本發(fā)明涉及在線教學(xué)，尤其涉及一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，在線教育逐漸成為現(xiàn)代教育的重要組成部分。然而，傳統(tǒng)的在線教學(xué)方法往往缺乏針對(duì)個(gè)體學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)支持。傳統(tǒng)在線教學(xué)主要依賴于標(biāo)準(zhǔn)化的課程內(nèi)容和固定的教學(xué)節(jié)奏，無(wú)法實(shí)時(shí)響應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和反饋。這種方式可能導(dǎo)致部分學(xué)生因跟不上課程進(jìn)度而掉隊(duì)，也可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)資源的浪費(fèi)，因?yàn)椴⒎撬袑W(xué)生都需要相同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方式。此外，教師也難以準(zhǔn)確掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和理解程度，無(wú)法及時(shí)提供有效的幫助和指導(dǎo)。

2、現(xiàn)有的在線教學(xué)系統(tǒng)主要存在以下問題：缺乏實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，無(wú)法快速調(diào)整教學(xué)策略；個(gè)性化不足，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的內(nèi)容調(diào)整，無(wú)法深入理解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為；預(yù)測(cè)能力有限，難以精準(zhǔn)識(shí)別和提前預(yù)警學(xué)生可能遇到的困難；此外，這些系統(tǒng)增加了教師的負(fù)擔(dān)，需要手動(dòng)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和調(diào)整教學(xué)策略，影響了教學(xué)效率和效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，解決了現(xiàn)有在線教學(xué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)差、個(gè)性化不足、預(yù)測(cè)能力有限，增加教師負(fù)擔(dān)的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，包括以下步驟：

3、s1：收集學(xué)生在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)d；

4、s2：實(shí)時(shí)處理和分析所述學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)d生成學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s；

5、s3：基于學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s調(diào)整教學(xué)策略t；

6、s4：構(gòu)建學(xué)習(xí)行為預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)學(xué)生的未來(lái)學(xué)習(xí)表現(xiàn)

7、s5：基于預(yù)測(cè)結(jié)果生成預(yù)警信號(hào)w；

8、s6：提供個(gè)性化干預(yù)措施，包括定制學(xué)習(xí)路徑和實(shí)時(shí)反饋；

9、s7：使用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練學(xué)習(xí)行為預(yù)測(cè)模型，優(yōu)化模型參數(shù)。

10、優(yōu)選的，所述s1包括：

11、收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)d＝{d1,d2,......,dn}，包括學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度、反饋、作業(yè)提交情況、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課程觀看時(shí)長(zhǎng)和課堂參與情況。

12、優(yōu)選的，所述s2包括：

13、對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)d進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，生成學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s，采用以下公式進(jìn)行表示：

14、

15、其中，si為第i個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估，wik為數(shù)據(jù)類型k的權(quán)重，dik為第i個(gè)學(xué)生的第k種數(shù)據(jù)指標(biāo)，m為數(shù)據(jù)類型數(shù)量；

16、對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)d進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化公式為：

17、

18、其中，d'ik為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，μk為數(shù)據(jù)類型k的均值，σk為數(shù)據(jù)類型k的標(biāo)準(zhǔn)差。

19、優(yōu)選的，所述s3包括：

20、基于學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s調(diào)整教學(xué)策略t，調(diào)整公式為：

21、t＝f(s)

22、其中f為教學(xué)策略調(diào)整函數(shù)，根據(jù)s動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏；

23、根據(jù)學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s動(dòng)態(tài)調(diào)整課程內(nèi)容難度cd，調(diào)整公式為：

24、cd＝α1si+α2

25、其中α1和α2為調(diào)整系數(shù)；

26、調(diào)整互動(dòng)頻率if，通過公式：

27、if＝γ1si+γ2

28、其中γ1和γ2為互動(dòng)頻率調(diào)整系數(shù)。

29、優(yōu)選的，所述s4包括：

30、構(gòu)建學(xué)習(xí)行為預(yù)測(cè)模型p，用于預(yù)測(cè)學(xué)生的未來(lái)學(xué)習(xí)表現(xiàn)預(yù)測(cè)模型公式為：

