基于社會性標簽的相似學習伙伴推薦系統設計

王紅磊

南京審計學院人事處 南京 211815

作者：王紅磊，研究實習員，研究方向為教育信息化、高等教育管理、網絡化教育。

1 前言

“獨學而無友”，“燕朋逆其師”，學習伙伴對學習者的重要性是不言而喻的。教育深受外在環境的影響，是社會化的合力。只有通過學習者相互觀察、相互學習，知識才能得到有效傳播，“受教育”才能得到有效產出，從一個側面也佐證了“班級授課制”經久不衰的傳奇。

隨著現代教育技術的研究和發展，以信息技術的廣泛應用為特征的教育信息化已成為當今教育改革和發展的“制高點”和“突破口”。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出，“信息技術對教育發展具有革命性的影響”，教育信息化將成為今后十年中國教育改革發展的強大杠桿[1]。教育信息化引起學習環境、學習方式的新變化，使傳統的班級集體授課方式似乎已成為現代教育方法中的一種“末位選擇”，新興的網絡化教育正以其獨特魅力登上教育的舞臺。在新的教學方式——網絡化教學中，學習者與施教者、不同學習者之間可以在時空不對等的環境下進行學習和發布資源，同時享受到自定步調、自主學習等現代學習觀所推崇的學習優點，所以一時間網絡化教學成為教育界和教育技術學界眾多專家和學者研究的“焦點”。一般來說，網絡學習需要由多媒體網絡學習資源、網上學習社區及網絡技術平臺構成的全新的網絡學習環境，所以在這個網絡學習環境中，人們需要創建一個高度綜合、集成的資源庫，這個資源庫必須囊括大量的數據文件、檔案資料、軟件程序等豐富的教學、學習資源。

然而，隨著學習資源越來越豐富，學習者通過搜索能查到“適合”自己的資源卻越來越難，在學習者學習的過程中，“信息過載”和“信息迷向”現象頻頻發生。社會學家奧林·克拉普（Orrin E. Klapp）曾就信息過載和由此而引起的厭煩問題做過深入討論。他認為，信息過載不僅是信息量的增加，而且會引起信息降級。“當人們被鋪天蓋地的信息淹沒，他們就對這些形式的交流產生了免疫力。作為代替，他們向生活中自己尊敬的人、仰慕的人和信任的人征詢意見，從他們那里獲取信息。”[2]在網絡化學習環境中，由新技術、新環境帶來的學習“興奮”后的“孤獨情緒”，信息過載現象而引起的學習者厭煩、無所適從的“心理焦慮”狀態已屢見不鮮，他們極其渴望能尋找到某些“朋友”“專家”“同行”，希望從他們那里得到合適的資源。

通過對真實學習環境的調查發現，學習者對自己的學習伙伴有著個性化的選擇，有效的學習也往往發生在那些學習認知風格、學習背景、學習興趣相似的學習者群體之間。在網絡化學習環境中，由于缺少某種合適有效的技術支持機制，學習者很難發現與自己興趣或認知風格相近的學習伙伴，“獨學而無友”，成為網絡化教育詬病的重要原因。

近年來，不乏有研究先驅把電子商務中的個性化推薦方法引入教育技術領域，嘗試將推薦系統應用到信息化教育領域中。例如：上海交通大學王志梅通過對平臺學習者檔案及學習行為研究，提出一種基于多代理的遠程協作學習資源推薦機制，引入學習狀態評估向量，構建一個供社區學習者共享的，能即時交互和學習的資源推薦平臺；華東師范大學余盛愛曾提出基于語義維基的互動學習平臺，從本體論出發對學習資源進行特征描述和重新組織，在此基礎上建構個性化的在線學習社區，他們從不同視角提出推薦技術在網絡化教育中的應用可能性。

（7）嚴格養護：在混凝土終凝后及時對混凝土進行針對性的保溫、保濕養護。在冬季，應采用塑料和棉氈覆蓋保溫，減少混凝土產生裂縫。對混凝土內細小裂縫的愈合起到了保證作用。

社會學習理論認為榜樣的角色特別重要：“榜樣和觀察者的特征決定觀察學習的程度。”[5]“觀察者比較容易觀察那些與他們自身相似的或者認為是優秀的、熱門的和有力的榜樣。有依賴性的、自身概念低的或者焦慮的觀察者更容易產生模仿行為。”[5]同時它認為強化也是觀察學習的重要手段，“強化的可能性或外在的期望會影響個體決定觀察誰、觀察什么”[5]。

