智能導學平臺的開發(fā)與設(shè)計

馮瑞軒 張秀梅

摘? 要：2020年的疫情使線上教學成為主要教學方式，而自主學習顯得尤為重要。學生需要在教師的有效引導下，運用高效的學習方法獨立完成指定的學習內(nèi)容，并能夠利用所學知識進行綜合運用，并進行知識擴展。鑒于此開發(fā)智能導學平臺，該平臺將教師線下教學內(nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來，不僅可以增強學生知識儲備、作業(yè)練習、自主學習、獨立獲取知識等方面的能力，而且為教師更好地調(diào)整教學內(nèi)容提供了有力保障。

關(guān)鍵詞：智能導學;自主學習;線上教學

中圖分類號：G434? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）17-0193-03

Abstract：The epidemic situation in 2020 makes online teaching the main teaching method，and autonomous learning is particularly important. Under the effective guidance of teachers，students should use efficient learning methods to complete the specified learning content independently，and be able to use the learned knowledge comprehensively to expand the knowledge. In view of this，an intelligent learning guidance platform is developed. The platform combines the offline teaching content of teachers with internet technology，which can not only enhance the studentsability of knowledge reserve，homework practice，autonomous learning and independent knowledge acquisition，but also provide a strong guarantee for teachers to better adjust the teaching content.

Keywords：intelligent guidance;autonomous learning;online teaching

0? 引? 言

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代，翻轉(zhuǎn)課堂、小組學習、網(wǎng)絡(luò)化教學越來越普遍。各種各樣的學習型網(wǎng)站，如學堂在線、中國大學MOOC等平臺，以及各級精品資源共享課的建設(shè)，為師生提供了海量的學習資源，增強學生自主學習能力，一定程度上促進了教學效果的提升[1-3]。

目前遼寧科技大學計算機與軟件工程學院建有良好的計算機硬件和校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以為開展多媒體教學和網(wǎng)絡(luò)教學提供必要的技術(shù)支持。但現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)卻不能充分利用和發(fā)揮這些資源應(yīng)有的特色和優(yōu)勢，源于網(wǎng)絡(luò)信息豐富，并且缺乏對學生自學過程、學習進度、學習效果的有效監(jiān)控和合理評價。鑒于以上原因開發(fā)此平臺，學生可以利用自己碎片化的時間完成專業(yè)的學習，養(yǎng)成自主學習的習慣，主動參與到學習中來，使枯燥的學習變成有意義的教學相長型學習。

1? 平臺設(shè)計

1.1? 開發(fā)背景

2020年的疫情使教學工作面臨眾多的挑戰(zhàn)與沉重的壓力，所有的課程都轉(zhuǎn)為線上教學，對于理論和實踐教學都是嚴峻的考驗，這樣的條件下自主學習起了主導作用。自主學習是一個主動建構(gòu)的學習過程，自主學習過程中，學生要成為學習的主體，能夠不受外界影響，選擇合適的學習方法，將學習行為持續(xù)進行下去，并進行必要的反思。但客觀存在的事實是個體間的學習能力差異是很大的，主要表現(xiàn)在[4]：

（1）學生的學習方法不當，經(jīng)常采用“死記”的方式，又缺少有效的“監(jiān)督”，導致學生學習沒有明確目標。

（2）學習缺少主動性，一直以來的課程主要以教師課堂講授為主，學生很少主動地參與交流和討論，使自主學習達不到良好的效果。

（3）課下缺乏有效的指導，現(xiàn)在的信息資源豐富，大部分學生很難快速找到適合自己的學習資料。

1.2? 角色分析

該平臺的開發(fā)為計算機與軟件相關(guān)專業(yè)的學生和教師們提供了共同學習的綜合管理。學生通過該平臺可以根據(jù)自己的實際情況來進行學習，對難以理解的知識點進行多次學習，簡單的內(nèi)容通過習題測試檢測掌握的情況，也可以對知識點內(nèi)容進行提前預(yù)習和課后復習;教師可以把相關(guān)的教學資源上傳到平臺上，對學生的學習進行一定的引導，并且通過后臺數(shù)據(jù)了解學生的學習情況;學生和教師的信息管理以及系統(tǒng)的維護需要管理員來完成。

