個性化計算機輔助教學系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

蔣群鋒

【摘要】個性化計算機輔助教學系統(tǒng)（Personalized Computer Assisted Instruction，PCAI）是當今個性化教學系統(tǒng)采用的主流方式。該技術(shù)基于計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可為教師與學生之間建立了一個信息交互和資源共享的平臺，有利于以學生為主導的個性化教學系統(tǒng)的實現(xiàn)。但目前的PCAI系統(tǒng)大多基于論壇形式完成個性化教學任務(wù)，教師監(jiān)督力度不夠，學生學習隨意性較大，個性化教學效果不佳。針對上述問題，開展網(wǎng)絡(luò)個性化教學PCAI機理及其個性化教學平臺研究具有理論研究意義與實用價值。

【關(guān)鍵詞】工作流；個性化教學；微軟WF技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)個性化教學平臺

遠程個性化教學是課堂個性化教學的一種延伸，它不受地域、氣候等外界條件的影響，可以在較廣的分布區(qū)域內(nèi)由教師向?qū)W生傳授知識。遠程教育最初的方式為函授個性化教學方式，這一方式存在著較多的缺點，如學生的學習時間無法受到監(jiān)督和控制，僅憑期末考試決定學生是否合格不夠科學等。而當網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為生產(chǎn)和生活的主流技術(shù)后，基于網(wǎng)絡(luò)的遠程個性化教學系統(tǒng)也迅速地發(fā)展起來，網(wǎng)絡(luò)個性化教學是一種新的教育形式，可以有效地改變我國當前個性化教學資源不平衡，拓展教育的廣度和深度。然而，隨著人們對遠程個性化教學要求的不斷提高，基于網(wǎng)絡(luò)的個性化教學方式也逐漸暴露出其缺點，主要包括以下幾個方面：（1）教師無法針對所教授學生的實際學習情況動態(tài)地對學生的內(nèi)容和進程進行調(diào)整；（2）教師較難對學生的學習情況進行監(jiān)督，與課堂個性化教學形式的不同，在網(wǎng)絡(luò)個性化教學環(huán)境下，教師對于學生學習過程的監(jiān)管能力有限，無法控制學生是否認真聽講，是否按時保量地完成習題和作業(yè)；（3）無法對學生的學習情況進行詳細記錄和分析；（4）網(wǎng)參與網(wǎng)絡(luò)個性化教學活動的學生的學習經(jīng)常處于無序的狀態(tài)。

以上問題的都是由于目前的網(wǎng)絡(luò)個性化教學系統(tǒng)缺乏針對于不同學生的個性化設(shè)計造成的。針對上述問題，提出將工作流技術(shù)引入到網(wǎng)絡(luò)個性化教學的過程中，利用該技術(shù)對于流程的靈活定義能力，由教師根據(jù)個性化教學內(nèi)容制定個性化教學流程，并定義各類個性化教學過程流轉(zhuǎn)的判斷規(guī)則，同時制定基于學生學習數(shù)據(jù)分析的優(yōu)化個性化教學策略規(guī)則，從而提高在網(wǎng)絡(luò)個性化教學環(huán)境下對學生的管理效率；參與網(wǎng)絡(luò)個性化教學的學生，通過對一個學習工作流實例的參與和執(zhí)行，可受到規(guī)范化的個性化教學引導，有利于提高其學習效果。

一、個性化計算機輔助教學系統(tǒng)設(shè)計的原則

個性化教學PCAI平臺系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，主要是為了解決在當前網(wǎng)絡(luò)個性化教學過程中出現(xiàn)的教師無法對學生的學習過程進行掌控，學生自主學習缺乏指導等問題，科學規(guī)范網(wǎng)絡(luò)個性化教學過程，提高個性化教學效果。在設(shè)計與開發(fā)的過程中，需要遵循的開發(fā)原則包括：一是充分利用已有資源的原則。二是理念先進，三是系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享的原則。

二、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)物理架構(gòu)設(shè)計主要是從部署的角度描述搜索平臺的部署架構(gòu)。個性化教學PCAI平臺是一個典型的分布式系統(tǒng)，其物理架構(gòu)設(shè)計如圖1所示：

三、系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計從縱向角度描述了系統(tǒng)的功能模塊，而系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計則是從橫向角度描述系統(tǒng)各層包含的功能組件以及各層之間的交互關(guān)系。個性化教學PCAI平臺邏輯架構(gòu)如圖2所示。

四、系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計

基于對系統(tǒng)的功能需求分析，從不同的參與者角度對系統(tǒng)的功能模塊進行劃分，得到系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖3所示。

五、總結(jié)

目前的PCAI系統(tǒng)大多基于論壇形式完成個性化教學任務(wù)，教師監(jiān)督力度不夠，學生學習隨意性較大，個性化教學效果不佳。本論文主要針對這一問題進行了研究和分析，并在軟件工程相關(guān)理論和技術(shù)的指導下，構(gòu)建了一個個性化教學PCAI平臺。

個性化教學PCAI平臺為學習工作流的定義提供了基礎(chǔ)，實現(xiàn)了學習過程定義和學習監(jiān)督過程定義的分離，有利于提高學生的學習積極性，增強學習效果；同時，教師通過對學習工作流及監(jiān)督規(guī)則的定義，提高個性化教學過程的效率。

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