人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用范文

時間:2023-08-18 17:51:00

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人工智能在教育教學(xué)的應(yīng)用

篇1

人工智能技術(shù)應(yīng)用上,教育領(lǐng)域也深受影響,如何更好的迎合現(xiàn)實(shí)需求,對此,我認(rèn)為

一、人工智能技術(shù)要在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)理解上體現(xiàn)價值。

技術(shù)是有成本的。如果技術(shù)應(yīng)用只是提高了訓(xùn)練的效益,其價值便只在低層次認(rèn)知能力,這些成本是否值當(dāng)?人工智能技術(shù)之應(yīng)用須在促進(jìn)學(xué)生高層次認(rèn)知能力的發(fā)展上發(fā)揮作用,幫助學(xué)生從解答習(xí)題為主走向解決問題為主。我們應(yīng)該依托人工智能技術(shù)在情境創(chuàng)設(shè)與人機(jī)互動等方面的優(yōu)勢,促使學(xué)生基于理解的學(xué)習(xí),促使學(xué)生面向應(yīng)用的學(xué)習(xí)。

二、人工智能技術(shù)要在促進(jìn)學(xué)生個別化學(xué)習(xí)中發(fā)揮作用。

人工智能技術(shù)的出現(xiàn),打破了教育的知識傳播平衡,加強(qiáng)了“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)關(guān)系,使對每一個學(xué)習(xí)個體的尊重有了可能。而這恰是當(dāng)前教育實(shí)踐的薄弱之處。因而,在學(xué)校層面應(yīng)用大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的關(guān)鍵,未必在統(tǒng)計(jì)意義的歸因,而是關(guān)于學(xué)習(xí)個體的過程信息的采集,這是促進(jìn)學(xué)生個別化學(xué)習(xí)的技術(shù)憑借。

篇2

關(guān)鍵詞:人工智能;智能化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué);專家系統(tǒng);知識庫

中圖分類號:TP18文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2007)12-21667-02

The Application of Artificial Intelligence in Education

HU Ji-li,YIN Yun-xia

( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)

Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.

Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base

1 引言

人工智能作為當(dāng)今世界三大尖端技術(shù)(空間技術(shù)、能源技術(shù)和人工智能技術(shù))之一,是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支,它的目標(biāo)是構(gòu)造能表現(xiàn)出一定智能行為的。人工智能是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué),從事這項(xiàng)工作的人必須懂得計(jì)算機(jī)知識、心理學(xué)和哲學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺等??偟恼f來,人工智能的目的就是讓計(jì)算機(jī)這臺機(jī)器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進(jìn)行的,主要研究領(lǐng)域有專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決定支持系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它總的來說是面向應(yīng)用的,隨著人工智能的誕生和發(fā)展, 人們開始把計(jì)算機(jī)用于教學(xué)領(lǐng)域。同時, 自七十年代以來, 有教學(xué)能力的專家系統(tǒng)得到研制。人工智能技術(shù)與專家系統(tǒng)的成就, 促使人們把問題求解、知識表示這些技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI) , 這便是智能型計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)。

近幾十年來, 隨著人工智能技術(shù)的日漸成熟, 它的一些研究成果被陸續(xù)應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域, 推進(jìn)了教育發(fā)展改革和教學(xué)現(xiàn)代化進(jìn)程。人工智能在教學(xué)系統(tǒng)的重要性也已形成共識。

2 人工智能在教育中的作用

目前在教育技術(shù)中涉及到AI的主要有以下領(lǐng)域:

2.1 知識的表示與訪問

基于人工智能的知識表示是以知識為對象,以計(jì)算機(jī)的軟硬件和計(jì)算機(jī)科學(xué)及人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)為工具,以哲學(xué)、心理學(xué)和邏輯學(xué)等為方法和指導(dǎo),將知識表達(dá)成計(jì)算機(jī)可以直接處理的“知識庫”,使用“計(jì)算機(jī)的智能”來模擬人類專家或“人類智能”,對知識進(jìn)行快速、精確、自動、科學(xué)的處理。它不屬于通常的“數(shù)據(jù)管理或信息管理”的“數(shù)據(jù)”層次,而是屬于“知識處理”或“知識”的智能化層次。其主要內(nèi)容是對于知識進(jìn)行形式化的表示、自動化的推理,智能化的教學(xué)或創(chuàng)造。計(jì)算機(jī)輔助教育是其中重要的組成部分。

2.2 符號計(jì)算

符號計(jì)算包括數(shù)值計(jì)算、符號計(jì)算和函數(shù)作圖。其代表軟件是Mathematica,當(dāng)該軟件在1988年第一次,對科技及很多其他領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)使用方式產(chǎn)生了深刻的影響。Mathematica 1.0時,商業(yè)周報(bào)將其列入當(dāng)年最重要的十大新產(chǎn)品名單。這標(biāo)志著現(xiàn)代科技計(jì)算的開始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的課程,從高中課程到研究生課程用它作基礎(chǔ)。隨著各種學(xué)生版的,Mathematica也已成為全世界各種不同專業(yè)學(xué)生的重要工具。

2.3 對學(xué)生錯誤的自動診斷

采用人工智能技術(shù),使得教學(xué)過程中系統(tǒng)可以自動診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,不僅能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤,而且能指出學(xué)生錯誤的根源,從而做出有針對性的輔導(dǎo)或?qū)W習(xí)建議。而且根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)自動選擇教學(xué)內(nèi)容,自動調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,自動選擇教學(xué)策略與方法。

2.4 實(shí)現(xiàn)智能性超媒體教學(xué)系統(tǒng)

超媒體系統(tǒng)有理想的教學(xué)環(huán)境,容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性,但不能保證達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目的,而且由于不了解所要教的對象,所以不能做到有針對性的指導(dǎo),不能因材施教。智能輔助教學(xué)系統(tǒng)正好與此相反。將二者結(jié)合起來,就可實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ),從而研究制出新一代高性能的智能超媒體教學(xué)系統(tǒng)。

3 人工智能應(yīng)用于教育的新方向:ICAI

3.1 傳統(tǒng)CAI的不足

傳統(tǒng)的CAI由于其集成性、交互性、多媒體性等特點(diǎn),在教學(xué)中可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。但在使用過程中,CAI的一些弱點(diǎn)也逐漸暴露出來。主要表現(xiàn)有:

(1)缺乏人機(jī)交互能力

現(xiàn)有CAI 大多以光盤作為信息的載體, 將教材中的內(nèi)容以多媒體的形式展現(xiàn)出來, 教學(xué)信息是按預(yù)置的教學(xué)流程機(jī)械式地提供給學(xué)生的, 學(xué)生接受起來很被動。而且在課堂教學(xué)中, 一般也只能通過教師按預(yù)定的課件流程進(jìn)行操作, 無論學(xué)生還是教師都不能很好地參與教與學(xué)的過程, 因此人機(jī)交互沒有很好地實(shí)現(xiàn)。

(2)缺乏教師與學(xué)生的互動

現(xiàn)有的CAI 課件在學(xué)生自學(xué)、進(jìn)行操作使用時,如何學(xué)習(xí)都是學(xué)生自己的事。教師不能完全了解學(xué)生的情況,學(xué)生在碰到問題時,也不能向教師求助,師生之間是互相封閉的,軟件所起的積極效果大打折扣。同時由于缺乏網(wǎng)絡(luò)支持,現(xiàn)有的絕大多數(shù)CAI 課件是在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行的,它們無法利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢使知識內(nèi)容快速更新,也更無法提供便捷的學(xué)習(xí)討論空間、隨時隨地的師生交流方式以及遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)現(xiàn)的條件。

(3)缺乏智能性

要想面對不同情況的學(xué)生進(jìn)行不同程度的教學(xué)過程, 使學(xué)生的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃樱?并能由系統(tǒng)自動地提供助學(xué)信息而有選擇地學(xué)習(xí),要想使教師的教學(xué)能積極地參與進(jìn)去并根據(jù)系統(tǒng)提供的信息按照學(xué)生的認(rèn)知模型為其準(zhǔn)備最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容, 給予不同方式的教學(xué)模式與方法, 沒有智能性的CAI 課件系統(tǒng), 是很難實(shí)現(xiàn)以上目的并達(dá)到良好教學(xué)效果的。由此可見,現(xiàn)有的CAI 隨著人們要求的提高, 已經(jīng)不能盡如人意。因此以智能CAI 為代表的新的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)將是教師在教育技術(shù)上需要不斷探求、努力實(shí)現(xiàn)的發(fā)展方向索。

