基于Web的智能化計算機(jī)操作輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)的分析論文
高等職業(yè)教育以“實踐為主，理論夠用”為課程設(shè)置原則，以培養(yǎng)高素質(zhì)的專門技能型人才為目標(biāo)。高職院校學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，除了掌握必備基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識，還必須重視實踐教學(xué)，重點掌握課程的實踐操作技能，學(xué)生的實踐操作能力是高職學(xué)生能力及水平的重要體現(xiàn)。本文根據(jù)體育高職院校學(xué)生的特點，設(shè)計智能化的計算機(jī)操作輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，提高學(xué)生掌握計算機(jī)實踐操作的能力。
1、問題提出
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難點。主要體現(xiàn)在:學(xué)生基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)能力不足;難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;自制力不足，無法約束自己;認(rèn)為只要運(yùn)動成績好就可以，其他的不重要。這些特點應(yīng)用傳統(tǒng)的課堂教育難以實現(xiàn)好的教學(xué)效果。實踐過程中，教師在教學(xué)過程中，教師不能面面俱到，對每個學(xué)生不能有具體的指導(dǎo)，問題會不斷積累，造成學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下。而學(xué)生因接觸計算機(jī)的時間長短不一，水平參差不齊，接觸時間長的認(rèn)為自己已經(jīng)會了，而基礎(chǔ)差的又覺得課堂練習(xí)時間不足，造成學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的消極心態(tài)，影響學(xué)習(xí)興趣。為了解決這些問題，各個高校不斷探索新的教學(xué)模式，計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
2、計算機(jī)輔助教學(xué)的介紹
計算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)，是在計算機(jī)輔助性進(jìn)行的各種教學(xué)活動，以對話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)過程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。它能有效的縮短學(xué)習(xí)時間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)，特別是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教師通過輔助教學(xué)軟件可以多很多幫手，輔助學(xué)生更好地掌握知識。
隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)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(xí)。通過輔助教學(xué)系統(tǒng)，方便學(xué)生對知識的構(gòu)建，根據(jù)學(xué)習(xí)者本身的知識能力和水平，自我控制學(xué)習(xí)的進(jìn)度及方法，輔助學(xué)習(xí)者掌握知識。
3、輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實現(xiàn)
利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搭建輔助教學(xué)系統(tǒng)，作為教師及學(xué)生信息交流的橋梁，輔助教學(xué)系統(tǒng)能夠整合教學(xué)資源，豐富教學(xué)內(nèi)容及手段，彌補(bǔ)傳統(tǒng)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(xí)興趣，將學(xué)生的學(xué)習(xí)納人輔助系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中。針對體育高職院校學(xué)生的特點，在計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中需要設(shè)計需要與傳統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計
3.1.1界面簡單，操作方便，易于使用
利用導(dǎo)航列表使界面結(jié)構(gòu)清晰，便于使用;對于知識結(jié)構(gòu)能夠分層顯示，問題不明確。
3.1.2具有可擴(kuò)展、可移植性
計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，計算機(jī)系統(tǒng)不斷升級，教材不斷變化，既要適應(yīng)當(dāng)前教材和計算機(jī)系統(tǒng)的需要，又要為以后擴(kuò)展、擴(kuò)充做好準(zhǔn)備。
3.1.3能夠自動調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度
根據(jù)學(xué)生的水平和日常學(xué)習(xí)情況自動調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，充分考察學(xué)生的認(rèn)知能力，學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠自動推送，避免學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容過于簡單，學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容過于復(fù)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(xí)情況的一種直觀的方法，測試分為知識點測試、綜合能力測試和整體測試三類，知識點測試考察學(xué)生知識點操作情況;綜合能力測試考察綜合運(yùn)用知識點能力，例如對一篇Word文章進(jìn)行字體、字號、表格、圖片等多項知識點的考察。整體測試是將計算機(jī)基礎(chǔ)操作的Windows , Word , Excel ,PowerPoint和網(wǎng)絡(luò)幾部分作為一個整體在有限時間內(nèi)綜合考察。根據(jù)測試的結(jié)果給出錯誤的知識點，并給出錯誤的可能的原因。推送相關(guān)知識點反復(fù)學(xué)習(xí)。
3.2系統(tǒng)的實現(xiàn)
系統(tǒng)具有的功能有:具有計算機(jī)操作的所有知識點;能夠診斷學(xué)習(xí)操作練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤并進(jìn)行內(nèi)容推送，反復(fù)學(xué)習(xí);能夠?qū)γ總�學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行個別教學(xué)輔導(dǎo)。
