CN115798272B - 个性化掌握学习平台、系统、介质和方法 - Google Patents

个性化掌握学习平台、系统、介质和方法 Download PDF

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Abstract

本文公开了用于提供个性化掌握学习的系统、介质、方法和平台，所述系统、介质、方法和平台利用：知识地图；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；为学习者选择一个或多个学习活动的学习活动选择模块；以及基于学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个的学习活动修改模块。

Description

个性化掌握学习平台、系统、介质和方法
本申请是申请日为2018年03月19日、申请号为201810222888.1、发明名称为“个性化掌握学习平台、系统、介质和方法”的中国专利申请的分案申请。
版权声明
本专利文件公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有人不反对任何人如同其出现在专利商标局专利文件或记录中一样地拓制专利文件或专利公开内容，但在其他方面无论如何保留所有版权权利。
背景技术
自适应学习是一种使用计算机的教育方法，该教育方法根据个人的学习需要，如其对问题的答复、任务和经验所指示地调整教育材料的呈现。
发明内容
尽管在线/移动学习(例如，电子学习)系统利用计算能力来递送有效的自适应学习存在潜力，但现有的电子学习技术不足以提供真正的掌握学习(mastery learning)。举例而言，目前的系统没有使学习基于针对每个科目在每个学习水平上的学习目标的精心策划的地图，该精心策划的地图告知目标之间的层级关系和先决条件关系。再举示例而言，当前的系统在允许学习者从一个先决条件性概念前进到另一个以沿着目标地图进展之前未能包括针对学习者理解的充分或有效的检查。仅通过对表面结果进行测试，现有技术未能发现并解决可能存在于对每个顶级学习目标起作用的学习者更基本的技能集中的缺陷。又举示例而言，目前的系统无法提供以动态方式充分适配学习者掌握水平的学习活动。具体而言，学习活动不仅要基于学员的掌握水平进行选择，还要在框架(scaffolding)、反馈和内容方面逐步演进，以解决每个学员的迫切需求。
本文描述的个性化学习掌握系统所提供的优点例如包括在每个学习水平下描述每个科目或主题的基础知识地图(knowledge map)，该基础知识地图表示分层级地布置的学习目标以表示学习目标之间的先决条件关系并将一个或多个目标与一个或多个交互式在线或移动学习活动(例如，电子学习)相关联。本文描述的主题的进一步优点尤其包括多个学习活动，其中基于每个学习者的个人掌握水平和每个学习者在每个知识图中的进展为其选择活动。重要的是，如本文所描述的，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和/或内容，该每个学习活动被配置用于适配如由每个学习者的表现以及可选地该学习者的偏好所指示的该学习者的掌握水平。
在一个方面，本文公开了计算机实现的系统，其包括：数字处理设备，所述数字处理设备包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包含指令的计算机程序，所述指令可由所述数字处理设备执行以创建个性化掌握学习应用，所述个性化掌握学习应用包括：在学习水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图可以包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联的数据储存器；学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及学习活动修改模块，其基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。在一些实施方式中，所述应用包括多个知识地图。在一些实施方式中，所述数据储存器是先决条件地图。在一些实施方式中，所述知识地图的每个节点在所述先决条件地图中与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，每个学习活动包括交互式指令。在一些实施方式中，所述科目或主题是数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语或其组合。在一些实施方式中，所述学习水平是K前(pre-K)。在其他实施方式中，所述学习水平是K-12年级水平。在一些实施方式中，所述学习水平是熟练水平(proficiency level)、流畅水平(fluency level)、胜任水平(competency level)、掌握水平(mastery level)或其组合。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块将所述至少一个当前节点标识为紧接着所述学习者已展现出掌握的层级的一部分中的最高节点的节点。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块在完成每个学习活动之后标识所述至少一个当前节点。在一些实施方式中,所述学习活动选择模块在每个学习者与学习活动交互之后标识所述至少一个当前节点。在又一些其他实施方式中，所述学习活动选择模块连续标识所述至少一个当前节点。在一些实施方式中，每个学习活动包括内容类型，并且其中所述学习活动选择模块为所述学习者选择内容类型。在进一步实施方式中，所述内容类型针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块为所述学习者选择多个学习活动并向所述学习者呈现学习活动的可选项。在一些实施方式中，所述学习活动修改模块在每个学习者与学习活动交互之后改变所述一个或多个选定学习活动。在其他实施方式中，所述学习活动修改模块连续地改变所述一个或多个选定学习活动。在一些实施方式中，所述应用还包括离线模式，其中在所述离线模式下高速缓存所述学习者的表现数据，并且所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块访问高速缓存的表现数据。在一些实施方式中，当网络连接可用时或者一旦安装了所述应用时，所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块就偶尔访问所述学习者的所述表现数据以使得能够实现离线模式。
在另一方面，本文公开了编码有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包含可由处理器执行以创建个性化掌握学习应用的指令，所述个性化掌握学习应用包括：在学习水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联的数据储存器；学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及学习活动修改模块，其基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。在一些实施方式中，所述应用包括多个知识地图。在一些实施方式中，所述数据储存器是先决条件地图。在进一步实施方式中，所述知识地图的每个节点在所述先决条件地图中与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，每个学习活动包括交互式指令。在一些实施方式中，所述科目或主题是数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语或其组合。在一些实施方式中，所述学习水平是K前。在其他实施方式中，所述学习水平是K-12年级水平。在一些实施方式中，所述学习水平是熟练水平、流畅水平、胜任水平、掌握水平或其组合。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块将所述至少一个当前节点标识为紧接着所述学习者已展现出掌握的层级的一部分中的最高节点的节点。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块在完成每个学习活动之后标识所述至少一个当前节点。在其他实施方式中，所述学习活动选择模块在每个学习者与学习活动交互之后标识所述至少一个当前节点。在另外其他实施方式中，所述学习活动选择模块连续标识所述至少一个当前节点。在一些实施方式中，每个学习活动包括内容类型，并且其中所述学习活动选择模块为所述学习者选择内容类型。在进一步实施方式中，所述内容类型针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标。在一些实施方式中，所述学习活动选择模块为所述学习者选择多个学习活动并向所述学习者呈现学习活动的可选项。在一些实施方式中，所述学习活动修改模块在每个学习者与学习活动交互之后改变所述一个或多个选定学习活动。在其他实施方式中，所述学习活动修改模块连续地改变所述一个或多个选定学习活动。在一些实施方式中，所述应用还包括离线模式，其中在所述离线模式下高速缓存所述学习者的表现数据，并且所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块访问高速缓存的表现数据。在一些实施方式中，当网络连接可用时或者一旦安装了所述应用时，所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块就偶尔访问所述学习者的所述表现数据以使得能够实现离线模式。
在另一方面，本文公开了用于个性化掌握学习的计算机实现的方法，其包括：在计算机储存器中提供在学习水平或熟练水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；在计算机储存器中提供多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；在计算机储存器中维护将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联的数据储存器；通过计算机基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及通过所述计算机基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。在一些实施方式中,提供多个知识地图。在一些实施方式中，所述数据库是先决条件地图。在进一步实施方式中，所述知识地图的每个节点在所述先决条件地图中与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，每个学习活动包括交互式指令。在一些实施方式中，所述科目或主题是数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语或其组合。在一些实施方式中，所述学习水平是K前。在一些实施方式中，所述学习水平是K-12年级水平。在一些实施方式中，所述学习水平是熟练水平、流畅水平、胜任水平、掌握水平或其组合。在一些实施方式中，标识所述至少一个当前节点包括标识为紧接着所述学习者已展现出掌握的层级的一部分中的最高节点的节点。在一些实施方式中，标识所述至少一个当前节点在完成每个学习活动之后执行。在其他实施方式中,标识所述至少一个当前节点在每个学习者与学习活动交互之后执行。在另外其他实施方式中，标识所述至少一个当前节点连续执行。在一些实施方式中，每个学习活动包括内容类型，并且其中所述方法还包括为所述学习者选择内容类型。在进一步实施方式中，所述内容类型针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标。在一些实施方式中，为所述学习者选择多个学习活动并向所述学习者呈现学习活动的可选项。在一些实施方式中，改变所述一个或多个选定学习活动在每个学习者与学习活动交互之后执行。在其他实施方式中，改变所述一个或多个选定学习活动连续执行。在一些实施方式中，所述方法在离线环境下实现，其中在所述离线环境中所述学习者的表现数据存储在本地，并且对所述至少一个当前节点的标识和对所述学习活动的动态改变基于本地存储的表现数据。在一些实施方式中，当网络连接可用时或者一旦安装了所述应用时，就偶尔访问所述学习者的所述表现数据，以使得所述方法能够在离线模式下实现。