3.2 ICAI-人工智能與多媒體技術(shù)的結(jié)合

為了克服傳統(tǒng)CAI的缺點(diǎn),需要在知識表示、推理方法和自然語言理解等方面應(yīng)用人工智能原理。因此很多專家提出了智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ICAI),智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Intelligence Computer Assisted Instruction-ICAI)以認(rèn)知學(xué)為理論基礎(chǔ)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于CAI,是智能化的CAI。在ICAI系統(tǒng)中,允許學(xué)生與計(jì)算機(jī)進(jìn)行較自由的對話,學(xué)生的應(yīng)答不限于數(shù)字或簡單的短語。系統(tǒng)能夠判定學(xué)生應(yīng)答的正確程度,并給予適當(dāng)?shù)姆答仯皇呛唵蔚卣f“對”或“錯”。ICAI的宗旨在于利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)較好的人工智能,模仿人類的交互方式、思維習(xí)慣及情緒流動,修飾和掩蓋計(jì)算機(jī)的缺陷。

3.3 ICAI的優(yōu)點(diǎn)

(1)將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)策略分開,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知模型提供的信息,通過智能系統(tǒng)的搜索與推理,動態(tài)生成適合于個別化教學(xué)的內(nèi)容與策略。

(2)通過智能診斷機(jī)制判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,分析學(xué)生產(chǎn)生錯誤的原因,同時向?qū)W生提出更改建議、以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)內(nèi)容的建議。

(3)通過對全體學(xué)生出現(xiàn)的錯誤分布統(tǒng)計(jì),智能診斷機(jī)制將向教師提供教學(xué)重點(diǎn)、方式、測試重點(diǎn)、題型的建議。

(4)為教師提供友好的教學(xué)內(nèi)容、測試內(nèi)容維護(hù)界面,無需改變軟件的結(jié)構(gòu)即可調(diào)整教學(xué)策略。

(5)通過對學(xué)生認(rèn)知模型、教學(xué)內(nèi)容、測試結(jié)果的智能分析,向教學(xué)督導(dǎo)人員提供對任課教師教學(xué)業(yè)績評價的參考意見??梢哉f,一個理想、完美的ICAI系統(tǒng)就是一個自主、優(yōu)秀的“教師”。

3.4 ICAI的標(biāo)準(zhǔn)

以現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平而言,短時期內(nèi)顯然無法實(shí)現(xiàn)具備上述全部功能的ICAI系統(tǒng)。一般認(rèn)為,只要具有下列一個或幾個特征的CAI系統(tǒng)就可以稱之為ICAI系統(tǒng)。

(1)能自動生成各種問題與練習(xí)。

(2)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與學(xué)習(xí)情況選擇與調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度。

(3)在了解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自動解決問題,生成解答。

(4)具有自然語言生成與理解能力,以便實(shí)現(xiàn)比較自由的教學(xué)問答系統(tǒng),提高人機(jī)交互的主動性。

(5)對教學(xué)內(nèi)容有解釋咨詢能力。

(6)能診斷學(xué)生錯誤,分析原因并采取糾正措施。

(7)能評價學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。

(8)能評價教師的教學(xué)行為。

不難看出,ICAI與傳統(tǒng)的CAI相比,更加符合教育教學(xué)的規(guī)律,切合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣,具有明顯的優(yōu)越性。

3.5 ICAI的結(jié)構(gòu)

ICAI主要由三個模塊組成:專家系統(tǒng)模塊、教師模塊和學(xué)生模塊。

(1)知識庫

知識庫是實(shí)現(xiàn)知識推理與專家系統(tǒng)的基礎(chǔ),而建造知識庫的前提則是要解決知識的形式化,人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用表示以及知識的訪問與調(diào)用問題。因此,知識的表示與訪問是人工智能的核心技術(shù)之一,也是將AI引入教育領(lǐng)域必須首先解決的一個難題。

ICAI中的資源庫應(yīng)該包括以下一些內(nèi)容:

①多媒體素材庫:包括所要呈現(xiàn)的知識的一些素材,包括:文本、圖像、聲音、動畫及數(shù)字影象等多媒體教學(xué)資源。這些用于多媒體數(shù)據(jù)庫管理,便于分類、增刪、修改及查詢等操作。

②教學(xué)內(nèi)容庫:教學(xué)內(nèi)容庫用于存放教學(xué)內(nèi)容,包括領(lǐng)域知識庫(含輔助知識庫、提示幫助庫、練習(xí)題庫,和測試題庫)。這些教學(xué)內(nèi)容,包括習(xí)題和試題分章、節(jié)、課及知識點(diǎn)等有序存貯。供專家決策系統(tǒng)調(diào)用。

(2)學(xué)生模塊

學(xué)生模塊主要包括以下三個模塊:學(xué)生登陸模塊、學(xué)生水平評價模塊和學(xué)生監(jiān)督模塊。

①學(xué)生登陸模塊:利用該模塊主要用于學(xué)生使用ICAI時登錄,第一次登錄時學(xué)生輸人姓名、性別、年齡、學(xué)歷等相關(guān)信息,然后對學(xué)生進(jìn)行詢問,選擇合適的測驗(yàn)題對學(xué)生進(jìn)行初測推薦學(xué)習(xí)計(jì)劃。當(dāng)再次登錄時,系統(tǒng)根據(jù)保存的信息安排合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

②學(xué)生水平評價模塊:學(xué)生水平測試模塊用于評價某一教學(xué)單元學(xué)習(xí)完后測試成績。通過測試等因素分析,可以比較確切地了解學(xué)生的具體情況,從而制定出合理的教學(xué)策略和教學(xué)過程

③學(xué)習(xí)監(jiān)測模塊:學(xué)習(xí)檢側(cè)模塊用于監(jiān)測記錄學(xué)生的日常學(xué)習(xí)情況,記錄學(xué)生學(xué)習(xí)某教學(xué)單元時的參數(shù)值,并記錄在學(xué)生檔案中。包括:學(xué)生目前學(xué)習(xí)單元號;學(xué)習(xí)方式;正常學(xué)習(xí)、練習(xí)、提前瀏覽、學(xué)后復(fù)習(xí);學(xué)習(xí)時間;學(xué)生提示問題的類型和次數(shù);學(xué)生本次練習(xí)出錯次數(shù)。

(3)專家決策模塊

CAI中的專家決策系統(tǒng)可以看作專家系統(tǒng)中的推理機(jī)。專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng),它應(yīng)用人工智能技術(shù),模擬人類專家求解問題的思維過程求解領(lǐng)域內(nèi)的各種問題,其水平可以達(dá)到甚至超過入類專家的水平。計(jì)算機(jī)中存有人類專家的知識并具有推理能力,從而可解決診斷、規(guī)劃、調(diào)度、預(yù)報(bào)、決策等要靠人類專家才能完成的任務(wù)。

成功的例子如:① DENDRL系統(tǒng)的性能已超過一般專家的水平,可供數(shù)百人在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析方面的使用;②MYCIN系統(tǒng)可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見經(jīng)正式鑒定結(jié)果,對患有細(xì)菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過了這方面的專家。

ICAI根據(jù)學(xué)生模塊提供的學(xué)生學(xué)習(xí)情況,通過智能系統(tǒng)的搜索與推理,得出智能化的教學(xué)方法與教學(xué)策略,能夠較科學(xué)地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,還可以通過分析學(xué)生以往的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣,預(yù)測學(xué)生的知識需求和常犯錯誤,動態(tài)地將不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法與不同的學(xué)生匹配,智能地分析學(xué)生錯誤的原因,進(jìn)而有針對地提出合理的教學(xué)建議、學(xué)習(xí)建議以及改進(jìn)方法,既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的滿意度,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,也對教師教學(xué)提供了客觀的依據(jù)和科學(xué)的方法。

4 結(jié)束語

由此可見人工智能技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中,與教學(xué)現(xiàn)代化有著密切的關(guān)系。人工智能技術(shù)的發(fā)展也必將會對ICAI 的發(fā)展起到巨大推動作用。近幾年來,人工智能的研究者們嘗試著使學(xué)生脫離“輔導(dǎo)學(xué)習(xí)”的過程來接受新知識,而采用“通過活動進(jìn)行學(xué)習(xí)”的方式。在教學(xué)的其他方面,人工智能技術(shù)還可以建立人類推理模型學(xué)習(xí)工具等諸多的運(yùn)用, 展示出越來越好的實(shí)用性。隨著Internet 的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用, ICAI 也將得到進(jìn)一步的完善。21 世紀(jì)的教育教學(xué)手段將是以智能化CAI 為主線,多學(xué)科、多方位發(fā)展的新技術(shù)的體現(xiàn)。這種手段產(chǎn)生了人機(jī)交互、人機(jī)共生等全新概念,使人類擴(kuò)展了自己的能力,促進(jìn)了教育領(lǐng)域方方面面的改革。

參考文獻(xiàn):

[1]王萬森.人工智能原理及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.