3.2.1模塊的定義
3.2.1.1教學(xué)資源庫
教學(xué)資源庫存儲著教師的教學(xué)資源及教學(xué)體驗，它是開放的、具有指導(dǎo)作用的并且能夠可擴(kuò)充和可修改的一個知識庫。如試題庫、課件、素材、答疑庫等。通過學(xué)習(xí)者適當(dāng)?shù)慕M合構(gòu)建自我學(xué)習(xí)模型，充分發(fā)揮教學(xué)資源庫的指導(dǎo)、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(xí)情況及學(xué)習(xí)進(jìn)度，對技能掌握的程度，通過專家系統(tǒng)的產(chǎn)生式規(guī)則描述學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，為教師診斷學(xué)生學(xué)習(xí)情況，提取相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)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(xí)界面，學(xué)生根據(jù)教師的推薦進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在考查及課后輔導(dǎo)中，根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，結(jié)合學(xué)生模型庫中的學(xué)習(xí)信息，從教學(xué)資源庫中推薦適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容給學(xué)習(xí)者，便于分層次教學(xué)輔導(dǎo)，保持學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xí)信息，通過學(xué)生情況診斷模塊的推理診斷，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的SQL語句進(jìn)行模塊查找，仿真推理過程進(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(dǎo)。
3.2.1.5Web服務(wù)器
學(xué)生客戶端通過瀏覽器訪問Web服務(wù)器，Web服務(wù)器訪問教師推送庫及學(xué)生情況診斷庫，經(jīng)過后臺智能化處理過的信息供給學(xué)生及教師訪問，學(xué)生可以在課堂上及課后進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，教師也可以快速的了解學(xué)生情況，及時修正教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法。
3.2.2核心模塊的實現(xiàn)
智能化的教師推送模塊和學(xué)生情況診斷模塊是本系統(tǒng)的核心，如何根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知情況進(jìn)行智能化的診斷，教師根據(jù)學(xué)生診斷情況的反饋把握教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方向，選擇其相關(guān)內(nèi)容顯示。
3.2.2.1利用專家系統(tǒng)實現(xiàn)智能化
專家系統(tǒng)是能夠利用計算機(jī)技術(shù)仿真人類專家思維求解復(fù)雜問題，是人工智能技術(shù)的一個發(fā)展方向，將行業(yè)專家的專業(yè)知識和經(jīng)驗，用某種知識表達(dá)的方式存人到計算機(jī)知識庫中，系統(tǒng)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(guī)則和推理機(jī)三個部分。
選擇關(guān)系數(shù)據(jù)庫作為專家系統(tǒng)的知識庫，因關(guān)系庫具有強(qiáng)大的管理功能，能夠進(jìn)行增加、刪除、修改等操作;關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有海量存儲能力;另外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具比較成熟，能夠快速進(jìn)行系統(tǒng)的研發(fā)。記錄專家知識通過產(chǎn)生式規(guī)則，即IF<條件>THEN<結(jié)論>形式，在條件部分有與(AND)、或(OR)關(guān)系，關(guān)系數(shù)據(jù)庫一條記錄多個字段之間存在與的關(guān)系，在一個字段多個記錄之間存在或的關(guān)系，利用他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以儲存專家知識。
推理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心，推理演繹的效率是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵，推理的工作過程可以簡單分解為匹配、沖突處理。本系統(tǒng)中匹配的過程是通過查詢選擇優(yōu)先級高的規(guī)則的，沖突處理是在有多條規(guī)則符合的情況下，系統(tǒng)優(yōu)先選擇符合條件數(shù)多的規(guī)則。通過對學(xué)生測試后，記錄學(xué)生的認(rèn)知情況存人知識庫中，利用產(chǎn)生式規(guī)則的推理生成不同的教學(xué)輔導(dǎo)內(nèi)容，其表現(xiàn)形式為:IF<知識點=“復(fù)制操作”and錯誤原因=“移動”> THEN(推送復(fù)制操作方法、常見錯誤、復(fù)制操作動畫); IF<知識點成績><=80>THEN(生成新的教學(xué)內(nèi)容)…根據(jù)測試信息反饋針對性的教學(xué)內(nèi)容推送就是一個推理機(jī)推理的過程，每測試一次就修正學(xué)生模型庫中學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度情況，直到學(xué)生完全掌握知識點
4、結(jié)束語
本文提出了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫與知識庫的結(jié)合，推理出智能化計算機(jī)操作輔助系統(tǒng)，區(qū)別于傳統(tǒng)的CAI，該系統(tǒng)不但能夠提供豐富的教學(xué)資源供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，還能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況針對性的進(jìn)行輔導(dǎo)，便于教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，也讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中獲得高效的輔助。智能化教學(xué)輔助是現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的必然要求。
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