CN106297445A - 一种基于大数据的移动学习系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的移动学习系统，其中，移动学习平台用于通过互联网络与客户端实现交互学习过程，移动资源平台，用于向所述移动学习平台提供实现交互学习所需的资源；用户管理平台，用于向所述移动学习平台提供用户数据信息；教学管理平台，用于根据用户管理平台的用户数据对所述移动学习平台的教学过程、教学结果、教学质量进行记录、管理、分析。应用本发明教师和学生可通过客户端，尤其是手机终端接入移动学习系统，移动学习系统自动对学生在线学习状态和信息进行纪录、统计、分析，教师通过大数据统计分析，可以有针对性地对教学进行调整和改进。

Description

一种基于大数据的移动学习系统

技术领域

本发明涉及一种远程教育技术领域，尤其涉及一种基于大数据的移动学习系统。

背景技术

移动学习作为数字化学习的一个分支，正日益受到人们的关注，并成为高等教育技术及相关领域研究的新热点。移动学习作为一种全新的学习形式在学校教育和培训领域有着不可估量的应用潜力。移动学习的主要目的就是利用移动终端和无线通信网络进行教学相关的活动，包括上课学习、访问教学资源、课程评价和测试等等。

移动学习系统(Smart Learning Mobile)是一种针对便携式移动设备(包括手机、平板电脑等)进行的数字化学习，基于无线互联网的移动学习方案，强调“随时、随地、随身”的碎片式学习。支持用户通过移动设备实施远程教学过程，实现学生随时随地便捷地进行学习与交流，为数字化虚拟教学提供了技术支持。

传统的教学方式下，课堂教学呆板枯燥缺乏趣味性，学生听课注意力不集中，对课堂反应较慢；目前课后学习主要通过纸质作业提交，学习效率低且存在抄作业问题；授课老师与学生之间缺乏足够互动，导致存在无法即时了解学生学习状态与行为的难题。

就教育而言，最重要的地方一直都是形成反馈闭环。教师提出一个问题，然后学生尝试去解决问题。从学生尝试解决问题的行为中，教师可以发现学生理解了哪些内容，以及哪些内容是不理解的，然后再基于此对教学行为作出相应的调整。同样的，学生在尝试解决问题的过程中，也能加深对问题的理解。

这个闭环在一对一或者是师生人数比率较低的情况下，非常有效，但是当学生数量过多，同时不同学生之间的水平存在差异之时，要想创建这种有效的闭环就变得异常困难。这时大数据和技术就可以发挥作用了。任何一名教师都可以带着学生学一门课程，但是要做到对每个学生具体的问题进行精准定位，就没有那么容易了，尤其是在班级学生数量较大的情况下。

因此，如何在移动学习系统中，通过技术手段增加教学互动，教学监督及反馈，并且能够及时获知某一课程或某一学生的学习状态是应用移动学习技术时需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中对学生在线学习状态和信息缺乏足够了解，无法对纪录、统计、分析学习状态和信息的技术问题。

本发明提供一种基于大数据的移动学习系统，用于通过互联网络与客户端实现交互学习，其中，该基于大数据的移动学习系统包括：移动学习平台、移动资源平台、用户管理平台、教学管理平台；其中，

所述移动学习平台，用于通过网络与客户端实现交互学习过程，包括用于提供课堂演示的演示模块，用于提供课堂互动的交互模块，用于进行用户自学的自习模块，用于进行课后实验的实验模块，用于考试测验的考试模块；

所述移动资源平台，用于存储并根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供实现交互学习所需的资源；

所述用户管理平台，用于对教师及学生的用户数据进行存储及管理，根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供用户数据信息；

