摘要：大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)觸發(fā)了教育行業(yè)的巨大變革，催生了各種形式和各種內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開(kāi)放課程，這些課程所采用的自由在線學(xué)習(xí)方式能夠針對(duì)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求展開(kāi)導(dǎo)向?qū)W習(xí)，可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性。而如何根據(jù)學(xué)習(xí)者的持點(diǎn)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開(kāi)放課堂所面占的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。該文利用在線學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生形成性評(píng)價(jià)，首先基于認(rèn)知思維的要求作為在線學(xué)習(xí)的目標(biāo)分類，通過(guò)自動(dòng)分類算法進(jìn)行聚類分析區(qū)分學(xué)習(xí)者的應(yīng)用能力層次。在此基礎(chǔ)上，為提高數(shù)據(jù)的處理放率，加快對(duì)學(xué)習(xí)者的評(píng)價(jià)，再采用三層自動(dòng)編碼器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)降維提取關(guān)鍵持征，然后利用刊練集中的數(shù)據(jù)刊練學(xué)習(xí)器，并利用集成學(xué)習(xí)機(jī)制綜合單個(gè)學(xué)習(xí)器的結(jié)果，得到吏為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。該文采集初中學(xué)生針對(duì)持定知識(shí)點(diǎn)的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)構(gòu)成刊練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)集，通過(guò)對(duì)比專家人工和機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)所構(gòu)造的測(cè)試集數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)結(jié)果，驗(yàn)證了該文方法的有放性。
關(guān)鍵詞：在線學(xué)習(xí),大數(shù)據(jù),云計(jì)算,機(jī)器學(xué)習(xí)
一、引言
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，共享大數(shù)據(jù)的云計(jì)算平臺(tái)與教育行業(yè)不斷融合，為教育行業(yè)的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。教育體系包括教學(xué)環(huán)節(jié)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、互動(dòng)機(jī)制、評(píng)估方法等各個(gè)方面都將發(fā)生一定程度的改變。這些改變中比較吸引人的特色是可以對(duì)任何受教育對(duì)象在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何形式（Anyone，Anytime，Anywhere，Anystyie）的自由在線學(xué)習(xí)方式。在這種自由在線學(xué)習(xí)方式的支持下，任何學(xué)習(xí)者，只要擁有一個(gè)可以訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)客戶端，就可以訪問(wèn)諸多云計(jì)算平臺(tái)上各種共享教育資源，不像課堂教學(xué)那樣必須在規(guī)定的時(shí)間和地點(diǎn)，由事先分派的教師來(lái)傳授。而受教育對(duì)象所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，完全可以根據(jù)自己當(dāng)前的知識(shí)水平、應(yīng)用能力、接收程度和個(gè)人偏好等，選擇相應(yīng)等級(jí)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。不僅可以選擇教學(xué)內(nèi)容，而且在學(xué)習(xí)中還可以選擇適合于學(xué)習(xí)者自身和教學(xué)內(nèi)容的各種教學(xué)形式，比如施教者講解、演示視頻、模擬仿真實(shí)驗(yàn)、習(xí)題訓(xùn)練等。
這種在線學(xué)習(xí)方式能夠結(jié)合學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)自主性，并提高學(xué)習(xí)者的效率。學(xué)習(xí)者可利用生活中的碎片化時(shí)間完成視頻觀看、提問(wèn)、練習(xí)、討論、測(cè)試等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。不再局限于課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)時(shí)間地點(diǎn)的限制。而且在線學(xué)習(xí)提供了更多交互的方式，而這種互動(dòng)的方式不再受課時(shí)的約束。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的興趣重復(fù)選擇相同的內(nèi)容，可以隨時(shí)中止，并在適合于學(xué)習(xí)者的時(shí)間段重新恢復(fù)。學(xué)習(xí)者還可以任意調(diào)取已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比復(fù)習(xí)，或?qū)Ρ葘⒁獙W(xué)習(xí)的內(nèi)容為下一步的學(xué)習(xí)打下更好的基礎(chǔ)，這些互動(dòng)更加強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，有利于學(xué)習(xí)者打通各個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)，形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求可分為顯式需求和隱式需求，顯示需求包括學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的時(shí)段、學(xué)習(xí)的內(nèi)容、實(shí)踐的環(huán)節(jié)、訓(xùn)練的題型和交互的方式，這些可由學(xué)習(xí)者完全清晰定義的需求，也包括了難以由學(xué)習(xí)者自身清晰定義的需求，比如學(xué)習(xí)者如何根據(jù)自己當(dāng)前所掌握的知識(shí)范圍，所達(dá)到的應(yīng)用能力水平和與其他同階段學(xué)習(xí)者的相對(duì)差異，來(lái)選擇最合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)者對(duì)自己所處的能力水平并沒(méi)有很清晰的認(rèn)識(shí)，也會(huì)缺乏足夠的對(duì)比參照。而結(jié)合云計(jì)算平臺(tái)的在線學(xué)習(xí)方式使學(xué)習(xí)主體的個(gè)性化特征數(shù)據(jù)收集成為可能。而且隨著在線學(xué)習(xí)的推廣和用戶數(shù)的劇增，其個(gè)性化特征數(shù)據(jù)收集將會(huì)以龐大的樣本空間為基礎(chǔ)，從而使特征數(shù)據(jù)覆蓋盡可能多的受教育人群，可以對(duì)受教育對(duì)象產(chǎn)生準(zhǔn)確詳細(xì)的描述。
