关键词：
个性化学习
认知诊断
知识图谱
问答研究
学习支持平台
摘要：
在信息技术迅猛发展的当下,教育正面临着从学习规模化向个性化的转变,个性化学习逐渐成为教育领域的焦点话题。个性化学习强调考虑学习者的个体差异性,旨在减轻学习者的学业负担,促进其全面发展。然而,目前个性化学习仍面临很多挑战:一方面,在教学过程中缺乏对学习者的认知水平和学习需求进行精准诊断,学习者无法获得有针对性的学习支持服务;另一方面,学习者在进行学习的过程中时常遇到“知识迷航”的困境,无法快速、精准地获取所需知识。
本研究针对上述挑战以及综合分析个性化学习国内外相关研究现状的基础上,以建构主义学习理论、现代教育测量理论、教育目标分类理论和交互影响距离理论为指导,以小学四年级下册数学学科中的“数与代数”课程内容为例,构建了基于DRCDM认知诊断模型的个性化问答学习支持平台。研究首先构建了基于残差网络的DRCDM认知诊断模型,该模型通过分析学习者和试题特征,提取了学习者在知识点上的认知状态,并通过实验表明该模型在性能上优于现有的其他认知诊断模型,大幅提高了认知状态评估的准确性。其次,研究提出一个个性化问答学习支持框架,该框架融合了知识图谱、认知诊断技术、个性化问答内容设计以及学习状态反馈机制四个模块,旨在提升学习者的学习成效。然后,研究设计并实现了基于认知诊断的个性化问答学习支持平台,该平台实现了用户的登陆注册、认知诊断、知识点问答等功能模块。最后,为验证基于认知诊断的个性化问答学习支持平台在教学实践中的应用效果,研究选取小学数学人教版四年级下册的“数与代数”部分作为教学内容,开展了为期9周的教学实践活动,并运用测试、调查问卷等方式收集学习者相关数据。
研究分析表明:基于认知诊断的个性化问答学习支持平台能够精准的对学习者的认知水平进行诊断,且能够使学习者的学习成效得到显著的提高。此外,针对学生满意度的调查结果也表明了学习者对使用该平台进行学习持有积极态度,个性化问答学习支持平台有效支持了学习者的个性化学习需求。
本研究创新之处在于:(1)构建了基于残差网络的DRCDM认知诊断模型,为个性化问答学习支持平台精准诊断学习者认知状态提供基础保障;(2)构建了基于认知诊断的个性化问答学习支持框架,该框架将知识图谱、认知诊断技术、个性化问答内容设计以及学习状态反馈机制相融合,实现了个性化问答学习支持平台的理论框架搭建。
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