基于PIMS的智能英語學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韓翠萍

摘 要： 為彌補(bǔ)傳統(tǒng)英語教學(xué)的不足，對智能英語教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在分析智能教學(xué)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于PIMS的智能英語學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)，進(jìn)一步完善了英語教學(xué)模式，完成了總體框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。同時(shí)結(jié)合高新技術(shù)和應(yīng)用，使英語學(xué)習(xí)不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，使英語教學(xué)過程更加流暢，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的積極性和主動性。本設(shè)計(jì)可為智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞： PIMS; 智能英語教學(xué)平臺; 移動學(xué)習(xí)

中圖分類號： H319

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1007-757X（2019）06-0138-03

Abstract： In order to make up for the shortcomings of traditional English teaching， this thesis mainly studies the intelligent English teaching system. Based on the analysis of the current situation of intelligent teaching systems， the PIMS-based intelligent English learning platform system is designed to further improve the English teaching mode. Completed the construction of the overall framework structure， combined with the use of high-tech and applied teaching， English learning is not limited by time and place. It makes the English teaching process more smooth for students to learn， improves students' enthusiasm and initiative. It may provide a reference for the design and application of intelligent teaching systems.

Key words： PIMS; Intelligent English teaching platform; Mobile learning

0 引言

英語作為全球第二大語言在教育中的占用重要地位，傳統(tǒng)的英語教學(xué)方法模式較為固定難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，存在教學(xué)效率低等問題，隨著以計(jì)算機(jī)為代表的新技術(shù)手段的快速發(fā)展和完善，為英語教學(xué)改革提供了有利的外部環(huán)境和強(qiáng)大的技術(shù)支撐，在英語教學(xué)過程中應(yīng)用融合計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與人工智能所產(chǎn)生的智能技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，本文主要結(jié)合PIMS（個(gè)人信息管理系統(tǒng)）智能教學(xué)系統(tǒng)，完善英語教學(xué)系統(tǒng)中的缺陷，通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)有效融合到英語日常教學(xué)過程中，以便起到良好的教學(xué)輔助作用，從而使教學(xué)質(zhì)量得以有效提高。

1 現(xiàn)狀分析

自上世紀(jì)70年代以來，以美國、日本為代表的西方國家對發(fā)展智能教學(xué)系統(tǒng)的重視程度較高，主要在物理、化學(xué)及特定學(xué)科內(nèi)應(yīng)用，我國的智能教學(xué)系統(tǒng)西方發(fā)達(dá)國家仍處于起步階段，具有較大的提升空間，仍需不斷完善智能教學(xué)系統(tǒng)更好為實(shí)際教學(xué)提供服務(wù)，智能教學(xué)系統(tǒng)融合了人工智能技術(shù)，能夠降低教師日常教學(xué)過程中的工作量，根據(jù)學(xué)生的性格特點(diǎn)及學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有針對性的教學(xué)活動，為學(xué)生提供更高效的教學(xué)服務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生的相關(guān)能力進(jìn)行合理評價(jià)（包括學(xué)習(xí)能力、理解能力、規(guī)劃能力等），本文在智能教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，完成了基于PIMS的智能英語學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考[1]。

2 智能教學(xué)系統(tǒng)

智能教學(xué)系統(tǒng)（ITS）是一門綜合性及復(fù)雜性較強(qiáng)的學(xué)科（包括人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、心理學(xué)等），是教育學(xué)中的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，ITS總體架構(gòu)主要由學(xué)生模型、教師模型、專家模型以及智能人機(jī)接口構(gòu)成，如圖1所示。

（1）作為教學(xué)系統(tǒng)的核心之一，學(xué)生模型（包括覆蓋模型、微分模型、攝動模型）主要功能在于記錄學(xué)生信息，學(xué)生登錄系統(tǒng)后在學(xué)習(xí)過程中的動態(tài)（包括搜索的數(shù)據(jù)信息和學(xué)習(xí)內(nèi)容）將會被記錄下來，進(jìn)一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和狀態(tài)，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，據(jù)此完成有效的內(nèi)容的自動篩選并推薦給學(xué)生，達(dá)到有針對性的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的目的;（2）教師模型，該模型從教師的角度出發(fā)進(jìn)行教學(xué)過程，通過系統(tǒng)對學(xué)生的知識儲備和學(xué)習(xí)效率做到科學(xué)全面的掌握，針對學(xué)生的特點(diǎn)選擇和推薦教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)樂趣，對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題做出及時(shí)準(zhǔn)確的指導(dǎo)，幫助學(xué)生真正掌握所學(xué)知識;（3）專家模型作為一種知識儲備庫，對教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題能夠進(jìn)行智能化分析并找到解決辦法，對學(xué)生遇到的問題做出及時(shí)反應(yīng)，在分析問題的基礎(chǔ)上反饋解決問題的方法，同時(shí)對學(xué)生知識的掌握情況進(jìn)行衡量，根據(jù)實(shí)際檢測情況確定學(xué)生的知識水平，以學(xué)習(xí)過程存在的問題和不足為依據(jù)，協(xié)助教師完成教學(xué)提升方案的制定;（4）智能接口作為系統(tǒng)連接學(xué)生的中介，學(xué)生數(shù)據(jù)傳輸、知識信息獲取及教學(xué)相關(guān)分析等功能需通過接口實(shí)現(xiàn)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)，包含多種技術(shù)應(yīng)用和支持（包括語言處理、人機(jī)對話、領(lǐng)域知識維護(hù)等）的智能接口提高了系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性[2]。

