一種學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析方法

馬悅

摘 要： 提出一種基于硬件系統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析方法。經(jīng)過系統(tǒng)配置，硬件及軟件初始化，數(shù)據(jù)分析，設(shè)置數(shù)據(jù)采集中斷處理程序，外部分析程序等步驟，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的自動采集、分析與存儲，為學(xué)生的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣或模式分析提供了一種新的方法。

關(guān)鍵詞： 學(xué)習(xí)行為； 數(shù)據(jù)采集； 中斷處理； 外部分析

中圖分類號：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-74-02

An analysis method of students learning behavior

Ma Yue

（Shaanxi University of Chinese Medicine， Xianyang， Shaanxi 712046， China）

Abstract： This paper presents a method of analysis of students' learning behavior. Through the system configuration， hardware and software initialization， data analysis， setting up the data acquisition interrupt processing program and external analysis program， and other steps， the students' learning behavior data collection， analysis and storage are realized to provide a new method for students' learning behavior or pattern analysis.

Key words： learning behavior； data acquisition； interrupt processing； external analysis

0 引言

為了順應(yīng)時代對人才的需求，各國都在進(jìn)行各種各樣的教育改革，我國的教育教學(xué)改革也取得了很大成效。改革促使課堂教學(xué)、課程和教學(xué)管理、考試評價等方面都發(fā)生了很大變化[1-2]。越來越多的教育工作者不僅重視“教”的研究，也開始關(guān)注“學(xué)”的研究[3]。課堂教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中最重要的一個環(huán)節(jié)，因此，研究學(xué)生學(xué)習(xí)行為是十分必要的，它決定了教學(xué)活動能否順利高效地展開[4]。

本文提出一種基于硬件系統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析方法。利用硬件裝置對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行自動采集和記錄后，應(yīng)用本文提出的分析方法來研究和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，可深入了解學(xué)生的性格特征及學(xué)習(xí)行為習(xí)慣，幫助家長和教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為學(xué)生的健康發(fā)展提供正確引導(dǎo)[5]。

1 方法總體步驟

本文提出的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析方法是基于硬件系統(tǒng)實現(xiàn)的。硬件系統(tǒng)由動作采集單元、智能分析與處理單元、存儲單元、時鐘單元和通信單元連接構(gòu)成，通過通信單元與外部計算機(jī)連接。系統(tǒng)示意圖如圖1所示。該方法包括以下實現(xiàn)步驟，方法流程圖如圖2所示。

[智能分析與

處理單元][動作采集單元＼&][通信單元＼&][外部計算機(jī)＼&][存儲單元＼&][時鐘單元＼&]

步驟1 系統(tǒng)啟動后自動判斷是否連接到外部計算機(jī)，如果是，則進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟3。

步驟2 對系統(tǒng)進(jìn)行配置，包括設(shè)置學(xué)生姓名、學(xué)號、課程表、系統(tǒng)自動開啟時間和自動關(guān)閉時間等，并進(jìn)行系統(tǒng)時間同步。如系統(tǒng)自動開啟與關(guān)閉時間可設(shè)置為早上8點開啟，晚上9點關(guān)閉。系統(tǒng)會按照預(yù)先設(shè)置的開啟時間和關(guān)閉時間自動開啟與關(guān)閉，當(dāng)然也可手動進(jìn)行開關(guān)。

步驟3 對硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)進(jìn)行初始化，清除數(shù)據(jù)分析標(biāo)志。

步驟4 啟動數(shù)據(jù)分析進(jìn)程。

步驟5 設(shè)置數(shù)據(jù)采集中斷處理程序。需要應(yīng)用一個數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)和一個數(shù)據(jù)分析緩沖區(qū)來實現(xiàn)。首先給獲得的傳感器數(shù)據(jù)添加時間標(biāo)簽，即記錄該動作發(fā)生的時間，然后將傳感器數(shù)據(jù)和時間標(biāo)簽構(gòu)成一個數(shù)據(jù)單元，存入數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)。采集緩沖區(qū)存滿之后將所有數(shù)據(jù)復(fù)制到分析緩沖區(qū)進(jìn)行分析。同時，采集緩沖區(qū)繼續(xù)存入新的數(shù)據(jù)單元，之前存入的數(shù)據(jù)單元被重新存入的數(shù)據(jù)單元覆蓋。