在另一方面，本文公开了个性化掌握学习平台，该个性化掌握学习平台包括服务器端学习活动选择应用和客户端学习活动修改应用，所述服务器端学习活动选择应用包括：在学习水平或熟练水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联的数据储存器；以及指令，其在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个选定学习活动。所述客户端学习活动修改应用包含的指令在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于所述学习者的表现动态地改变一个或多个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。在一些实施方式中，所述服务器端学习活动选择应用托管在服务器上，在多个服务器上，或者在云计算平台或服务上。在一些实施方式中，所述客户端学习活动修改应用是学习者网络应用或学习者移动应用的组成部分。在一些实施方式中，所述数据储存器是先决条件地图。在进一步实施方式中，所述知识地图的每个节点在所述先决条件地图中与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，所述服务器端学习活动选择应用包括多个知识地图。在一些实施方式中，每个学习活动包括交互式指令。在一些实施方式中，所述科目或主题是数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语或其组合。在一些实施方式中，所述学习水平是K前。在其他实施方式中，所述学习水平是K-12年级水平。在一些实施方式中，所述学习水平是熟练水平、流畅水平、胜任水平、掌握水平或其组合。在一些实施方式中，所述学习活动选择应用将所述至少一个当前节点标识为紧接着所述学习者已展现出掌握的层级的一部分中的最高节点的节点。在一些实施方式中，所述学习活动选择应用在完成每个学习活动之后标识所述至少一个当前节点。在其他实施方式中,所述学习活动选择应用在每个学习者与学习活动交互之后标识所述至少一个当前节点。在另外其他实施方式中，所述学习活动选择应用连续标识所述至少一个当前节点。在一些实施方式中，每个学习活动包括内容类型，并且其中所述学习活动选择模块为所述学习者选择内容类型。在进一步实施方式中，所述内容类型针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标。在一些实施方式中，为所述学习者选择多个学习活动并向所述学习者呈现学习活动的可选项。在一些实施方式中，所述学习活动修改模块在每个学习者与学习活动交互之后改变所述一个或多个选定学习活动。在其他实施方式中，所述学习活动修改模块连续地改变所述一个或多个选定学习活动。在一些实施方式中，所述应用还包括离线模式，其中在所述离线模式下高速缓存所述学习者的表现数据，并且所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块访问高速缓存的表现数据。在一些实施方式中，当网络连接可用时或者一旦安装了所述应用时，所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块就偶尔访问所述学习者的所述表现数据以使得能够实现离线模式。
附图说明
本发明的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考阐述了利用本发明原理的说明性实施方式的以下详细描述和附图，将会对本发明的特征和优点获得更好的理解，在附图中：
图1示出了流程图的非限制性示例；在这种情况下，是图示用于本文描述的自适应学习系统的分析引擎并描述数据流的图解；
图2示出了流程图的非限制性示例；在这种情况下，是图示用于本文描述的自适应学习系统中所使用的数据之间的关系的框架的图解；
图3示出了知识地图的非限制性示例；在这种情况下，是K前水平的数字常识科目的知识地图；
图4示出了先决条件地图的非限制性示例；在这种情况下，是图3针对K前水平的数字常识科目的知识地图的先决条件地图；
图5示出了先决条件地图中的节点的非限制性示例；在这种情况下，是图4针对K前水平的数字常识科目的先决条件地图中的节点；
图6A-图6E示出了用于设计学习活动的核心循环的非限制性示例；在这种情况下，是称为教授K前水平数字流畅性的树木的学习活动；
图6F示出了用于学习活动的后端游戏设计参数的非限制性示例；在这种情况下，是用于图6A-图6E的学习活动的后端游戏设计参数。
图7A-图7E示出了用于设计学习活动的核心循环的非限制性示例；在这种情况下，是称为教授K前水平计数顺序的马匹学习活动；
图7F示出了用于学习活动的后端游戏设计参数的非限制性示例；在这种情况下，是用于图7A-图7E的学习活动的后端游戏设计参数。
图8A-图8E示出了用于设计学习活动的核心循环的非限制性示例；在这种情况下，是称为教授K前水平计数的气球的学习活动；
图8F示出了用于学习活动的后端游戏设计参数的非限制性示例；在这种情况下，是用于图8A-图8E的学习活动的后端游戏设计参数。
图9A-图21B示出了使用自适应学习系统的非限制示例性用户体验；在这种情况下，是图示学生进展通过针对K前水平的数字常识科目(具体是数字1-10)的示例性先决条件地图的用户体验；
图22示出了数字处理设备的非限制性示例；在这种情况下，是具有一个或多个CPU、存储器、通信接口和显示器的设备；
图23示出了网络/移动应用提供系统的非限制性示例；在这种情况下，是提供基于浏览器和/或本机移动用户接口的系统；以及
图24示出了基于云的网络/移动应用提供系统的非限制性示例；在这种情况下，是包括弹性负载均衡的自动缩放网络服务器和应用服务器资源以及同步复制的数据库的系统。
具体实施方式
本文在某些实施方式中描述了计算机实现的系统，所述系统包括：数字处理设备，所述数字处理设备包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包含指令的计算机程序，所述指令可由数字处理设备执行以创建个性化掌握学习应用，该个性化掌握学习应用包括在学习水平下描述科目或主题的知识地图，该知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中节点分层级地布置在知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架(scaffolding)、反馈和内容；数据储存器，其将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为该学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及学习活动修改模块，其基于学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的框架、反馈和内容中的一个或多个。
本文在某些实施方式中还描述了编码有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包含可由处理器执行以创建个性化掌握学习应用的指令，所述个性化掌握学习应用包括：在学习水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；数据储存器，其将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为该学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及学习活动修改模块，其基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的框架、反馈和内容中的一个或多个。
本文在某些实施方式中还描述了用于个性化掌握学习的计算机实现的方法，所述方法包括：在计算机储存器中提供在学习水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；在计算机储存器中提供多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；在计算机储存器中维护将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联的数据储存器；通过计算机基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及通过所述计算机基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的框架、反馈和内容中的一个或多个。
本文在某些实施方式中还描述了个性化掌握学习平台，所述平台包括：服务器端学习活动选择应用，其包括：在学习水平下描述科目或主题的知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；多个学习活动，每个学习活动包括动态可变框架、反馈和内容；数据储存器，其将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；以及指令，其在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及包括这样的指令的客户端学习活动修改应用—所述指令在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于所述学习者的表现动态地改变一个或多个选定学习活动的框架、反馈和内容中的一个或多个。
某些定义
除非另有定义，本文所使用的所有技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确所指。本文中任何提到“或”旨在包含“和/或”，除非另有说明。
如本文所使用的，“掌握”是指随着时间推移一贯性地展现的、传递且不衰退的高熟练程度。在一些情况下“掌握学习”的含义包括在前进至学习后续信息之前应实现掌握先决条件性知识的教育原则。
如本文所使用的，“知识地图”是指科目或科目子集的粒度学习目标的层级顺序关系的视觉表示。除了显示学习目标之外，它还指示了所述目标之间的先决条件关系。在一些情况下，知识地图用于规划本文所描述的个性化掌握学习系统所需要的内容，并且通知相关的先决条件地图。
如本文所使用的，“先决条件地图”是指与知识地图有关的地图，其包括节点，其中每个节点对应于相关知识地图的学习目标，并且包含解决所述学习目标的活动。在一些情况下，节点还具有与之相关联的数据集。在一些情况下，将本文描述的先决条件地图构建到自适应引擎的逻辑中，并且用于确定学习者接下来应看到什么活动。在一些情况下，节点可选地与学习目标类型相关联；系统使用该信息来确定应用哪些自适应算法。
如本文所使用的，先决条件地图上的“节点”是指包括来自知识地图的学习目标和解决所述学习目标的多个难度渐增活动在内的相关联数据的集合。在一些情况下，一些难度水平具有不止一个选项，用于向学习者呈现活动。在一些情况下，在进入下一个节点之前，节点还有用于学习者如何进展通过其内容的内部逻辑。在一些情况下，一个或多个节点可选地是关键节点，关键节点优先于地图中的其他节点。在一些情况下，在存在多个关键节点的情况下，关键节点可选地具有相同的优先级。在一些情况下，在存在多个关键节点的情况下，可选地对关键节点的优先级进行排名(例如，优先级1>优先级2>优先级3等)。
