物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)設計

陳麗章

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院，湖南 衡陽 421005）

物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、傳感網(wǎng)等都有密切關系，是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)的信息承載體，可以起到互聯(lián)互通的作用，進而通過信息索引查找對象。從技術層面來講，物聯(lián)網(wǎng)工程有3個部分：1）對外感知；2）系統(tǒng)設計中節(jié)點與無線網(wǎng)的結(jié)合，進行信息間的傳輸和感知；3）信息處理與回饋控制。從結(jié)合技術層次來看，物聯(lián)網(wǎng)的智能化發(fā)展是技術的核心，通過智能感應、識別、感知等可將數(shù)據(jù)有效處理，可以說物聯(lián)網(wǎng)技術既是“智能科學與技術”又是“計算機科學與技術”的體現(xiàn)，為此，我國各大高校將“智能科學與技術”這門學科聯(lián)動起來，進行深層次的研究[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)發(fā)展概況

1.1 現(xiàn)狀分析

自20世紀70年代以來，智能教學系統(tǒng)重視度提高。尤其是美國等西方國家對智能化教育體系的發(fā)展尤為重視，這些國家經(jīng)濟力量雄厚，科學技術帶動智能化市場行業(yè)的發(fā)展，同時也優(yōu)化了智能教育系統(tǒng)的設計。結(jié)合當時的發(fā)展情況來看，美國的智能教學系統(tǒng)主要為物理、化學等理科服務，智能化理科服務能夠通過系統(tǒng)模擬化數(shù)據(jù)，提高專業(yè)化教學服務，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，智能教學系統(tǒng)逐漸應用于學校教學中，成就斐然。

與之相比，我國的智能教學系統(tǒng)還需有所突破，進一步加強和完善智能教學系統(tǒng)的服務功能，為實際教學提供有效服務，目前，我國智能教學系統(tǒng)在技術上有所突破，主要體現(xiàn)在人工智能技術協(xié)助教師日常工作上。聯(lián)合國教科文組織通過《北京共識——人工智能與教育》文案提出智能化教育的創(chuàng)新戰(zhàn)略和路途，2019年5月，首屆國際人工智能與教育大會以探索智能教育的發(fā)展戰(zhàn)略為目的，推動智能教學的發(fā)展，并為其進行科學籌劃，進而加快教育革新。結(jié)合傳統(tǒng)教育來看，智能教育是基于計算機技術的新型教育體系，它強調(diào)的是智能技術與教育、教師、教學等的有機結(jié)合，能夠完善教育體系，進而加強教學質(zhì)量和提高學生學習興趣，并能夠進行系統(tǒng)性評價，讓學生自主學習，了解和掌握學生能力，尤其是英語教育上，必須推陳出新，加強學生英語能力。目前，計算機輔助工具在英語輔助教學中的應用主要體現(xiàn)在多媒體和教學應用軟件方面，隨著計算機多媒體技術的應用，英語聽力教學已經(jīng)在教學形式與內(nèi)容方面，都更加豐富起來，更能夠吸引學生的注意力。通過多媒體來對聽力材料進行播放，這種集圖文、聲音于一體的形式，能夠激發(fā)學生的學習興趣，增加學生學習的邏輯思維和自主學習能力。

1.2 研究意義

誠然我國已經(jīng)擁有了各種在線英語教育網(wǎng)站。但是仍然暴露出了許多問題，這些問題嚴重影響學生對系統(tǒng)的使用率。首先便是地區(qū)差異，智能體系中教學課本選擇性單一，導致課本和學習內(nèi)容不同，不同的地區(qū)使用不同版本的教材與培養(yǎng)方案，導致教育思想與地區(qū)處于“對立面”。同時對初高中生來說，不同地區(qū)的高考試卷也不同，學習內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性建設，因此單一的平臺只能做到特定知識的傳授，而無法根據(jù)學生所在地區(qū)進行培訓。其次，已有的在線英語教育系統(tǒng)是以教育機構(gòu)的需求進行開發(fā)的，因此對在校生是不友好的，會有例如界面操作困難，教師使用不便等問題。綜上所述，該課題研究的意義在于，開發(fā)一款Web小型教育網(wǎng)站，在學生層面可以幫助學生節(jié)省時間、更加高效的學習。在教師層面，可以更好地幫助學生有針對性地進行訓練。在教育機構(gòu)層面，可以兼容學校以及教育機構(gòu)對在線英語教育網(wǎng)站的需求。有利于促進管理的規(guī)范化、程序化，加強師生協(xié)作，有利于發(fā)展全面管理信息化[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)平臺設計與數(shù)據(jù)庫搭建