所述教学管理平台，用于根据用户管理平台的用户数据对所述移动学习平台的教学过程、教学结果、教学质量进行记录、管理、分析。

进一步地，所述教学管理平台，用于针对所述移动学习平台进行统计分析管理，又可包括：

演示统计模块，用于对所述演示模块的演示情况进行统计；

交互统计模块，用于对所述交互模块的课堂交互情况进行统计；

自习统计模块，用于对所述自习模块的用户自学行为情况进行统计；

实验统计模块，用于对所述实验模块的实验实施情况进行统计；

考试统计模块，用于对考试模块的考试测验情况进行统计；

分析管理模块，用于对所述演示统计模块，交互统计模块，自习统计模块，实验统计模块，考试统计模块的统计信息进行分析管理。

进一步地，所述移动学习平台的实验模块具有开放接口，用于供用户通过客户端在所述移动学习平台的实验模块上设计、建立、操控以用户为中心的虚拟实验项目。

所述移动学习平台的考试模块，采用游戏过关的模式进行在线测试；

所述移动学习平台的自习模块，采用游戏过关的模式进行作业完成、提交、批改功能。

所述移动学习平台的交互模块，包括用于课堂点名的点名单元，用于课堂评分的评分单元，用于课后评价的评价单元，用于课堂反馈的反馈单元。

所述用户管理平台的用户数据信息，包括下列信息中的任一种或它们的组合：用户帐号、学籍信息、选课信息、用户权限、成绩信息、状态信息中的任一种或多种信息组合。

所述移动资源平台所提供的资源，包括下述资源中的任一种或它们的组合：课堂演示资源、习题资源、实验资源、参考资料资源。

所述教学管理平台针对所述移动学习平台进行统计分析管理的信息对象包括下列信息中的任一种或它们的组合：

起止时间，持续时长，成绩，评价等级，考勤信息，点击次数，难度系数，人数，课堂反馈信息。

所述互联网络是下述网络中的任一种或它们的组合：校园网有线网络、或校园无线网络、或公众无线网络、或局域无线网络、或公众互联网。所述客户端是通过有线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的手机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的平板电脑。

与现有技术相比，本发明的基于大数据的移动学习系统，可以实现教师和学生通过客户端，尤其是手机终端接入移动学习系统，线上的预习、完成作业和复习所有的学习操作平台自动进行纪录、统计、分析，通过对学生在线学习状态和信息的大数据统计分析，教师可以随时了解学生的学习情况，进而可以有针对性地对教学进行调整和改进。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本发明实施例的附图与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，但并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为基于大数据的移动学习系统的架构示意图；

图2为基于大数据的移动学习系统的教学管理平台的模块示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图所示出的本发明实施例的方法所包含的步骤，可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然本发明实施例的方法在所示的流程图中体现出了本发明的技术方案在执行时的一定的逻辑顺序，但通常而言，该逻辑顺序仅限于通过该流程图所示出的实施例。在本发明的另一些实施例中，本发明的技术方案的逻辑顺序也可以以不同于附图所示的方式来实现。

大数据的核心是数据，而数据是统计研究的对象，从大数据中寻找有价值信息的关键在于对数据进行正确的统计分析。从统计学与计算机科学出发，我们可以这样来定义“大数据”：大数据指那些超过传统数据系统处理能力、超越经典统计思想研究范围、不借用网络无法用主流软件工具及技术进行单机分析的复杂数据的集合。对于这一数据集合，在一定的条件下和合理的时间内，我们可以通过现代计算机技术和创新统计方法，有目的地进行设计、获取、管理、分析，揭示隐藏在其中的有价值的模式和知识。

对于移动学习系统而言，单个学习者的行为数据似乎并没有规律可循，然而当数据量积累到一定程度，通过挖掘群体的学习行为模式，对数据进行分析、统计、归纳，就会得出学习规律，判定出哪些知识点需要重点强调，并实现对不同的学习者因材施教，有针对性地开展教学和指导。通过大规模教学数据，对课程资源进行反复检验和改进，从而进一步提高在线教学资源的优质性。

例如，根据学生的表现，判断当前的题目的难度是否过大，是否太容易，还是刚刚好？然后，基于判断实时的改变题目的难度。学生可以按照自己的节奏来控制学习进度，而不会受到周围其他学生的行为的影响。然后，系统会给教师一个反馈，告知哪个学生在哪个方面有困难，同时给出全班学生的表现的整体分析数据。教师的角色也应该随之发生转变，即由教学角色向数据驱动的管理角色转变，应该用数据记录和分析学生在课堂上的一切表现。

如图1所示，给出了本发明实施例的一种基于大数据的移动学习系统100，用于通过互联网络与客户端实现交互学习，该基于大数据的移动学习系统100包括：移动学习平台101、移动资源平台102、用户管理平台103、教学管理平台104；其中，

所述移动学习平台101，用于通过网络与客户端实现交互学习过程；所述移动资源平台102，用于存储并根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供实现交互学习所需的资源；所述用户管理平台103，用于对教师及学生的用户数据进行存储及管理，根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供用户数据信息；所述教学管理平台104，用于根据用户管理平台的用户数据对所述移动学习平台的教学过程、教学结果、教学质量进行记录、管理、分析。