如本文所使用的，“框架”是指在学习过程期间给予的教学框架或支持，该框架或支持针对学习者的需要而裁适，旨在帮助学生实现一个或多个学习目标。举例而言，这些支持可以包括准许访问资源、对任务建模、给出建议、提供鼓励、指导、模板和/或指南或者其任何组合。在一些情况下，这些支持会随着培养学生掌握而逐渐修改或去除。
自适应学习
在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括自适应学习技术或其使用。提供的学习体验同时以多种方式适配学习者。举例而言，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来选择或确定知识地图。再举示例而言，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来选择或确定学习内容。在一些情况下，内容经由类型、难度和/或数量的变化以及通过用于呈现内容的介质而调整。又举示例而言，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来选择或确定所提供的框架。在一些情况下，框架经由类型、频率、细节和/或程度的变化以及通过用于传达该框架的介质(例如，文本、图形、动画、视频、音效、音乐和/或旁白等等)而调整。又举示例而言，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来选择或确定所提供的反馈。在一些情况下，反馈经由类型、频率、细节和/或程度的变化以及通过用于传达该反馈的介质(例如，文本、图形、动画、视频、音效、音乐和/或旁白等等)而调整。
追踪学习者表现和构建学习者数据的数据库是确定个人学习者的掌握水平、学习者在先决条件地图上的(一个或多个)当前节点的关键，以及确定什么类型的适配和什么适配程度在任何给定时刻对特定学习者将会是最有效的关键。
许多类型的学习者数据适合于进行这些确定。举非限制性示例而言，合适的学习者数据包括完成的具体学习活动、与学习活动的成功交互(例如，成功完成的任务、成功回答的问题、成功完成的评估等)、完成的学习活动的数目，完成的学习活动的类型，等等。再举非限制性示例而言，合适的学习者数据包括未成功进行的具体学习活动、与学习活动的不成功交互(例如，未成功进行的任务、未成功回答的问题、未成功进行的评估等)、未成功进行的学习活动的数目、未成功进行的学习活动的类型，等等。又举非限制性示例而言，合适的学习者数据包括放弃的学习活动、与学习活动的不完全交互、放弃的学习活动的数目、放弃的学习活动的类型，等等。在一些实施方式中，合适的学习者数据包括学习者偏好、导师(例如，教师、家长等)偏好，等等。
参考图1，在特定实施方式中，分析引擎支持本文描述的自适应学习技术。在该实施方式中，数据仓库为离线批量分析模块提供支持，该模块进而通知游戏设计(包括游戏、艺术以及相关联的元数据(metadata))和系统设计(包括自适应引擎过滤器)二者。此外，在该实施方式中，通过玩游戏所生成的数据被自适应性特征利用，并且适配引擎的决定被游戏利用。
参考图2，在特定实施方式中，利用数据框架来为数据仓库生成学习者数据。在该实施方式中，通过学习单元200、学习者动作205和游戏事件210的进展都得到追踪以确定特定学习者225在当前知识地图中的位置220。此外，在该实施方式中，经由玩家ID，关于事件的日期/时间戳以及会话ID来追踪学习者225的身份。关于通过学习单元200的进展，可选地存储每个单元的开始和结束以及每个单元215中的学习者的成功或失败。关于学习者动作205，可选地追踪游戏中的动作和UI菜单交互中的一个或多个。最后，关于游戏事件210，可选地使用指令提示和剪切场景中的一个或多个。
知识地图
在一些实施方式中，本文所描述的平台、系统、介质和方法包含一个或多个知识地图或其使用。在一些实施方式中，知识地图包括多个节点。在进一步实施方式中，知识地图中的节点表示主题或科目内的至少一个学习目标。在一些情况下，知识地图简单易懂并且包括有限数目的节点。在其他情况下，知识地图复杂并且包括大量节点。在各个实施方式中，知识地图合适地可以包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个或更多个节点。在其他各个实施方式中，知识地图合适地约包括5个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个或更多个节点，包括其中的增量。在另外其他各个实施方式中，知识地图合适地约包括25个、50个、75个、100个、125个、150个、175个、200个、225个、250个、275个、300个、325个、350个、375个、400个、425个、450个、475个、500个或更多个节点，包括其中的增量。在另外其他各个实施方式中，知识地图合适地约包括100个、200个、300个、400个、500个、600个、700个、800个、900个、1000个或更多个节点，包括其中的增量。
在一些实施方式中，知识地图针对主题。在其他实施方式中，知识地图针对科目。在进一步实施方式中，知识图针对科目的特定学习水平。举非限制性示例而言，许多科目是合适的并且包括数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语及其组合。类似地，举非限制性示例而言，许多学习水平是合适的，并且包括K前水平、幼儿园水平、一年级水平、二年纪水平、三年纪水平、四年纪水平、五年纪水平、六年纪水平、七年纪水平、八年纪水平、九年纪水平、十年纪水平、十一年纪水平、十二年纪水平，等等，包括其间的中间水平。在其他实施方式中，学习水平不与学校年级水平相联系，而是与熟练水平、流畅水平、能力水平、掌握水平或其组合相联系。
在一些实施方式中，知识地图中的节点表示主题或科目内的一个学习目标。在其他实施方式中，知识地图中的节点表示主题或科目内的2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个学习目标。在另外其他实施方式中，知识地图中的节点表示主题或科目内的5个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、55个、60个、65个、70个、75个、80个、85个、90个、95个、100个或更多个节点，包括其中的增量。在一些实施方式中，本文描述的系统、介质、方法、平台和应用包括一个知识地图。在其他实施方式中，本文描述的系统、介质、方法、平台和应用包括多个知识地图。在进一步实施方式中，本文描述的系统、介质、方法、平台和应用包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个知识地图。在更进一步实施方式中，本文描述的系统、介质、方法、平台和应用包括约5个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、55个、60个、65个、70个、75个、80个、85个、90个、95个、100个或更多个知识地图，包括其中的增量。在更进一步实施方式中，本文描述的系统、介质、方法、平台和应用包括约50个、100个、150个、200个、250个、300个、350个、400个、450个、500个、550个、600个、650个、700个、750个、800个、850个、900个、950个、1000个或更多个知识地图，包括其中的增量。
在一些实施方式中，节点分层级地布置在知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系。在一些实施方式中，节点以线性层级方式布置。在一些实施方式中，知识地图包括一个线性节点布置。在其他实施方式中，知识地图包括多个线性节点布置。如此，在一些实施方式中，知识地图包括多个独立线性节点布置。在其他实施方式中，节点以层级分支方式布置。在一些情况下，层级分支节点布置是复杂的，并且包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个或更多分支点，包括其中的增量。在一些实施方式中，知识地图包括一个或多个线性节点布置以及一个或多个分支节点布置。
在一些情况下，知识地图由一个或多个教学设计者创建。在其他情况下，知识地图由一个或多个教师或导师创建。在特定情况下，知识地图的创建是众包的。在其他特定情况下，知识地图是经由API等从第三方应用导入或上传的。
参考图3，在特定实施方式中，知识地图针对K前学习水平的数字常识。在该示例中，知识地图中的每个节点表示K前水平数字常识主题内的学习目标。在这种情况下，节点分层级地布置在知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系。该知识地图包括十二个节点。一些节点表示针对计数和处理对象数量300、305、310、315和320的学习目标。其他节点表示针对处理序列(尤其是口头计数序列)325、330、335、340和345的学习目标。然而，其他节点表示针对处理数字和数字的其他符号表示345、350和355的学习目标。
在一些实施方式中，数据储存器将一个或多个节点与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，知识地图的一个节点与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，知识地图的多个节点与一个或多个学习活动相关联。在另外其他实施方式中，知识地图的每个节点与一个或多个学习活动相关联。在一些实施方式中，数据储存器是先决条件地图。
在一些实施方式中，先决条件地图中的一个或多个节点是优先于该地图中的其他节点的关键节点。换句话说，与关键节点相关联的学习目标以及因此学习活动必须先于其他掌握。在一些实施方式中，先决条件地图中的一个节点是关键节点。在其他各个实施方式中，先决条件地图中的2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个、32个、33个、34个、35个、36个、37个、38个、39个、40个、41个、42个、43个、44个、45个、46个、47个、48个、49个、50个或更多个节点是关键节点。在一些实施方式中，在存在多个关键节点的情况下，关键节点都具有相同的优先级，则必须在其他节点之前得到解决，但是没有特定的次序。在其他实施方式中，在存在多个关键节点的情况下，关键节点中的两个或更多个的优先级进行了排名(例如，优先级1>优先级2>优先级3等)，则必须按排名次序进行解决。
参考图4，在特定实施方式中，图3的知识地图的每个节点与先决条件地图中的学习活动相关联。在该示例中，先决条件地图的一些节点是关键节点400、405、410和415，关键节点400、405、410和415表示在尝试任何下游学习活动之前必须成功完成的学习活动。这是因为关键节点表示针对这样的学习目标的学习活动：所述学习目标是下游学习活动所针对的下游学习目标的逻辑先决条件。在一些情况下，对关键节点进行优先权排序。在该示例中，一个关键节点400具有优先级1，两个关键节点405、410具有优先级2，而一个关键节点415具有优先级3。在一些情况下，节点是几种类型中的一种或多种。在该示例中，一些节点是教授技能的技能节点400、405、410和415。此外，在该示例中，一些节点是教授概念的概念节点420、425、430和435。更进一步，在该示例中，一些节点是教授必须记住的事实的数据节点440和445。