3 基于PIMS的智能英語學(xué)習(xí)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在結(jié)合使用智能教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文通過新型英語學(xué)習(xí)方式的提出，使英語學(xué)習(xí)效率得到進(jìn)一步提高，保留傳統(tǒng)英語教學(xué)方式優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，能夠適應(yīng)現(xiàn)代化科技帶來的各種優(yōu)勢，學(xué)生根根據(jù)實(shí)際需要選取感興趣的內(nèi)容進(jìn)行積極互動，彌補(bǔ)傳統(tǒng)英語教學(xué)的不足，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效率。

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用，促使教學(xué)方法及模式向現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，為傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來顛覆性的改變，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的平臺，不受時(shí)間地點(diǎn)限制，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量及效率。在英語學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生普遍反映的難點(diǎn)在于詞匯難背、內(nèi)容難懂及交流效率低等，本文在借鑒高效學(xué)習(xí)英語方法的基礎(chǔ)上，對智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成了基于PIMS的英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為豐富學(xué)生的閱讀及學(xué)習(xí)素材鞏固詞匯量及語法等方面的知識，本系統(tǒng)在各大網(wǎng)站上通過網(wǎng)絡(luò)搜索引擎自動對相關(guān)英語新聞內(nèi)容進(jìn)行搜索和整理，再將其發(fā)送至PIMS系統(tǒng);同時(shí)能夠根據(jù)學(xué)生日常的搜集內(nèi)容及學(xué)習(xí)情況進(jìn)行記錄和分析，從而找出學(xué)生的特長和短板，為其提供給有針對性的實(shí)用單詞和文章，從而幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固英語學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)方法的有效性，進(jìn)而提升英語教學(xué)質(zhì)量和效率[3]。

3.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

為確保系統(tǒng)在大量學(xué)生同時(shí)使用時(shí)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，本文系統(tǒng)總體架構(gòu)具體如圖2所示。

由遠(yuǎn)程課件服務(wù)、客戶移動學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)代理3個(gè)主要的子系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫用于存儲課件內(nèi)容和相關(guān)數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供支持[4]。

（1） 遠(yuǎn)程課件服務(wù)系統(tǒng)

作為能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行操控的系統(tǒng)模式的一種，遠(yuǎn)程課件服務(wù)系統(tǒng)由系統(tǒng)管理員進(jìn)行直接操控，通過各部分協(xié)調(diào)工作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程課件服務(wù)功能，該系統(tǒng)中的智能數(shù)據(jù)庫，用于劃分并確認(rèn)學(xué)生權(quán)限、存儲相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容及數(shù)據(jù)信息，為學(xué)生提供私密賬號管理及豐富的課件內(nèi)容;本文采用智能軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集，具體通過英語新聞搜索引擎對優(yōu)質(zhì)的熱點(diǎn)新聞內(nèi)容、數(shù)據(jù)及鏈接進(jìn)行收集，從而確保系統(tǒng)的豐富內(nèi)容及知識拓展功能能夠有效滿足學(xué)生需求;新聞難易程度的評估則通過系統(tǒng)中的評估系統(tǒng)完成，以確保將適合學(xué)習(xí)的內(nèi)容推薦給學(xué)生;通過數(shù)據(jù)庫的課件管理功能能夠?qū)φn件的內(nèi)容進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，簡化線上教學(xué)過程，提高教師的工作效率[5]。

（2） 客戶移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)

學(xué)生在客戶移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)英語學(xué)習(xí)過程（主要用于知識點(diǎn)學(xué)習(xí)和文章閱讀），根據(jù)實(shí)際需要選擇英語學(xué)習(xí)的內(nèi)容和模式，從而滿足學(xué)生強(qiáng)化自身英語能力的需求，學(xué)生成功申請專屬賬號后，登錄系統(tǒng)首頁即可選擇自己所需學(xué)習(xí)界面，在學(xué)習(xí)界面上為滿足學(xué)生們的興趣愛好，將實(shí)時(shí)更新的熱點(diǎn)新聞供其進(jìn)行閱讀參考，在閱讀的同時(shí)提高閱讀水平及詞匯積累量;系統(tǒng)具備的智能數(shù)據(jù)收集功能會對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和搜索數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分析，據(jù)此了解學(xué)生在英語學(xué)習(xí)方面的特長和不足，并將由針對性的內(nèi)容推薦給學(xué)生，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況將相關(guān)學(xué)習(xí)課件自動推薦給學(xué)生，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的詞典使用情況對學(xué)生掌握詞匯的能力進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行鞏固強(qiáng)化;學(xué)生可通過系統(tǒng)的反饋功能提出意見和建議，從而促使系統(tǒng)不斷完善，更好的滿足教學(xué)需求[6]。