60例自2015年1月—2017年1月收治的肝臟核磁共振檢查患者作為分析樣本，以護理路徑為前提，分為兩組。基礎組30例，患者男女比18：12，年齡23～80歲，平均（51.52±10.36）歲，文化程度：初中10例，高中9例，大專以上11例。分析組30例，患者男女比19：11，年齡24～80，平均（52.07±10.39）歲，文化程度：初中11例，高中10例，大專以上9例。對比組間數據，不統計學價值。

2 社會性標簽與相似學習伙伴

SLRS將學習者分為兩種，一種是學習新手，一種是相對意義的學習老手。系統設定其個性化學習資源總量低于10個的學習者稱為是學習新手，由于用戶使用的標簽及保存的資源數目較少，此時對學習者進行相似伙伴推薦將會出現不準確現象，故不對其進行相似伙伴推薦。新手可以瀏覽資源，添加標簽，也可以同其他學習者進行協作和交流。學習老手由于保存了較多的資源和標簽信息，在使用系統時，將會得到系統推薦的相似學習伙伴。

另外，涂曉光等使用卷積神經網絡在單層CT圖像上區分實性結節、部分實性結節、非實性結節也取得了較好的效果[8]。

在本文中，相似學習伙伴是指這樣一些用戶，他們之間有著相似的關注領域、興趣點，或者他們對相同資源具有一致或近似的理解或認知。通過社會性標簽必定能發現網絡學習環境中的相似學習伙伴。

社會性標簽作為學習者管理、利用資源的信息組織方式，它包含著豐富的學習者使用資源的行為特征信息。因此，它是分析、研究學習者網絡學習行為特征的極有價值的數據源。相比較傳統的Web日志挖掘而言，在社會性標簽系統中，學習者能夠主動參與網絡信息資源的組織與獲取，其個性化的需求偏好能夠較充分地得以體現。從這些信息資源中，學習用戶的偏好特征必然更為客觀和準確。同時，用戶標簽行為的本身也具有可挖掘性，用戶使用標簽的頻繁度映射了其對這一類資源的關注程度。

2.出臺針對基層統戰干部的表彰獎勵制度。為保證統戰干部對統戰對象、統戰工作的熟悉度，應鼓勵其長期從事基層統戰工作。為此，應建立基層統戰干部“功勛獎勵”機制，可考慮經由中央統戰部會同組織人事部門對長期從事基層統戰工作并取得成績的黨員干部發放紀念章或勛章，對在統戰工作某個領域取得突出成績的“優秀統戰干部”予以單項表彰，并作為統戰干部年度考核、評先選優、職級晉升的重要依據。

2017年同方知網營業收入13.73億元，比2016年增長17.1%，其中包庫收入為9.27億元，鏡像站版收入為3.63億元，流量計費收入約為0.83億元。萬方數據約為4.37億元。

1）社會性標簽體現學習者對資源的理解和認知。在網絡學習環境中，學習者查找、利用資源類型各種各樣，它可以是文本，也可以是視頻、音頻、圖片等數字媒體形式。一些如圖片、電影、音樂等沒有明確主題的資源在收藏到學習者個性化資源庫時，學習者往往需要基于自己對該資源的理解來添加社會性標簽。

雌激素受體拮抗劑對人子宮內膜樣癌Ishikawa細胞增殖的影響及可能的作用機制(劉俊江)(7):652

相似度值介于0（完全不相似）和1（完全相似）之間，兩個對象越相似，它們的相似度值越大。

3 學習伙伴推薦設計的理論基礎

已有研究者嘗試借鑒電子商務推薦技術，通過挖掘網絡學習者學習特征，幫助學習者發現新的學習資源，取得一定效果。筆者認為這是一種被“商業化”了的行為方式，它低估甚至忽略了學習過程中以人為本的學習理念和教育意義，這種方式只不過是把傳統教學中的“滿堂灌”照搬成網絡化教學中的“資源灌”。從傳統的教育教學中不難發現，學習伙伴、同行、榜樣作為一種學習資源，一直扮演著非常重要的作用。美國新行為主義心理學家阿伯特·班圖拉及其社會學習流派研究了大量的社會學習問題，提出觀察學習說、社會認知說和交互決定論，并由此形成頗具影響的社會學習理論。

以“What You See Is What You Get”為核心技術理念的Web2.0社會性標簽（Social Tag）技術的出現，為提高個性化推薦服務質量帶來新的契機[3]。從教育技術的角度來看，社會性標簽帶來全新的信息交流與資源分享方式，“包含豐富的用戶使用資源的行為特征信息，將成為相關具體研究領域的比較有價值的研究數據源”[4]。