参考图5，在特定实施方式中，图4的先决条件地图的节点表示背诵从6-10的口述计数序列的学习目标。该节点与六个学习活动(预测试500、教学活动510、三个练习水平(简单530、中等515和困难525)以及评估活动520)相关联。在一些情况下节点具有内部逻辑以基于表现将学习者指引至各个学习活动。在该示例中，学习者在预测试500处开始，如果他们成功地完成了预测试，则向他们提供对先决条件地图505中下一个可用节点的访问。如果学习者未能通过预测试，则向他们提供对教学阶段510的访问。在教学阶段510之后，向学习者提供对中等练习阶段515的访问。如果学习者成功完成了中等练习阶段515，则向他们提供对评估阶段(终极(Boss))520的访问。如果学习者未能通过中等练习阶段515，则他们降级到简易练习阶段530，并且如果需要的话最终回到教学阶段510。在评估阶段520中获得足够的成功导致访问下一个可用节点505，但是评估阶段520的失败导致学习者返回困难水平525的练习，并且如果学习者未展现出掌握了背诵从6-10的口述计数序列则可以从那里降级。
学习活动
在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括多个学习活动或其使用。在一些实施方式中，多个学习活动是学习活动的数据储库或数据库。在一些实施方式中，多个学习活动约包括2个、5个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个或更多个活动，包括其中的增量。在进一步实施方式中，多个学习活动约包括50个、100个、150个、200个、250个、300个、350个、400个、450个、500个、550个、600个、650个、700个、750个、800个、850个、900个、950个、1000个、2000个、3000个、4000个、5000个或更多个活动，包括其中的增量。
很多类型的学习活动是合适的。在一些实施方式中，一个或多个活动选自非正式活动，举非限制性示例而言，包括示范、指导文章、指导视频和仿真。在一些实施方式中，一个或多个活动选自学前活动，举非限制性示例而言，包括图书、游戏、谜题、艺术、歌曲、唱歌和音乐。在一些实施方式中，一个或多个活动选自K-12活动，举非限制性示例而言，包括书籍、游戏、谜题、艺术、音乐、阅读作业、文章、视频、示范、仿真、小测验、考试、工作表、习题集、头脑风暴和杂志。在一些实施方式中，一个或多个活动选自高等教育活动，举非限制性示例而言，包括书籍、阅读作业、讲座、文章、视频、示范、仿真、模拟考试、小测验、考试、论文、实验室实验、习题集、头脑风暴和杂志。在一些实施方式中，一个或多个活动选自专业活动，举非限制性示例而言，包括书籍、文章、头脑风暴、协作、小组活动、多人游戏、视频、讲座、角色扮演、仿真、示范、小测验和考试。
在一些实施方式中，学习活动针对不同类型的学习目标。在各个进一步实施方式中，学习活动针对以下各项中的一项或多项：教学、练习或评估对概念的理解，教学、练习或评估对原理的理解，教学、练习或评估技能，或者教学、练习或评估数据知识。在一些情况下，基于学习活动是否主要针对概念、原理、技能还是数据，学习活动的功能会有所不同。
在一些实施方式中，一个或多个学习活动具有动态可变框架。在特定实施方式中，每个学习活动均具有动态可变框架。提供框架以在学习过程中向学习者给予支持，并且举非限制性示例而言，框架包括准许访问资源、对任务建模、给出建议、提供鼓励、指导、模板和/或指南或其任何组合。此外，可选地通过文本、图形、动画、交互式元素、视频、音频音效、音乐、旁白和其组合来提供框架。在一些实施方式中，动态可变框架允许学习活动响应于学习者活动、表现、偏好等来调整所采用的框架。例如，当学习者表现良好时，可选地减小框架，而当学习者步履维艰时可选地增大框架。
在一些实施方式中，一个或多个学习活动具有动态可变反馈。在特定实施方式中，每个学习活动具有动态可变反馈。提供反馈以通知学习者关于他们在学习过程期间的表现，并且举非限制性示例而言，反馈包括分数、成功指标、奖励、鼓励、表现不佳的指标、更正、指导或其任何组合。此外，可选地通过文本、图形、动画、交互式元素、视频、音频音效、音乐、旁白和其组合来提供反馈。在一些实施方式中，动态可变反馈允许学习活动响应于学习者活动、表现、偏好等来调整所提供的反馈。例如，当学习者表现良好时，可选地令反馈更加简洁或不太频繁，而当学习者步履维艰时，可选地令反馈更加详细、更加频繁或更加令人鼓舞。
在一些实施方式中，一个或多个学习活动具有动态可变学习内容。在特定实施方式中，每个学习活动具有动态可变内容。在更进一步实施方式中，动态可变内容允许学习活动响应于学习者活动、表现、偏好等来调整所提供的呈现的内容。例如，当学习者表现良好时，可选地呈现更具挑战性的内容，而当学习者步履维艰时可选地呈现较少挑战性的内容。举进一步示例而言，可选地改变内容以解决概念、原理、技能或数据。举更进一步示例而言，可选地改变内容以适应学习者的兴趣或偏好。
选择模块
在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括学习活动选择模块或其使用。在进一步实施方式中，学习活动选择模块基于学习者的表现来标识特定学习者在知识地图上的至少一个当前节点。在知识地图是线性的情况下，学习者可以具有单个当前节点。在知识地图是分支的或者具有多个独立学习路径的情况下，学习者可以具有多个当前节点，包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个当前节点。在特定实施方式中,学习活动选择模块将至少一个当前节点标识为紧接着学习者已展现出掌握的地图层级的一部分中的最高节点的节点。
对学习者的一个或多个当前节点的标识由学习活动选择模块以各个间隔适当地执行。例如，在一些实施方式中,学习活动选择模块在完成每个学习活动之后标识至少一个当前节点。在其他实施方式中,学习活动选择模块在每个学习者与学习活动交互之后标识至少一个当前节点。在另外其他实施方式中,学习活动选择模块实时地、连续地或基本上连续地标识至少一个当前节点。在本文描述的平台、系统、介质和方法包括离线模式的实施方式中，学习活动选择模块在本地存储学习者数据，并且仅当应用具有网络连接性时才为个人学习者标识至少一个当前节点。
在一些实施方式中，学习活动选择模块使用至少一个当前节点为学习者选择一个或多个学习活动。在进一步实施方式中，学习活动选择模块利用本文描述的数据储存器(诸如先决条件地图)为学习者选择一个或多个学习活动。在一些实施方式中，数据储存器(诸如先决条件地图)包括知识地图的一个或多个节点与一个或多个特定学习活动之间的关联。
在一些实施方式中，学习活动选择模块为学习者选择一种学习活动并向学习者提供对活动的访问。在其他实施方式中，学习活动选择模块为学习者选择多个学习活动并向学习者呈现学习活动的可选项。例如，在各个实施方式中，学习活动选择模块为学习者选择2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个学习活动并允许学习者在它们之间进行选择。在一些实施方式中，在图形用户界面(GUI)中向学习者呈现多个选定学习活动，并且通过例如按键、触摸屏上的手势、指点设备(诸如鼠标)等来选择活动。在一些实施方式中，每个学习活动包括内容类型，并且学习活动选择模块为学习者选择内容类型。举非限制性示例而言，内容类型包括针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标的那些。
修改模块
在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括学习活动修改模块或其使用。在进一步实施方式中，学习活动修改模块基于学习者的表现动态地改变学习活动的框架、反馈和内容中的一个或多个。在一些实施方式中，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来修改学习活动的框架。举例而言，框架可选地经由类型、频率、细节和/或程度的变化以及通过用于传达框架的介质(例如，文本、图形、动画、视频、音效、音乐和/或旁白等等)来修改。在一些实施方式中，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来修改用于学习活动的反馈。举例而言，反馈经由类型、频率、细节和/或程度的变化以及通过用于传达反馈的介质(例如，文本、图形、动画、视频、音效、音乐和/或旁白等等)来修改。在一些实施方式中，至少部分地基于学习者的表现及其展现的个人掌握水平来修改用于学习活动的内容。举例而言，内容经由类型、难度和/或数量的变化以及通过用于呈现内容的介质来修改。
对学习活动的框架、反馈和/或内容的修改由学习活动修改模块以各个间隔适当地执行。例如，在一些实施方式中，学习活动修改模块在每个学习者与学习活动互动之后改变学习活动的框架、反馈和/或内容。在另外其他实施方式中，学习活动修改模块实时地、连续地或基本连续地改变学习活动的框架、反馈和/或内容。在本文描述的平台、系统、介质和方法包括离线模式的实施方式中，学习活动修改模块在本地存储学习者数据，并且仅在应用有网络连接性时才改变个人学习者的学习活动的框架、反馈和/或内容。
离线模式
在在线学习或电子学习中，学习者经由计算机或移动设备参与学习活动，该计算机或移动设备经由诸如因特网等计算机网络访问学习内容。由于Wi-Fi和蜂窝网络并非完全无所不在，并且没有100％的正常运行时间，因此在线学习应用应当能够适应在网络连接性弱、不稳定、非经常或不存在情况下的学习。如此，在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括离线模式或其使用。
在离线模式下，在一些情况下，学习者的表现数据高速缓存在学习者使用的本地设备上。在这样的实施方式中，当网络连接可用时或者一旦安装应用时偶尔下载学习活动、内容和介质以使得能够实现离线模式。而且，在这样的实施方式中，学习活动选择模块和学习活动修改模块访问高速缓存的表现数据。在进一步实施方式中,当网络连接可用时或者一旦安装所述应用时，学习活动选择模块和学习活动修改模块偶尔(occasionally)访问学习者的表现数据以使得能够实现离线模式。
在一些实施方式中，在离线模式下，客户端学习活动选择和/或修改应用基于高速缓存在本地设备处的学习者数据继续进行操作。然而，在一些实施方式中，在离线模式下，服务器端学习活动选择和/或修改应用暂停操作直至网络连接可用。
数字处理设备
在一些实施方式中，本文描述的平台、系统、介质和方法包括数字处理设备或者其使用。在进一步实施方式中，数字处理设备包括实施设备功能的一个或多个硬件中央处理单元(CPU)或通用图形处理单元(GPGPU)。在更进一步实施方式中，数字处理设备还包括配置用于执行可执行指令的操作系统。在一些实施方式中，数字处理设备可选地连接至计算机网络。在进一步实施方式中，数字处理设备可选地连接至因特网，使得其访问万维网。在进一步实施方式中，数字处理设备可选地连接至云计算基础架构。在其他实施方式中，数字处理设备可选地连接至内联网。在其他实施方式中，数字处理设备可选地连接至数据存储设备。
根据本文的描述，举非限制性示例而言，合适的数字处理设备包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、亚笔记本计算机、上网本计算机、上网平板计算机、机顶计算机、媒体流送设备、手持式计算机、因特网器具、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、电子游戏控制台以及载具。本领域技术人员将会认识到，许多智能电话都适合在本文描述的系统中使用。本领域技术人员还将会认识到，具有可选的计算机网络连接性的挑选出的电视机、视频播放器和数字音乐播放器适合在本文描述的系统中使用。合适的平板计算机包括本领域技术人员所知的具有本、板和可转换配置的计算机。
