基于Web的智能化計算機操作輔助學(xué)習系統的分析論文

　　高等職業(yè)教育以“實(shí)踐為主，理論夠用”為課程設置原則，以培養高素質(zhì)的專(zhuān)門(mén)技能型人才為目標。高職院校學(xué)生在課程學(xué)習過(guò)程中，除了掌握必備基礎理論及專(zhuān)業(yè)知識，還必須重視實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握課程的實(shí)踐操作技能，學(xué)生的實(shí)踐操作能力是高職學(xué)生能力及水平的重要體現。本文根據體育高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，設計智能化的計算機操作輔助學(xué)習系統，提高學(xué)生掌握計算機實(shí)踐操作的能力。

　　1、問(wèn)題提出

　　體育高職院校學(xué)生不同于其他高職院校，課堂教育教學(xué)一直是體育高職院校的一個(gè)難點(diǎn)。主要體現在:學(xué)生基礎差，學(xué)習能力不足;難以激發(fā)學(xué)習興趣;自制力不足，無(wú)法約束自己;認為只要運動(dòng)成績(jì)好就可以，其他的不重要。這些特點(diǎn)應用傳統的課堂教育難以實(shí)現好的教學(xué)效果。實(shí)踐過(guò)程中，教師在教學(xué)過(guò)程中，教師不能面面俱到，對每個(gè)學(xué)生不能有具體的指導，問(wèn)題會(huì )不斷積累，造成學(xué)生學(xué)習效率低下。而學(xué)生因接觸計算機的時(shí)間長(cháng)短不一，水平參差不齊，接觸時(shí)間長(cháng)的認為自己已經(jīng)會(huì )了，而基礎差的又覺(jué)得課堂練習時(shí)間不足，造成學(xué)生學(xué)習過(guò)程中的消極心態(tài)，影響學(xué)習興趣。為了解決這些問(wèn)題，各個(gè)高校不斷探索新的教學(xué)模式，計算機輔助教學(xué)系統應運而生。

　　2、計算機輔助教學(xué)的介紹

　　計算機輔助教學(xué)(CAI)，是在計算機輔助性進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，以對話(huà)方式與學(xué)生討論教學(xué)內容、安排教學(xué)過(guò)程、進(jìn)行教學(xué)訓練的方法與技術(shù)。它能有效的縮短學(xué)習時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現最優(yōu)化的教學(xué)目標，特別是在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，教師通過(guò)輔助教學(xué)軟件可以多很多幫手，輔助學(xué)生更好地掌握知識。

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機輔助教學(xué)已經(jīng)成為教育的重要手段之一。作為正常教學(xué)的輔助模式，它具有輔助教師完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生能夠自我學(xué)習。通過(guò)輔助教學(xué)系統，方便學(xué)生對知識的構建，根據學(xué)習者本身的知識能力和水平，自我控制學(xué)習的進(jìn)度及方法，輔助學(xué)習者掌握知識。

　　3、輔助學(xué)習系統的實(shí)現

　　利用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)搭建輔助教學(xué)系統，作為教師及學(xué)生信息交流的橋梁，輔助教學(xué)系統能夠整合教學(xué)資源，豐富教學(xué)內容及手段，彌補傳統教學(xué)模式存在的不足，利用網(wǎng)絡(luò )的平臺，最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，將學(xué)生的學(xué)習納人輔助系統的學(xué)習中。針對體育高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，在計算機輔助教學(xué)系統中需要設計需要與傳統的輔助教學(xué)軟件不同，在課堂教學(xué)和課后都要具有約束力。