篇3

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué);Agent技術(shù);個性化

中圖分類號:G250.73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1673-8454(2012)01-0068-03

一、引 言

近幾年,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的不斷涌現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用普及率越來越高,個性化教學(xué)系統(tǒng)的研究和開發(fā)成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的關(guān)鍵問題和熱點(diǎn)。史敏軍運(yùn)用Web挖掘技術(shù)與協(xié)同過濾技術(shù),建立用戶興趣模型,并搭建了基于個性化服務(wù)技術(shù)的教學(xué)平臺;陳麗花根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于和SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)的個性化教學(xué)系統(tǒng);陳智勇提出了基于XML Web Service技術(shù)的教學(xué)資源集成方案,并根據(jù)此方案利用ASP. NET編程語言構(gòu)建了一個教學(xué)資源綜合平臺。[1-3]網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)雖然在應(yīng)用中取得了一定的成果,但也存在一些問題,概括起來主要有:(1)系統(tǒng)缺乏智能性和自適應(yīng)性,并且對系統(tǒng)用戶采用基本相同的教學(xué)策略,難以實(shí)現(xiàn)按需學(xué)習(xí)和因材施教;(2)單一的教學(xué)模式使得呈現(xiàn)內(nèi)容的界面比較簡單,不能實(shí)現(xiàn)個性化的內(nèi)容傳導(dǎo)模式。針對目前網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)存在的不足與難點(diǎn),以個性化相關(guān)學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo),本文研究了基于Agent的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)構(gòu)建技術(shù),進(jìn)而分析了對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的方法,指出Agent技術(shù)在應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢。

二、Agent技術(shù)分析

Agent技術(shù)源自分布式人工智能(DAI),是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。Agent是人工智能計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域內(nèi)的一個新興技術(shù),Agent概念可追溯至1977年Hewitt提出的并發(fā)演員(actor)模型,從上個世紀(jì)80年代開始,Agent技術(shù)從分布式人工智能領(lǐng)域分離出來,并與其他領(lǐng)域的處理方法進(jìn)行融合,成為一個交叉性的學(xué)術(shù)領(lǐng)域,涵蓋人工智能、分布式系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、知識工程和并行計(jì)算等多個領(lǐng)域,到了90年代,Agent技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展階段,多Agent系統(tǒng)的研究成為分布式人工智能的研究熱點(diǎn)問題。近年來,Agent發(fā)展尤為迅速,研究者在社會的各個領(lǐng)域如電子商務(wù)、供應(yīng)鏈、智能決策、軟件工程等對Agent理論及其應(yīng)用做了大量的研究,Agent技術(shù)逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前,關(guān)于Agent的研究不僅受到了人工智能研究者的關(guān)注,也引起了機(jī)器人、數(shù)據(jù)通信、人機(jī)界面設(shè)計(jì)等多個領(lǐng)域研究者的關(guān)注,成為一個富有生機(jī)的研究領(lǐng)域,且有越來越多的研究者將Agent技術(shù)應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。

目前,對于Agent技術(shù)的定義還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同專業(yè)的人對Agent的理解也不大相同。大家普遍認(rèn)為,Agent是一種在特定的環(huán)境下能夠感知環(huán)境,并且能夠靈活、自主地運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)一系列設(shè)計(jì)目標(biāo)的、自主的計(jì)算程序或?qū)嶓w,它能夠感知環(huán)境,并且對外界的信息做出判斷和推理,從而來控制自己的決策和行動,完成一定的任務(wù)。[4]

Agent具有社會能力、自主性、自適應(yīng)性和移動性等許多特性,這些特性決定了Agent技術(shù)不同于以往任何一種軟件開發(fā)技術(shù),利用Agent技術(shù)開發(fā)的軟件實(shí)體將更具智能性,能在一定程度上實(shí)現(xiàn)程序的自動化和智能化。為了完成一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),可創(chuàng)建多個相互協(xié)作的Agent,以提高系統(tǒng)實(shí)際解決問題的能力。多個單個的自主Agent組成的整體是一個多Agent系統(tǒng),多Agent系統(tǒng)不僅具備一般分布式系統(tǒng)所具有的實(shí)時性好、易于擴(kuò)充、資源共享、靈活、可靠性高等特點(diǎn),并且Agent之間能夠通過相互協(xié)調(diào)、協(xié)作解決大量的復(fù)雜問題,使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性、可靠性及自組織能力,非常適合于個性化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建。

三、Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的應(yīng)用

1.基于多Agent技術(shù)的協(xié)同遠(yuǎn)程教學(xué)

遠(yuǎn)程教學(xué)主要以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和教學(xué)理論為基本指導(dǎo),借助于互聯(lián)網(wǎng)并運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體處理技術(shù),提供網(wǎng)上虛擬情景課堂進(jìn)行教學(xué),支持學(xué)生在線進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)。其特點(diǎn)從兩個方面可以體現(xiàn):一是學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,通過互聯(lián)網(wǎng)虛擬的情景課堂來進(jìn)行交互式的自主學(xué)習(xí);另一方面教師是教學(xué)的主體,要通過對授課的課程進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì),采用在線專題討論和知識點(diǎn)總結(jié)、創(chuàng)立問題情景與綜合評價、激勵等措施,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)的主動性,提高他們理解能力和掌握知識體系的能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神,從而能督促學(xué)生進(jìn)行廣泛、深入的學(xué)習(xí)。因此,怎樣發(fā)現(xiàn)和掌握不同學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知結(jié)構(gòu),針對不同的主體,有計(jì)劃地建立動態(tài)的的學(xué)習(xí)情景,促使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相互作用,推動現(xiàn)有認(rèn)知框架不斷分化、協(xié)作、重組和擴(kuò)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo),是遠(yuǎn)程教學(xué)模型設(shè)計(jì)的重中之重。

Agent是以主動服務(wù)的方式自動完成一組操作的計(jì)算機(jī)程序。一方面主動應(yīng)該包括主動適應(yīng),即在完成操作的過程中,可以自動地獲取關(guān)于操作的知識以及關(guān)于用戶的偏好知識與意圖,而且在以后的操作中加以利用;另一方面包括主動,也就是說無需用戶發(fā)出指令,只要當(dāng)前的狀態(tài)符合一定的條件即可代表用戶執(zhí)行相應(yīng)的操作。

基于Agent具有的各種優(yōu)良、獨(dú)有的特性,將Agent技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)環(huán)境,能從根本上克服現(xiàn)階段遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的局限性:

第一,能夠最大限度地支持教學(xué)過程與內(nèi)容的個性化,增加趣味性,有效提高教學(xué)質(zhì)量和改善教學(xué)效果;

第二,利用Agent的社會性特征,能滿足協(xié)同學(xué)習(xí)的需要,把每類學(xué)生看成一個Agent,學(xué)生之間通過Agent的協(xié)作機(jī)制來完成協(xié)同學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果,那么同樣也可以把老師看成一個個Agent,通過MAS的協(xié)作性和社會性與學(xué)生Agent交互信息,有效地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài);

第三,用Agent技術(shù)來處理學(xué)生的基本信息,能夠有效地動態(tài)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為及學(xué)習(xí)效果,為更加有效地建立學(xué)生信息管理模型提供可靠的依據(jù)。[5]

利用Agent的智能化思想來分析遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的總體需求并設(shè)計(jì)一體化解決方案,充分體現(xiàn)Agent技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)應(yīng)用中的智能性、主動性,尤其是在流行的Web技術(shù)的基礎(chǔ)上嵌入Agent技術(shù),無疑會極大地促進(jìn)遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的個性化與智能化,充分調(diào)動學(xué)生主體的自主學(xué)習(xí)興趣,有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。然而,遠(yuǎn)程教學(xué)平臺它本身就是一個非常龐大又復(fù)雜、不可預(yù)測的信息系統(tǒng),一般會要覆蓋教學(xué)過程中的每個環(huán)節(jié),因而,通常將其劃分成若干個子問題,來構(gòu)造多個具有一定功能的Agent,在由這些Agent去協(xié)作處理教學(xué)過程中相應(yīng)的子問題。基于多Agent的網(wǎng)絡(luò)在協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)模型,如圖所示。