通過(guò)個(gè)性化學(xué)習(xí)，使整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程能夠不斷針對(duì)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特征和個(gè)性化需求給出最適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。而個(gè)性化學(xué)習(xí)最重要的基石是個(gè)性化評(píng)價(jià)。不能對(duì)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特征，如學(xué)習(xí)者的知識(shí)范圍、應(yīng)用能力水平凰欠缺和盲點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)偏好等做出完整而準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，就無(wú)法因材施教，實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，施教者往往無(wú)法跟蹤每個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程，只能通過(guò)階段性考試的方式來(lái)做出評(píng)價(jià)。這樣的評(píng)價(jià)方式往往失之于寬泛，無(wú)法對(duì)每個(gè)個(gè)體產(chǎn)生精確的個(gè)性化評(píng)價(jià)，而且難以在學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證學(xué)習(xí)的效率。而基于信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)，可以充分收集學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的過(guò)程數(shù)據(jù)，從而為產(chǎn)生足夠細(xì)粒度的個(gè)性化評(píng)價(jià)提供了可能性。
在線學(xué)習(xí)可以記錄學(xué)習(xí)者的每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括學(xué)習(xí)者登錄的時(shí)間和每次學(xué)習(xí)持續(xù)的時(shí)間，所學(xué)習(xí)的視頻，所做的習(xí)題，與其他學(xué)習(xí)者的討論。因此可以將個(gè)性化評(píng)價(jià)方法和體系融入到學(xué)習(xí)者的每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)中?？梢韵胍?jiàn)，每個(gè)學(xué)習(xí)者都會(huì)產(chǎn)生龐大的用戶學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)。如果憑借人工經(jīng)驗(yàn)，即使對(duì)單個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)分析都是一件非常繁雜的工作。而一個(gè)實(shí)際可用的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，可能會(huì)登記有成千上萬(wàn)的用戶，這些用戶整體上每天都可能在學(xué)習(xí)平臺(tái)產(chǎn)生上G乃至上T的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)利用人來(lái)進(jìn)行手工分析已成為不可能的工作。因此，如何根據(jù)用戶學(xué)習(xí)活動(dòng)的所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，提取用戶的個(gè)性化特征，并根據(jù)用戶的個(gè)性化特征產(chǎn)生完整而準(zhǔn)確的個(gè)性化評(píng)價(jià)。已經(jīng)成為云計(jì)算平臺(tái)支撐下的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)亟需解決的核心問(wèn)題。
針對(duì)這一核心問(wèn)題，馮翔等從大數(shù)據(jù)視角出發(fā)，提出一種基于Hadoop技術(shù)的智能數(shù)字化教育服務(wù)架構(gòu)，解決海量教育信息的匯聚、存儲(chǔ)與獲取，和按需分析報(bào)告的可視化呈現(xiàn)等。方海光等通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)行為的全面跟蹤和記錄，形成以學(xué)習(xí)者為中卜的學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣、偏好等多維立體化數(shù)據(jù)模型，并提出一種基于數(shù)據(jù)挖掘的量化自我學(xué)習(xí)算法分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為模式，以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生教育的個(gè)性化的服務(wù)。白雪梅等提出一種基于梯度下降的機(jī)器學(xué)習(xí)分析方法進(jìn)行主觀和客觀數(shù)據(jù)綜合，并考慮其他影響因素的存在，通過(guò)循環(huán)計(jì)算累加結(jié)果得到了基于數(shù)據(jù)的分析模型來(lái)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)價(jià)和預(yù)估，并對(duì)一些出現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量問(wèn)題的概率比較大的課程進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)控。還有其他研究者在這一方面做出了積極探討。
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