　　31系統設計

　　3.1.1界面簡(jiǎn)單，操作方便，易于使用

　　利用導航列表使界面結構清晰，便于使用;對于知識結構能夠分層顯示，問(wèn)題不明確。

　　3.1.2具有可擴展、可移植性

　　計算機技術(shù)發(fā)展迅速，計算機系統不斷升級，教材不斷變化，既要適應當前教材和計算機系統的需要，又要為以后擴展、擴充做好準備。

　　3.1.3能夠自動(dòng)調整學(xué)習進(jìn)度

　　根據學(xué)生的水平和日常學(xué)習情況自動(dòng)調整學(xué)習進(jìn)度，充分考察學(xué)生的認知能力，學(xué)習內容能夠自動(dòng)推送，避免學(xué)習能力強的學(xué)生學(xué)習內容過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)習能力差的學(xué)生學(xué)習內容過(guò)于復雜。

　　3.1.4能夠測試及反饋，分析錯誤原因

　　測試是考察學(xué)生學(xué)習情況的一種直觀(guān)的方法，測試分為知識點(diǎn)測試、綜合能力測試和整體測試三類(lèi)，知識點(diǎn)測試考察學(xué)生知識點(diǎn)操作情況;綜合能力測試考察綜合運用知識點(diǎn)能力，例如對一篇Word文章進(jìn)行字體、字號、表格、圖片等多項知識點(diǎn)的考察。整體測試是將計算機基礎操作的Windows , Word , Excel ,PowerPoint和網(wǎng)絡(luò )幾部分作為一個(gè)整體在有限時(shí)間內綜合考察。根據測試的結果給出錯誤的知識點(diǎn)，并給出錯誤的可能的原因。推送相關(guān)知識點(diǎn)反復學(xué)習。

　　3.2系統的實(shí)現

　　系統具有的功能有:具有計算機操作的所有知識點(diǎn);能夠診斷學(xué)習操作練習中出現的錯誤并進(jìn)行內容推送，反復學(xué)習;能夠對每個(gè)學(xué)生學(xué)習情況進(jìn)行個(gè)別教學(xué)輔導。

　　3.2.1模塊的定義

　　3.2.1.1教學(xué)資源庫

　　教學(xué)資源庫存儲著(zhù)教師的教學(xué)資源及教學(xué)體驗，它是開(kāi)放的、具有指導作用的并且能夠可擴充和可修改的一個(gè)知識庫。如試題庫、課件、素材、答疑庫等。通過(guò)學(xué)習者適當的組合構建自我學(xué)習模型，充分發(fā)揮教學(xué)資源庫的指導、服務(wù)功能。

　　3.2.1.2學(xué)生模型庫

　　學(xué)生模型庫存儲的學(xué)生學(xué)習情況及學(xué)習進(jìn)度，對技能掌握的程度，通過(guò)專(zhuān)家系統的產(chǎn)生式規則描述學(xué)生的學(xué)習信息，為教師診斷學(xué)生學(xué)習情況，提取相應的學(xué)習內容，提供行之有效的幫助。

　　3.2.1.3教師推送

　　在課堂教育中，教師將教學(xué)資源庫中的教學(xué)信息推送到學(xué)生的學(xué)習界面，學(xué)生根據教師的推薦進(jìn)行系統學(xué)習，在考查及課后輔導中，根據不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的學(xué)習特點(diǎn)，結合學(xué)生模型庫中的學(xué)習信息，從教學(xué)資源庫中推薦適合的學(xué)習內容給學(xué)習者，便于分層次教學(xué)輔導，保持學(xué)生的學(xué)習興趣。

　　3.2.1.4學(xué)生情況診斷

　　對于學(xué)生模型庫中學(xué)生學(xué)習信息，通過(guò)學(xué)生情況診斷模塊的推理診斷，利用關(guān)系數據庫中的SQL語(yǔ)句進(jìn)行模塊查找，仿真推理過(guò)程進(jìn)行推理，將學(xué)生的情況反饋給教師進(jìn)行針對性的教學(xué)輔導。