在一些实施方式中，数字处理设备包括被配置用于执行可执行指令的操作系统。操作系统例如是管理设备硬件并为应用的执行提供服务的软件，包括程序和数据。本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的服务器操作系统包括FreeBSD、OpenBSD、Linux、/>Mac OS X/> Windows/>和/>本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的个人计算机操作系统包括/>Mac OS和类UNIX操作系统，诸如/>在一些实施方式中，操作系统是通过云计算提供的。本领域技术人员还将会认识到，举非限制性示例而言，合适的移动智能电话操作系统包括/>OS、/> Research In/>BlackBerry/> Windows/>OS、Windows/>OS、/>以及/>本领域技术人员还将会认识到合适的媒体流送设备操作系统包括，举非限制性示例而言，Apple/> Google/>Google/>Amazon/>以及本领域技术人员还将会认识到合适的视频游戏控制台操作系统包括，举非限制性示例而言，/> XboxMicrosoft Xbox One、/> Wii/>以及/>
在一些实施方式中，所述设备包括存储设备和/或存储器设备。所述存储设备和/或存储器设备是用于暂时地或永久地存储数据或程序的一个或多个物理装置。在一些实施方式中，所述设备是易失性存储器，且需要电力来维持存储的信息。在一些实施方式中，所述设备是非易失性存储器，且当数字处理设备未被供电时保留存储的信息。在进一步实施方式中，非易失性存储器包括闪速存储器。在一些实施方式中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其他实施方式中，所述设备是存储设备，举非限制性示例而言，包括CD-ROM、DVD、闪速存储器设备、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器以及基于云计算的存储。在进一步实施方式中，所述存储设备和/或存储器设备是诸如本文所公开的那些设备等设备的组合。
在一些实施方式中，数字处理设备包括用以向用户发送视觉信息的显示器。在一些实施方式中，显示器是液晶显示器(LCD)。在进一步实施方式中，显示器是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。在一些实施方式中，显示器是有机发光二极管(OLED)显示器。在各个进一步实施方式中，OLED显示器是无源矩阵OLED(PMOLED)或有源矩阵OLED(AMOLED)显示器。在一些实施方式中，显示器是等离子显示器。在其他实施方式中，显示器是视频投影仪。在另外其他实施方式中，显示器是与数字处理设备通信的头戴式显示器，诸如VR耳机。在进一步实施方式中，合适的VR耳机包括，举非限制性示例而言，HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR、Microsoft HoloLens、Razer OSVR、FOVE VR、Zeiss VR One、AvegantGlyph、Freefly VR耳机等。在进一步实施方式中，显示器是诸如本文所公开的那些设备等设备的组合。
在一些实施方式中，数字处理设备包括用以接收来自用户的信息的输入设备。在一些实施方式中，输入设备是键盘。在一些实施方式中，输入设备是指点设备，举非限制性示例而言，包括鼠标、轨迹球、跟踪板、操纵杆、游戏控制器或触控笔。在一些实施方式中，输入设备是触摸屏或多点触摸屏。在其他实施方式中，输入设备是用以捕捉语音或其他声音输入的麦克风。在其他实施方式中，输入设备是用以捕捉运动或视觉输入的摄像机或其他传感器。在进一步实施方式中，输入设备是Kinect、Leap Motion等等。在进一步实施方式中，输入设备是诸如本文所公开的那些设备等设备的组合。
参考图22，在特定实施方式中，示例性数字处理设备1901被编程或以其他方式被配置用于基于过去和当前的学习者表现数据为个人学习者选择和定制学习活动。设备2201可以调节本公开内容的自适应学习的各个方面，举例而言，诸如应用动态个性化适配来选择针对个人学习者的学习内容、合适的框架以及合适的反馈。在该实施方式中，数字处理设备2201包括中央处理单元(CPU，本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)2205，其可以是单核或多核处理器或者用于并行处理的多个处理器。数字处理设备2201还包括存储器或存储器位置2210(例如，随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器)，电子存储单元2215(例如，硬盘)，用于与一个或多个其他系统进行通信的通信接口2220(例如，网络适配器)，以及外围设备2225(诸如高速缓存、其他存储器、数据储存器和/或电子显示适配器)。存储器2210、存储单元2215、接口2220和外围设备2225通过诸如主板等通信总线(实线)与CPU2205通信。存储单元2215可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。数字处理设备2201可以借助于通信接口2220可操作地耦合至计算机网络(“网络”)2230。网络2230可以是互联网、因特网和/或外联网，或者内联网和/或与互联网进行通信的外联网。网络2230在一些情况下是电信和/或数据网络。网络2230可以包括一个或多个计算机服务器，所述计算机服务器可以支持诸如云计算等分布式计算。网络2230在一些情况下借助于设备2201可以实现对等网络，对等网络可以使得耦合至设备2201的设备能够充当客户端或服务器。
继续参考图22，CPU 2205可以执行可以在程序或软件中体现的机器可读指令序列。指令可以存储在诸如存储器2210等存储器位置中。可以将指令引导至CPU 2205，该指令随后可以用程序指令或以其他方式对CPU 2205进行配置以实现本公开内容的方法。由CPU2205执行的操作的示例可以包括取、解码、执行和回写。CPU 2205可以是诸如集成电路等电路的一部分。可以将设备2201的一个或多个其他组件包括在该电路中。在一些情况下，电路是应用专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
继续参考图22，存储单元2215可以存储诸如驱动程序、库和保存的程序等文件。存储单元2215可以存储用户数据，例如用户偏好和用户程序。数字处理设备2201在一些情况下可以包括一个或多个附加数据存储单元，所述一个或多个附加数据存储单元是外部的，诸如位于通过内联网或因特网进行通信的远程服务器上。
继续参考图22，数字处理设备2201可以通过网络2230与一个或多个远程计算机系统通信。例如，设备2201可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)，板或平板PC(例如，iPad、/>Galaxy Tab)，电话，智能电话(例如，/>iPhone、支持Android的设备、/>)或个人数字助理。
可以通过存储在数字处理设备2201的电子存储位置上(举例而言，诸如存储器2210或电子存储单元2215上)的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现如本文描述的方法。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器2205执行。在一些情况下，代码可以从存储单元2215中检索并且存储在存储器2210上以供处理器2205迅速存取。在一些情况下，可以不包括电子存储单元2215，并且将机器可执行指令存储在存储器2210上。
非暂时性计算机可读存储介质
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质或方法包括编码有程序的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，所述程序包括可以由可选地联网的数字处理设备的操作系统执行的指令。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质是数字处理设备的有形组件。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质可选地是可从数字处理设备移除的。在一些实施方式中，计算机可读存储介质举非限制性示例而言，包括CD-ROM、DVD、闪速存储器设备、固态存储器、磁盘驱动器、磁带存储器、光盘驱动器、云计算系统和服务等。在一些情况下，程序和指令永久地、基本上永久地、半永久地或非暂时性地编码在介质上。
计算机程序
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质和方法包括至少一个计算机程序或其使用。计算机程序包括可在数字处理设备的CPU中执行的、被编写用以执行特定任务的指令序列。计算机可读指令可以实现为程序模块，诸如函数、对象、应用编程接口(API)、数据结构等等，所述程序模块执行特定任务或实现特定抽象数据类型。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到能够以各种语言的各个版本来编写计算机程序。
计算机可读指令的功能在各个环境中可以如期望地组合或分配。在一些实施方式中，计算机程序包括一个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序包括多个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序是从一个位置提供的。在其他实施方式中，计算机程序是从多个位置提供的。在各个实施方式中，计算机程序包括一个或多个软件模块。在各个实施方式中，计算机程序部分地或全部地包括一个或多个网络应用、一个或多个移动应用、一个或多个独立应用、一个或多个网络浏览器插件、扩展、加载项或附加项，或者它们的组合。
网络应用
在一些实施方式中，计算机程序包括网络应用。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，在各个实施方式中，网络应用利用一个或多个软件框架以及一个或多个数据库系统。在一些实施方式中，网络应用创建于诸如.NET或Ruby onRails(RoR)等软件框架之上。在一些实施方式中，网络应用利用一个或多个数据库系统，举非限制性示例而言，包括关系型数据库系统、非关系型数据库系统、面向对象数据库系统、关联数据库系统和XML数据库系统。在进一步实施方式中，合适的关系型数据库系统举非限制性示例而言，包括/>SQL Server、mySQLTM和/>本领域技术人员还将会认识到，在各个实施方式中，网络应用是以一种或多种语言的一个或多个版本编写的。网络应用能够以一种或多种标记语言、表示定义语言、客户端脚本语言、服务器端编码语言、数据库查询语言或其组合来编写。在一些实施方式中，网络应用在一定程度上以标记语言编写，所述标记语言诸如为超文本标记语言(HTML)、可扩展超文本标记语言(XHTML)或可扩展标记语言(XML)。在一些实施方式中，网络应用在一定程度上以表示定义语言编写，所述表示定义语言诸如为层叠样式表(CSS)。在一些实施方式中，网络应用在一定程度上以客户端脚本语言编写，所述客户端脚本语言诸如为异步Javascript和XML(AJAX)、/>动作脚本、Javascript或/>在一些实施方式中，网络应用在一定程度上以服务器端编码语言编写，所述服务器端编码语言诸如为动态服务器页面(ASP)、/>Perl、JavaTM、Java服务器页面(JSP)、超文本预处理器(PHP)、PythonTM、Ruby、Tcl、Smalltalk、/>或Groovy。在一些实施方式中，网络应用在一定程度上以数据库查询语言编写，所述数据库查询语言诸如为结构化查询语言(SQL)。在一些实施方式中，网络应用集成了企业服务器产品，诸如/>Lotus/>在一些实施方式中，网络应用包括媒体播放器元件。在各个进一步实施方式中，媒体播放器元件利用许多合适的多媒体技术中的一个或多个多媒体技术，所述多媒体技术举非限制性示例而言，包括HTML 5、/> JavaTM和/>