步驟6 判斷系統(tǒng)是否結(jié)束。若結(jié)束，則退出系統(tǒng)，否則繼續(xù)判斷。

2 數(shù)據(jù)分析進(jìn)程

外部分析程序，將存儲單元中的數(shù)據(jù)記錄發(fā)送至外部計算機(jī)作進(jìn)一步分析，分析過程需結(jié)合課程表安排，針對不同的課程及課間活動進(jìn)行分析。

方法步驟4中的數(shù)據(jù)分析進(jìn)程由以下過程實現(xiàn)。①判斷數(shù)據(jù)分析標(biāo)志是否置位，若置位，則進(jìn)入②，否則重復(fù)①。②根據(jù)數(shù)據(jù)單元中的時間標(biāo)簽，對數(shù)據(jù)分幀，并計算各數(shù)據(jù)幀的特征，包括：動作頻率、強(qiáng)度、方向、持續(xù)時間等。③將幀序列特征與存儲單元中的分類特征庫進(jìn)行比對，確定動作類別。④添加時間標(biāo)簽后，形成數(shù)據(jù)記錄，即動作時間、動作類別、動作方向、平均強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時間，并將其存入存儲單元。⑤清除數(shù)據(jù)分析標(biāo)志，之后返回步驟①重新開始數(shù)據(jù)分析。

3 中斷處理程序

方法步驟5中的中斷處理程序由以下過程實現(xiàn)。①讀取時鐘信息。②獲得傳感器數(shù)據(jù)，加上時間標(biāo)簽，構(gòu)成一個數(shù)據(jù)單元，存入當(dāng)前數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)指針指向的存儲位置；數(shù)據(jù)單元包括時間標(biāo)簽、x加速度、y加速度以及z加速度等。③判斷緩沖區(qū)是否已滿，若緩沖區(qū)已滿，則進(jìn)行④至⑥，否則，則進(jìn)行⑦。④將數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)數(shù)據(jù)復(fù)制到數(shù)據(jù)分析緩沖區(qū)。⑤將數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)指針指向緩沖區(qū)首部。⑥置數(shù)據(jù)分析標(biāo)志位，結(jié)束程序。⑦將數(shù)據(jù)采集緩沖區(qū)指針指向下一存儲位置，結(jié)束程序。

4 外部分析程序

方法步驟7中的外部分析程序由以下過程實現(xiàn)。①將系統(tǒng)配置信息及時間信息同步至學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)實時自動記錄裝置。②獲得數(shù)據(jù)記錄后，根據(jù)課程表及每堂課的上課、下課時間對數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行分組，同種類別課程的數(shù)據(jù)記錄分為一組。③分組后的數(shù)據(jù)記錄存入計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中。④用針對課程的智能數(shù)據(jù)處理方法對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。⑤將分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中，結(jié)束程序。

5 結(jié)束語

本文提出了一種基于硬件設(shè)備的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析方法，可應(yīng)用于學(xué)生學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格分析、學(xué)生已有知識經(jīng)驗分析、學(xué)生性感特點分析等方面。其具有便于操作，分析結(jié)果準(zhǔn)確，適應(yīng)性廣泛等特點。在教學(xué)過程中，應(yīng)用本文方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，能夠使得教學(xué)效果得到很大提升。我們期望這項研究能產(chǎn)生良好的理論和實際應(yīng)用價值。

有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，中國青少年在人際關(guān)系、情緒穩(wěn)定性和學(xué)習(xí)適應(yīng)性方面的問題較為突出。如何找出學(xué)生學(xué)習(xí)行為與個人情緒之間的聯(lián)系，并通過學(xué)習(xí)行為分析來預(yù)防和改善上述各種問題，我們還將在本文基礎(chǔ)上作進(jìn)一步研究。

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