所述互联网络可以是下述网络中的任一种或它们的组合：校园网有线网络、或校园无线网络、或公众无线网络、或局域无线网络、或公众互联网。所述客户端是通过有线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的手机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的平板电脑。所述客户端与互联网络通信的协议可以包括下述协议中的任一种或它们的组合：TCP/IP协议，或3G/4G通信协议，或者WIFI协议，或者蓝牙协议。

所述用户管理平台的用户数据信息，包括下列信息中的任一种或它们的组合：用户帐号、学籍信息、选课信息、用户权限、成绩信息、状态信息。

所述移动资源平台所提供的资源，包括下述资源中的任一种或它们的组合：课堂演示资源、习题资源、实验资源、参考资料资源。

进一步地，如图2所示，所述移动学习平台101，包括用于提供课堂演示的演示模块201，用于提供课堂互动的交互模块202，用于进行用户自学的自习模块203，用于进行课后实验的实验模块204，用于考试测验的考试模块205。

演示模块201，可以进行教学内容演示，将大纲上的重点、难点做成生动形象的实验现象与结果的演示，让学生有画面感，理解容易、记忆深刻。演示方式可以是视频方式或简报幻灯片方式或图片方式。

所述移动学习平台的交互模块202，包括用于课堂点名的点名单元，用于课堂评分的评分单元，用于课后评价的评价单元，用于课堂反馈的反馈单元。教师可以基于交互模块即时的了解学生对所讲内容的理解情况，有针对性的调整讲解时间、方法和详略程度，让课堂教学变成闭环的控制系统，顺便也完成了课堂点名的工作。

所述移动学习平台的自习模块203，采用游戏过关的模式进行课程预习复习，作业完成、提交、批改功能。应用该自习模块，可将知识点梳理成游戏通过的问答题，随时随地的对新学内容进行快速、初步的了解，同样配合实验现象的动画过程，建立感性认识、激发学习兴趣。同时，在课程结束后，也可进行复习。同时随着手机的普及，可允许学生通过手机完成作业，将作业题目的解题过程变成游戏的通关过程，使做作业变成一件娱乐的事情，让抄作业没有可能，让作业的批改和成绩的录入变成系统的工作。

所述移动学习平台的实验模块204，具有开放接口，用于供用户通过客户端在所述移动学习平台的实验模块上设计、建立、操控以用户为中心的虚拟实验项目。所述实验模块204除了系统自带的实验内容之外，还可以提供开放的、可自主设计虚拟实验平台，用户可以通过智能手机等通用设备对虚拟实验平台进行编程操控，建立用户自有的实验项目，提供了以用户为中心的、面向未来的科技创新模式和创新体制的全新的实验验证环境。

所述移动学习平台的考试模块205，可以采用游戏过关的模式进行在线测试。

为了实现基于大数据的移动学习，所述教学管理平台针对所述移动学习平台进行全面的统计分析管理，如图2所示，所述教学管理平台104，包括：

演示统计模块301，用于对所述演示模块的演示情况进行统计；

交互统计模块302，用于对所述交互模块的课堂交互情况进行统计；

自习统计模块303，用于对所述自习模块的用户自学行为情况进行统计；

实验统计模块304，用于对所述实验模块的实验实施情况进行统计；

考试统计模块305，用于对考试模块的考试测验情况进行统计；

分析管理模块306，用于对所述演示统计模块301，交互统计模块302，自习统计模块303，实验统计模块304，考试统计模块305的统计信息进行汇总分析管理。

所述教学管理平台针对所述移动学习平台进行统计分析管理的信息对象包括下列信息中的任一种或它们的组合：起止时间，持续时长，成绩，评价等级，考勤信息，点击次数，难度系数，人数，课堂反馈信息。

所述分析管理模块306可以充分利用上述的统计信息针对学生和教师提供特定的数据分析图表，以便供学生和教师作为学习参考。

通过教学管理平台104，学生在移动学习平台的学习行为会被计算机记录下来，包括：鼠标的点击情况，在视频某处的重复观看和暂停，答错的题目是否会回顾复习等。

具体实现时，所述移动学习系统和客户端可以采用B/S模式，即浏览器/服务器模式，是一种从传统的二层C/S模式发展起来的新的网络结构模式。其本质是三层结构C/S模式。B/S模式主要由客户机，Web服务器，应用服务器和数据服务器(server)组成。在客户端安装的是标准、易用的通用浏览器(Browser)，将Web技术与数据库技术相结合。Web服务器主要是实现对客户端应用程序的集中管理，应用服务器主要负责事务处理，数据服务器主要用于数据的管理。

