基于個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)

周卉

摘要：針對個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)進行分析，對這一內容進行簡單介紹，同時還分析了傳統(tǒng)計算機輔助教學系統(tǒng)和CPAI個性化教學輔助系統(tǒng)的特點進行介紹。結合這些內容，總結了個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)的設計，內容有：系統(tǒng)網(wǎng)絡構架設計、系統(tǒng)邏輯構架設計、系統(tǒng)功能架構設計等，希望通過對這些內容的分析，能夠為個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)的科學應用提供一定幫助。

關鍵詞：個性化;計算機輔助教學系統(tǒng);網(wǎng)絡構架;邏輯構架

中圖分類號：TP3 文獻標識碼A 文章編號1674-6708（2019）239-0110-02

1個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)概述

個性化計算機輔助教學系統(tǒng)，它在計算機輔助教學基礎上，進行相應的創(chuàng)新，添加了人工智能技術。該技術還可以針對教學內容、教學策略等進行進一步劃分。它包含計算機技術、網(wǎng)絡技術和教學等技術，該系統(tǒng)設計的主要目的是為了在具體學習過程中，為教學參與者提供相應的交互平臺以及個性化教學平臺。該系統(tǒng)最早是美國的GerryStahl所提出來的，他認為個性化教學不只是團體當中的一個人在學習，而是認為整個團體均在進行學習，個人屬于團體當中的一個組成部分。知識對于個性化學習而言，其僅屬于一種產品，不同學習者對這些產品進行討論和交流，并且對這些知識做出總結和整理，最終將其記錄下來。而計算機對于個性化教學系統(tǒng)而言，屬于基礎性內容，若沒有計算機則很難實現(xiàn)教學參與者之間相互交流的目的，讓各個參與者之問的交互是透明的，這也就無需知識具體實現(xiàn)的細節(jié)。

2CAI和PCAI的特點

2.1CAI特點

針對傳統(tǒng)計算機輔助教學CAI進行具體設計過程中，針對課程目標進行分析，形成相應的學習目標所對應的層次結構。此后針對不同層次的學習目標所對應的學習任務進行具體設計，要求每一個畫面當中均包含相應的課文解釋和提問等信息。然后將這些設計完的畫面結合一定順序進行連接，這樣就形成了我們常見的課件。通過這一設計方式，預先對結構進行固定，所形成的課件被稱作剛性面向畫面的CAI系統(tǒng)。傳統(tǒng)形式的CAI課件存在一定缺陷，如適應能力不強、交互能力不強以及缺乏創(chuàng)造能力。

2.2PCAI特點

個性化計算機輔助教學系統(tǒng)，主要是將傳統(tǒng)計算機輔助教學系統(tǒng)作為基礎，做出的一系列創(chuàng)新，它為CAI賦予了人工智能技術，同時對教學內容以及教學策略作出相對明確的劃分，其還可以生成比較適合單個學生水平學習的模型，充分了解學生具體學習過程中存在的問題和不足，同時也能夠了解學生學習過程中存在的優(yōu)勢所在，可以有針對性的自動生成適合不同水平學生的課程進行講解。與此同時，可以幫助教師充分掌握學生的整體學習情況，能夠幫助教師對教學策略進行及時調整，進一步對教學資源進行整合。可以幫助學校和家長對教師課程情況作出進一步評估。一般而言，PCAI可以結合學生對于不同知識的掌握情況，自動生成不同層次的練習題，因為他存在自然語言的生成和理解功能，這樣能夠加深人機交流，并且還能夠針對學生和教師的錯誤做出識別，找出這些錯誤的原因所在，并且制定針對行的解決措施。還可以對學生、教師教學和概念進行評價，PCAI屬于當前的一種十分先進的教學系統(tǒng)軟件，其具備傳統(tǒng)軟件無法比擬的優(yōu)勢。

3基于個性化推薦的計算機輔助教學系統(tǒng)設計

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡構架設計

個性化教學PCAI平臺，屬于一種相對典型的分布式系統(tǒng)，該系統(tǒng)物理構架如圖1所示。

針對圖1進行分析可以得出，個性化教學PCAI平臺在部署期問，主要包含的內容為內部網(wǎng)絡以及公用網(wǎng)絡兩個部分。其中內部網(wǎng)絡內容為部署系統(tǒng)服務端構件，而外部網(wǎng)絡的部署則是客戶端部分。相應系統(tǒng)內部，存在3種服務器，主要為部署服務功能構件應用服務器，存儲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫服務器、部署網(wǎng)站應用構件Web服務器。該系統(tǒng)當中還包含了校園內部現(xiàn)存其它系統(tǒng)服務器，上述內容之間存在數(shù)據(jù)實現(xiàn)交互、而在內部網(wǎng)絡當中，在系統(tǒng)當中部署一臺客戶端，主要是提供給系統(tǒng)管理人員應用，其目的是對相關配制進行管理。該系統(tǒng)當中多數(shù)用戶主要是借助外部網(wǎng)絡，對系統(tǒng)的核心功能進行應用，而系統(tǒng)對于外部的可用功能進行具體部署期間，使用的則是將B/S為基礎的模式，因此用戶僅需要對瀏覽器進行使用，則可以對系統(tǒng)功能進行調用。