2.基于Agent技術(shù)的教育資源配送

教育資源配送系統(tǒng)(ERPS,Education Resources Purvey System)是指在各種媒介(如Internet等)綜合環(huán)境下,為資源需求用戶(如學(xué)生、教師以及各種教育教學(xué)機(jī)構(gòu))提供快捷、全面的各種媒體形式需要的教育資源的一種資源配送方式,信息資源配送系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)軟件,因此,它需要一種計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這種新的資源配送方式,多Agent技術(shù)本身擁有的諸多特性使其可以大規(guī)模地應(yīng)用于教育資源的配送模式中。(1)多Agent的主動性非常適合于配送系統(tǒng)中的各個用戶結(jié)點(diǎn),Agent技術(shù)自身能很好地滿足這些結(jié)點(diǎn)的自主性需求。(2)多Agent之間的協(xié)作和協(xié)調(diào)能力為資源配送環(huán)境中的各個結(jié)點(diǎn)之間的信息交互與共享提供了技術(shù)支持。(3)Agent的反應(yīng)性能可以確保系統(tǒng)應(yīng)對各種動態(tài)的、復(fù)雜的資源配送環(huán)境的變化,Agent的反應(yīng)性還可以通過“感知―行為”模式來完成,行為通過與資源配送環(huán)境的交互來實(shí)現(xiàn),它的特性就是能夠快速響應(yīng)環(huán)境的變化。(4)Agent的社會性特征符合配送系統(tǒng)所要求具備全局協(xié)調(diào)配送能力的要求,Agent的社會性指Agent能與其他Agent進(jìn)行交互以便協(xié)作完成任務(wù),它克服了單Agent解決復(fù)雜性問題的不足,為Agent的整體協(xié)作解決問題創(chuàng)造了條件。在教育資源配送系統(tǒng)中,節(jié)點(diǎn)用戶對資源的動態(tài)要求以及配送環(huán)境的動態(tài)變化,都要求系統(tǒng)各個Agent能夠通過合理、有效的協(xié)調(diào)交互機(jī)制達(dá)到全局的合理配送?;贏gent技術(shù)建立教育資源配送系統(tǒng),能改變資源配送的方式,大大提升整個配送系統(tǒng)的效率。

3.Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)其他方面的應(yīng)用

文獻(xiàn)[6]闡述了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)智能化、自適應(yīng)化是目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展的趨勢和提高教學(xué)效果的有效途徑,結(jié)合人工智能與網(wǎng)絡(luò)教學(xué),提出了一種基于多Agent的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng),利用Agent的智能性、主動性來實(shí)現(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)的智能化、自適應(yīng)化,從而使教學(xué)真正做到個性化的學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)因材施教。文獻(xiàn)[7]探討了Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)教學(xué)活動中的應(yīng)用,基于Agent技術(shù)的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式,使學(xué)習(xí)方式從傳統(tǒng)的獨(dú)學(xué)變?yōu)槿簩W(xué)、使學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)從封閉變?yōu)殚_放,最終使教學(xué)從知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R建構(gòu)。文獻(xiàn)[8]從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)缺乏深入了解用戶興趣的實(shí)際現(xiàn)狀出發(fā)提出了一種基于Agent的個性化教學(xué)系統(tǒng),并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以用戶興趣追蹤為出發(fā)點(diǎn),探討了采用啟發(fā)式算法來獲取用戶興趣特征的方法,從而以最快的速度學(xué)習(xí)到最新的用戶興趣。另外Agent技術(shù)還應(yīng)用在教育信息化的其他各個方面。

四、總結(jié)

目前有關(guān)將Agent技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域的研究才剛剛起步,Agent技術(shù)在未來將大有用武之地,因此更好地利用日趨成熟的Agent技術(shù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)是我們未來工作的重點(diǎn)之一。本文列舉了Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,概要分析了Agent技術(shù)在解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面的優(yōu)勢,Agent技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)使得將Agent技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域,將大大推動網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展。

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篇4

關(guān)鍵詞:能力本位;大數(shù)據(jù)專業(yè);課程體系

高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育的本質(zhì)是為了培養(yǎng)在大數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、分析、處理、應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)嵺`能力強(qiáng)、綜合素養(yǎng)高的技能型人才[1-4],以能力為本位的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教學(xué)始終貫穿于高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育的全過程,這也是促進(jìn)新常態(tài)下高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育教學(xué)發(fā)展的主要因素。但是,就目前的發(fā)展態(tài)勢來看,高職培養(yǎng)的大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的數(shù)量和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能達(dá)到市場和企業(yè)的需求,究其原因,主要是因?yàn)楦呗毚髷?shù)據(jù)專業(yè)課程尚未形成體系,未能在有限的教學(xué)課時內(nèi)有機(jī)整合交叉重復(fù)的課程內(nèi)容,從而未能突出體現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[5-9]。因此,構(gòu)建基于能力本位的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系勢在必行。

1高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系構(gòu)建的必要性

國務(wù)院于2015年8月印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》指出,“建立健全多層次、多類型的大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)體系……重點(diǎn)培養(yǎng)職業(yè)工程師等大數(shù)據(jù)專業(yè)人才”。為了在一定程度上滿足市場和企業(yè)對大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)人才的需求,截至2020年12月,全國共有289所高職院校開設(shè)了大數(shù)據(jù)專業(yè)。由于我國高職院校大數(shù)據(jù)專業(yè)開設(shè)的時間短、起步晚、底子薄,大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才總體上來說是短缺的[1-4]。此外,由于人才培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)定位仍然不夠明確,尚未形成系統(tǒng)性的師資團(tuán)隊(duì)、高效的實(shí)踐教學(xué)平臺和標(biāo)準(zhǔn)化的課程體系,未能有效構(gòu)建和運(yùn)用交叉學(xué)科的知識體系和課程內(nèi)容。因此,不完善的課程體系和課程內(nèi)容導(dǎo)致教師只著重計(jì)算機(jī)領(lǐng)域知識的教學(xué),缺乏適合學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)性的大數(shù)據(jù)課程教學(xué)計(jì)劃,忽略了大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生技能的培養(yǎng),不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代市場和企業(yè)對大數(shù)據(jù)專業(yè)高技能型人才的需求。目前我國高職院校大數(shù)據(jù)專業(yè)教學(xué)和人才培養(yǎng)仍處于摸索階段,如何從培養(yǎng)學(xué)生深度的思維能力和解決廣度問題綜合能力的角度出發(fā),構(gòu)建基于能力本位的大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系是擺在高職院校面前的一個重要課題[1-9]。

