[发明专利]用于编程教学的基于用户行为分析的信息交互方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及大规模在线教育、计算机教育和程序分析与程序验证的技术领域，具体涉及一种用于编程教学的基于用户行为分析的信息交互方法与系统。

背景技术

随着互联网的快速普及，人们对于教育的渴求达到了前所未有的强度，教和学也可以不再受时间、空间和地点条件的限制，知识获取的渠道更加灵活和多样化。现有的线下教育形式受限于场地、资源等因素，已经无法满足市场的需求；基于互联网的视频相关模式的教育形式，在弥补大规模教育需求缺口的同时，也暴露出了缺乏参与性和互动性，难以确保教学质量的问题。特别针对程序设计一类对实践性要求很高的技能的学习过程，传统教学方法暴露出了学习过程中信息接受率低和理论远远多于实践的问题。因此，针对程序设计这一特定技能领域，设计一种带有强参与性的，通过收集相关行为数据，提供实时的带有互动性的反馈式教育方法和系统变得格外迫切。

针对不同程序设计课程的需求给出相应的引导，让学生可以跟随引导，输入程序，基于已经相对成熟的编程语言分析的技术，学生的程序设计学习情况可以得到实时的监控和反馈。在这一系统中，被动接受过程变成了由学生进行主动探索和实践的过程，整个教学过程在给定学习引导的情况下可以完全不需要更多人的参与，同时，这一过程也不受到参与人数的限制，由于对于每个个体来说，一人和多人参与这个过程，体验到的教学感受是一致的。这种方法和系统强化了参与性，增进了学生对知识接收和吸纳的效果。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于编程教学的基于用户行为分析的信息交互方法与系统，根据用户的输入内容，并结合实时反馈机制来增强互动，为编程爱好者和计算机相关领域学生提供一个效率高、趣味性强的信息交互和学习平台。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于编程教学的基于用户行为分析的信息交互方法，其步骤包括：

1)为用户提供初始化的引导信息，并且引导用户开始输入；

2)监听用户的输入行为，根据用户的输入状态和输入结果采取不同的处理方式，若存在输入行为，则继续监听，直至用户停止输入行为；

3)当用户输入行为停止时，开始对用户输入的内容进行分析，提取并匹配用户输入的内容是否符合预期输入要求；

4)若匹配结果不符合要求，则提示用户输入内容有误或者提供进一步的引导提示，直至用户纠正输入内容，使之符合要求；

5)重复执行上述步骤，当用户按照引导步骤完成所有输入要求时，即可视为完成课程，系统将引导进入下一个学习内容。

进一步地，步骤1)中，初始化的引导信息包括：用于被用户阅读的信息、用于告知用户所需输入内容的提示信息、用于告知用户易错点的提示信息、用于检测输入内容准确性的验证文法信息等。

进一步地，步骤2)中，利用系统对键盘操作的监听函数来检测用户是否处于输入状态。如果用户每两次输入行为的中间时间间隔小于系统设定的默认间隔时长，则认为用户正在输入中，系统继续保持监听状态；否则认为用户已停止输入，此时系统将停止监听，开始进入对用户输入内容提取和匹配的过程。

进一步地，步骤3)中，根据初始化过程获取的验证文法来验证用户当前的已输入信息。

进一步地，步骤3)中，将用户输入内容中每一个节点位置的信息与相同位置的验证文法进行匹配，从字符串开始位置开始进行子串匹配，根据匹配到的最大的子串长度，来决定需要更新的提示内容信息。

进一步地，步骤3)中，系统在验证每一个节点的信息时，均采用正则表达式的文法验证规则，将节点信息拆分成有序子节点，再按照顺序分别予以验证，在该节点中所有子节点均被验证有效后，可认为该节点被成功验证。

进一步地，步骤4)中，在系统返回错误提示的情况下，用户需要按照要求修正自己的输入内容，从而让系统重新匹配并返回结果。

进一步地，步骤5)中，系统在验证每一个Token后，如果存在未被验证的Token，则提醒用户对于这一项Token的验证信息不正确；直到全部Token均被验证且无误，系统将认为用户完成了全部要求输入的内容，允许用户通过这一节课程，进入下一节课程。

一种采用上述方法的用于编程教学的基于用户行为分析的信息交互系统，包括：

程序开发环境子系统，为用户提供在线渲染的编程环境，供用户进行编程输入；

初始化引导子系统，接收来服务器端的课程初始化的引导信息用于引导用户进行输入；

反馈引导子系统，接收来自服务器端的形式验证子系统的引导信息和/或来自错误分析子系统的错误提示，并显示给用户；