参考图23，在特定实施方式中，应用提供系统包括由关系数据库管理系统(RDBMS)2310访问的一个或多个数据库2300。合适的RDBMS包括Firebird、MySQL、PostgreSQL、SQLite、Oracle Database、Microsoft SQL Server、IBM DB2、IBM Informix、SAP Sybase、SAP Sybase、Teradata等等。在该实施方式中，应用提供系统还包括一个或多个应用服务器2320(诸如Java服务器、.NET服务器、PHP服务器等)和以及一个或多个网络服务器2330(诸如Apache、IIS、GWS等)。(一个或多个)网络服务器经由应用程序(app)的应用编程接口(API)2340可选地显露一个或多个网络服务。经由诸如因特网等网络，系统提供基于浏览器的和/或移动本地用户界面。
参考图24，在特定实施方式中，应用提供系统可替代地具有分布式的基于云的架构2400并且包括弹性负载均衡的自动缩放网络服务器资源2410和应用服务器资源2420以及同步复制的数据库2430。
移动应用
在一些实施方式中，计算机程序包括提供给移动数字处理设备的移动应用。在一些实施方式中，在制造移动数字处理设备的时候将移动应用提供给该移动数字处理设备。在其他实施方式中，移动应用经由本文所描述的计算机网络提供给移动数字处理设备。
鉴于本文所提供的公开内容，移动应用是使用本领域已知的硬件、语言和开发环境，通过本领域技术人员已知的技术创建的。本领域技术人员将认识到移动应用是以多种语言编写的。举非限制性示例而言，合适的编程语言包括C、C++、C#、Objective-C、JavaTM、Javascript、Pascal、Object Pascal、PythonTM、Ruby、VB.NET、WML以及具有或不具有CSS的XHTML/HTML或者其组合。
合适的移动应用开发环境可从若干来源中获得。举非限制性示例而言，市售的开发环境包括AirplaySDK、alcheMo、Celsius、Bedrock、Flash Lite、.NETCompact Framework、Rhomobile以及WorkLight移动平台。其他开发环境是可免费获得的，举非限制性示例而言，其包括Lazarus、MobiFlex、MoSync以及Phonegap。另外，移动设备制造商发布软件开发工具包，举非限制性示例而言，所述软件开发工具包包括iPhone和iPad(iOS)SDK、AndroidTMSDK、/>SDK、BREW SDK、/>OS SDK、Symbian SDK、webOS SDK以及/>Mobile SDK。
本领域技术人员将认识到，若干商业论坛可用于移动应用的发布，举非限制性示例而言，所述商业论坛包括应用商店、/>Play、Chrome WebStore、应用世界、针对Palm设备的应用商店、针对webOS的应用目录、针对移动的市场、针对/>设备的Ovi商店，/>Apps以及/>DSi商店。
独立应用
在一些实施方式中，计算机程序包括独立应用，所述独立应用是作为独立的计算机过程而运行的程序，而非现有过程的附加项(例如不是插件)而运行的程序。本领域技术人员将认识到，经常编译独立应用。编译器是将以编程语言编写的源代码转换成诸如汇编语言或机器码等二进制目标码的(一种或多种)计算机程序。举非限制性示例而言，合适的编译编程语言包括C、C++、Objective-C、COBOL、Delphi、Eiffel、JavaTM、Lisp、PythonTM、Visual Basic以及VB.NET或其组合。至少部分地经常执行编译以创建可执行程序。在一些实施方式中，计算机程序包括一个或多个可执行的经编译的应用。
网络浏览器插件
在一些实施方式中，计算机程序包括网络浏览器插件(例如，扩展等)。在计算中，插件是向较大的软件应用添加具体功能的一个或多个软件组件。软件应用的制造者支持插件，以使得第三方开发者能够创建使应用扩展的能力、能够支持轻易地添加新的特征并且能够减小应用的大小。插件在得到支持时能够实现对软件应用的功能的定制。例如，在网络浏览器中普遍使用插件来播放视频、产生互动、扫描病毒以及显示特定的文件类型。本领域技术人员将熟悉若干网络浏览器插件，包括播放器，/> 和/>
鉴于本文所提供的公开内容，本领域技术人员将认识到一些插件构架是可用的，其使得能够以各种编程语言来开发插件，举非限制性示例而言，所述编程语言包括C++、Delphi、JavaTM、PHP、PythonTM以及VB.NET或其组合。
网络浏览器(也称为因特网浏览器)是被设计用于与联网的数字处理设备一起使用的软件应用，用于在万维网上检索、呈现和遍历信息资源。举非限制性示例而言，合适的网络浏览器包括InternetChrome、/>Opera以及KDE Konqueror。在一些实施方式中，网络浏览器是移动网络浏览器。移动网络浏览器(也称为微浏览器、迷你浏览器以及无线浏览器)被设计用于在移动数字处理设备上使用，举非限制性示例而言，所述移动数字处理设备包括手持式计算机、平板计算机、上网本计算机、亚笔记本电脑、智能电话、音乐播放器、个人数字助理(PDA)和手持式电子游戏系统。举非限制性示例而言，合适的移动网络浏览器包括浏览器、RIM/>浏览器、/> Blazer、/>浏览器、针对移动的/> Internet/>Mobile、/>Basic Web、/>浏览器、OperaMobile以及/>PSPTM浏览器。
软件模块
在一些实施方式中，本文公开的平台、系统、介质和方法包括软件模块、服务器模块和/或数据库模块，或者对其的使用。鉴于本文提供的公开内容，软件模块是使用本领域已知的机器、软件和语言通过本领域技术人员已知的技术来创建的。本文公开的软件模块以多种方式实现。在各个实施方式中，软件模块包括一个文件、一段代码、一个编程对象、一个编程结构或其组合。在进一步的各个实施方式中，软件模块包括多个文件、多段代码、多个编程对象、多个编程结构或其组合。在各个实施方式中，所述一个或多个软件模块举非限制性示例而言，包括网络应用、移动应用和独立应用。在一些实施方式中，软件模块是在一个计算机程序或应用中。在其他实施方式中，软件模块是在不止一个计算机程序或应用中。在一些实施方式中，软件模块托管在一个机器上。在其他实施方式中，软件模块托管在不止一个机器上。在进一步实施方式中，软件模块托管在云计算平台上。在一些实施方式中，软件模块托管在位于一个位置的一个或多个机器上。在其他实施方式中，软件模块托管在位于不止一个位置的一个或多个机器上。
数据库
在一些实施方式中，本文所描述的平台、系统、介质和方法包括一个或多个数据库或其使用。鉴于本文所提供的公开内容，本领域技术人员将认识到许多数据库适合于存储和检索知识地图、学习目标、学习活动或者学习者表现信息。在各个实施方式中，合适的数据库举非限制性示例而言，包括关系型数据库、非关系型数据库、面向对象数据库、对象数据库、实体关系模型数据库、关联数据库和XML数据库。进一步非限制性示例包括SQL、PostgreSQL、MySQL、Oracle、DB2以及Sybase。在一些实施方式中，数据库是基于因特网的。在进一步实施方式中，数据库是基于网络的。在更进一步实施方式中，数据库是基于云计算的。在其他实施方式中，数据库是基于一个或多个本地计算机存储设备的。
本发明提供了包括但不限于以下实施方式：
1.一种计算机实现的系统，包括：数字处理设备，所述数字处理设备包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包含指令的计算机程序，所述指令可由所述数字处理设备执行以创建个性化掌握学习应用，所述个性化掌握学习应用包括：
a)知识地图，该知识地图描述某一学习水平下的科目或主题，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；
b)多个学习活动，每个学习活动包括动态可变的框架、反馈和内容；
c)数据储存器，该数据储存器将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；
d)学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；
e)学习活动修改模块，其基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。
2.根据实施方式1所述的系统，其中所述应用包括多个知识地图。
3.根据实施方式1所述的系统，其中所述数据储存器是先决条件地图。
4.根据实施方式3所述的系统，其中所述知识地图的每个节点在所述先决条件地图中与一个或多个学习活动相关联。
5.根据实施方式1所述的系统，其中每个学习活动包括交互式指令。
6.根据实施方式1所述的系统，其中所述科目或主题是数学、阅读、科学、社会研究、艺术、音乐、语言艺术、外语或其组合。
7.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习水平是K前水平或K-12年级水平。
8.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习水平是熟练水平、流畅水平、胜任水平、掌握水平或其组合。
9.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动选择模块将所述至少一个当前节点标识为紧接着所述学习者已展现出掌握的层级的一部分中的最高节点的节点。
10.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动选择模块在完成每个学习活动之后标识所述至少一个当前节点。
11.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动选择模块在每个学习者与学习活动交互之后标识所述至少一个当前节点。
12.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动选择模块连续地标识所述至少一个当前节点。
13.根据实施方式1所述的系统，其中每个学习活动包括内容类型，并且其中所述学习活动选择模块为所述学习者选择内容类型。
14.根据实施方式13所述的系统，其中所述内容类型针对与概念、原理、技能或数据相关联的学习目标。
15.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动选择模块为所述学习者选择多个学习活动并向所述学习者呈现学习活动的可选项。
16.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动修改模块在每个学习者与学习活动交互之后改变所述一个或多个选定学习活动。
17.根据实施方式1所述的系统，其中所述学习活动修改模块连续地改变所述一个或多个选定学习活动。
18.根据实施方式1所述的系统，其中所述应用还包括离线模式，其中在所述离线模式下高速缓存所述学习者的表现数据，并且所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块访问所述高速缓存的表现数据。
19.根据实施方式1所述的系统，其中当网络连接可用时或者一旦安装了所述应用时，所述学习活动选择模块和所述学习活动修改模块就偶尔访问所述学习者的所述表现数据以使得能够实现离线模式。
20.一种编码有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包含可由处理器执行以创建个性化掌握学习应用的指令，所述个性化掌握学习应用包括：
a)知识地图，该知识地图描述某一学习水平下的科目或主题，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述知识地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；
b)多个学习活动，每个学习活动包括动态可变的框架、反馈和内容；
c)数据储存器，该数据储存器将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；