B/S模式具有很强的开放性，易扩展性，很强的信息系统集成性，能够提供灵活的交流和信息发布服务。项目使用java web的struts,spring,hibernate三层框架设计，系统结构框图如下，集成SSH框架的系统从职责上分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层，以帮助开发人员在短期内搭建结构清晰、可复用性好、维护方便的Web应用程序。其中使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts框架的模型部分，利用Hibernate框架对持久层提供支持，业务层用Spring支持。

通过移动学习平台，学生可以随时随地的进行理论知识点的实验学习，对课堂教学和实验教学都起到了必要的补充和辅助作用，可以有效解决实验资源有限和学生精力有限的双重瓶颈，通过此平台实现课堂教学与实验教学相结合、理论讲解与效果演示相结合、理论计算与实验验证相结合，达到讲得明白、学得轻松，真懂了、会用了。通过课后自习与考试，丰富了课后练习考核需要。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例所提供的系统的各组成部分，以及方法中的各步骤，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现。从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明技术方案而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于大数据的移动学习系统，用于通过互联网络与客户端实现交互学习，其特征在于，该基于大数据的移动学习系统包括：移动学习平台、移动资源平台、用户管理平台、教学管理平台；其中，

所述移动学习平台，用于通过网络与客户端实现交互学习过程，包括用于提供课堂演示的演示模块，用于提供课堂互动的交互模块，用于进行用户自学的自习模块，用于进行课后实验的实验模块，用于考试测验的考试模块；

所述移动资源平台，用于存储并根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供实现交互学习所需的资源；

所述用户管理平台，用于对教师及学生的用户数据进行存储及管理，根据所述移动学习平台的交互指令向所述移动学习平台提供用户数据信息；

所述教学管理平台，用于根据用户管理平台的用户数据对所述移动学习平台的教学过程、教学结果以及教学质量中的至少一种进行记录、管理和分析。

2.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，所述教学管理平台，用于针对所述移动学习平台进行统计分析管理，包括：

演示统计模块，用于对所述演示模块的演示情况进行统计；

交互统计模块，用于对所述交互模块的课堂交互情况进行统计；

自习统计模块，用于对所述自习模块的用户自学行为情况进行统计；

实验统计模块，用于对所述实验模块的实验实施情况进行统计；

考试统计模块，用于对考试模块的考试测验情况进行统计；

分析管理模块，用于对所述演示统计模块，交互统计模块，自习统计模块，实验统计模块，考试统计模块的统计信息进行分析管理。

3.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，所述移动学习平台的实验模块具有开放接口，用于供用户通过客户端在所述移动学习平台的实验模块上设计、建立、操控以用户为中心的虚拟实验项目。

4.如权利要求1或2所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，

所述移动学习平台的考试模块，采用游戏过关的模式进行在线测试；

所述移动学习平台的自习模块，采用游戏过关的模式进行作业完成、提交、批改功能。

5.如权利要求1或2所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，

所述移动学习平台的交互模块，包括用于课堂点名的点名单元，用于课堂评分的评分单元，用于课后评价的评价单元，用于课堂反馈的反馈单元。

6.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，所述用户管理平台的用户数据信息，包括下列信息中的任一种或它们的组合：用户帐号、学籍信息、选课信息、用户权限、成绩信息、状态信息中的任一种或多种信息组合。

7.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，所述客户端是通过有线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接互联网的校内或校外的计算机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的手机、或者是通过无线方式连接至互联网的校内或校外的平板电脑。

8.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，

所述移动资源平台所提供的资源，包括下述资源中的任一种或它们的组合：课堂演示资源、习题资源、实验资源、参考资料资源。

9.如权利要求1所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，所述互联网络是下述网络中的任一种或它们的组合：校园网有线网络、或校园无线网络、或公众无线网络、或局域无线网络、或公众互联网。

10.如权利要求2所述的基于大数据的移动学习系统，其特征在于，

所述教学管理平台针对所述移动学习平台进行统计分析管理的信息对象包括下列信息中的任一种或它们的组合：

起止时间，持续时长，成绩，评价等级，考勤信息，点击次数，难度系数，人数，课堂反馈信息。