2013年6月從佛山當地種植的“鴻運金鉆蔓綠絨”快速繁殖無性系群體中篩選到10 株變異株，與親本“鴻運金鉆蔓綠絨”相比，顏色更加豐富鮮艷。對1 株變異單株進行組織培養快速繁殖、栽培和育種目標性狀穩定性觀察，結果表明，突變單株易工廠化繁殖、后代性狀穩定，綜合性狀好，符合育種目標，命名為“鴻福金鉆蔓綠絨”(表1)。

網絡化學習環境本身就是一個社會性很強的學習環境，加之網絡資源信息組織的高度復雜性和資源甄別的困難性，造成學習者在網絡學習環境中產生困惑和迷茫。在這種狀況下，學習者往往傾向于向“專家”“同伴”“榜樣”尋求資源，而不是僅僅需要一些物化的“學習資源”，而且對這些學習資源的需求往往也具有挑剔性和選擇性。現在的網絡學習平臺很少考慮學習者的這種需求，造成網絡化教育的低效和相關研究者質疑聲一片的局面。

4 基于社會性標簽相似學習伙伴推薦系統的設計思路

4.1 設計模型

相似學習伙伴推薦系統（Similar Learner Recommendation System，以下簡稱SLRS）是基于社會性標簽技術，結合目前成熟的網絡應用程序開發技術，架構出一個在線資源共享平臺。在這個平臺中，標簽關系作為學習者學習特征描述的數據信息，從中挖掘學習者之間相互關系，把具有相同資源需求和偏好的學習者進行相互推薦。圖1為SLRS系統架構圖。

圖1 SLRS設計模型

社會性標簽的興起源于社會性網絡服務的應用——Del.icio.us書簽服務。1998年，美國人約舒亞·沙科特（Joshua Schachter）在設計網站memepool時，需要鏈接大量的網絡資源，為了能更快捷地找到所需要的資源，于是他在每個鏈接的后面加上一個“關鍵詞”，作為對這個資源的簡單描述。這些“關鍵詞”就是社會性標簽的最初雛形。后來，約舒亞重寫該數據庫并放在互聯網上，很快就受到廣大網絡用戶的青睞和眾多網站服務商的效仿，社會性標簽服務也以其獨特的魅力推動Web2.0網絡時代到來。

不同的學習者根據自己的理解和認知對學習資源進行描述，添加不同的標簽信息。SLRS通過對標簽關系挖掘，根據推薦算法形成相似伙伴推薦數據庫，再將TOPN相似伙伴推薦給學習者，從而使學習者得到相似的學習伙伴。

4.2 相似度計算

借用情報學領域共現分析技術中的分析思想，做出定義。

定義：若兩個用戶A、B擁有相同資源Urli,A使用n個標簽Tag1、Tag2...Tagn進行標記，B使用m個標簽Tag1、Tag2...Tagm標記，其中，有t個標簽Tag1、Tag2...Tagt為相同標簽，則稱Tag1、Tag2...Tagt為A、B的共現標簽，這種現象稱為標簽共現。同時，把標簽共現總次數定義為共現強度，記做Strength。標簽共現現象見表1。

食品添加劑作為食品工業的重要組成部分，可以說是食品工業的“靈魂”。越是食品工業發達的國家和地區，食品添加劑工業也越發達[1]。然而，近年來一些不法商販為了謀取私利濫用食品添加劑或者將諸如“三聚氰胺”“吊白塊”“瘦肉精”“蘇丹紅”等非法添加物用于食品生產中[2]，使得食品添加劑在食品工業中應用的安全性受到質疑，同時引起消費者對食品添加劑的誤解。一些企業刻意使用“零添加”“不添加”等廣告語誤導消費者，更加深了社會輿論對食品添加劑的不信任。因此，對于食品類專業的學生而言，科學認識食品添加劑并且規范生產、使用食品添加劑的能力培養則顯得至關重要。

為消除高頻詞的消極影響，采用Jaccard系數計算相似度[6]。Jaccard系數計算公式：

JaccardSim(S,T)=JaccardSim(T,S)=|S,T的交集|/|S,T的并集|

公式中：S代表集合S；T代表集合T。即：A用戶與B用戶之間的相似度=A與B共現標簽數/(A用戶的標簽數+B用戶的標簽數-A與B共現標簽數)。根據標簽共現定義，則用戶之間Jaccard系數為：

2）社會性標簽使用頻度能體現學習者對資源的需求和偏好。現實學習狀態表明，不同的學習者對資源的需求和偏好是不同的，如果學習者偏好某類資源，他擁有非常多的此類資源，必將使用較高頻度的標簽。在社會性網絡中，學習者擁有資源的分布狀況可以用標簽頻度來衡量。

