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论网络教学中课件系统的设计与实现网络

2013-08-24 01:05
　　［关键字］网络教学 课件系统 Clint/Server
　　
　　［论文摘要］本文主要对当前各类教学过程中所面临的远程或网络教学中课件系统的构架提出一些新的想法。网络教学中课件系统保障教师按照一定给定方式，完成网络课件的制作，同时给予系统智能评估策略，使系统具有更强的实用性，有效提高网络教学质量。

　　 一、 引言
　　
　　 传统的CAI课件系统是在单机上将全部教学内容，以编程的方式预置于课件中。学生学习时，教学过程是按课件规定的路径和内容展开的。由于缺乏必要的手段和智能特性，无法实现任课教师与学生之间的交互，和按学生的不同认知能力准备教案的因材施教教学。随着网络技术的日臻成熟，人工智能在专家系统领域取得的成功，它们为CAI的发展提供了新的空间。我们认为CAI的发展方向在于网络化、智能化。
　　
　　 二、ICAI的评价标准
　　
　　 智能计算机辅助教学系统(Intelligence Computer Assisted Instruction—ICAI)具有如下的一些特征：
　　 1.能自动生成各种问题与练习；2.根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习的内容和进度；3.在了解教学内容的基础上自动解决问题，生成解答；4.具有自然生成与理解能力，以便实现比较自由的教学问答系统以提高人机交互的主动性；5.对教学内容有解释咨询能力；6.能诊断学生错误，分析原因并采取纠正措施；7.能评价学生的学习行为；8.能评价教师的教学行为[2]。
　　 具备上述全部特征的ICAI系统是完美的，但实现是困难的。一般认为只要具备上列一个或几个特征，就可以称之为ICAI。
　　
　　 三、 实现技术
　　
　　 （一） Client/Server的实现。将用于教学的内容、刻画学生的认知模型所必需的数据资料保存在Server端。教师在教研室通过Client，负责实现对Server端教学内容的更新与维护。学生在多媒体教室通过Client与Server相连，实现对教学内容的学习，学习结束后，学生客户端软件将依据学生对知识点的掌握情况，为其自动修改认知模型。督导人员在教务处通过Client与Server相连，实现对教学过程的监督与引导。 中国大学排名
　　 （二） 认知模型的建立。ICAI强调要按学生不同的认知模型，为其准备不同的教学内容，用以实现个别化教学与启发式教学。受认知学与教育学发展的制约，目前还无法准确地建立出单个人的认知模型。我们粗略地将学生的认知模型，按其不同的认知能力分成高、中、低三类。同一内容的教案也按高、中、低三中难度组织，分别提供给具有相应认知能力的同学学习使用。学生在学习完每节的教学内容后，系统将要求他回答一定数量的相关问题，并根据其回答问题的准确率，确定他的新认知模型。
　　 （三） 智能化教学过程的实现。我们借鉴专家系统的设计方法，实现ICAI课件系统中的智能功能。在该系统中组织了相应的规则库、事实库（学习纪录库）和推理实现机制。下面对推理实现机制做简要的介绍。规则库由册、章、节、超文本教案地址、阀值及多个前提组成，反映对该节的学习应满足的前提条件。学习历史库由册、章、节、认知等级、已学次数组成，反映学生对该节的认知能力。规则库的内容由教师负责修改。学生的学习历史纪录，在库中按每个人一张表组织，其内容在每次学习之后，由学生客户端软件依据该生对知识点的掌握情况自动修改。推理过程由专用的推理模块，按规则库提供的规则与学生学习历史纪录库提供的事实做出判断。我们通过学生在每节教学内容学习完成之后，对所附习题回答的准确率，将其认知能力划分成高、中、低三个层次，并将这个结果保存在学生学习历史纪录库中。学生下一次使用该系统进行学习时，该系统会按其不同的认知能力，为他准备相应难度的教学内容。不难看出，这种对认知能力的衡量是动态的。若学生不想按系统默认的进度学，则要求学生自行选择学习内容。若所选内容已经学过，则根据其当时所获得的等级为他准备学习内容；否则将视规则库及学习历史纪录中的内容，判断其是否可学而定。例如：规则库中限定在学习第一章第一节之前不能学习第一章第二节，某生试图越过第一章第一节学习第一章第二节时，系统会给出警告。为了使学生能在系统的控制下学习，无论是高、中、低难度的教案均是一节一个超文本文件，其中不含有链。