2基于能力本位高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系構(gòu)建的可行性分析

2.1面向計(jì)算思維能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系。計(jì)算思維能力即在管理學(xué)和教育學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上,充分、綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的基本概念、基本方法、基本手段和基本過程對所需求解的問題進(jìn)行深度上和廣度上的抽象、挖掘、歸納,從而求得最優(yōu)解的一種思維能力[5]。高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)本質(zhì)是為了培養(yǎng)在大數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、分析、處理、應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)嵺`能力強(qiáng)、綜合素養(yǎng)高的技能型人才。計(jì)算思維能力完美地詮釋了高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教育教學(xué)的內(nèi)在本質(zhì),即將高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程劃分為一種包括通識教育、大類教育、基本認(rèn)知等模塊課程在內(nèi)的螺旋遞推式的計(jì)算思維課程體系,通識教育課程包括數(shù)據(jù)科學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、人工智能導(dǎo)論、操作系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、管理學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論、大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、大數(shù)據(jù)編程算法等課程,充分、綜合運(yùn)用管理學(xué)領(lǐng)域、教育學(xué)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的基本概念、基本理論、基本方法、基本手段和基本過程對所需求解的大數(shù)據(jù)分析、處理、應(yīng)用問題進(jìn)行深度上和廣度上的抽象、挖掘、歸納。因此,通過構(gòu)建面向計(jì)算思維能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系并在實(shí)際的教學(xué)活動中加以實(shí)踐,促進(jìn)學(xué)生熟練掌握大數(shù)據(jù)的基本概念、基本理論、基本知識、基本方法、基本手段、基本過程和基本技能[6],從而具備初步的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和能力。2.2面向應(yīng)用能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系。高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育的本質(zhì)是為了培養(yǎng)在大數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、分析、處理、應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)嵺`能力強(qiáng)、綜合素養(yǎng)高的技能型人才,即高職大數(shù)據(jù)專業(yè)教育的本質(zhì)是以能力為本位的?;诿嫦蛴?jì)算思維能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系,面向應(yīng)用能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系是指將大數(shù)據(jù)主干課程劃分為專業(yè)骨干、專業(yè)實(shí)踐等模塊課程,它們屬于應(yīng)用能力培養(yǎng)的范疇,專業(yè)骨干課程可開設(shè)的課程主要包括大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù),專業(yè)實(shí)踐課程可開設(shè)課程包括大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘、分析與處理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等。這是高職大數(shù)據(jù)專業(yè)基于能力本位的課程體系整體框架中的核心課程,也是后期以“專業(yè)拓展”“綜合拓展”等模塊課程為標(biāo)志的工程能力培養(yǎng)課程開設(shè)的前提[5-7]。面向應(yīng)用能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系側(cè)重于大數(shù)據(jù)應(yīng)用框架的部署和理解,課程內(nèi)容完美地體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)編程算法、大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用技術(shù)等方面的核心能力。2.3面向工程能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系。工程能力是指在計(jì)算思維能力和應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上,學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決實(shí)際工作中較為復(fù)雜綜合性的工程項(xiàng)目開發(fā)問題的能力。因此,面向工程能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系包含專業(yè)拓展、綜合拓展等模塊課程,它們屬于工程能力培養(yǎng)的范疇,即培養(yǎng)多元化的具有廣度創(chuàng)造技術(shù)、深度人工智能開發(fā)技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析師、大數(shù)據(jù)架構(gòu)師、大數(shù)據(jù)運(yùn)維工程師、大數(shù)據(jù)開發(fā)工程師、大數(shù)據(jù)科學(xué)家等工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)人才[6]。面向工程能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系通過項(xiàng)目小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式,以工程項(xiàng)目與企業(yè)真實(shí)案例為驅(qū)動,促使學(xué)生搭建大數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)的框架,細(xì)化框架內(nèi)部細(xì)節(jié),集思廣益,形成最終的工程項(xiàng)目解決方案,并充分運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)骨干、專業(yè)實(shí)踐等模塊課程中的大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)、大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘、分析與處理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等課程的核心知識,實(shí)施大數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目的大數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、分析、處理、應(yīng)用、作業(yè)調(diào)度、工程維護(hù)、代碼調(diào)錯等,從而完美地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題能力的目標(biāo)[7-9]。

3基于能力本位的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系構(gòu)建途徑

3.1構(gòu)建支撐計(jì)算思維能力培養(yǎng)的立體化課程資源。面向計(jì)算思維能力的課程體系是高職大數(shù)據(jù)專業(yè)發(fā)展的一個基礎(chǔ)性課程體系,這是大數(shù)據(jù)專業(yè)能力向應(yīng)用能力與工程能力縱深發(fā)展的延伸性課程,目的在管理學(xué)和教育學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上,充分、綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的基本概念、基本方法、基本手段和基本過程對所需求解的問題進(jìn)行深度上和廣度上的抽象、挖掘、歸納,使學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)的通識教育、大類教育、基本認(rèn)知等模塊課程,從而為學(xué)生拓展應(yīng)用能力與工程能力打下基礎(chǔ)。因此,需要構(gòu)建支撐計(jì)算思維能力培養(yǎng)的立體化課程資源,其主要形式是利用移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)置集課程資源、線上線下資源、實(shí)踐課程資源為一體的立體化課程體系教學(xué)資源模式[5],并利用移動互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建多樣化的線上線下網(wǎng)上教學(xué)環(huán)境、學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)平臺。課程教學(xué)資源以線上線下和任務(wù)與項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)踐課程形式為主,學(xué)生在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí),時時講解、時時操作。在此立體化課程資源支撐下,按照“計(jì)算思維形成→基本技能訓(xùn)練→計(jì)算思維能力培養(yǎng)”的要求,充分運(yùn)用混合式翻轉(zhuǎn)教學(xué)方式,對一些重點(diǎn)難點(diǎn)的課程內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)教學(xué),實(shí)施數(shù)據(jù)挖掘與人工智能結(jié)合的大數(shù)據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)知識的實(shí)際操作,對學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo),加深學(xué)生對基本知識點(diǎn)的掌握和理解。3.2搭建支撐應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)平臺。高職大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐性、應(yīng)用性極強(qiáng),面向應(yīng)用能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系要求搭建適當(dāng)?shù)闹螒?yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)平臺以強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力。搭建支撐應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)平臺,重點(diǎn)是學(xué)校應(yīng)根據(jù)大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和計(jì)算思維能力培養(yǎng)需求,從硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、線上線下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等方面入手,構(gòu)建集大數(shù)據(jù)編程算法、大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用技術(shù)等于一體的核心能力培養(yǎng)平臺[5-6],大數(shù)據(jù)編程算法、大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用技術(shù)課程采用線上線下模式、理實(shí)一體化的教學(xué)方式,主要用于大數(shù)據(jù)專業(yè)的“專業(yè)骨干”“專業(yè)實(shí)踐”等模塊課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué);軟件條件方面,利用搭建的實(shí)訓(xùn)環(huán)境,以學(xué)生分組協(xié)作形式,可以選擇并行分布式處理軟件Hadoop和Spark,實(shí)施大數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型的建立模型、參數(shù)的選擇,為學(xué)生提供大數(shù)據(jù)編程算法、大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)核心平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用技術(shù)方面的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,使學(xué)生掌握基本方法和技巧,理解基本工作原理,從而可以較好地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。3.3設(shè)計(jì)支撐工程能力培養(yǎng)的綜合性工程項(xiàng)目。面向工程能力的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系即培養(yǎng)多元化的具有廣度創(chuàng)造技術(shù)、深度人工智能開發(fā)技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析師、大數(shù)據(jù)架構(gòu)師、大數(shù)據(jù)運(yùn)維工程師、大數(shù)據(jù)開發(fā)工程師、大數(shù)據(jù)科學(xué)家等工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)人才,它是圍繞學(xué)生的工程項(xiàng)目開發(fā)能力而設(shè)置的。因此,學(xué)校應(yīng)結(jié)合大數(shù)據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)總體目標(biāo)、計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)和應(yīng)用能力培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)計(jì)支撐工程能力培養(yǎng)的綜合性工程項(xiàng)目[6-9],在每個項(xiàng)目中設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),力求做到課程與崗位能力對接,檢驗(yàn)學(xué)生對實(shí)踐知識的掌握情況以及解決問題的思想、手段和方法,從而為工程項(xiàng)目開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在綜合性工程項(xiàng)目類型方面,把支撐工程能力培養(yǎng)的綜合性工程項(xiàng)目分為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn),合理規(guī)劃工程能力培養(yǎng)計(jì)劃、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)以便較好地適應(yīng)工程能力培養(yǎng)的新形勢,讓學(xué)生在“練中學(xué)、學(xué)中練”,考察學(xué)生的實(shí)際工程項(xiàng)目開發(fā)能力,力求工程項(xiàng)目開發(fā)能力與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。3.4創(chuàng)新基于學(xué)生能力本位的教學(xué)模式和教學(xué)方法。面向計(jì)算思維能力、應(yīng)用能力、工程能力培養(yǎng)的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系是一種螺旋遞推式的課程體系,它完美地詮釋了高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教育教學(xué)的內(nèi)在本質(zhì)。基于學(xué)生能力本位的教學(xué)模式和教學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教育教學(xué)內(nèi)在本質(zhì)的重要條件。因此,高職院校要從大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)和學(xué)生實(shí)際需求出發(fā),制作精美的教學(xué)視頻,充分利用微課、翻轉(zhuǎn)課堂、多媒體、遠(yuǎn)程協(xié)作、虛擬現(xiàn)實(shí)、系統(tǒng)仿真、探究式、啟發(fā)式、逆向式、互動式等教學(xué)方式、方法和手段[1-4],按照“思維培養(yǎng)—應(yīng)用細(xì)化—工程開發(fā)”的教學(xué)模式,圍繞大數(shù)據(jù)專業(yè)的課程教學(xué)內(nèi)容,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,隨時調(diào)整教學(xué)細(xì)節(jié),合理安排課時,及時記錄教學(xué)過程中的反饋信息,使得師生之間的良好互動和溝通達(dá)到一定的廣度和深度,為學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)課程的精髓和將來適應(yīng)工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。3.5加強(qiáng)基于學(xué)生能力本位的師資隊(duì)伍建設(shè)。高質(zhì)量的專業(yè)教師隊(duì)伍是構(gòu)建基于能力本位的高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系構(gòu)建的良好保障,因此高職院校要圍繞學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)、應(yīng)用能力培養(yǎng)、工程能力培養(yǎng)[5-9],加強(qiáng)基于學(xué)生能力本位的師資隊(duì)伍建設(shè),讓教師在教學(xué)與科研中取長補(bǔ)短,豐富知識結(jié)構(gòu),相互促進(jìn),相互提高,從而為教師專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力提供保障,提升教師授課水平。