1.3? 架構(gòu)設(shè)計

本平臺的開發(fā)以B/S（客戶端/瀏覽器）為基礎(chǔ)架構(gòu)[5]，選擇SSM框架進行系統(tǒng)開發(fā)，Java語言對系統(tǒng)代碼進行撰寫，前端頁面使用JSP動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)結(jié)合CSS和JavaScript前端開發(fā)技術(shù)進行構(gòu)建，對于數(shù)據(jù)的存儲采用MySQL數(shù)據(jù)庫。

整個應(yīng)用程序在服務(wù)器端有三層從上到下分為：控制層、業(yè)務(wù)層、持久層。Controller層屬于Spring MVC模塊，利用中央控制器DispatcherServlet完成客戶端發(fā)送的請求。Service層屬于Spring模塊，主要負責業(yè)務(wù)模塊的邏輯設(shè)計。Mapper層屬于MyBatis模塊，主要負責與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)操作，解決數(shù)據(jù)的持久化工作。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

1.4? 功能設(shè)計

該平臺使用的用戶主要是學生和教師，而系統(tǒng)的維護需要管理員來完成。本系統(tǒng)主要側(cè)重在兩個方面的設(shè)計：一是實踐教學方面，選取有代表性，綜合能力強，知識面廣的實例進行設(shè)計，意在指導學生查閱資料進行綜合設(shè)計;二是在線評測系統(tǒng)，其可以對測試題進行分階段、分類處理，意在為同學們提供高效的學習平臺。智能導學平臺的功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2? 平臺實現(xiàn)

2.1? 教學資源管理

當學生注冊成功登錄到智能導學平臺后，可以查看相關(guān)的教學文件，學習教學內(nèi)容。該平臺主要功能之一是對學生學習的指導，是要服務(wù)于當前的教學任務(wù)，因此教學資源的內(nèi)容要完備，以“C++程序設(shè)計”課程為例，如圖3所示。

“C++程序設(shè)計”是計算機專業(yè)學生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是代碼編寫的首開課，對學生學習興趣的引導和學習能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。除了必要的教學資源（PPT、視頻、大綱、計劃等）外，對實驗項目進行設(shè)計，原有項目主要以答案正確與否來判定學生的學習狀態(tài)，通過個別知識點掌握的情況判別學生對知識的把握，這并不能滿足當前設(shè)計的要求，因此給每一個項目加入詳細的知識體系結(jié)構(gòu)，精確到每一個題目涉及的多個知識點（或任務(wù)點）。

2.2? 在線自測管理

通過教學內(nèi)容的階段學習，學生進行自我檢測，可以了解自己的不足，如果有哪部分有疑問，可以向老師提問，如果對某個部分感興趣，可以進一步學習。這樣學生能熟練掌握編程技巧，培養(yǎng)獨立自主學習的能力，提高自主創(chuàng)新的意識。教師通過查看學生練習和自測統(tǒng)計情況（如圖4所示），可以適當調(diào)整教學內(nèi)容，對疑問多的內(nèi)容可以集中解答。

原來學生提交的實驗程序需要教師人工評閱，通過評測系統(tǒng)的使用，可以讓教師有更多的時間進行教學研究，提升課程的深度和廣度。學生程序代碼提交成功后可以隨時看到評測結(jié)果和成績排名，系統(tǒng)設(shè)置學生可以多次提交程序，通過不斷的練習和評測，學生的程序調(diào)試和糾錯能力大幅度提高。教師通過后臺數(shù)據(jù)庫的查詢可以了解所有學生的學習情況，通過個人數(shù)據(jù)的統(tǒng)計可以有針對性地分析學生的學習特點，有效引導學生注重學習過程。

3? 平臺運用

3.1? 課前

學習過程是每個人參與的創(chuàng)造實踐活動，學生通過導學平臺教學資料了解課程的教學內(nèi)容，教學重點和難點，并可以按照教學計劃提前預(yù)習知識點，還可以嘗試做一些習題強化理論知識，甚至可以完成一些簡單項目的編程，對于稍微有難度的項目會有一定的指導和提示，學生可以根據(jù)個人能力提前預(yù)習并完成實驗項目。教師根據(jù)學生學習情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及項目的完成情況可以靈活掌握課堂教學的節(jié)奏。

