[发明专利]一种基于学习行为分析的教学系统及教学方法

权利要求书

1.一种基于学习行为分析的教学系统，包括教学服务器、教师终端以及多个学生终端，其特征在于：教学服务器包括多个功能服务器即教学资源服务器、知识点测试服务器、答疑交互服务器、学习行为数据采集服务器、学习行为分析服务器以及数据可视化服务器，所述教学资源服务器用于向各学生终端发布教学资源；知识点测试服务器用于向各学生终端发布知识点评测试题；答疑交互服务器用于学生终端发布问题、学习心得，教师终端解答问题并即时指导、与学生交流；

其中教师通过教师终端可以访问教学服务器中的各个功能服务器，学生通过学生终端可以访问教学服务器中的教学资源服务器、知识点测试服务器和答疑交互服务器，学习行为数据采集服务器用于采集各学生终端访问教学资源服务器、知识点测试服务器和答疑交互服务器所产生的各种行为数据，并将采集到的各学生终端的学习行为数据传输到学习行为分析服务器；学习行为分析服务器对学习行为数据采集服务器采集到的各种行为数据采用多阈值决策树方法进行分类分析，所述学习行为分析服务器包括多个决策单元，分别为第一决策单元、第二决策单元……第n决策单元，各决策单元接收来自学习行为数据采集模块采集到的各学生终端的各种学习行为数据，通过预先设定各种学习行为数据的比较阈值，然后根据预先设定的各种学习行为数据的比较阈值，对各学生终端的各种学习行为数据进行分类和分析，并将分类和分析的结果传输给数据可视化服务器进行展示；以学习完成率作为判定依据，完成率大于阈值1的学生为高动机学习者，而小于等于阈值1的学生则为低动机学习者；针对高动机学习者，进一步以测试准确率作为判定依据，准确率大于阈值2的学习者为高动机有效学习者，而准确率小于等于阈值2的学习者则为高动机低效学习者；针对低动机的学习者，以激发学习动机为主开展个性化教学；针对高动机有效学习者，以深化学习内容、扩展知识点、增强学生能力为主进行教学；针对高动机低效学习者，以改进学习方法、提高学习效果为主进行教学；以此类推，根据课程性质和教学目标，通过学习行为分析建立不同的决策树支持翻转课堂及个性化教学。

2.根据权利要求1所述的基于学习行为分析的教学系统，其特征在于：所述教学资源服务器用于向各学生终端发布教学资源。

3.根据权利要求1所述的基于学习行为分析的教学系统，其特征在于：知识点测试服务器用于向各学生终端发布知识点评测试题。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于学习行为分析的教学系统，其特征在于：答疑交互服务器用于学生终端发布问题、学习心得，教师终端解答问题并即时指导、与学生交流。

5.根据权利要求4所述的基于学习行为分析的教学系统，其特征在于：学习行为分析服务器将各学生终端归入高动机/低动机、有效学习/低效学习类别；数据可视化服务器用于将学习行为分析服务器输出的分类和分析的结果以表格、直方图形式进行展示。

6.根据权利要求1所述的基于学习行为分析的教学系统，其特征在于：行为数据包括学生的学习时间、学习频率、点击次数、学习完成率和测试结果。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述基于学习行为分析的教学系统的教学方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，课前，教师根据教学内容和教学安排通过教师终端将教学资源发布到教学资源服务器，支持学生课前自主学习；

步骤2，学生通过学生终端开展自主学习，并提交疑问，教师通过教师终端在线答疑；

步骤3，学生自主学习过程结束后，教师通过教师终端将知识点测试题发布到知识点测试服务器，学生通过学生终端访问知识点测试服务器，基于自主学习提交测试答案；

步骤4，学习行为数据采集服务器在后台采集各学生终端访问教学资源服务器、知识点测试服务器和答疑交互服务器所产生的各种行为数据；

步骤5，教师对学生学习行为数据进行多维度学习行为分析和可视化；

步骤6，学习行为分析服务器根据学习行为数据采集服务器采集到的各学生终端访问教学资源服务器、知识点测试服务器和答疑交互服务器所产生的各种行为数据，采用多阈值决策树方法对各学生终端进行分类，将各学生终端归入高动机/低动机、有效学习/低效学习类别；教师根据学习行为分析服务器输出的学生学习行为分析结果动态调整教学内容，并针对学生开展个性化教学设计；

步骤7：教师实施翻转课堂和个性化教学；

步骤8：教师通过教师终端发布知识点评测题到知识点测试服务器，学生通过学生终端访问知识点测试服务器完成测试，用于测试课堂教学效果；学习行为数据采集服务器进一步采集学生行为，用于教学效果评估和改进。