4結(jié)語

高職大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建為提升學(xué)生的計(jì)算思維能力、應(yīng)用能力、工程能力提供了科學(xué)的發(fā)展平臺,對高職專業(yè)人才培養(yǎng)和課程改革具有重要的意義,同時也能使學(xué)生成為有知識、有能力的社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人。大數(shù)據(jù)對當(dāng)今社會的重要意義以及大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的不足決定了大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)任重道遠(yuǎn),但是不足也是動力,也給未來高職大數(shù)據(jù)專業(yè)預(yù)留了很大的發(fā)展空間。

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篇5

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò);高職院校;思想政治教育;研究

一、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境呈現(xiàn)的新變化

移動互聯(lián)網(wǎng)深入日常生活的方方面面,持續(xù)改變?nèi)藗儷@取知識、接受教育的方式。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的變革,帶來高職院校思想政治教育網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷變化。

(一)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展

第四代移動通信技術(shù)(4G)廣泛應(yīng)用,第五代移動通信技術(shù)(5G)方興未艾。4G網(wǎng)絡(luò)帶來了移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。以智能手機(jī)為代表的智能設(shè)備的普及,移動網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的不斷下降,移動互聯(lián)網(wǎng)平臺、軟件、應(yīng)用等構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)深入生活各個方面。移動互聯(lián)網(wǎng)時代,智能手機(jī)早已不再是一個簡單的通信媒介,而成為了一個鏈接虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的接口,成為了一個集交往、娛樂、工作、學(xué)習(xí)等一體的平臺和終端。2019年是中國5G網(wǎng)絡(luò)元年,5G商用牌照發(fā)放。5G網(wǎng)絡(luò)相對4G,網(wǎng)速更快、更穩(wěn)定,可以想見帶來的變革也將更大,對學(xué)生思想政治教育工作的影響也將更大。

(二)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)深刻改變信息獲取方式

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展極大改變了人們獲取信息方式。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),不僅改變了人們單純依靠書本、口口相傳,依靠實(shí)踐獲取信息的狀態(tài),還從空間、時間上改變了人們獲取信息的方式,“秀才不出門,能知天下事”成為了現(xiàn)實(shí)。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,微博、微信、微視頻等“微”平臺的發(fā)展,信息碎片化、及時性、交互性加強(qiáng),人們獲取信息方式更為快捷和便利。相反,人們信息方式也更簡單,人人都成為了信息源。這對開展學(xué)生思想政治教育帶來了便利,也帶來挑戰(zhàn)。教育方式更多,但教育的有效性更難。

(三)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)依賴程度越來越高

智能手機(jī)成為大學(xué)生的必備。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、服務(wù)深入日常生活的方方面面。調(diào)查顯示,娛樂成為學(xué)生使用智能手機(jī)占用時間最多的方面。許多高職院校學(xué)生文化基礎(chǔ)相對薄弱,使用智能手機(jī)的習(xí)慣不好,玩游戲、看短視頻占據(jù)了他們大部分時間;一些管理不嚴(yán)格的學(xué)校,學(xué)生上課玩手機(jī)的現(xiàn)象也是比比皆是。放下手機(jī),就不知道做什么,成為許多學(xué)生的真實(shí)寫照。與網(wǎng)絡(luò)爭奪學(xué)生,將越來越成為高職學(xué)生思想政治教育中不得不面對的一個問題。

二、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高職院校思想政治教育存在的主要問題

思想政治工作進(jìn)網(wǎng)絡(luò)是高職院校思想政治工作的重要內(nèi)容。按照黨和國家的文件精神要求,廣大高職院校認(rèn)真落實(shí),在思想政治理論課教學(xué)、學(xué)生日常教育管理等方面,抓改革、建平臺,在網(wǎng)絡(luò)思想政治教育的機(jī)制、體制建設(shè),網(wǎng)絡(luò)平臺作用發(fā)揮等方面取得了一定成績;但面對新時代任務(wù)新形勢,仍還存在一些突出問題。

(一)重視程度不夠

網(wǎng)絡(luò)思想政治教育要真正落到實(shí)處,首先必須提高認(rèn)識。但許多高職院校因?yàn)楸旧韺W(xué)生思想政治教育工作的重視程度不夠,對當(dāng)前學(xué)生思想政治教育工作的特點(diǎn)把握不清晰,一定程度導(dǎo)致其并未從根本上重視網(wǎng)絡(luò)思想政治教育。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,僅僅將網(wǎng)絡(luò)思想政治教育當(dāng)作學(xué)生思想政治教育工作的一個分支甚至一種方式,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有高度重視,才能在投入、保障、評價機(jī)制構(gòu)建等方面加大力度,為網(wǎng)絡(luò)思想政治教育奠定良好的基礎(chǔ)。

(二)網(wǎng)絡(luò)思想政治教育教學(xué)方法探索不夠

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展,新媒介、新平臺、新應(yīng)用不斷涌現(xiàn),如何利用新技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)思想政治教育,需要不斷探索、實(shí)踐。但在現(xiàn)實(shí)中,許多高職院校更多在設(shè)備、設(shè)施的配備上,平臺、軟件的應(yīng)用上下功夫,相對在教法方面的實(shí)踐較少。就思想政治理論課而言,許多高職院校的課堂仍然以傳統(tǒng)講授為主,網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的運(yùn)用仍停留在ppt的使用上,難以吸引學(xué)生上課的注意力。綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),變革課堂教學(xué)方法,提升思想政治教育有效性,需要探索。

(三)與職業(yè)教育的結(jié)合不夠

作為一種類型教育,職業(yè)教育自有其特點(diǎn)。職業(yè)教育的特點(diǎn)來源于學(xué)生特點(diǎn)、教育教學(xué)特點(diǎn)、人才培養(yǎng)特點(diǎn)等。高等職業(yè)教育快速發(fā)展,目前在規(guī)模上已經(jīng)占據(jù)了高等教育的半壁江山;在高校數(shù)量、學(xué)生人數(shù)上與本科教育不相上下。但高職教育學(xué)生生源復(fù)雜,學(xué)生文化基礎(chǔ)相對薄弱;學(xué)制短,在校時間更短,大多不到三年;以技術(shù)技能人才培養(yǎng)為主,注重校企協(xié)同育人,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力等。結(jié)合高職教育實(shí)際,高職院校網(wǎng)絡(luò)思想政治教育才能真正取得實(shí)效。但在實(shí)際工作中,與高職教育的結(jié)合往往是難點(diǎn)。

三、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高職院校網(wǎng)絡(luò)政治教育創(chuàng)新路徑

創(chuàng)新是任何工作取得較大成效必不可少的原則之一。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高職院校思想政治教育要取得進(jìn)展也離不開工作的創(chuàng)新。新時代新形勢,黨和國家對開展網(wǎng)絡(luò)思想政治教育工作提出了更高要求,高職院校廣大師生對網(wǎng)絡(luò)思想政治教育工作有效性展現(xiàn)了更多期待。提高高職院校網(wǎng)絡(luò)思想政治教育工作質(zhì)量,滿足學(xué)生對更好思想道德素質(zhì)培養(yǎng)的需求,解決教育中不平衡不充分的問題,亟需創(chuàng)新。

(一)工作理念創(chuàng)新

1.樹立網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)培養(yǎng)工作目標(biāo)