對系統(tǒng)進行構架以及設計期間，主要是將系統(tǒng)當中存在的不同類型數(shù)據(jù)作為依據(jù)，從中找到最為合適的數(shù)據(jù)存儲方式，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲邏輯結構進行描述。然后站在個性化教學PCAI平臺需求角度進行分析與設計，得到了這一系統(tǒng)當中不但包含格式相對正式和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)形式，同時也存在不規(guī)范數(shù)據(jù)類型。

3.2系統(tǒng)邏輯構架設計

邏輯構架設計，主要是站在開發(fā)人員的角度進行分析的，對系統(tǒng)當中不同構件設置在不同構件層當中，促使不同層級之問可以借助接口進行調用，促使系統(tǒng)性能所需要的可擴展性以及可維護性需要。對于個性化教學PCAI平臺的分層構架模式來說，從總體上是結合分層結構進行具設計的，而對于每一層而言，均包含相應的軟件構件。每一層的具體分析如下所述：

第一層屬于用戶接口層，這一層主要是促使用戶系統(tǒng)之問信息交互，而系統(tǒng)接受用戶數(shù)據(jù)以及指令，用戶則獲得系統(tǒng)處理后的結果。在具體個性化教學PCAI平臺用戶接口層當中，教師在這一層定義設計出個性化教學交流和學習角色等。學生則在這一層內綁定個性化教學流程，同時對實例進行調用，這樣就形成了不同節(jié)點的個性化教學任務。業(yè)務管理人員則可以在這一層當中，針對個性化教學流程實施調用以及分配，可以設置出不同種類策略參數(shù)，而學校管理人員則可以在這一層當中，針對不同數(shù)據(jù)做出統(tǒng)計和處理，從中獲得最終的結果數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)管理人員可以結合這一層，針對系統(tǒng)做出深度制定，并且可以實現(xiàn)對用戶的管理，以及對數(shù)據(jù)庫的維護。

運行之處環(huán)境層，其所擁有的業(yè)務邏輯層的不同功能構件，能夠為底層提供構件支持。而因為個性化教學PCAI平臺，主要是將工作流技術作為基礎性構件，因此在這一層當中，應當對工作流做出部署以及調用，其還包含開源JBPM工作流程引擎以及JMS消息通信引擎等。借助開源Drools規(guī)則引擎，來針對不同學習策略規(guī)則以及優(yōu)化規(guī)則做出定義以及運行，并且以服務雙工通信技術，為教師和學生提供交流通信平臺。

3.3系統(tǒng)功能架構設計

以系統(tǒng)功能的需求作為基礎，站在不同參與者角度進行分析，針對系統(tǒng)功能模塊做出進一步劃分。經(jīng)過劃分之后發(fā)現(xiàn)，個性化PCAI平臺內容主要包含個性化教學管理功能模塊、學生網(wǎng)絡學習功能模塊、領導層功能模塊以及系統(tǒng)管理功能模塊等。

其中個性化教學管理功能模塊的主要內容有個性化管理流程，修改、刪減和備份等功能。個性化教學流程對于系統(tǒng)的正常運轉奠定基礎，同時也是該平臺數(shù)據(jù)的主要對象。能夠對學生具體學習情況進行監(jiān)控，這一功能可以促使教師全面掌握學生對自身所教授課程的學習情況，同時實現(xiàn)智能輔助個性化教學，能夠幫助教師減輕個性化教學所面臨的壓力，還能夠在一定程度上提升個性化教學效率。針對學生所提出的問題，以智能化方式進行處理，進而結合問題熱度進行排序。制定出科學有效的學習策略，同時教師結合學習流的具體運行過程進行規(guī)則確定，還可以和個性化教學流程實例進行有機結合，進一步對學生的學習流程進行嚴密監(jiān)督和控制。

4結束語

當前，科學技術不斷創(chuàng)新，因此需要充分應用新科學技術，為教學工作提供推動力，進一步為培養(yǎng)高素質人才提供幫助。個性化計算機輔助教學系統(tǒng)，就是新科技發(fā)展的產物，是一種高效率的教學工具。教師和學校需要對PCAI系統(tǒng)進行充分應用，同時相應技術人員還需要對這一技術進行大力創(chuàng)新，進一步推動我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。