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為學(xué)習(xí)者實施個性化遠程學(xué)習(xí)服務(wù)，它是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育形式， 已經(jīng)成為中國人接受教育的一個重要組成部分。
本文分析了實施個性化遠程教育的關(guān)鍵技術(shù)——web數(shù)據(jù)挖掘和解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM）技術(shù)，并利用該技術(shù)對個性化遠程教育復(fù)雜要素問的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)進行研究，通過特征要素之間己知的零亂關(guān)系，揭示出系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以此建立了追求個性化教育的遠程教育平臺模型。
（二）實施個性化遠程教育關(guān)鍵技術(shù)
1．網(wǎng)絡(luò)用法挖掘（Web Uasge Mining）技術(shù)遠程教育作為一種學(xué)習(xí)手段，適用于各類層次人才的教育，它是一種提供終身教育的良好手段。其教育對象存在著極大的差異性，主要體現(xiàn)在：個人學(xué)習(xí)目標不同、學(xué)習(xí)能力不同、認識風(fēng)格不同。這就必然決定了遠程教育必然是一種個別化的教育，遠程教學(xué)也必須是一種適應(yīng)個別化學(xué)習(xí)需求的個性化教學(xué)。
遠程教育平臺的訪問個性化意味著每個學(xué)生在訪問遠程教育站點時應(yīng)得到個性化的服務(wù)。然而，現(xiàn)有的基于Web的遠程教育平臺大多不能解決個別化學(xué)習(xí)的需求，所以也就無法對學(xué)習(xí)者實施個性化的遠程學(xué)習(xí)服務(wù)，主要是現(xiàn)有遠程教育教學(xué)系統(tǒng)存在一定的不足，其一是動態(tài)交互功能不強，很難在系統(tǒng)中進行發(fā)現(xiàn)式、創(chuàng)造式的主動學(xué)習(xí)；其二是系統(tǒng)的智能性較低，不能根據(jù)學(xué)生的具體情況提供合適的、智能化的交互界面，不能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)情況提供相應(yīng)的指導(dǎo)，實現(xiàn)因“才”施教；其三是缺乏有效的引導(dǎo)，并且系統(tǒng)的測試和評價功能不強。為改善這些不足之處，有必要在現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)，形成一種主動的、協(xié)作的、開放的遠程教育學(xué)習(xí)系統(tǒng)，實現(xiàn)個性化、協(xié)作性教育教學(xué)，最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動性、積極性，最大限度地利用優(yōu)質(zhì)教育資源。真正實現(xiàn)讓學(xué)習(xí)者主動構(gòu)建知識的意義，實現(xiàn)自己獲取知識、自我更新甚至創(chuàng)造新知識的理想目標。要建立這種個性化遠程教育服務(wù)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)用法挖掘（Web Uasge Mining）技術(shù)是我們應(yīng)該優(yōu)先選擇的一種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。Web Usage Mining用于了解用戶的網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)所具有的意義，它所面對的是在用戶和網(wǎng)絡(luò)交互的過程中抽取出來的第二手數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)主要是用戶在訪問Web時在Web日志里留下的信息， 以及其他一些交互信息，具體來說有用戶訪問日期、時間、用戶IP地址、服務(wù)器IP地址、方法、所請求的URL資源、服務(wù)器響應(yīng)狀態(tài)、用戶代理、發(fā)送字節(jié)等。
Web Usage Mining就是對Server Logs、Error Logs、CookieLogs等各種日志信息，以及用戶的注冊數(shù)據(jù)進行挖掘，以發(fā)現(xiàn)有用信息，并對學(xué)員訪問留下的日志文件進行分析提取，獲得關(guān)于學(xué)員學(xué)習(xí)的信息，作為對學(xué)員提供個性化教學(xué)服務(wù)的依據(jù)，同時還可以利用這些信息建立起一個智能化的、個性化的遠程教育系統(tǒng)。這個學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以通過對學(xué)習(xí)者行為的分析和研究，了解和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況、需求、能力、進度、興趣等，及時調(diào)整學(xué)習(xí)計劃，呈現(xiàn)出符合個性的學(xué)習(xí)資源，使得學(xué)生身邊似乎有了一個能針對自身特點進行教學(xué)的“老師”而獲得個性化的教學(xué)服務(wù)。
2．解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM）解釋結(jié)構(gòu)模型法是用于分析教育技術(shù)研究中復(fù)雜要素間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的一種專門研究方法，作用是能夠利用系統(tǒng)要素之間已知的零亂關(guān)系，揭示出系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并運用系統(tǒng)工程的方法，對系統(tǒng)的整體模式進行結(jié)構(gòu)化建模，用整體設(shè)計中要涉及的內(nèi)容結(jié)構(gòu)矩陣來描述系統(tǒng)的設(shè)計方案，并以此來診斷系統(tǒng)設(shè)計中各方面因素，為系統(tǒng)的整體設(shè)計優(yōu)化提供方向。
解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM）是以圖論中的關(guān)聯(lián)矩陣原理來分析復(fù)雜系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析轉(zhuǎn)化為同構(gòu)有向圖的拓撲分析，繼而轉(zhuǎn)化為代數(shù)分析，通過關(guān)聯(lián)矩陣的運算來明確系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。首先根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計方式勾畫出設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣（鄰接矩陣）A，如圖1所示：
