智能化教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

龔萍

摘 要：教學(xué)設(shè)計自動化技術(shù)是教育技術(shù)學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)之一，[1]文章所探討的智能化教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)隸屬于教學(xué)設(shè)計自動化技術(shù)。文章結(jié)合《現(xiàn)代教育技術(shù)》公共課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計劃，采用PHP+MYSQL技術(shù)，通過對學(xué)習(xí)者進(jìn)行智能化的前期分析，得到學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)動機(jī)水平，根據(jù)分析出的數(shù)據(jù)確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)類型，并以此為基礎(chǔ)自動為教師開出教學(xué)處方，同時也為學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)開出適合的學(xué)習(xí)處方。[2]

關(guān)鍵詞：智能化;教學(xué)設(shè)計;教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng);PHP+MYSQL

中圖分類號：G434 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2015）04-0083-03

一、引言

教學(xué)設(shè)計實施過程中，教學(xué)設(shè)計人員需要掌握多方面的專業(yè)知識，如教學(xué)設(shè)計基本理論、專業(yè)課程知識、計算機(jī)操作知識等。對于普通的任課教師、單一學(xué)科的專家和相關(guān)專業(yè)的教學(xué)設(shè)計開發(fā)人員來說，不論分析設(shè)計還是實際操作都存在著很大的難度。正是如此，導(dǎo)致了大量、有效的教學(xué)設(shè)計計劃不能在實踐中得到實施。而且，教學(xué)設(shè)計過程本身就是一個創(chuàng)造的復(fù)雜性過程， 它不僅包含傳統(tǒng)教學(xué)中的師與生、生與生、學(xué)生與外界環(huán)境等錯綜復(fù)雜的相互關(guān)系，還要考慮數(shù)字化環(huán)境下的教學(xué)過程與現(xiàn)實教學(xué)的差別，因此迄今為止還不能做到完全由計算機(jī)代替。正是基于這樣的考慮，要獨立使用計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計的全自動化，而不需要教學(xué)設(shè)計專家學(xué)者和有著豐富教學(xué)經(jīng)驗的學(xué)科優(yōu)秀教師的介入，現(xiàn)階段是不可能的。筆者此次設(shè)計的智能化教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)旨在讓更多的教學(xué)設(shè)計知識得到運用和推廣。

智能化的教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)旨在充分發(fā)揮計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢， 借鑒眾多教學(xué)專家和經(jīng)驗豐富的學(xué)科優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗， 把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)與教學(xué)設(shè)計專家學(xué)者和有著豐富教學(xué)經(jīng)驗的學(xué)科優(yōu)秀教師的經(jīng)驗相結(jié)合，減輕教學(xué)設(shè)計和教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)人員的工作負(fù)擔(dān)， 為教學(xué)設(shè)計和教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)人員提供咨詢、輔助、指導(dǎo)，提高教師教學(xué)設(shè)計的質(zhì)量和效率。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計

1.系統(tǒng)總體設(shè)計模型

本系統(tǒng)主要分為兩大模塊：前臺設(shè)計模塊和后臺管理模塊，前臺設(shè)計模塊包含學(xué)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(nèi)容管理、課程管理、課程指導(dǎo)處方管理和自主學(xué)習(xí)處方管理。管理員預(yù)先設(shè)定學(xué)習(xí)者測評信息，學(xué)生在注冊登錄完成測評之后，系統(tǒng)能夠分析出學(xué)生的學(xué)習(xí)者類型，并針對課程內(nèi)容為教師開出相應(yīng)的指導(dǎo)處方和為學(xué)習(xí)者開出自主學(xué)習(xí)處方，由教學(xué)設(shè)計專家和學(xué)科優(yōu)秀教師對處方進(jìn)行評價，以便根據(jù)評價反饋信息即時修改處方內(nèi)容。根據(jù)前述功能，智能化的教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)的總體設(shè)計模型如圖1所示。

從圖1可以看出，本系統(tǒng)主要包括信息收集、建立學(xué)習(xí)者類型、選擇和輸出教學(xué)及學(xué)習(xí)處方、評價與反饋信息。各模塊功能如下：

（1）信息收集

學(xué)習(xí)者通過前臺登錄界面注冊后，填寫學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力量表、學(xué)習(xí)風(fēng)格量表和學(xué)習(xí)動機(jī)量表，收集學(xué)生信息，在學(xué)習(xí)者模型庫中錄入學(xué)生信息。當(dāng)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格或?qū)W習(xí)動機(jī)有所改變時，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)習(xí)者重新填入的數(shù)據(jù)實時調(diào)整學(xué)生信息。

（2）學(xué)習(xí)者類型建立

對所收集到的三個學(xué)生信息量表數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到學(xué)習(xí)者的分類結(jié)果。本部分采用認(rèn)知能力三種類型、學(xué)習(xí)風(fēng)格八種類型、學(xué)習(xí)動機(jī)六種類型建立起學(xué)習(xí)者的144種類型，如表1所示。

（3）智能化輸出處方

本部分主要根據(jù)學(xué)習(xí)者類型即不同學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)動機(jī)水平，自動為教師開出教學(xué)處方，為學(xué)習(xí)者開出學(xué)習(xí)處方。當(dāng)然，此處教學(xué)處方選擇和設(shè)計需要借鑒各學(xué)科優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗。

（4）評價與反饋信息

本部分教學(xué)設(shè)計專家根據(jù)學(xué)習(xí)者填寫的信息對所開具的教學(xué)處方和學(xué)習(xí)處方進(jìn)行評價和修改。

2.系統(tǒng)總體框架

依照圖1的總體設(shè)計模型，智能化的教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)的總體框架如圖2所示。

