論網路教學中課件系統的設計與實現

才智咖 人氣:1.95W
論網路教學中課件系統的設計與實現

  [論文關鍵字]網路教學 課件系統 Clint/Server
  
  [論文摘要]
本文主要對當前各類教學過程中所面臨的遠端或網路教學中課件系統的構架提出一些新的想法。網路教學中課件系統保障教師按照一定給定方式,完成網路課件的製作,同時給予系統智慧評估策略,使系統具有更強的實用性,有效提高網路教學質量。

   一、 引言
  
   傳統的CAI課件系統是在單機上將全部教學內容,以程式設計的方式預置於課件中。學生學習時,教學過程是按課件規定的路徑和內容展開的。由於缺乏必要的手段和智慧特性,無法實現任課教師與學生之間的互動,和按學生的不同認知能力準備教案的因材施教教學。隨著網路技術的日臻成熟,人工智慧在專家系統領域取得的成功,它們為CAI的發展提供了新的空間。我們認為CAI的發展方向在於網路化、智慧化。
  
   二、ICAI的評價標準
  
   智慧計算機輔助教學系統(Intelligence Computer Assisted Instruction—ICAI)具有如下的一些特徵:
   1.能自動生成各種問題與練習;2.根據學生的學習水平與學習情況選擇與調整學習的內容和進度;3.在瞭解教學內容的基礎上自動解決問題,生成解答;4.具有自然生成與理解能力,以便實現比較自由的教學問答系統以提高人機互動的主動性;5.對教學內容有解釋諮詢能力;6.能診斷學生錯誤,分析原因並採取糾正措施;7.能評價學生的學習行為;8.能評價教師的教學行為[2]。
   具備上述全部特徵的ICAI系統是完美的,但實現是困難的。一般認為只要具備上列一個或幾個特徵,就可以稱之為ICAI。
  
   三、 實現技術
  
   (一) Client/Server的實現。將用於教學的內容、刻畫學生的認知模型所必需的資料資料儲存在Server端。教師在教研室通過Client,負責實現對Server端教學內容的更新與維護。學生在多媒體教室通過Client與Server相連,實現對教學內容的學習,學習結束後,學生客戶端軟體將依據學生對知識點的掌握情況,為其自動修改認知模型。督導人員在教務處通過Client與Server相連,實現對教學過程的監督與引導。
   (二) 認知模型的建立。ICAI強調要按學生不同的認知模型,為其準備不同的教學內容,用以實現個別化教學與啟發式教學。受認知學與教育學發展的制約,目前還無法準確地建立出單個人的認知模型。我們粗略地將學生的認知模型,按其不同的認知能力分成高、中、低三類。同一內容的教案也按高、中、低三中難度組織,分別提供給具有相應認知能力的同學學習使用。學生在學習完每節的教學內容後,系統將要求他回答一定數量的相關問題,並根據其回答問題的準確率,確定他的新認知模型。
   (三) 智慧化教學過程的實現。我們借鑑專家系統的設計方法,實現ICAI課件系統中的智慧功能。在該系統中組織了相應的規則庫、事實庫(學習紀錄庫)和推理實現機制。下面對推理實現機制做簡要的介紹。規則庫由冊、章、節、超文字教案地址、閥值及多個前提組成,反映對該節的學習應滿足的前提條件。學習歷史庫由冊、章、節、認知等級、已學次陣列成,反映學生對該節的認知能力。規則庫的內容由教師負責修改。學生的學習歷史紀錄,在庫中按每個人一張表組織,其內容在每次學習之後,由學生客戶端軟體依據該生對知識點的.掌握情況自動修改。推理過程由專用的推理模組,按規則庫提供的規則與學生學習歷史紀錄庫提供的事實做出判斷。我們通過學生在每節教學內容學習完成之後,對所附習題回答的準確率,將其認知能力劃分成高、中、低三個層次,並將這個結果儲存在學生學習歷史紀錄庫中。學生下一次使用該系統進行學習時,該系統會按其不同的認知能力,為他準備相應難度的教學內容。不難看出,這種對認知能力的衡量是動態的。若學生不想按系統預設的進度學,則要求學生自行選擇學習內容。若所選內容已經學過,則根據其當時所獲得的等級為他準備學習內容;否則將視規則庫及學習歷史紀錄中的內容,判斷其是否可學而定。例如:規則庫中限定在學習第一章第一節之前不能學習第一章第二節,某生試圖越過第一章第一節學習第一章第二節時,系統會給出警告。為了使學生能在系統的控制下學習,無論是高、中、低難度的教案均是一節一個超文字檔案,其中不含有鏈。