高職院校網(wǎng)絡(luò)思想政治教育要在工作目標(biāo)上堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)教育工作理念。目標(biāo)的設(shè)定常常決定了工作的成效。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高職院校思想政治教育,是利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展學(xué)生思想政治教育工作,但不止于此。網(wǎng)絡(luò)思想政治教育涉及網(wǎng)絡(luò)價值觀、網(wǎng)絡(luò)倫理道德、涉及網(wǎng)絡(luò)安全等更高層面的東西。從現(xiàn)實(shí)工作來看,學(xué)生網(wǎng)絡(luò)虛擬空間行為的示范、網(wǎng)絡(luò)沉迷等問題的產(chǎn)生,也往往源自教育工作目標(biāo)層面的某種偏離。高職院校學(xué)生特點(diǎn)決定了,培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)應(yīng)成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下思想政治教育工作的首要工作。通過網(wǎng)絡(luò)素質(zhì)教育工作,讓學(xué)生文明上網(wǎng)、安全上網(wǎng)、合理用網(wǎng)。

2.堅(jiān)持一體化工作理念

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,學(xué)生獲取信息來源更多,易受多元文化的影響。權(quán)威性的一元文化教育,在強(qiáng)度和深度上都不同程度被削弱。從話語角度來看,主流思想話語要形成合力更加聚焦才能搶占多元文化話語陣地。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,高職院校要堅(jiān)持黨政工團(tuán)齊抓共管,學(xué)校各單位、各教育主體都來做思想政治教育工作,使思想政治工作真正成為學(xué)校的首要工作。

3.堅(jiān)持浸入式工作理念

如果說,一體化工作理念重在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高職院校思想政治教育工作的頂層設(shè)計(jì);那么,浸入式工作理念,重在具體工作的開展和落實(shí)。移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的變革,影響著生活的方方面面。網(wǎng)絡(luò)無處不在,信息無處不在,成為生活常態(tài)。要適應(yīng)泛在、碎片化、智能的知識傳播新時代,要創(chuàng)設(shè)時時、事事,無處不在的高職院校思想政治教育工作環(huán)境,讓學(xué)生在浸入式的學(xué)習(xí)中,開展思想政治教育。

(二)工作渠道創(chuàng)新

1.線上線下教育渠道

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展帶來了網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)資源的極大豐富。利用好網(wǎng)絡(luò)教育資源,要變革課堂教學(xué)方式方法,改變當(dāng)前滿堂灌,課上與課后嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。通過開發(fā)微課、慕課等線上教學(xué)資源,重構(gòu)課堂教學(xué)內(nèi)容。發(fā)揮課前、課后教育的重要作用。課堂教學(xué)重在理論闡釋、答疑,課前、課后教育重在拓展學(xué)習(xí)、多媒體教學(xué)等內(nèi)容,讓傳統(tǒng)的孤立的課堂教學(xué)向前、向后延展,建設(shè)融入式混合教育教學(xué)新渠道。

2.學(xué)生實(shí)習(xí)企業(yè)思想政治教育渠道

高職教育學(xué)制三年,但有不少于6個月的頂崗實(shí)習(xí)期,現(xiàn)代學(xué)徒制培養(yǎng)模式下的學(xué)生可能在校時間更短。許多高職院校只是將學(xué)生實(shí)習(xí)作為一個專業(yè)實(shí)踐過程,而忽略了其作為價值養(yǎng)成關(guān)鍵期的重要性。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,要切實(shí)將學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)納入思想政治教育工作之中。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展也為這一工作提供了更多在技術(shù)上的可能。QQ、微信等社交軟件的廣泛運(yùn)用,使得校企之間,學(xué)校教育者、學(xué)生、企業(yè)人員之間溝通更為簡單,利用網(wǎng)絡(luò)開展校企雙方協(xié)同的學(xué)生思想政治教育更易于實(shí)現(xiàn)。

3.思想政治教育工作綜合平臺

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高職院校思想政治教育渠道創(chuàng)新離不開平臺構(gòu)建。學(xué)校要構(gòu)建思想政治教育工作綜合平臺,可以是App,也可以是微信公眾平臺,甚至其他信息平臺,但不論如何要易于師生下載使用,易于操作,并實(shí)現(xiàn)思想政治教育各部門、各環(huán)節(jié)、校企的融通,為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下思想政治教育工作的開展提供基礎(chǔ)。

篇6

關(guān)鍵詞:教學(xué)系統(tǒng);Web技術(shù);數(shù)據(jù)挖掘

中圖分類號:TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號文章編號:1672-7800(2013)012-0121-02

基金項(xiàng)目:江蘇省職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會職業(yè)教育立項(xiàng)課題(2013012)

作者簡介:孫雪娟(1977-),女,無錫高等師范學(xué)校講師,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)教學(xué)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

隨著信息化技術(shù)的不斷推進(jìn),利用校園網(wǎng)共享網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,并可進(jìn)行交互、協(xié)作和開放式的教學(xué)已成為重要的教學(xué)方式之一。通過對學(xué)生使用系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,得到學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)不足等個人信息,用以指導(dǎo)教師教學(xué)。為學(xué)生提供個性化、智能化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)成為當(dāng)下教學(xué)系統(tǒng)的主流。

軟件專業(yè)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一個專業(yè),學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言類課程只有通過大量的編程訓(xùn)練,才能理解理論課所教授的知識點(diǎn)。但傳統(tǒng)的教學(xué)偏重于采用“以教師為中心,教師講、學(xué)生聽”為特征的教學(xué)模式,忽視了計(jì)算機(jī)語言實(shí)踐技能訓(xùn)練的重要性,從而缺乏對學(xué)生的個性化教學(xué)和知識再生能力的培養(yǎng)。對無錫高等師范學(xué)校軟件專業(yè)學(xué)生的調(diào)查表明,因?yàn)檎n堂時間有限和教師與學(xué)生數(shù)量配比低,很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程缺乏教師的幫助與指導(dǎo),導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想。因此,在有限的客觀條件下,進(jìn)一步豐富課后自主學(xué)習(xí)資源,增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和空間,使學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限在課堂及實(shí)驗(yàn)課上,無疑是改善教學(xué)效果的有效方法。

2系統(tǒng)模塊組成與流程設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)功能模塊組成

本教學(xué)系統(tǒng)預(yù)設(shè)定以下幾個模塊:課程資源、RSS定制、教學(xué)博客和會員中心等。

課程資源模塊提供相關(guān)課程的教學(xué)信息、課程電子教案、課件、開放工具軟件、免費(fèi)電子書籍與參考資料、相關(guān)技術(shù)文章、相關(guān)課程練習(xí)與考試試題及參考答案等資源。

RSS定制模塊將Web2.0技術(shù)之一的RSS技術(shù)應(yīng)用于該系統(tǒng)建設(shè)中,使得學(xué)生能夠在大量的教學(xué)內(nèi)容中快速獲取自己感興趣的教學(xué)內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)過程。

教學(xué)博客模塊按照課程和專題分類提供教師日常教育教學(xué)中遇到的問題或收獲,同時該模塊也可作為教師和學(xué)生課后的在線交流平臺,針對具體問題進(jìn)行交流以彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。

會員中心模塊主要負(fù)責(zé)對用戶權(quán)限、密碼、數(shù)據(jù)備份與安全等進(jìn)行管理,對各項(xiàng)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行審核整理等。

2.2系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

該軟件系統(tǒng)分為學(xué)生、教師兩種不同的身份注冊,身份不同,擁有的權(quán)限也不同。學(xué)生進(jìn)入系統(tǒng)后學(xué)生利用系統(tǒng)提供的教學(xué)資源進(jìn)行在線學(xué)習(xí),與教師和同學(xué)進(jìn)行在線交流、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)。學(xué)生使用系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)挖掘算法對其進(jìn)行挖掘分析,并給出相應(yīng)的教學(xué)評價和建議,從而實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)的目的。教師進(jìn)入系統(tǒng)后主要進(jìn)行教學(xué)資源的上傳、管理自己的博客,并對題庫進(jìn)行更新等;同時與學(xué)生進(jìn)行在線交流、在線作業(yè)布置和批閱,可獲得相應(yīng)的學(xué)生各項(xiàng)成績,并對題庫進(jìn)行更新等。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1Web2.0技術(shù)