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

3.數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

本系統(tǒng)定義的數(shù)據(jù)庫（IDIGS）中包含9個數(shù)據(jù)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(xué)生表 xuesheng、處方表chufang、學(xué)習(xí)表xuexi。

三、系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Apache+MySQL+PHP作為技術(shù)支持，PHP是完全免費的，PHP是一種不僅安全而且能快速學(xué)習(xí)、跨平臺具有良好數(shù)據(jù)庫交互能力的動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計語言;[3] MySQL是一個快速、多線程、多用戶的SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，支持正規(guī)的SQL查詢語言和采用多種數(shù)據(jù)類型，能對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種詳細(xì)的查詢等都是PHP選擇MySQL的主要原因;[4] Apache是當(dāng)前全球占有率最高的網(wǎng)站服務(wù)器，不僅功能強(qiáng)大、穩(wěn)定，而且完全免費，獲取方便。我院校園網(wǎng)的服務(wù)器也在使用Apache。[5] 一個優(yōu)秀的系統(tǒng)應(yīng)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(hù)界面，以便于管理。

1.前臺頁面的實現(xiàn)

前臺頁面主要包含的功能是學(xué)生注冊、登錄和學(xué)習(xí)者填寫認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)動機(jī)三個量表。它是闡明教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)一步給出教學(xué)分類處方的前提和基礎(chǔ)。

（1）前臺登錄頁面的實現(xiàn)

前臺頁面中登錄是學(xué)生進(jìn)入到系統(tǒng)測試的入口，是學(xué)生面對本系統(tǒng)的第一印象，應(yīng)該有一個友好的前臺界面，登錄頁面如圖3所示。

（2）學(xué)生測評的實現(xiàn)

學(xué)生測評是指學(xué)生通過完成學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力量表測評、學(xué)習(xí)者風(fēng)格量表測評和學(xué)習(xí)者動機(jī)量表測評，以便統(tǒng)計出學(xué)習(xí)者類型。

實現(xiàn)代碼：

<tr>

<td class="left_txt" ?width="151" align="right">

<？=$row[1] ？></td><td width="159" class="left_txt">

<？=$row[2] ？></td><td width="294" class="left_txt" ><a href="cppingde.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">認(rèn)知能力測評</a>|<a href="dongji.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">學(xué)習(xí)動機(jī)測評</a>|<a href="fengge.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">學(xué)習(xí)風(fēng)格測評</a></td>

</tr>

<？ }？>

</table>

如學(xué)習(xí)風(fēng)格測評實現(xiàn)代碼：

$jiafen=$a1-$b1;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli1="深思熟慮型";

}

elseif（0<=$jiafen）

{

$nengli1="積極主動型";

}

$jiafen=$a2-$b2;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli2="直覺型";

}

2.后臺管理的實現(xiàn)

后臺管理即管理員對智能化的教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和編輯。管理員用戶登錄后可以進(jìn)行用戶管理、測評內(nèi)容管理、課程管理、教師處方管理、學(xué)生處方管理和系統(tǒng)維護(hù)等操作。

（1）用戶管理界面的實現(xiàn)

管理員通過用戶管理界面，可以實現(xiàn)密碼的修改、用戶的添加和刪除。

實現(xiàn)代碼如下：

<？php

session_start（）;

include（"db.php"）;

include（"ck.php"）;

$tijiao=$_POST[tijiao];

$yhm=$_POST[yhm];

$mima=$_POST[mima];

$newpass=$_POST[newpass];

if（$tijiao=="提交"）

{

$resulta = mysql_query（"SELECT * FROM admin ?WHERE uname= '".$yhm."' AND upass = '".$mima."'"，$conn）;

if （mysql_num_rows（$resulta） == 1） {

$details=mysql_query（"update admin set upass='".$newpass."' where uname='".$yhm."'"，$conn）;

if （$details ！= null） {

echo "<script>alert（'密碼修改成功！'）;history.back（）;</script>";

}

}

}

？>

（2）測評內(nèi)容管理頁面的實現(xiàn)

測評內(nèi)容管理頁面是管理員管理本系統(tǒng)的核心，在此頁面上，管理員可以對三個測評量表內(nèi)容進(jìn)行修改和更新。如學(xué)習(xí)動機(jī)管理界面如圖4所示。

（3）課程管理頁面的實現(xiàn)

課程管理是管理員對《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程內(nèi)容章節(jié)添加修改的一個權(quán)利。

（4）教師指導(dǎo)性處方和學(xué)生自主學(xué)習(xí)處方的實現(xiàn)

系統(tǒng)通過確定學(xué)習(xí)者類型及對《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程內(nèi)容章節(jié)的分析，選擇和輸出相對應(yīng)的教師指導(dǎo)性處方和學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)處方。如學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)處方如圖5所示。

文章主要基于目前新教師面臨教學(xué)經(jīng)驗不足以及多數(shù)教師教學(xué)壓力大無暇教學(xué)設(shè)計的現(xiàn)狀，提出智能化的教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)，以便緩解教師教學(xué)設(shè)計壓力。并以此設(shè)想為基礎(chǔ)，設(shè)計并實現(xiàn)了以《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程為例的智能化教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃榮懷.關(guān)于教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域中的若干關(guān)鍵技術(shù)[J].中國電化教育，2005（4）：5-9.

[2]方紅.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].北京：中國財政經(jīng)濟(jì)出版社，2013.

[3]徐設(shè)政，陳茂材.動態(tài)網(wǎng)站建設(shè)及技術(shù)運用[J].中國教師，2012（2）.

[4]劉洪錦.通用計算機(jī)題庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].天津理工學(xué)院學(xué)報，2002（4）.

[5]黃炳強(qiáng).PHP+MySQL網(wǎng)站開發(fā)實例精講[M].北京：人民郵電出版社，2007. （編輯：魯利瑞）