3.2? 課中

教師精講理論，忽略小的細節(jié)，給學生留有自學及思考的空間。首先，依據(jù)平臺上的學生學習情況的統(tǒng)計信息，由教師提出基礎(chǔ)問題，采用啟發(fā)式教學讓學生主動思考，結(jié)合先驗知識進行擴展，對新出現(xiàn)的問題進行分析和思考，制定解決方案，嘗試編程實現(xiàn)該方案;其次，教師根據(jù)學生的特點，在平臺上將學生劃分為若干學習小組，要充分發(fā)揮優(yōu)秀學生的優(yōu)勢，教師通過對小組進行必要的指導和客觀評價，使小組的自主學習效果進一步提高，最終完成相應(yīng)代碼的編寫;最后，教師將典型有特色的作品上傳到平臺上進行展示，讓同學們互相學習借鑒。

3.3? 課后

近年來，學校對實踐教學的重視程度有很大提高。為了強化課后實踐，在線評測系統(tǒng)中布置了近150個項目，能夠體現(xiàn)各個教學知識點，并能滿足不同層次學生的需求。學生可以隨時登錄到該系統(tǒng)，根據(jù)個人的學習進度編寫不同層次的訓練項目;教師通過回答學生的問題適當調(diào)整教學內(nèi)容，課下及時修改完善學習平臺上的內(nèi)容，有計劃進行更新。

在教學活動過程中采用問題導向的教學模式，通過平臺相關(guān)內(nèi)容的學習，關(guān)注情景、問題的設(shè)置，關(guān)注學生學習過程，因而容易讓學生產(chǎn)生學習興趣，激勵學生的創(chuàng)新思維和實訓能力。學生在問題分析和思考過程中，理解和掌握課程要求的基本知識點和編程技能，體驗自主編程學習過程中的樂趣。教師為了回答學生提出的問題，努力提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，進而提高自身的專業(yè)水平。

4? 結(jié)? 論

學院應(yīng)用型本科教育，更應(yīng)側(cè)重于學生實踐能力的培養(yǎng)和訓練，為了順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”環(huán)境，通過智能導學平臺的教學展示、自由討論、疑惑問題共研等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)“線上線下緊密結(jié)合、課內(nèi)課外互為補充”的教學模式。階段測評結(jié)束后，由師生共同討論典型的錯誤程序，讓學生有反思的機會，使學生多進行研究和思辨，實現(xiàn)“考、講、練相結(jié)合，能力為導向，學習成效驅(qū)動”的教學目標。目前平臺的教學內(nèi)容以“C++程序設(shè)計”課程為例，在后續(xù)完善過程中，會加入其他專業(yè)課內(nèi)容，不斷合理構(gòu)建實踐教學體系，以增強學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為培養(yǎng)目標，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育更好地融入人才培養(yǎng)的過程中，以期提高學生的就業(yè)能力。

參考文獻：

[1] 余梅，黃艷仙.慕課平臺上基于問題式學習的有機化學教學模式實踐與啟示 [J].教育教學論壇，2018（4）：179-180.

[2] 郭偉業(yè).“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的創(chuàng)新本質(zhì)與變革趨勢 [J].才智，2018（34）：127-128.

[3] 李陽，耿瑞.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下智慧課堂教學模式設(shè)計與應(yīng)用研究 [J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2018（4）：70-72.

[4] 郝珺，蔡海飛.大學生網(wǎng)絡(luò)學習行為實證研究 [J].高教探索，2018（2）：41-44.

[5] 孫明月.基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計 [J].電子設(shè)計工程，2018，26（22）：46-50.

作者簡介：馮瑞軒（1999—），男，漢族，天津人，本科在讀，研究方向：軟件工程;通訊作者：張秀梅（1978—），女，漢族，遼寧鞍山人，講師，碩士研究生，研究方向：中文信息處理。