[發(fā)明專利]用于編程教學(xué)的基于用戶行為分析的信息交互方法與系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104239032B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞昊然
• 申請（專利權(quán)）人: 北京矩道優(yōu)達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G09B5/14
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11200
• 代理人: 余長江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大規(guī)模在線教育、計算機教育和程序分析與程序驗證的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于編程教學(xué)的基于用戶行為分析的信息交互方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，人們對于教育的渴求達(dá)到了前所未有的強度，教和學(xué)也可以不再受時間、空間和地點條件的限制，知識獲取的渠道更加靈活和多樣化。現(xiàn)有的線下教育形式受限于場地、資源等因素，已經(jīng)無法滿足市場的需求；基于互聯(lián)網(wǎng)的視頻相關(guān)模式的教育形式，在彌補大規(guī)模教育需求缺口的同時，也暴露出了缺乏參與性和互動性，難以確保教學(xué)質(zhì)量的問題。特別針對程序設(shè)計一類對實踐性要求很高的技能的學(xué)習(xí)過程，傳統(tǒng)教學(xué)方法暴露出了學(xué)習(xí)過程中信息接受率低和理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于實踐的問題。因此，針對程序設(shè)計這一特定技能領(lǐng)域，設(shè)計一種帶有強參與性的，通過收集相關(guān)行為數(shù)據(jù)，提供實時的帶有互動性的反饋式教育方法和系統(tǒng)變得格外迫切。

針對不同程序設(shè)計課程的需求給出相應(yīng)的引導(dǎo)，讓學(xué)生可以跟隨引導(dǎo)，輸入程序，基于已經(jīng)相對成熟的編程語言分析的技術(shù)，學(xué)生的程序設(shè)計學(xué)習(xí)情況可以得到實時的監(jiān)控和反饋。在這一系統(tǒng)中，被動接受過程變成了由學(xué)生進行主動探索和實踐的過程，整個教學(xué)過程在給定學(xué)習(xí)引導(dǎo)的情況下可以完全不需要更多人的參與，同時，這一過程也不受到參與人數(shù)的限制，由于對于每個個體來說，一人和多人參與這個過程，體驗到的教學(xué)感受是一致的。這種方法和系統(tǒng)強化了參與性，增進了學(xué)生對知識接收和吸納的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種用于編程教學(xué)的基于用戶行為分析的信息交互方法與系統(tǒng)，根據(jù)用戶的輸入內(nèi)容，并結(jié)合實時反饋機制來增強互動，為編程愛好者和計算機相關(guān)領(lǐng)域?qū)W生提供一個效率高、趣味性強的信息交互和學(xué)習(xí)平臺。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于編程教學(xué)的基于用戶行為分析的信息交互方法，其步驟包括：

1)為用戶提供初始化的引導(dǎo)信息，并且引導(dǎo)用戶開始輸入；

2)監(jiān)聽用戶的輸入行為，根據(jù)用戶的輸入狀態(tài)和輸入結(jié)果采取不同的處理方式，若存在輸入行為，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至用戶停止輸入行為；

3)當(dāng)用戶輸入行為停止時，開始對用戶輸入的內(nèi)容進行分析，提取并匹配用戶輸入的內(nèi)容是否符合預(yù)期輸入要求；

4)若匹配結(jié)果不符合要求，則提示用戶輸入內(nèi)容有誤或者提供進一步的引導(dǎo)提示，直至用戶糾正輸入內(nèi)容，使之符合要求；

5)重復(fù)執(zhí)行上述步驟，當(dāng)用戶按照引導(dǎo)步驟完成所有輸入要求時，即可視為完成課程，系統(tǒng)將引導(dǎo)進入下一個學(xué)習(xí)內(nèi)容。

進一步地，步驟1)中，初始化的引導(dǎo)信息包括：用于被用戶閱讀的信息、用于告知用戶所需輸入內(nèi)容的提示信息、用于告知用戶易錯點的提示信息、用于檢測輸入內(nèi)容準(zhǔn)確性的驗證文法信息等。

進一步地，步驟2)中，利用系統(tǒng)對鍵盤操作的監(jiān)聽函數(shù)來檢測用戶是否處于輸入狀態(tài)。如果用戶每兩次輸入行為的中間時間間隔小于系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)間隔時長，則認(rèn)為用戶正在輸入中，系統(tǒng)繼續(xù)保持監(jiān)聽狀態(tài)；否則認(rèn)為用戶已停止輸入，此時系統(tǒng)將停止監(jiān)聽，開始進入對用戶輸入內(nèi)容提取和匹配的過程。

進一步地，步驟3)中，根據(jù)初始化過程獲取的驗證文法來驗證用戶當(dāng)前的已輸入信息。

進一步地，步驟3)中，將用戶輸入內(nèi)容中每一個節(jié)點位置的信息與相同位置的驗證文法進行匹配，從字符串開始位置開始進行子串匹配，根據(jù)匹配到的最大的子串長度，來決定需要更新的提示內(nèi)容信息。

進一步地，步驟3)中，系統(tǒng)在驗證每一個節(jié)點的信息時，均采用正則表達(dá)式的文法驗證規(guī)則，將節(jié)點信息拆分成有序子節(jié)點，再按照順序分別予以驗證，在該節(jié)點中所有子節(jié)點均被驗證有效后，可認(rèn)為該節(jié)點被成功驗證。

進一步地，步驟4)中，在系統(tǒng)返回錯誤提示的情況下，用戶需要按照要求修正自己的輸入內(nèi)容，從而讓系統(tǒng)重新匹配并返回結(jié)果。

進一步地，步驟5)中，系統(tǒng)在驗證每一個Token后，如果存在未被驗證的Token，則提醒用戶對于這一項Token的驗證信息不正確；直到全部Token均被驗證且無誤，系統(tǒng)將認(rèn)為用戶完成了全部要求輸入的內(nèi)容，允許用戶通過這一節(jié)課程，進入下一節(jié)課程。

一種采用上述方法的用于編程教學(xué)的基于用戶行為分析的信息交互系統(tǒng)，包括：

程序開發(fā)環(huán)境子系統(tǒng)，為用戶提供在線渲染的編程環(huán)境，供用戶進行編程輸入；

初始化引導(dǎo)子系統(tǒng)，接收來服務(wù)器端的課程初始化的引導(dǎo)信息用于引導(dǎo)用戶進行輸入；

反饋引導(dǎo)子系統(tǒng)，接收來自服務(wù)器端的形式驗證子系統(tǒng)的引導(dǎo)信息和/或來自錯誤分析子系統(tǒng)的錯誤提示，并顯示給用戶；