智能化教學設計指導系統的設計與實現*——以《現代教育技術》課程為例

2015-10-11 02:51:52龔萍

中國教育信息化 2015年4期

龔萍

（玉溪師范學院理學院，云南玉溪 653100）

一、引言

教學設計實施過程中,教學設計人員需要掌握多方面的專業知識,如教學設計基本理論、專業課程知識、計算機操作知識等。對于普通的任課教師、單一學科的專家和相關專業的教學設計開發人員來說,不論分析設計還是實際操作都存在著很大的難度。正是如此，導致了大量、有效的教學設計計劃不能在實踐中得到實施。而且，教學設計過程本身就是一個創造的復雜性過程,它不僅包含傳統教學中的師與生、生與生、學生與外界環境等錯綜復雜的相互關系,還要考慮數字化環境下的教學過程與現實教學的差別，因此迄今為止還不能做到完全由計算機代替。正是基于這樣的考慮，要獨立使用計算機系統實現教學設計的全自動化,而不需要教學設計專家學者和有著豐富教學經驗的學科優秀教師的介入,現階段是不可能的。筆者此次設計的智能化教學設計指導系統旨在讓更多的教學設計知識得到運用和推廣。

智能化的教學設計指導系統旨在充分發揮計算機強大的數據處理優勢,借鑒眾多教學專家和經驗豐富的學科優秀教師的教學經驗,把計算機網絡等智能技術與教學設計專家學者和有著豐富教學經驗的學科優秀教師的經驗相結合,減輕教學設計和教學系統開發人員的工作負擔,為教學設計和教學系統開發人員提供咨詢、輔助、指導，提高教師教學設計的質量和效率。

二、系統總體設計

1.系統總體設計模型

本系統主要分為兩大模塊：前臺設計模塊和后臺管理模塊，前臺設計模塊包含學生用戶注冊、登錄、測評等功能，后臺管理模塊主要包含用戶管理、測評內容管理、課程管理、課程指導處方管理和自主學習處方管理。管理員預先設定學習者測評信息，學生在注冊登錄完成測評之后，系統能夠分析出學生的學習者類型，并針對課程內容為教師開出相應的指導處方和為學習者開出自主學習處方，由教學設計專家和學科優秀教師對處方進行評價，以便根據評價反饋信息即時修改處方內容。根據前述功能，智能化的教學設計指導系統的總體設計模型如圖1所示。

從圖1可以看出，本系統主要包括信息收集、建立學習者類型、選擇和輸出教學及學習處方、評價與反饋信息。各模塊功能如下：

（1）信息收集

學習者通過前臺登錄界面注冊后，填寫學習者認知能力量表、學習風格量表和學習動機量表，收集學生信息，在學習者模型庫中錄入學生信息。當學習者的認知能力、學習風格或學習動機有所改變時，系統將根據學習者重新填入的數據實時調整學生信息。

圖1 系統總體設計模型

（2）學習者類型建立

對所收集到的三個學生信息量表數據進行處理，得到學習者的分類結果。本部分采用認知能力三種類型、學習風格八種類型、學習動機六種類型建立起學習者的144種類型，如表1所示。

表1 學習者類型分類

（3）智能化輸出處方

本部分主要根據學習者類型即不同學習者的認知能力、學習風格和學習動機水平，自動為教師開出教學處方，為學習者開出學習處方。當然，此處教學處方選擇和設計需要借鑒各學科優秀教師的教學經驗。

（4）評價與反饋信息

本部分教學設計專家根據學習者填寫的信息對所開具的教學處方和學習處方進行評價和修改。

2.系統總體框架

依照圖1的總體設計模型，智能化的教學設計指導系統的總體框架如圖2所示。

智能化教學設計指導系統模型包括三個部分：管理員用戶、學生用戶和教學設計專家用戶。管理員用戶承擔著用戶管理、測評內容管理、課程管理、教師處方、學生處方和系統維護等幾個模塊的工作；學生用戶主要的功能是用戶注冊登錄和量表測評；教學設計專家用戶主要是針對給出的教師學生處方以及量表制定的規范性做出評價，并給予反饋信息。

圖2 智能化教學設計指導系統總體框架

3.數據庫的創建

本系統定義的數據庫（IDIGS）中包含9個數據表：管理員表 admin、班級表 banji、院系表 yuanxi、年級表nianji、測評表 ceping、測評項 cepingxiang、學生表 xuesheng、處方表 chufang、學習表 xuexi。

三、系統的具體實現

本系統采用Apache+MySQL+PHP作為技術支持，PHP是完全免費的，PHP是一種不僅安全而且能快速學習、跨平臺具有良好數據庫交互能力的動態網頁設計語言；[3]MySQL是一個快速、多線程、多用戶的SQL數據庫服務器，支持正規的SQL查詢語言和采用多種數據類型，能對數據進行各種詳細的查詢等都是PHP選擇MySQL的主要原因；[4]Apache是當前全球占有率最高的網站服務器，不僅功能強大、穩定，而且完全免費，獲取方便。我院校園網的服務器也在使用Apache。[5]一個優秀的系統應該有一個友好的前臺界面，同時具有一個安全簡潔的后臺維護界面，以便于管理。