[發明專利]一種基于單詞認知狀態模型適應性學習系統及方法

有效

• 申請號: 201710028410.0
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106897950B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 余勝泉;汪丹;王琦
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06F16/242
• 分類號: G06F16/242;G06F16/2455;G06F16/22;G06F16/33;G06F16/68;G06F16/78;G06F16/903;G06Q50/20;G10L15/26;G10L25/51
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明涉及一種基于單詞認知狀態模型適應性學習系統及方法，系統包括移動終端、計算機終端和服務器端；所述系統包括領域知識與拓展資源模塊、認知目標導入模塊、認知狀態分析模塊、適應性學習模塊、后臺數據庫；所述方法其特征在于實現以下步驟：領域知識與拓展資源結構化、認知目標導入和學習活動設計、單詞學習和闖關、學習者認知狀態分析、適應性內容推薦；本發明適用于學習英語的學生，可以分析學習者的交互數據、評估學習者認知狀態，并以此為基礎為學習者單詞學習提供契合其認知狀態、能力的精準推薦，最小化已掌握或過難詞匯帶來的認知負荷，從而減輕學習負擔，提高學習效率。

技術領域

本發明屬于單詞在線學習領域，具體的說，一種基于單詞認知狀態模型適應性學習系統及方法，基于Java Web、Android技術、智能語音識別與評測技術、自適應技術的英語詞匯學習系統，應用于中小學英語詞匯學習過程中；

背景技術

Java Web技術是通過Java來解決互聯網應用中問題的技術綜合，Web包括Web服務器和Web客戶端兩部分；本發明中主要使用了Java Web的Servlet、Jsp和SSH框架，通過這些技術來實現適應性學習平臺的搭建；

Android技術是目前主流的移動平臺應用技術，本發明中Android技術主要用于實現單詞列表、單詞學習內容、闖關活動、學習情況報告功能；

智能語音識別與評測技術，由訊飛語音開放平臺提供服務接口，本發明中智能語音識別與評測技術主要用于實現單詞發音準確度評估和一句話錄音的語義識別；

詞匯學習是英語學習重要的一環，是全面提升聽、說、讀、寫能力的基礎；近年來，隨著移動互聯網技術的發展，利用移動終端進行英語詞匯學習已蔚然成風，涌現出了一大批輔助學習單詞的移動應用客戶端和網站(后簡稱“背單詞軟件”)，如百詞斬、金山背單詞、扇貝背單詞、托詞、瘋狂英語、開心詞場等，這些背單詞軟件的主要功能在于固定的單詞內容呈現和簡單的測試；值得注意的是，目前市面上的背單詞軟件主要通過多樣化單詞的內容呈現方式、單詞的反復呈現已達到復習效果、游戲化活動設計等三種方式來促進學習動機的維持和單詞學習效果的提高，然而，缺乏個性化學習支持服務的提供；具體來說，當前背單詞軟件仍存在以下幾點不足：①單詞學習任務未做篩選和區分，學習內容固定不變，沒有考慮到不同年齡和認知水平的用戶對單詞的需求不同，導致學習者浪費了大量的時間在自己已經掌握的或不要求掌握的單詞上；②沒有考慮到同一單詞在不同年級所要求學習的內容的深度有所不同，比如新課標對小學、初中和高中階段都要求學習book這一詞，然而在小學階段，學生只需要知道、簡單應用其作為名詞“書”這一含義，而到了初中階段，就要求學生能夠根據具體的語境理解book作為名詞“書、冊子”等不同的含義，高中階段則要求學生在理解和應用book作為名詞的不同用法的基礎上，要能夠理解和應用其作為動詞“預約、登記”的含義和用法，這種區分性的輔助功能在目前市面上的背單詞軟件中是沒有體現的；③由于以上兩點不足，學生在背單詞的時候，通常目的性較弱，更多的是機械記憶單詞的拼寫和含義，而沒有關注到單詞的聽、說、讀、寫的基本能力，使得單詞學習方式不能很好地為英語知識的學習和基本技能的提升打好基礎；④沒有關注學習者在單詞學習過程中知識結構的變化和遇到的學習困難，進而不能提供合適的學習輔導和支持；

美國教育心理學家布魯姆在1956年首次提出了“教育目標分類學”，將認知領域的教育目標分為從低到高的六個層次——認知、理解、應用、分析、綜合、評價，目的在于提供評價學生學習結果的標準，以指導教學；當前背單詞軟件的學習測試和評價標準相對單調，未對具體單詞做目標區分，一刀切的單詞學習任務；

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服當前背單詞軟件缺乏對單詞學習任務的篩選和區分、單詞學習目標單一化、缺乏對學習者知識結構和認知狀態變化的關注的問題，提供一種基于單詞認知狀態模型適應性學習系統及方法，構建了領域知識和拓展資源知識庫、實時收集和分析學習者交互數據、個性化推薦適合的學習內容和學習策略，適合英語學習者通過移動終端無縫學習單詞的過程；