深度學習網絡自主學習平臺的設計與實現

黃迎久++徐揚

DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2016.09.006

摘 要： 深度學習是指學習者在理解學習的基礎上，能夠批判地學習新知識，并將其融入原有的認知結構中。深度學習體現了主動學習、協作學習、探究學習的理念。深度學習自主學習平臺借助于互聯網平臺，提供了聽、閱、練的環境，結合教師的在線評閱和交流，為學生提供一個新穎、內容豐富的學習環境，能夠讓學生在課余時間充分地思考、實踐。實踐證明，該平臺提升了學生自主學習的興趣，鍛煉了學生自主學習的能力。

關鍵詞： 深度學習； 自主學習平臺； VB； 淺層學習

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）09-21-04

Design and implementation of network autonomous learning platform for deep learning

Huang Yingjiu， Xu Yang

（Engineering &Training Center， Inner Mongolia Uinversity of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010， China）

Abstract： Deep learning refers to learners can learn new knowledge critically on the basis of understanding of learning， and integrate it into the existing cognitive structure. Deep learning reflects the concepts of active learning， collaborative learning and inquiry learning. The autonomous learning platform for deep learning， with the help of the Internet platform， provides the environment of listening， reading and practice； combining with the teacher's online marking and communication， provides students with a learning environment of novel and rich in content， and can let students fully think and practice in their spare time. Practice has proved that the platform enhances the students' interest in autonomous learning， and has trained the students' ability of independent learning.

Key words： deep learning； autonomous learning platform； VB； surface learning

0 引言

伴隨著互聯網技術的飛速發展及其廣泛深入地應用，知識已呈幾何級數增長。對于海量信息，云計算、大數據、APP等新技術應用不斷地涌現。高等教育與時俱進，教學內容和教學手段不斷地得到豐富與發展。新的多樣化的教育模式對大學生的學習方式和學習態度產生了越來越多的影響，但是由于學生在高中階段接受的教育是以應試教育為主，在剛進入大學初期，大多數學生仍然處于機械、被動的淺層學習狀態，因此，利用互聯網，構建網絡自主學習平臺，提高大學生的自主學習能力，引導、促進大學生深度學習，已成為當前高等教育的發展潮流和趨勢。

1 深度學習簡介

1.1 深度學習的內涵

深度學習（deep learning）的概念最早是由美國學者Ference Marton和Roger Saljo提出的。1976年，他們做了一項讓學生閱讀一份學術文章的實驗研究，研究發現，有的學生采取積極主動的學習策略，他們試圖去理解整個文章的思想，領會學術的內涵，這種方式稱之為深度學習；還有的學生采取的方法是記住文章中所提到的一些事實，僅關注接下來的測驗是什么樣的內容，這種機械的學習方式，稱為表面學習或淺層學習（surface learning）。

深度學習是指，在理解的基礎上去學習，學習者能夠批判地學習新思想和事實，并融入原有的認知結構中，能夠在眾多思想間進行聯系，并能夠將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策和解決問題[1]。

深度學習具有注重批判理解、強調信息整合、促進知識建構、著意遷移運用、面向問題解決等五個基本特征[2]。從本質上說，深度學習是一種學習理念，它體現了主動學習、探索學習、協作學習以及終身學習的思想，它要求學習者根據自身的興趣和需求，在深刻學習材料的基礎上，積極主動地使用各種策略與方法來展開學習[3]。

1.2 信息技術支持下的深度學習

隨著信息技術的發展，近年來越來越多的國內外學者開始研究信息技術支持下的深度學習平臺，包括網絡課程、虛擬學習平臺、教育游戲、SNS平臺[4]等。深度學習的思想為信息化教學促進學習者素質發展、提高教學質量提供了新的指點。

利用網絡建立自主、協作的網絡學習平臺，有利于培養學生的自主學能力和協作精神，有利于師生學習資源和學習成果的展示，有利于全面激發學生學習潛能，促進深度學習的發生[5]。

2 網絡自主學習平臺的總體框架設計

本文實現的自主學習平臺是基于校園網環境，針對“Visual Basic程序設計”這門課程而設計的?！癡isual Basic程序設計”這門課程是目前高校開設的計算機公共基礎課程之一，主要面向一年級的文理科學生。

該網絡自主學習平臺由學生端、教師端和管理員端三個部分組成。

2.1 學生端的主要功能

學生端功能結構圖如圖1所示。

圖1 學生端功能結構圖

⑴ 單元學習：將教學內容分解為21個獨立的小單元，提供每個單元的重點內容供學生查閱瀏覽。

⑵ 單元練習：每單元配備2-4道練習題，共計65道單元練習題，每題滿分10分。要求學生提交程序文件，每題只能提交一次程序文件，由教師根據提交的程序文件進行評分和評價。