2.1 平臺系統(tǒng)架構(gòu)（B/S體系）

國際發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化發(fā)展推動了互聯(lián)網(wǎng)技術的革新，在互聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，網(wǎng)絡教育體系形成，加強了現(xiàn)代化教育體系的發(fā)展，雖然技術不斷革新，網(wǎng)絡教育軟件層出不窮，然而由于傳輸速率的限制，教學課件的應用、網(wǎng)速問題等依舊存在，影響學習者的網(wǎng)上學習效果。因此，在物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下針對英語教育系統(tǒng)的設計還需綜合化分析，所以該文采用基于B/S體系框架結(jié)構(gòu)構(gòu)建和3層邏輯結(jié)構(gòu)，進一步提高系統(tǒng)的安全性和適用性，B/S體系框架結(jié)構(gòu)通過Java語言的編程運行，可使其在瀏覽器端、服務器端進行大量的計算處理，便于開發(fā)和維護，形成瀏覽器端（B）——發(fā)布指令——服務器端（S）——計算結(jié)果——瀏覽器端（B）的循環(huán)，B/S體系下的3層結(jié)構(gòu)可形成高內(nèi)聚、低耦合的狀態(tài)，進一步提高英語教育系統(tǒng)的性能。

2.2 數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)及設計

英語教育平臺系統(tǒng)需要從用戶角度出發(fā)，實現(xiàn)實時共享和資源共享，把控好用戶對信息的需求，這就要求其具有存儲和管理海量數(shù)據(jù)的能力。英語教育系統(tǒng)的平臺系統(tǒng)構(gòu)架為B/S體系，為了設計一個良好的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，需要數(shù)據(jù)庫的支持，綜合考慮經(jīng)濟、使用效果、安全性以及適用性等問題，在當前比較常用DBMS系統(tǒng)產(chǎn)品中，要存儲大量的資源信息還要具有極強的安全性，所以該文在設計時選擇SQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)安全且穩(wěn)定，能夠與BS系統(tǒng)聯(lián)合應用，結(jié)合Web開發(fā)平臺進行數(shù)據(jù)建模，通過Java語言進行編程，可實現(xiàn)英語教育系統(tǒng)的設計[3]。在英語教育系統(tǒng)設計時，需要注重功能設計，提供個性化的教學服務，所以針對群體的不同，該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫搭建的同時，要著重服務教師，學生和管理員，對學生要保證其能夠在線閱讀學習、在線測試，確保老師可進行成績查看、課件上傳以及教學資源管理等，對管理員應當具有公告管理、課程管理等功能。該系統(tǒng)為教師、學生等提供多種交流渠道，實現(xiàn)英語教育系統(tǒng)的線上教學，促進學生高級認知能力的開發(fā)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)設?計與實現(xiàn)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)整體設計

根據(jù)需求分析，英語教育系統(tǒng)通常作為學習類輔助工具，必須保證用戶的體驗效果，同時還要盡可能地保證其功能得以實現(xiàn)，為了簡化整體設計需求，在已有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進行研究，筆者通過對英語教育系統(tǒng)的作用人群出發(fā)，可以得出，該系統(tǒng)存在3類用戶，即系統(tǒng)管理員、教師用戶以及學生用戶。分別對應著不同功能。通過整合有需求重疊的功能，最后得到以下的幾個模塊，以下對各個模塊進行詳細介紹（如圖1）。

圖1 英語教育系統(tǒng)整體設計

針對學生用戶的模塊如下。

登錄注冊模塊：用于實現(xiàn)學生賬戶的注冊以及注冊后的登陸身份認證功能。

教學信息模塊：為學生提供查看教學信息功能，如教學視頻查看、課件查看。

測試模塊：用于為學生提供線上測試功能。

留言模塊：為學生提供窗口進行教學留言。

對教師用戶：

課程信息管理模塊：對教師課程信息進行管理。

教學資源管理：對課件、教學視頻等功能進行增刪改、查詢查看等。

測試管理：用于發(fā)布并管理試卷信息。

個人信息管理：能對教師的個人賬戶進行查詢修改等操作。

針對管理員用戶的模塊如下。用戶信息管理：管理員可對用戶的信息進行檢索與修改。

課程管理：管理員可對線上課程進行相信的檢索與修改。

討論管理：管理員可對討論區(qū)的留言進行刪除、查詢。

公告管理：管理員能發(fā)布網(wǎng)站公告并能對公告進行修改和刪除。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術環(huán)境下的英語教育系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.2.1 學生管理