d)学习活动选择模块，其基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；
e)学习活动修改模块，其基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。
21.根据实施方式20所述的介质，其中所述应用包括多个知识地图。
22.根据实施方式20所述的介质，其中所述数据储存器是将所述知识地图的多个所述节点与一个或多个学习活动相关联的先决条件地图。
23.一种用于个性化掌握学习的计算机实现的方法，包括：
a)在计算机储存器中提供知识地图，该知识地图描述某一学习水平下的科目或主题，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；
b)在计算机储存器中提供多个学习活动，每个学习活动包括动态可变的框架、反馈和内容；
c)数据储存器，该数据储存器在计算机储存器中维护将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；
d)通过计算机基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个学习活动；以及
e)通过所述计算机基于所述学习者的表现动态地改变至少一个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。
24.根据实施方式23所述的方法，包括提供多个知识地图。
25.根据实施方式23所述的方法，其中所述数据库是将所述知识地图的多个所述节点与一个或多个学习活动相关联的先决条件地图。
26.一种个性化掌握学习平台，包括：
a.服务器端学习活动选择应用，其包括：
i.知识地图，该知识地图描述某一学习水平下的科目或主题，所述知识地图包括多个节点，每个节点表示至少一个学习目标，其中所述节点分层级地布置在所述地图中以表示学习目标之间的先决条件关系；
ii.多个学习活动，每个学习活动包括动态可变的框架、反馈和内容；
iii.数据储存器，该数据储存器将所述节点中的一个或多个与所述学习活动中的一个或多个相关联；以及
iv.指令，其在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于特定学习者的表现为所述学习者标识所述地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述数据储存器来为所述学习者选择一个或多个选定的学习活动；
b.客户端学习活动修改应用，其包含的指令在由一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行：基于所述学习者的表现动态地改变一个或多个选定学习活动的所述框架、反馈和内容中的一个或多个。
27.根据实施方式26所述的平台，其中所述数据储存器是一先决条件地图，该先决条件地图将所述知识地图的多个所述节点与一个或多个学习活动相关联。
实施例
以下说明性实施例是本文描述的软件应用、系统和方法的实施方式的代表，并不意味着以任何方式进行限制。
实施例1——教授数字流畅性的树木学习活动
树木学习活动教授学习者如何通过玩Shapey标签来标识介于1与30之间的数字。在游戏中，主持人Shapey大声喊出应加标签的数字，同时学习者搜索这些数字并点击每一个。每个回合有三个可加标签的Shapey。一旦加上标签，他们就跳上主持人Shapey所坐的长椅上。在所有三个Shapey都加上标签之后，这三个人都会前往树屋顶部参加派对。在学习活动结束时，学习者看到所有的Shapey在树屋里庆祝。
树木学习活动针对数据学习目标并使用记忆节点算法。如果学习者停顿，则提供反馈。例如，如果学习者停顿10秒钟，则提供旁白；如果学习者停顿30秒，则提供视觉弹出框。
活动中回合的数目基于学习者在相关联预测试中出错的问题数量。贯穿教学的每一部分学习者始终将具有向他们示出接下来要点击的那些Shapey的帮手。
参考图6A，在该实施例中，在活动开始时，学习者发现他们正在玩Shapey标签。
参考图6B，进一步在该实施例中，在回合开始时，所有Shapey从右侧跑到屏幕上。
参考图6C，进一步在该实施例中，在Shapey标签期间，
Shapey在学习者点击它们时在屏幕上跑动。当他们点击了正确的Shapey时，他们跳上长凳，与主持人Shapey坐在一起。
参考图6D，进一步在该实施例中，在回合结束时，所有加标签的Shapey都爬上树屋。
参考图6E，进一步在该实施例中，在活动结束时，镜头向上摇摄以显示在随机树屋中庆祝的四个Shapey。
参考图6F，在该实施例中，学习活动具有多个阶段，包括预测试、教导(例如，教学)、三个练习水平(简单、中等和困难)和终极(例如，最终掌握展现)。框架和反馈的水平基于阶段是可变的。例如，额外Shapey的数目、灌木丛的存在、Shapey旁白的存在、长凳上的Shapey是否显示数字以及主持人Shapey提供的提示类型基于阶段而改变。此外，在该实施例中，学习活动的自适应性是按计划的。例如，教学阶段在完成时自动通过，并向学习者呈现中等练习阶段。如果学习者未能通过中等练习阶段，则向他们呈现简单练习阶段。如果学习者通过中等练习阶段，则向他们呈现终极阶段。如果学习者未能通过终极阶段，则在练习阶段中他们会降级，并最终可能回到教学阶段。
实施例2——教授计数顺序的马匹学习活动
马匹学习活动通过让Shapey准备好舞台表演来教授学习者如何从1数到20。在这个学习活动中，有将在马上进行表演的五个Shapey，但是一些Shapey需要在其马匹上！学习者通过在四个不同的数据集中向前计数来将Shapey拖到合适的马匹上。一旦所有的Shapey都在其马匹上，学习者就点击完成按钮来完成一回合。在活动结束时，学习者将会看到Shapey在主舞台上做最后的表演！
马匹学习活动针对数据学习目标并使用错误节点算法。如果学习者停顿，则提供反馈。例如，如果学习者停顿10秒钟，则提供旁白；如果学习者停顿30秒，则提供视觉弹出框。
马匹学习活动中的教学流程是：回合0-所有马匹已经具有Shapey；回合1(E)-第四个马匹缺少Shapey；回合2(E)-第五个马匹缺少Shapey；和回合3(H)-第二个马匹缺少Shapey。贯穿教学的每个部分学习者始终将会具有帮手。指示学员在每个回合(不包括回合0)开始时点击每个马匹来对其进行计数。
参考图7A，在该实施例中，在活动开始时，学习者发现Shapey正在表演，但他们还没有准备好。
参考图7B，进一步在该实施例中，在回合开始时，所有5个马匹从左到右跑到屏幕上并一次报数一个。马匹服装将会基于学习活动所解决的数据集。
参考图7C，进一步在该实施例中，在Shapey放置阶段，Shapey基于每个水平的答案关键规则出现。学习者将Shapey拖到马匹上。在所有的马匹都具有Shapey后，出现完成按钮结束本回合。
参考图7D，进一步在该实施例中，在回合结束时，所有Shapey退出屏幕到右侧以前往主舞台。
参考图7E，进一步在该实施例中，在活动结束时，镜头向右摇摄以显示正进行其最终表演的Shapey。
参考图7F，在该实施例中，学习活动具有多个阶段，包括预测试、教授(例如，教学)、三个练习水平(简单、中等和困难)和终极(例如，最终掌握展现)。框架和反馈的水平基于阶段是可变的。在该实施例中，学习活动的自适应性是按计划的。例如，教学阶段在完成时自动通过，并向学习者呈现中等练习阶段。如果学习者未能通过中等练习阶段，则向他们呈现简单练习阶段。如果学习者通过中等练习阶段，则向他们呈现终极阶段。如果学习者未能通过终极阶段，则在练习阶段中他们会降级，并最终可能回到教学阶段。
实施例3——教授计数的气球学习活动
在气球学习活动中，一群兴奋的Shapey已经抵达，以在热气球上进行有趣的旅行！学习者将会需要对Shapey进行计数，并为它们选择正确的气球来乘坐。学习者可以在选择符合场景中确切数目的Shapey的气球之前报出Shapey的数目。
气球学习活动针对技能学习目标并使用错误节点算法。如果学习者停顿，则提供反馈。例如，如果学习者在对Shapey计数时停顿10秒则提供旁白；如果学习者在对Shapey计数时停顿30秒或60秒则提供旁白以及帮手；如果学习者在选择气球时停顿10秒则提供旁白；如果学习者在选择气球时停顿30秒则提供视觉弹出框；并且如果学习者在选择气球时停顿60秒则呈现正确答案(仅在容易的难度上)。
参考图8A，在该实施例中，在活动开始时，游客Shapey独自在热气球中。镜头向下摇摄以显示更多的等待加入空中游客Shapey的Shapey和气球。
参考图8B，进一步在该实施例中，在回合开始时，学习者对Shapey进行计数。学习者通过点击Shapey来对所有的Shapey计数。
参考图8C，进一步在该实施例中，学习者接下来选择气球。在点击所有Shapey之后，学习者必须选择正好合适大小的篮子。学习者点击篮子，然后Shapey都跳到篮子里。
参考图8D，进一步在该实施例中，在回合结束时，Shapey将压载物从篮子中抛出，则篮子升起到空中。镜头向右摇摄，显露出更多要计数的Shapey和篮子。
参考图8E，进一步在该实施例中，在所有Shapey升入空中后的活动结束时，镜头向上摇摄。游客Shapey正与所有其他Shapey一起拍照。
参考图8F，在该实施例中，学习活动具有多个阶段，包括预测试、教授(例如，教学)、三个练习水平(简单、中等和困难)和终极(例如，最终掌握展现)。框架和反馈的水平基于阶段是可变的。例如，回合的数目、气球的数目、Shapey在计数时是否说出和/或显示其数目、Shapey是否在进入气球后报数，δ(Delta)数据集和诱导答案规则基于阶段而改变。此外，在该实施例中，学习活动的自适应性是按计划的。例如，教学阶段在完成时自动通过，并向学习者呈现中等练习阶段。如果学习者未能通过中等练习阶段，则向他们呈现简单练习阶段。如果学习者通过中等练习阶段，则向他们呈现终极阶段。如果学习者未能通过终极阶段，则在练习阶段中他们会降级，并最终可能回到教学阶段。
实施例4-学习者在K前水平数字常识预测试的体验
一个4岁的学习者Prudence正进行学习K前水平的数字常识。她已经掌握了多到5的数字常识，但刚刚开始学习数字多到10。她在只有三场游戏的非常小的先决条件地图上参与了在线个性化掌握学习系统。游戏是树木(解决数字认知；参见实施例1)，马匹(解决计数顺序；参见实施例2)和气球(解决对对象计数；参见实施例1)。在该实施例中，马匹是气球的先决条件：学习者必须知道数字排列的次序才能使用该信息来对对象计数；并且树木在先决条件地图中位于单独的轨道上：学习者不需要能够读数字就可以列举计数顺序或者对一组对象计数。这些规则反映在相关联的先决条件地图中。
如图9A中所示，在该实施例中，Prudence从地图的开始处开始。地图具有两个关键节点，其中一个是优先级1。我们不知道Prudence的掌握水平，因此她从优先级1节点开始，该优先级1节点是气球1-5节点。她还在树木1-5节点开始，这是因为其没有任何优先级相同或更高的节点。如图9B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢(Hub)(例如，交互式在线学习图形用户界面)目前提供了对两个学习活动的访问：气球预测试1-5和树木预测试1-5。
如图10中所示，在该实施例中，Prudence接下来点击中间的图标，气球1-5预测试。她正确回答了每个问题。加油，Prudence！她获得了气球1-5节点的学分。她也获得了马匹1-5的学分，这是因为马匹1-5是气球的先决条件。如果她能完成气球，则我们确信她可以完成马匹。现在，我们检查新的预测试。
如图11A中所示，在该实施例中，先决条件地图指示出Prudence已经收到了对于气球1-5节点(关键节点)和马匹1-5节点的学分。气球6-10学习活动是地图上的下一个优先级关键节点并且具有优先级2。如图11B中所示，在该实施例中，树木1-5预测试停留在Prudence的中枢上，这是因为Prudence尚未进行该树木1-5预测试。因为气球6-10学习活动是地图上的下一个优先级关键节点，因此她现在还可以访问气球6-10学习活动。因此，Prudence的中枢为她提供了对两个活动的访问：树木预测试1-5和气球预测试6-10。她挑选气球预测试6-10。