31、

32、其中為預(yù)測(cè)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，β0為模型常數(shù)項(xiàng)，βj為學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估，sj的系數(shù)，p為評(píng)估變量數(shù)量；

33、當(dāng)預(yù)測(cè)值低于預(yù)定閾值θ時(shí)，生成預(yù)警信號(hào)w，其中w-1表示預(yù)警觸發(fā)，w＝o表示未觸發(fā)預(yù)警。

34、優(yōu)選的，所述s5包括：

35、提供定制學(xué)習(xí)路徑l，基于學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估s和預(yù)測(cè)結(jié)果路徑選擇公式為：

36、

37、其中ι為所有可選學(xué)習(xí)路徑的集合，u為路徑效用函數(shù)；

38、提供實(shí)時(shí)反饋,使其中h為反饋生成函數(shù)，依據(jù)學(xué)習(xí)狀態(tài)和預(yù)測(cè)結(jié)果生成反饋信息。

39、優(yōu)選的，所述s7包括：

40、使用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，通過最小化損失函數(shù)優(yōu)化模型參數(shù)，損失函數(shù)為：

41、

42、其中，n為樣本數(shù)量，yk為實(shí)際學(xué)習(xí)結(jié)果，為模型預(yù)測(cè)結(jié)果。

43、有益效果

44、本發(fā)明提供了一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

45、本發(fā)明中，通過收集和分析學(xué)生在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)調(diào)整，該方法能夠及時(shí)識(shí)別學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的問題和困難，進(jìn)而提供個(gè)性化的干預(yù)措施，有效提升教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，首先，通過步驟s1和s2收集并分析學(xué)生的多維學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，涵蓋了學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度、反饋、作業(yè)提交情況、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課程觀看時(shí)長(zhǎng)以及課堂參與情況等多種因素，利用這些數(shù)據(jù)，能夠全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和狀態(tài)，為個(gè)性化教學(xué)奠定基礎(chǔ)，其次，在步驟s3中，基于學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估的結(jié)果調(diào)整教學(xué)策略，使得教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏更加符合學(xué)生的實(shí)際需求，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整的教學(xué)方式能夠避免一刀切的教學(xué)模式，確保每個(gè)學(xué)生都能在最適合自己的節(jié)奏和難度下學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)習(xí)效果，再次，通過步驟s4和s5構(gòu)建的學(xué)習(xí)行為預(yù)測(cè)模型，可以預(yù)見學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，并生成預(yù)警信號(hào)，這一功能使得教師能夠提前采取干預(yù)措施，防止學(xué)生在學(xué)習(xí)上掉隊(duì)，通過實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和預(yù)警，可以針對(duì)潛在的學(xué)習(xí)困難進(jìn)行預(yù)防性干預(yù)，提高教學(xué)的前瞻性和有效性，最后，步驟s6和s7提供的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑和實(shí)時(shí)反饋，結(jié)合監(jiān)督學(xué)習(xí)算法優(yōu)化的學(xué)習(xí)行為預(yù)測(cè)模型，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化需求提供量身定制的學(xué)習(xí)方案和即時(shí)反饋，進(jìn)一步提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和滿意度。

技術(shù)特征：

1.一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s2包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s3包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s4包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s5包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，其特征在于：所述s7包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及在線教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于大數(shù)據(jù)的在線教學(xué)方法，包括以下步驟：S1：收集學(xué)生在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)D；S2：實(shí)時(shí)處理和分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)D生成學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)估S，通過收集和分析學(xué)生在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)調(diào)整，該方法能夠及時(shí)識(shí)別學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的問題和困難，進(jìn)而提供個(gè)性化的干預(yù)措施，有效提升教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，首先，通過步驟S1和S2收集并分析學(xué)生的多維學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，涵蓋了學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度、反饋、作業(yè)提交情況、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課程觀看時(shí)長(zhǎng)以及課堂參與情況等多種因素，利用這些數(shù)據(jù)，能夠全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和狀態(tài)，為個(gè)性化教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：張萬(wàn)年,王晨峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州兩點(diǎn)文化科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10