　　3.2.1.5Web服務(wù)器

　　學(xué)生客戶(hù)端通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)器，Web服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)教師推送庫及學(xué)生情況診斷庫，經(jīng)過(guò)后臺智能化處理過(guò)的信息供給學(xué)生及教師訪(fǎng)問(wèn)，學(xué)生可以在課堂上及課后進(jìn)行自我學(xué)習，教師也可以快速的了解學(xué)生情況，及時(shí)修正教學(xué)內容及教學(xué)方法。

　　3.2.2核心模塊的實(shí)現

　　智能化的教師推送模塊和學(xué)生情況診斷模塊是本系統的核心，如何根據學(xué)生的認知情況進(jìn)行智能化的診斷，教師根據學(xué)生診斷情況的反饋把握教學(xué)內容及教學(xué)方向，選擇其相關(guān)內容顯示。

　　3.2.2.1利用專(zhuān)家系統實(shí)現智能化

　　專(zhuān)家系統是能夠利用計算機技術(shù)仿真人類(lèi)專(zhuān)家思維求解復雜問(wèn)題，是人工智能技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，將行業(yè)專(zhuān)家的專(zhuān)業(yè)知識和經(jīng)驗，用某種知識表達的方式存人到計算機知識庫中，系統對知識庫進(jìn)行推理演繹，能夠做出決策判斷。通常主要包含知識、規則和推理機三個(gè)部分。

　　選擇關(guān)系數據庫作為專(zhuān)家系統的知識庫，因關(guān)系庫具有強大的管理功能，能夠進(jìn)行增加、刪除、修改等操作;關(guān)系數據庫具有海量存儲能力;另外，關(guān)系數據庫開(kāi)發(fā)工具比較成熟，能夠快速進(jìn)行系統的研發(fā)。記錄專(zhuān)家知識通過(guò)產(chǎn)生式規則，即IF<條件>THEN<結論>形式，在條件部分有與(AND)、或(OR)關(guān)系，關(guān)系數據庫一條記錄多個(gè)字段之間存在與的關(guān)系，在一個(gè)字段多個(gè)記錄之間存在或的關(guān)系，利用他們之間的轉換關(guān)系可以?xún)Υ鎸?zhuān)家知識。

　　推理機是專(zhuān)家系統的核心，推理演繹的效率是系統成功與否的關(guān)鍵，推理的工作過(guò)程可以簡(jiǎn)單分解為匹配、沖突處理。本系統中匹配的過(guò)程是通過(guò)查詢(xún)選擇優(yōu)先級高的規則的，沖突處理是在有多條規則符合的情況下，系統優(yōu)先選擇符合條件數多的規則。通過(guò)對學(xué)生測試后，記錄學(xué)生的認知情況存人知識庫中，利用產(chǎn)生式規則的推理生成不同的教學(xué)輔導內容，其表現形式為:IF<知識點(diǎn)=“復制操作”and錯誤原因=“移動(dòng)”> THEN(推送復制操作方法、常見(jiàn)錯誤、復制操作動(dòng)畫(huà)); IF<知識點(diǎn)成績(jì)><=80>THEN(生成新的教學(xué)內容)…根據測試信息反饋針對性的教學(xué)內容推送就是一個(gè)推理機推理的過(guò)程，每測試一次就修正學(xué)生模型庫中學(xué)生學(xué)習進(jìn)度情況，直到學(xué)生完全掌握知識點(diǎn)

　　4、結束語(yǔ)

　　本文提出了網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，利用關(guān)系數據庫與知識庫的結合，推理出智能化計算機操作輔助系統，區別于傳統的CAI，該系統不但能夠提供豐富的教學(xué)資源供學(xué)生自主學(xué)習，還能夠根據學(xué)生的學(xué)習情況針對性的進(jìn)行輔導，便于教師掌握學(xué)生學(xué)習情況，也讓學(xué)生在自主學(xué)習過(guò)程中獲得高效的輔助。智能化教學(xué)輔助是現代職業(yè)教育發(fā)展的必然要求。

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