基于PHP自適應學習系統的開發

趙龍海

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著現代信息技術水平的進步與發展，國家越來越重視人才的培養，高職院校紛紛把目光投向自適應學習系統的開發。單純的一對一教學已無法滿足人們的學習需求，自適應學習就隨之進入了人們的現實生活與學習中。重點基于PHP自適應學習系統的開發進行分析，希望以此為自適應系統提供一些具有價值的參考憑證。

[關? ? 鍵? ?詞]? PHP自適應學習系統;現狀分析;開發研究

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）04-0180-02

為了提升高職院校的辦學水平和教學質量，各高校亟需建立一個自適應學習系統，用于滿足“互聯網+”的“教與學”的需求。在目前的系統開發過程中，用WEB網頁后端技術和MySQL數據庫設計自適應學習系統是有一定優勢的。目前主流的后端腳本語言有PHP、Java、Python、C、C++等，PHP作為腳本語言，具有開源性、免費性、快捷性等特點。PHP開源應用改變了整個世界，改變了互聯網。鑒于此，本文對“基于PHP自適應學習系統的開發”進行分析與研究可供參考，以期拋磚引玉。

一、自適應學習與自適應學習系統

自適應學習是在行為主義心理學、認知心理學理論基礎上，開始探索人的自我去適應一個學習模式，能夠為每位學習者提供最優、最適合自己的學習資源。自適應學習是指給學習者提供相應的學習情景或實例，通過學習者在不斷的學習中發現問題和總結問題，形成相應的理論知識，并且能解決問題的一種學習方式，其最終目標在于幫助學生按照學習路徑自行學習、自主學習。

自適應學習系統是通過學生在測試的各個階段的能力結果，并制定出適合學習者自身能力狀況的一種學習方案，從而精準制定專屬于每一位學習者的一種學習方式。自適應學習系統通用模型包含五個主要組件：

1.領域模型（Domain Model）：描述領域知識結構，其中包括概念和概念兩者之間的關系。

2.學生模型（Student Model）：代表學生特征，描述每一個學習者的知識、興趣愛好等特點。

3.教育學模型（Pedagogical Model）：原則上是定義了學生模型中的信息，訪問領域模型各自的操作方式與方法。

4.自適應引擎（Adaptive Engine）：創建和更新領域概念所涉及的軟件運行環境，對學習者進行個性化的選擇和呈現學習的內容。

5.接口模塊（Interface Module）：學習者與系統之間的接口交互。

自適應學習系統能夠為學習者提供個性化的學習服務，依據學習者的各自特征，可采取相應的學習策略，以便推薦個性化的學習資源和學習路徑。

二、研究現狀分析與研究趨勢

（一）研究現狀分析

1.核心組件：用戶模型

通過對國內外對自適應學習的探究和分析，似乎已達成了一定的共識，用戶模型是自適應學習系統的核心組件。用戶模型反映學習者與系統之間的交互，并記錄自我描述、學習目標和興趣愛好等信息。為了實現更好的個性化學習服務，系統必須先了解學習者的知識水平，個人偏好等信息。但是，僅從學習者風格或者是認知等局部方面去搭建這類的用戶模型是遠遠不足夠的，必然會導致自適應性能的強度不高。針對自適應學習系統的用戶模型，可根據相關的模型標準進行修改和細化。

2.自適應對象：學習資源

以學習者為研究對象，采用情景感知技術，構建學習資源自適應系統。主要是對學習者的學習過程、學習習慣、學習風格等信息進行記錄和管理。自適應學習系統會根據用戶特征差異，可以將學習資源呈現在指定學習者面前，以便滿足自身個性化的學習需要，這一點是至關重要的。

3.自適應學習理論聯系實踐不充分

其實，在相關研究不斷向前發展的同時我們也可以了解到，目前國內外對自適應學習在理論上的研究比較多的，這是值得肯定的。可是，在國內的相關研究中，我們會發現將理論運用到實踐中還是比較少有的。分析成因主要是成型的自適應學習系統及平臺較少，缺乏一個成熟的自適應學習系統供實證類研究使用。因此，我們需要加強理論知識的學習，認真學習相關的專業知識，充分利用到具體的實踐中。也只有這樣，才可能將相關的領域知識自適應呈現并將理論聯系實踐，實現個性化學習服務。

（二）研究趨勢

首先是相關的文獻數量逐年增多，例如自適應學習整體建模和系統組件要素等相關研究是比較多的，對于算法研究、技術研究似乎沒有發掘到相關文獻。算法和技術研究，很多都是脫離實際的，一直無法將自身的真實想法轉化為現實的產品。所以，我們應該重視算法與技術研究的運用。

其次，我們應致力于學習者模型的研究與構建，利用更多的時間去關注學習者的學習習慣和學習能力等，讓系統能夠充分掌握學習者的特點，根據學習者自身優缺點針對性地適應，從而可以為學習者提供較真實的學習過程與資源，并提供學習情況分析表，能在系統內部給予相應的學習策略。如果這一變化能實現，將會把自適應學習系統變得更加人性化、理性化和智能化，以便給學習者直接推送合適的學習資源，讓學習者更好地學習某一單元知識點，從而提高自行學習的效率。

近些年的自適應學習系統研究不局限于教育領域，還逐漸涉及情感等情感狀態。其實，我們也可以發現有關情感狀態的自適應學習系統的研究還是比較少的，在學習過程中比如遇到困惑、無助、厭倦等情感狀態會一直對學習有一定的影響。我們應該采用建模的方式，先確保學習者在學習過程中準確了解自身的狀態，并用于學習者信息的收集以及學習過程中產生數據的分析，這一范圍的研究變化無意中使得系統變得更加智能化，提供的服務也更為準確。