圖2 SLRS推薦流程圖

表1 標簽共現現象

4.3 SLRS推薦過程

社會性標簽是學習者特征建模的重要內容屬性，在存儲數據庫中，它是一種文本格式的數據，因此SLRS可以統計標簽出現次數，同時可對文本特征進行數據挖掘。

要激發孩子參與閱讀活動的熱情，家長主導下的親子閱讀必須是一個趣味十足且富有意義的活動。除了開展各種形式的閱讀活動，家長還要引導孩子進行想象和創造，深入挖掘閱讀材料的價值，使親子閱讀變得有趣、有價值、有意義。

如圖2所示，SLRS推薦流程描述：1）從數據庫中獲取學習者USER、標簽TAG、資源數據RESOURCE；2）根據標簽使用情況，計算每個標簽使用頻度；3）根據標簽使用頻度，采用層次聚類算法，對學習者進行初步聚類；4）利用步驟3產生的聚類結果，分析學習者之間的標簽共現現象；5）若沒有標簽共現，直接向學習者推薦聚類后的結果，推薦N個相近鄰作為該位學習者的相似學習伙伴；6）若存在標簽共現，計算學習者與臨近用戶的Jaccard相似系數，根據相似系數，推薦N名學習者作為該位學習者的相似學習伙伴。

5 系統功能圖

SLRS是基于學習者對網絡資源的理解和認知而進行相似學習伙伴推薦的平臺，因此它首先是一個共享網絡資源、分享個性化資源庫的交流平臺，具體7大功能。

要促進贛南客家燈彩文化的發展，首先要具有完善的管理部門，并且對市場進行正確分析，使燈彩文化既保留傳統的文化氣息，又與現代文化相結合。

1）學習資源建設功能。資源是平臺的核心，是學習者用來交流的內容，它是學習者個性化資源的匯聚。資源平臺不但要具有建設功能，同時要具備資源保值、升值的功能，它需要不斷地根據學習者需要進行資源更新和淘汰。

2）學習資源共享功能。共享是學習的合作與智慧的碰撞。在平臺中，每位學習者都可以查看其他學習者的資源，包括個性化資源、標簽資源以及學習者的公開信息。

3）協作學習、交流功能。資源平臺為了能更好地共享學習者資源，達到知識交流，必須建立一種合理、有效的溝通渠道，即應用協同學習工具如即時通訊、博客、BBS等幫助學習者進行溝通和交流。

4）社會性標簽的功能。標簽的創建一般是在用戶發布或收藏網絡資源時添加的，它分為3種類型，即單個標簽的添加、多個標簽的添加以及選擇已有標簽添加。為了使標簽的使用更加靈活，需要進行標簽的相應管理，如刪除、查詢、修改等功能。

5）社會性標簽云圖功能。標簽云圖能直接顯示學習者使用標簽的頻度。在標簽云圖中，字體越大，顏色越鮮艷，表示學習者收錄該方面的學習資源越多，對該方面的資源興趣度越大。

6）自動推送功能。自動推送功能是個性化資源推薦技術的一種，它實現了“資源找人”的資源服務理念。該平臺借鑒目前比較流行的郵件式推送，用電子郵件方式主動將“學習伙伴”查找到的新的資源告知學習者。

7）系統管理功能，包括權限管理、日志管理、通知管理、資源管理等。

根據以上分析，提出基于B/S模式的相似學習伙伴推薦系統功能架構圖，如圖3所示。

6 結束語

本文分析目前網絡學習現狀，提出以社會性標簽作為內容屬性進行學習者特征分析，借鑒電子商務推薦技術，研究如何基于社會性標簽對網絡學習者學習特征進行建模和分析，建構相似學習者推薦系統SLRS模型。該系統為網絡化學習環境中所面臨的學習者“獨學而無友”“學習焦慮”、學

圖3 基于B/S模式的相似學習伙伴推薦系統功能架構圖

習積極性低等問題，提供了一個有效的解決方案。

[1]桑新民,劉永貴,梁林梅,等.教育信息化新階段的戰略思考與頂層設計研究論綱[J].電化教育研究,2011(3):5-13.

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[4]莊秀麗.“Tag標簽”互聯應用[EB/OL].http://www.kmcenter.org/html/zhuangxiuli/200705/13-4265.html.

[5]史忠植.認知科學[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2008.

[6]王萍.基于自由分類法的elearning標簽研究[J].中國遠程教育,2008(19):65-70.