我們利用ISM方法對遠程教育模式進行研究，其一可以用鄰接矩陣來識別個性化遠程教育系統(tǒng)中各個節(jié)點之間的信息傳遞關(guān)系，揭示各要素之間的聯(lián)系；其二可以通過可達矩陣R中的回路來分析教育系統(tǒng)中各要素之間可能存在的冗余。
這樣我們就可以揭示現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，建立完善的追求個性化教育的現(xiàn)代遠程教育平臺。
（三）個性化遠程教育特征要素分析
為了便于研究遠程教育模式，我們首先利用5W1H傳播研究模式（即What、Where、When、Who、Why和How）對遠程教育的特征要素進行分析，得到12種要素，分別為：（1）學(xué)員人數(shù)：人數(shù)可多可少，非常靈活。（2）學(xué)習(xí)地點：學(xué)員可在任何場所上網(wǎng)學(xué)習(xí)，不受空間的限制。（3）實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標的途徑：利用網(wǎng)絡(luò)化教材來完成學(xué)習(xí)目標。（4）實習(xí)機會及場所：無法提供實習(xí)場所，使一些實踐性的內(nèi)容無法更好的理解。（5）學(xué)員差異的解決：學(xué)員之間存在著差異，應(yīng)對學(xué)員開展個性化教育。（6）教材內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)化教材制作較難，主要體現(xiàn)在內(nèi)容是否豐富，從而可以滿足不同層次人才的需求。（7）即時答疑、交流情況：通過實時交換技術(shù)如：聊天室（chat room）、視頻會議（Video Conference）、即時通信（MSN／QQ／ICQ）和BBS等解決教師和學(xué)員之間、教師與教師之間、學(xué)員之間互相溝通的點對點的音、視頻通訊，同時該技術(shù)還支持分布在不同地方的教師可以隨時召開會議，也可以進行遠程的辦公和教科研工作。（8）學(xué)習(xí)歷程檔案的建立：可通過網(wǎng)上報名，直接在數(shù)據(jù)庫中建立檔案，這其中主要包含學(xué)員的知識等級、學(xué)習(xí)能力、選課情況、測驗通過情況等信息，是進行個性化教育的基礎(chǔ)。（9）教師：可事先錄制好授課案例，學(xué)員上課時不必有真實的教師在現(xiàn)場，但教師應(yīng)做好學(xué)員檔案的管理以及網(wǎng)絡(luò)教材的制作，及時通過實時交換技術(shù)與學(xué)員和別的教師進行溝通，實行個性化教育。（10）課程表安排的靈活性：學(xué)員自己可以靈活安排。（11）集中受訓(xùn)：遠程教育由于人員的分散，或受地域的限制，很難做到集中受訓(xùn)。（12）因“才”施教，個性化教育實施：利用網(wǎng)絡(luò)用法挖掘（Web Uasge Mining）技術(shù)挖掘?qū)W員信息，建立起一個智能化的、個性化的遠程教育系統(tǒng)。3個性化遠程教育模型的建立根據(jù)上述遠程教育的特征要素，以及Web挖掘技術(shù)和解釋結(jié)構(gòu)模型法，建立了如圖2所示的反映各特征要素的鄰接矩陣，以便于研究教育模式中各要素之間的關(guān)系。中（1）～ （12）分別代表：（1）學(xué)員人數(shù)；（2）學(xué)習(xí)地點；（3）實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標的途徑；（4）實習(xí)機會及場所：（5）學(xué)員差異的解決；（6）教材內(nèi)容；（7）即時答疑、交流情況；（8）學(xué)習(xí)歷程檔案的建立：（9）教師；（10）課程表安排的靈活性；（11）集中受訓(xùn)；（12）因“才”施教，個性化教育實施。
依據(jù)上述解釋結(jié)構(gòu)模型法理論基礎(chǔ)，我們可以計算出該鄰接矩陣的可達矩陣尺及RnRr為：通過分析各特征要素之間的關(guān)系，以及RNR 的計算結(jié)果，得出{（2）（4）（11）}，{（5）（6）（7）（8）（9）（12））之間有相互的因果關(guān)系，接著對個性化教育系統(tǒng)實施級別劃分，進一步識別各特征要素之間的結(jié)構(gòu)特性，可以得到個性化遠程教育的解釋結(jié)構(gòu)模型分析圖，如圖3所示。
直觀的描述了實現(xiàn)個性化遠程教育的模式，在建立個性化遠程教育平臺時可依此為理論基礎(chǔ)，學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中，通過對教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)，達到學(xué)習(xí)目標，并通過實時交換技術(shù)把信息反饋到教育平臺，同時，利用網(wǎng)絡(luò)用法挖掘（WebUasge Mining）技術(shù)，抽取到用戶和網(wǎng)絡(luò)交互過程中的第二手數(shù)據(jù)，建立學(xué)員學(xué)習(xí)歷程檔案，教師依此為依據(jù)，在個性化教育平臺上對學(xué)員實施個性化設(shè)置，滿足對不同層次學(xué)員的學(xué)習(xí)服務(wù)，實現(xiàn)個性化遠程教育。
（四）結(jié)束語
遠程教育作為一種學(xué)習(xí)手段，是當今實現(xiàn)終身教育的最佳選擇之一，個性化的遠程教育又是遠程教育的立足之本，因此有必要研究并掌握相關(guān)的個性化的遠程教育網(wǎng)站技術(shù)。而個性化遠程教育的特征要素較多，相互之間的關(guān)聯(lián)又比較零亂，我們通過解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM），分析各特征要素之間的關(guān)系，揭示了個性化遠程教育系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為建立完善的個性化遠程教育平臺打下了基礎(chǔ)。解釋結(jié)構(gòu)模型法不僅可以用來分析教育技術(shù)研究中復(fù)雜要素間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，同時還可以分析很多復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計，比如機械行業(yè)專家系統(tǒng)的分析，模具設(shè)計過程建模的研究等等。本文研究思路同時也可應(yīng)用到同類系統(tǒng)的開發(fā)中，相信該技術(shù)隨著發(fā)展會不斷成熟和完善。
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