⑴ 綜合設計：結合每章及之前的教學內容，設置一道綜合設計題目，要求學生提交綜合設計報告和程序文件，由教師根據設計報告和程序文件進行評判。

⑵ 經典算法：總結、匯總VB程序中的經典算法，供學生查閱、瀏覽。

⑶ 教學視頻：攝制教師的微型教學錄像，供學生在線瀏覽。

⑷ 教學文檔：提供VB課程的教學大綱、教學進程以及課程表等相關教學文檔。

⑸ 個人信息維護：維護學生個人信息，查閱單元練習及綜合設計的提交記錄以及評分和評語。

2.2 教師端的主要功能

⑴ 單元練習管理：根據學生提交的單元練習程序文件，進行評分、評價；查閱學生提交單元練習的記錄、查閱每個學生單元練習的總積分。

⑵ 綜合設計管理：批閱學生提交的綜合設計報告和程序文件，查閱學生提交綜合設計的記錄。

⑶ 學生信息管理：瀏覽、維護班級學生的信息。

⑷ 教學視頻維護：維護教學視頻。

⑸ 教學文檔維護：維護教學文檔。

⑹ 個人信息維護：維護教師個人信息。

3 網絡自主學習平臺設計的關鍵技術

服務器端的操作系統采用Windows2008 R2，數據庫采用MS SQLServer 2005，以JSP技術開發實現[6]。

3.1 數據庫的連接

編寫DB.java，使用javac命令編譯并生成DB.class，放置在Tomcat的src＼com＼db文件夾下。

package com.db；

import java.sql.*；

public class DB {

private Connection con；

private String classname="com.microsoft.jdbc

.sqlserver.SQLServerDriver"；

private String url="jdbc：microsoft：sqlserver：//localhost：

1433；DatabaseName=online_vb"；

private String username="sa"； //登錄數據庫的用戶名

private String password=" "； //登錄數據庫的密碼

public Connection getCon（） {

con=DriverManager.getConnection（url，username，password）；

return con；

}

}

在jsp網頁中使用以下命令連接SQLserver數據庫。

<%

Connection conn=db.getCon（）； //連接數據庫

%>

3.2 VB程序的上傳

對于單元練習和綜合設計，都要求學生上傳VB程序。上傳文件的關鍵代碼如下。

<%@page import="com.jspsmart.upload.File"%>

<%

SmartUpload upload=new SmartUpload（）；

upload.initialize（pageContext）；

upload.upload（）；

File file=upload.getFiles（）.getFile（0）；

long time=System.currentTimeMillis（）；

Request req=upload.getRequest（）；

String file_path="/vb_file/"+file.getFileName（）；

file.saveAs（file_path）；

%>

4 效果分析總結

我校每屆學習VB 課程的學生約有1200名，該平臺經過近一年的測試，學生登錄各功能模塊的統計次數如圖3所示。由此可以看出，學生在課余時間更傾向于進入具有輔導學習功能的模塊，如單元學習、單元練習、教學視頻等。這表明大多數學生在課堂教學中并沒有立即全面理解和消化所學內容，他們需要在課余時間補充學習、反思、訓練。

學生個人單元練習積分統計圖如圖4所示，單元練習的效果分析如表1所示，積分在550分以上的學生占11.8%，這部分學生在中學階段就養成了積極主動學習的好習慣，進入大學后，依然保持良好的學習習慣，能夠較快地進入深層學習狀態。

積分在450～540分之間的心聲占70.6%，這部分學生的學習狀態仍處于淺層學習，仍然處于機械、被動的學習狀態。這部分學生迫切需要老師的引導和督促，也是大學一年級深度學習的主要研究對象。借助于自主學習平臺，教師能夠了解這部分學生的學習狀態，可以明確指出其學習中存在的問題及解決方法。

單元練習積分在440分以下的這少部分學生，由于積極主動學習能力不夠，對待學習以應付為主，這就需要教師與學生多加溝通交流，督促其盡快進入學習狀態。

在網上發布的1100份調查反饋表中，有89.7%的學生反映該平臺很好地滿足了課余學習的需求，8.3%的學生反映該平臺較好地滿足了課余學習的需求，調查反饋統計情況如圖5所示。

5 結束語

基于深度學習的網絡自主學習平臺，內容豐富，形式多樣而新穎，能滿足學生課余時間的學習需求，可以激發學生的求知欲，促進其自主學習的意識和能力，可以對學生的學習過程和學習成果進行評估，可以引導學生逐步擺脫淺層學習，進入深度學習。目前該平臺還局限于校園網內，在線溝通和在線評估受到一定程度的限制。我們計劃將該平臺移植到移動平臺和云平臺上，屆時學生將可以隨時隨地利用自主學習平臺進行在線學習、交流和評估。

參考文獻（References）：

[1] 王玨.杜威的教育思想與深度學習[J].教育技術導刊，2005.9：7

[2] 杜鵑，李兆君，郭麗文.促進深度學習的信息化教育設計的策

略研究[J].電化教育研究，2013.10：14-20

[3] 林柏雨.引導學生深度學習[J].知識經濟，2016.1：146

[4] 李亞嬌，段金菊.SNS平臺在促進深度學習方面的比較研究[J].

遠程教育雜志，2012.5：26-34

[5] 段金菊，余全勝.學習科學視域下的e-learning深度學習研究[J].

遠程教育，2013.3：43-51

[6] 黃迎久，徐揚.Visual Basic自主學習平臺的設計與實現[J].電

腦知識與技術，2015.12：53