三、開發技術簡介

在本次開發中，把PHP作為后端開發語言環境的選擇有如下原因。

1.PHP是一種通用開源腳本語言，是文本預處理器（Hypertext Preprocessor）的縮寫。PHP獨特的語法混合了C、Java、Perl以及PHP自創的語法。

2.PHP是目前最流行的編程語言，利于學習，使用廣泛，適用于WEB開發領域。全球超過2億多個網站使用PHP開發，更可觀的是有超過81.7%的公共網站在服務器端是使用PHP。

3.PHP可以與很多主流的數據庫無縫連接，比如我們所熟悉的MySQL、Oracle、ODBC等，PHP是利用系統內部的不相同的函數，無縫與以上數據庫搭建起連接的，其中PHPLIB便是可以提供一般事務需要的一系列基庫。

4.具備較好的移植性，同時由于屬于一類開放源代碼產品，因此發展很快。另外，PHP還能夠對加密給予充分支持，同時對于各類數據庫服務器也能夠給予充分的支持[1]。

四、開發環境及注意事項分析

（一）開發環境

以PHP為基礎的開發平臺是很多的，ThinkPHP（原名FCS）誕生于2006年初，是一個免費開源的快速、兼容而且簡單的面向對象的輕量級國產PHP開發框架，2007年元旦正式更名為ThinkPHP。ThinkPHP遵循Apache2開源協議發布，可以支持Windows/Unix/Linux等服務器環境，支持MySQL、Sqlite、PgSQL等數據庫。ThinkPHP本身具有很多的原創特性，并且倡導大道至簡、開發由我的開發理念，用最少的代碼完成更多的功能，宗旨就是讓WEB應用開發更簡單、更快速。值得一提的是，ThinkPHP的應用系統運行環境是開發所涉及的模塊，其本身對應框架沒有什么特別模塊要求。

（二）注意事項

1.規范部署這一點很多的開發人員沒有重視，任何一個環節出問題，所面臨的后果都是不可忽視的，部署的安全策略是一個基礎安全問題。例如WEB根目錄務必是指向Pubic目錄，不可隨意修改入口文件的路徑。

2.請求變量過濾可以有效防范局部的漏洞和隱患，這一點是值得重視的。Request類的param方法是框架建議的獲取請求變量的方法，非必要時請不要使用get或者post方法獲取。對于有明確類型的請求變量，可以在使用param方法的時候使用類型強制轉換，或者直接使用方法參數獲取請求變量。

3.避免SQL注入的發生，不代表絕對的安全，倘若缺乏良好的代碼規范，仍然有可能被利用。一個最簡單的原則就是不要讓用戶決定你的查詢條件（或者字段排序）和控制你的查詢數據。

五、系統設計

（一）需求分析

需求分析是軟件計劃階段的重要活動，也是軟件生存周期中的一個重要環節，該階段是分析系統在功能上需要“實現什么”，而不是考慮如何去“實現”。側重表達理解問題的數據域和功能域，需求問題應分解細化，建立問題層次結構。可將復雜問題按具體功能、性能等分解并逐層細化、逐一分析。例如前期對自適應學習系統對象的基本情況進行調查與分析，記錄學生在日常生活和學習生活的各種表現（態度、興趣程度、合作表現、課堂反應情況等）以作為分析研究的直接證據資料。

（二）功能設計

自適應學習系統使用Div+CSS建設系統頁面，后臺系統采用ThinkPHP框架開發。系統以高內聚低耦合的思想為依據，主要是通過頁面設計，記錄和獲取登錄者的興趣、喜歡的教學風格、學習資源的軌跡。頁面使用HTML5開發，實現前后端分離，通過網絡與MYSQL數據庫連接，保證數據的實時性、準確性。當登錄者進入自適應學習系統，系統會自動分配相應的教學資源。根據學習者不同的學習風格和情感狀態，自適應學習系統會隱藏與學生學習風格和情感狀態不匹配的學習對象，更改學習對象的呈現類型和呈現順序，會對學習對象符合某種學習風格的程度加以注解，從而向不同學習者推薦最適切的學習內容[2]。

（三）數據庫設計

對于數據庫設計來說分為多個階段，包括需求分析、概要設計、詳細設計、編碼和測試等。在對每項開發活動的前提條件下，還需針對MYSQL數據庫進行有效的安全防護措施：（1）讓我們的MySQL處在一個有保護的局域網中，而不是置于開發的公網中。（2）做好第二層“主機層防線”，攔截網絡（包括局域網）或者直接連接的未授權的用戶試圖入侵主機的行為。（3）做好第三層“數據庫防線”，也就是數據庫自身的訪問控制授權管理相關模塊。

六、結語

通過本文的探究，認識在“互聯網+”的時代背景下，創建自適應學習系統的重要性。以ThinkPHP作為框架開發，合理分析需求，合理設計功能，提高開發效率，以提高系統的安全性和穩定性。通過這些完備的功能，以便實現教師管理的現代化、網絡化和信息化，同時也能提高高職院校的教育信息化水平。因此需對此充分重視，進而為高職院校的自適應學習系統的發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]馬爽.基于PHP的開發環境搭建與網站設計實現分析[J].科技展望，2015（36）：20-21.

[2]蔡連玉，韓倩倩.人工智能自適應學習及其在學校教育中的應用[J].浙江師范大學學報（社會科學版），2019（6）：111-117.

編輯 司 楠