3.3 搜索引擎

系統(tǒng)為學(xué)生自動推送相應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容及資源的鏈接，搜索英語資源通過使用全文搜索引擎實(shí)現(xiàn)（基于Lucene技術(shù)），搜索性能顯著高于數(shù)據(jù)庫查詢，有效地解決了因不完全一致而無法快速準(zhǔn)確的找到相應(yīng)英語學(xué)習(xí)資源，全文搜索原理時(shí)序圖如圖3所示。

對于學(xué)習(xí)資源信息平臺需通過Lucene技術(shù)的使用完成網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫索引的建立，在此基礎(chǔ)上對關(guān)鍵字進(jìn)行分詞處理，然后通過Lucene完成索引的讀取并對相應(yīng)的關(guān)鍵字執(zhí)行高級搜索，使搜索的查全率和查準(zhǔn)率得以有效提高，進(jìn)而提升了搜索效率，更能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[6]。

4 平臺系統(tǒng)測試

為檢測本文所設(shè)計(jì)的基于PIMS的智能英語學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)的實(shí)用性和穩(wěn)定性，選擇英語專業(yè)的A、B兩個(gè)班學(xué)生，A班學(xué)生在教師的引導(dǎo)下在課后時(shí)間使用本系統(tǒng)進(jìn)行英語學(xué)習(xí)，通過實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明通過系統(tǒng)的智能接口后可在較少的代碼設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)英語學(xué)習(xí)過程涉及的相關(guān)功能，系統(tǒng)的智能推送及信息分析整合功能使教學(xué)環(huán)境更有針對性，受到了教師及學(xué)生的歡迎，在線搜索、學(xué)習(xí)及下載功能可以幫助學(xué)生隨時(shí)隨地完成自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，教師在該系統(tǒng)的輔助下能夠及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，同時(shí)對兩個(gè)班學(xué)生的該科期末考試成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。滿分100 分，60分及格，兩個(gè)班的學(xué)生成績分布如表1所示。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明使用智能英語學(xué)習(xí)系統(tǒng)作為輔助學(xué)習(xí)的班級（A班）成績更好，高于80分的比例增加，低于70分的比例下降，學(xué)期末從學(xué)生的調(diào)查問卷及期末成績可以看出，同未使用該系統(tǒng)的該專業(yè)學(xué)生相比，學(xué)生的積極性及專業(yè)成績皆有顯著提高，利用碎片化時(shí)間完成課程學(xué)習(xí)，便于學(xué)生課后的知識預(yù)習(xí)和鞏固，證明了該系統(tǒng)具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。

5 總結(jié)

為彌補(bǔ)傳統(tǒng)英語教學(xué)的不足，本文主要對智能英語教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，在分析智能教學(xué)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對基于 PIMS 的智能英語學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善了英語教學(xué)模式，完成了總體框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，同時(shí)結(jié)合使用高新技術(shù)和應(yīng)用教學(xué)，英語學(xué)習(xí)不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，使英語教學(xué)過程更加流暢以便于學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的積極性和主動性，為智能教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵海燕，丁宏偉，紀(jì)楠.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在英語聽說教學(xué)中的應(yīng)用研究——評《網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大學(xué)英語聽說教學(xué)研究：理論、模式與評價(jià)》[J].教育理論與實(shí)踐，2017（8）：65-66.

[2] 簡素貞.多媒體技術(shù)在高中英語聽說教學(xué)中的運(yùn)用[J].科教導(dǎo)刊（下旬），2017（1）：144-145.

[3] 黃緬.研究生英語聽說教學(xué)改革的新途徑——手機(jī)播客[J].黑河學(xué)刊，2017（1）：124-125.

[4] 余德軍，鄒軍華.基于Web視頻文本軌道技術(shù)的英語學(xué)習(xí)平臺開發(fā)與應(yīng)用研究——非正式學(xué)習(xí)的視角[J].中國電化教育，2016（3）：82-86.

[5] 李德新.多元智能理論在中學(xué)英語課堂教學(xué)中的開發(fā)與應(yīng)用——一次英語短劇觀摩帶來的啟示[J]. 教育實(shí)踐與研究（B）， 2017（5）：38-41.

[6] 王臻.基于混合式學(xué)習(xí)的應(yīng)用型院校大學(xué)英語學(xué)習(xí)策略體系構(gòu)建[J].高教學(xué)刊，2018（22）：51-53.

（收稿日期： 2018.12.11）