如图12中所示，在该实施例中，Prudence未能通过气球6-10预测试。该节点现在被标记为已经预测试过，因此它不会再作为预测试。
如图13A中所示，在该实施例中，基于该地图，将Prudence置于马匹6-10预测试。马匹是气球的先决条件，并且可能是她在较难的技能上遇到麻烦的原因。如图13B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢目前为她提供了对两个学习活动的访问：树木预测试1-5和马匹预测试6-10。她挑选马匹预测试6-10。
如图14中所示，在该实施例中，Prudence未能通过马匹6-10预测试。看起来这确实是她在气球上遇到麻烦的原因。
如图15A中所示，在该实施例中，由于根据地图没有可用的先决条件节点进行预测试，因此将Prudence置于教学阶段的马匹6-10中。如图15B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢目前有两个活动：树木预测试1-5和马匹教学6-10。她喜欢科学家角色，因此她继续挑选要玩预测试活动。
如图16中所示，在该实施例中，Prudence现在向下进行地图的另一支路。她玩树木1-5预测试。她以完美的得分获得成功。
如图17A中所示，在该实施例中，树木1-5游戏是数据游戏，这意味着其使用稍微不同的逻辑。Prudence将首先通过玩树木1-5终极活动来确认其知识，而不是直接移动到下一个节点。如图17B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢目前提供了对两个活动的访问：树木终极1-5和马匹教学6-10。
如图18中所示，在该实施例中，Prudence参与了树木1-5终极活动并且也获得了完美的得分。干得漂亮，Prudence！现在激活她的最终预测试，树木6-10。
如图19A中所示，在该实施例中，先决条件地图反映出Prudence已经收到了对于气球1-5、马匹1-5和树木1-5的学分。她正进行树木6-10，并且必须先完成预测试。如图19B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢目前提供了对两个活动的访问：树木预测试6-10和马匹教学6-10。
如图20中所示，在该实施例中，Prudence错失了树木6-10预测试中的几个数字。
如图21A中所示，在该实施例中，根据地图现在将Prudence置于树木6-10的教学阶段，但将会仅教授她错失的数字。如图21B中所示，在该实施例中，Prudence的中枢目前提供了对两个活动的访问：树木教学6-10和马匹教学6-10。Prudence现在完全完成了预测试，并且基于她的掌握水平标识她在地图上的当前节点。从这里开始，她将会根据实施例1-3以及图6F、图7F和图8F中描述的每个通过/失败规则向前进展通过节点。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员而言将会显而易见的是，这样的实施方式只是通过示例的方式提供的。在不偏离本发明的情况下，本领域技术人员将会想到众多变化、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。

Claims (22)

1.一种计算机实现的系统，该计算机实现的系统用于动态编辑在线交互元素以促进个性化掌握电子学习应用程序的学习目标进行逻辑和逐步执行，该计算机实现的系统的架构包括：
a)第一集中式数据结构，其包括知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个所述节点代表至少一个学习目标，其中所述多个节点在所述知识地图中分层排列，以表示学习目标之间的关系；
b)在线交互元素库，每个在线交互元素包括动态可编辑的内容、反馈和框架；
c)第二集中式数据结构，其包括将所述知识地图的每个所述节点与一个或多个所述在线交互元素相关联的先决条件地图；
d)用户交互记录，其包括多个用户中的每一个与一个或多个所述在线交互元素之间的交互日志，其中所述日志包括在用于学习活动的学习活动图形用户界面GUI上与不可玩角色的一个或多个交互；和
e)至少一个处理器，其被配置用于提供编辑引擎，所述编辑引擎包括：
i)选择模块，其基于所述用户交互记录为特定用户标识所述知识地图上的至少一个当前节点，并且使用所述至少一个当前节点和所述先决条件地图为所述特定用户选择一个或多个在线交互元素；
ii)内容编辑模块，其基于所述特定用户的所述用户交互记录而动态地编辑一个或多个选定的在线交互元素的内容；
iii)反馈编辑模块，其基于所述特定用户的所述用户交互记录动态编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的反馈；和
iv)框架编辑模块，其基于所述特定用户的所述用户交互记录而动态地编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的框架，其中
所述框架包括访问资源、建模、指导、模板或指南，
其中动态编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的所述内容、所述反馈或所述框架中的任何一个包括编辑所述学习活动GUI内的一个或多个GUI元素，直到学习者掌握。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统的所述架构还包括本地用户数据存储，所述本地用户数据存储提供离线模式，其中在所述离线模式下，所述用户与所述一个或多个在线交互元素之间的交互被缓存，并且所述选择模块和所述编辑模块访问所述本地用户数据存储。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述选择模块和所述编辑模块在网络连接可用时或者在安装所述应用程序后偶尔访问所述本地用户数据存储，从而启用所述离线模式。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述在线交互元素包括音频元素、视觉元素、所述学习活动GUI上的不可玩角色或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述先决条件地图被内置到所述编辑引擎中。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个节点包括用于用户如何进展通过所述知识地图的内部逻辑。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个节点包括可选的关键节点，所述关键节点优先于所述知识地图中的其他节点。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述内容的任何动态编辑、所述反馈的动态编辑或所述框架的动态编辑包括在所述特定用户实现目标时移除内容、移除反馈或移除框架。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述日志还包括所述特定用户未完成的学习活动的类型、所述特定用户未完成的学习活动的数量、与游戏内非交互式GUI元素的尝试交互或其任意组合。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述框架还包括为所述特定用户调整一个或多个干扰物。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述日志还包括所述特定用户完成的正确答案、所述特定用户提供的错误答案、所述特定用户未作为答案提交的尝试以及所述特定用户的最终得分。
12.一种计算机实现的方法，该计算机实现的方法用于动态编辑在线交互元素以促进对个性化掌握电子学习应用程序的学习目标进行逻辑和逐步执行，该计算机实现的方法的架构包括：
a)提供一种架构，其包括：
i.第一集中式数据结构，其包括知识地图，所述知识地图包括多个节点，每个所述节点代表至少一个学习目标，其中所述多个节点在所述知识地图中分层排列，以表示学习目标之间的关系；
ii.在线交互元素库，每个所述在线交互元素包括动态可编辑的内容、反馈和框架；
iii.第二集中式数据结构，其包括将所述知识地图的每个所述节点与一个或多个所述在线交互元素相关联的先决条件地图；
iv.用户交互记录；
v.编辑引擎，其包括选择模块、内容编辑模块、反馈编辑模块和框架编辑模块；
b)通过所述用户交互记录接收多个用户中的每一个与一个或多个所述在线交互元素之间交互的日志，其中所述日志包括在用于学习活动的学习活动图形用户界面GUI上与不可玩角色的一个或多个交互；
c)所述选择模块基于所述记录的交互为特定用户标识所述知识地图上的至少一个当前节点；
d)所述选择模块使用所标识的至少一个当前节点和先决条件地图为所述特定用户选择一个或多个在线交互元素；
e)所述内容编辑模块基于为所述特定用户记录的交互而动态地编辑一个或多个选定的在线交互元素的内容；
f)所述反馈编辑模块基于为所述特定用户记录的交互而动态地编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的反馈；和
g)所述框架编辑模块基于为所述特定用户记录的交互而动态地编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的框架，其中所述框架包括访问资源、建模、指导、模板或指南，
其中动态编辑所述一个或多个选定的在线交互元素的所述内容、所述反馈或所述框架中的任何一个包括编辑所述学习活动GUI内的一个或多个GUI元素，直到学习者掌握。
13.根据权利要求12所述的方法，包括提供离线模式的本地用户数据存储，其中在所述离线模式下，所述用户与所述一个或多个在线交互元素之间的所述交互被缓存，并且所述选择模块和所述编辑模块访问所述本地用户数据存储。
14.根据权利要求13所述的方法，包括所述选择模块和所述编辑模块在网络连接可用时或者在安装所述应用程序后偶尔访问所述本地用户数据存储以启用所述离线模式。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述在线交互元素包括音频元素、视觉元素、所述学习活动GUI上的不可玩角色或其任意组合。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述先决条件地图被内置到所述编辑引擎中。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个节点包括用于用户如何进展通过所述知识地图的内部逻辑。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个节点包括可选的关键节点，所述关键节点优先于所述知识地图中的其他节点。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述内容的任何动态编辑、所述反馈的动态编辑或所述框架的动态编辑包括在所述特定用户实现目标时移除内容、移除反馈或移除框架。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述日志还包括所述特定用户未完成的学习活动的类型、所述特定用户未完成的学习活动的数量、与游戏内非交互式GUI元素的尝试交互或其任意组合。
21.根据权利要求12所述的方法，其中所述框架还包括为所述特定用户调整一个或多个干扰物。
22.根据权利要求12所述的方法，其中所述日志还包括所述特定用户完成的正确答案、所述特定用户提供的错误答案、所述特定用户未作为答案提交的尝试以及所述特定用户的最终得分。
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