學生管理針對性較強，主要根據(jù)學生學習內(nèi)容進行的，英語教育需要綜合考慮學生聽說讀寫的能力。應當實現(xiàn)注冊登錄、個人信息的查看與修改。同時作為核心內(nèi)容，學生可以查看課件、視頻教程、試題以及完成在線答題等[4]。還可以查看網(wǎng)站公告，并在線發(fā)帖回復留言等。這些功能主要保證學生登錄學習端能夠進行有效的學習，通過系統(tǒng)達到自主學習的目的，具體如圖2所示。

另外，未注冊的用戶作為“游客”，可具有學習和瀏覽該英語教育系統(tǒng)的權(quán)利，該系統(tǒng)作用于學生，起到教育輔助作用，用戶可以訪問課程信息和在線學習頁面。另外，該系統(tǒng)為了進行統(tǒng)一管理，限制了在線測試模塊，當學生用戶需要進行在線測試時必須先登錄，將班級、姓名以及密碼等填寫完全，登錄網(wǎng)絡教育平臺后就可以進行選班，可便于教師針對性管理，教師通過答疑、面授課程等才能夠根據(jù)學生具體情況進行輔導，但學生用戶并不具有管理功能。

在線學習板塊，結(jié)合圖2包括在線答題、視頻教程、學習測試等內(nèi)容，該模塊英語教育系統(tǒng)針對學生學習的主要模塊，學生首先要注冊并選擇相應的班級，分班級學習，學生可以結(jié)合實際英語水平與班級教師進行溝通，同時，可根據(jù)階段性復習情況進行測試，達到自我認知的目的，平臺系統(tǒng)可根據(jù)學生分數(shù)進行報告處理，根據(jù)綜合數(shù)據(jù)學生和老師可以對薄弱環(huán)節(jié)進行有效分析，并對學習時長進行反饋，此外，學生還可以上傳平臺系統(tǒng)以外的教材，增加課外學習內(nèi)容，充分發(fā)揮英語教育系統(tǒng)的功能，進而提高學生英語成績。

圖2 學生管理示意圖

留言板可以在線發(fā)貼、回復留言等，學生可以提出問題，與老師溝通，作為學習論壇出現(xiàn)，同時學生可在留言板上了解成績、班級作業(yè)、新聞公告等，能夠及時了解自己的學習情況，向同學和老師咨詢，交流學習經(jīng)驗，充分利用系統(tǒng)功能。

3.2.2 教師管理/管理員管理

教師和管理員可作為后臺功能“決策者”，教師和管理員都具備添加、刪除和錄入等功能，對教師，除了具備學生的權(quán)限外，還可以管理課件、教學視頻以及試題等。管理員可以對系統(tǒng)內(nèi)的教師信息、學生信息、課程信息、數(shù)據(jù)信息等進行管理，如圖3所示。

圖3 教師管理/管理員管理功能示意圖

管理理中心是教師用于用戶管理、管理課件、作業(yè)添加、管理在線答題等基本信息管理，管理留言板具有論壇管理及回復留言等功能。所以說老師和管理員登錄端功能具有異曲同工之處，但是老師更趨向于教學，因為整個網(wǎng)絡教育平臺系統(tǒng)以課程教學為核心，所以老師主要對學習測試、教學輔助、教輔資源進行管理，而管理員主要對信息添加、修改、刪除等進行處理[5]。

4 結(jié)論

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，教育更趨向于科技化和信息化發(fā)展，應用網(wǎng)絡教育平臺進行英語教學已經(jīng)實現(xiàn)，未來發(fā)展前景廣闊，毫無疑問，教育智能化發(fā)展是對傳統(tǒng)英語教學模式的變革，所以該文在對英語教育系統(tǒng)設計時，以學生為對象，深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術與智能化系統(tǒng)的關系，進而設計出一個功能完善的英語教育系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅為學生提供了個性化的教學服務，包括在線學習、在線測試、下載、在線答題等服務，還提供了多種交流渠道，針對線上線下同時進行英語教育，促進學生高級認知能力的開發(fā)以及加強師生之間、學生之間的相互學習，三人行必有我?guī)煟⒄Z教育系統(tǒng)充分引導學生學習和思考，進而增加學生的邏輯思維，在構(gòu)建認知世界的過程中不斷反思自我，充分激發(fā)學生的積極性和主動性，進而提高學生英語聽說讀寫的能力。