Web 2.0的概念是2004年始于出版社經(jīng)營者O'Reilly和MediaLive International之間的一場頭腦風(fēng)暴論壇。Web2.0是與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的一系列技術(shù)發(fā)展到一定階段后應(yīng)用門檻逐步降低,且技術(shù)與需求得以很方便地結(jié)合,從而產(chǎn)生的一次大規(guī)模的應(yīng)用普及。Web2.0代表著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新理念,逐漸成為該領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)和主流。Web2.0倡導(dǎo)用戶主導(dǎo)、用戶參與、用戶分享、用戶創(chuàng)造,最大限度地幫助用戶實(shí)現(xiàn)個性化生產(chǎn)和滿足用戶個性化需求就是Web2.0服務(wù)的中心內(nèi)容。目前,有關(guān)基于Web技術(shù)的智能教學(xué)系統(tǒng)的研究和開發(fā)逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),Web技術(shù)已成為智能教學(xué)系統(tǒng)不可缺少的技術(shù)。本系統(tǒng)擬采用Web2.0技術(shù),一些人把Web 2.0看作是WWW發(fā)展的一個新階段,這一階段從架構(gòu)到應(yīng)用都顯現(xiàn)出一些顯著的特征。

Web2.0的特性表現(xiàn)在如下方面:

(1)多人參與,發(fā)揮的是個人的力量。每個人都是內(nèi)容的供稿者,個人深度參與到互聯(lián)網(wǎng)中,而不是作為被動的客體,這是一場革命性的變化。當(dāng)然,這里的個人不是孤立的個人,而是彼此相連。

(2)可讀可寫互聯(lián)網(wǎng),交互能力強(qiáng)。Web2.0是“可寫可讀互聯(lián)網(wǎng)”,發(fā)揮的是自組織的力量。個人與個人之間,創(chuàng)造的內(nèi)容與內(nèi)容之間,以及匯聚的群體與群體之間,都是以不同的自組織方式架構(gòu)起來。以自組織的方式讓人、內(nèi)容和應(yīng)用等充分“活動”起來,力量才能最大程度地爆發(fā)。

(3)Web2.0提供博客服務(wù)、簡易信息聚合(RSS)、對等網(wǎng)絡(luò)(P2P)、社區(qū)信息資源共享服務(wù)、集體編輯服務(wù)和社會性書簽等服務(wù)。

總結(jié)而言,Web2.0實(shí)際上是對各信息源進(jìn)行擴(kuò)展,使其多樣化和個性化的網(wǎng)絡(luò)平臺。

3.2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

3.2.1數(shù)據(jù)挖掘概念

數(shù)據(jù)挖掘簡單來說是從大量不規(guī)則的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律的技術(shù)。從人工智能和數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域研究的角度看,數(shù)據(jù)挖掘是指從數(shù)據(jù)庫的大量數(shù)據(jù)中揭示出隱含的、先前未知的、具有潛在價值信息的非平凡過程。數(shù)據(jù)挖掘是多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,主要包括人工智能、數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)學(xué)、模式識別、可視化技術(shù)等。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的分析方法有很多,比如關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、聚類分析、分類分析、回歸分析、序列模式分析等。

3.2.2數(shù)據(jù)挖掘過程

(1)創(chuàng)建數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)挖掘的處理對象是大量的數(shù)據(jù),根據(jù)用戶需求,選擇恰當(dāng)?shù)男畔⑹占椒ê秃线m的數(shù)據(jù)存儲管理方式將收集到的信息存入數(shù)據(jù)庫。

(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理。在系統(tǒng)使用過程中,會在數(shù)據(jù)庫存儲大量的積累數(shù)據(jù),但這些數(shù)據(jù)往往不適合直接進(jìn)行知識挖掘,通常在挖掘之前,要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,具體的方法是選擇相關(guān)數(shù)據(jù)、消除噪音、推算遺漏數(shù)據(jù)、消除冗余數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等處理。完整、正確、一致的數(shù)據(jù)信息將有利于數(shù)據(jù)挖掘的效率和準(zhǔn)確度。

(3)數(shù)據(jù)挖掘。數(shù)據(jù)挖掘的實(shí)施,僅僅是整個數(shù)據(jù)挖掘過程的一個步驟。數(shù)據(jù)挖掘常用的算法有關(guān)聯(lián)規(guī)則分析算法、聚類分析算法、序列模式分析算法等。根據(jù)預(yù)處理后數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息,選擇合適的分析算法,選取相應(yīng)算法的參數(shù),并分析數(shù)據(jù),得到可能形成知識的模型。

(4)評估模型。實(shí)施數(shù)據(jù)挖掘所獲得的模型,需要進(jìn)行評估分析,以便有效發(fā)現(xiàn)那些沒有實(shí)際意義的知識模型。這些初始模型所獲得的模式有些可能不滿足挖掘任務(wù)的需要,有些可能存在冗余,甚至有些情況下與事實(shí)相反。評估的方法可以直接用數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)其準(zhǔn)確性,其中數(shù)據(jù)可以是原先建立的挖掘數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),也可以另找一批數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行檢驗(yàn), 或者是在實(shí)際運(yùn)行的環(huán)境中取新數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。

最后,需要對建立的模型進(jìn)行可視化表示,將挖掘結(jié)果轉(zhuǎn)換為用戶易懂的另一種表示方法。數(shù)據(jù)挖掘過程是一個不斷反饋修正的過程,無論哪個步驟如果沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo),就需要退回到前面的挖掘步驟,重新選擇數(shù)據(jù),采用新的數(shù)據(jù)變換方法,設(shè)定新的參數(shù)值,甚至換一種數(shù)據(jù)挖掘算法。

3.2.3數(shù)據(jù)挖掘在本系統(tǒng)中的應(yīng)用

教學(xué)系統(tǒng)要想做到因材施教,為學(xué)生提供個性化教學(xué),數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。教學(xué)系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫能夠保留大量與學(xué)生相關(guān)的數(shù)據(jù),但數(shù)據(jù)不是信息,如何從海量的數(shù)據(jù)資源中挖掘所蘊(yùn)涵的有益信息是該系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。

本系統(tǒng)中,學(xué)生的注冊信息、學(xué)生的行為信息、課件庫都可以作為數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)資源庫。本文在此列舉幾種數(shù)據(jù)挖掘分析的基本算法在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。

(1)關(guān)聯(lián)分析。關(guān)聯(lián)分析是數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域常用的一類算法,主要用于發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)庫中有意義的聯(lián)系,在此算法中支持度和置信度是重要的參數(shù)。支持度用來衡量某一給定數(shù)據(jù)集的頻繁程度,置信度用來衡量某一數(shù)據(jù)集在特定事務(wù)中出現(xiàn)的頻繁程度。本系統(tǒng)中,通過對學(xué)生各課程中知識的興趣點(diǎn)、疑問知識點(diǎn)、各知識點(diǎn)分配的時間等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析,可以發(fā)現(xiàn)知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,并給出相應(yīng)的評價和一些學(xué)習(xí)建議。

(2)序列模式分析。序列模式挖掘有基于時間或者發(fā)現(xiàn)序列等的模式分析方法,其側(cè)重點(diǎn)在于分析數(shù)據(jù)間的前后或因果關(guān)系。學(xué)生學(xué)知識需要掌握前后的知識點(diǎn),特別是軟件專業(yè)的學(xué)習(xí),系列性較強(qiáng),在時間有序的事務(wù)集中,找到那些“一些項(xiàng)跟隨另一些項(xiàng)”的內(nèi)部知識的聯(lián)系對學(xué)習(xí)非常有幫助。學(xué)習(xí)活動序列模式挖掘問題由于其數(shù)據(jù)源和需要挖掘的模式的特殊性,因而還有許多問題有待解決。

(3)聚類分析。聚類分析屬于探索性的數(shù)據(jù)分析方法,人們不必事先給出一個分類的標(biāo)準(zhǔn),從給定的數(shù)據(jù)出發(fā),自動進(jìn)行分類。利用聚類分析可以將看似沒有任何聯(lián)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組,歸類聚類結(jié)果要求組內(nèi)對象相似性較高,組間對象相似性較低。比如,在學(xué)生訪問系統(tǒng)的過程中,會參與相關(guān)知識領(lǐng)域的討論,從而產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù),系統(tǒng)會對相同知識點(diǎn)感興趣的學(xué)生進(jìn)行聚類。經(jīng)過分析,這些學(xué)生被聚類為一組,系統(tǒng)會自動給該組學(xué)生提供有別于其他同學(xué)的學(xué)習(xí)導(dǎo)航,使學(xué)生最大程度地受益。

4結(jié)語

基于Web的教學(xué)系統(tǒng)已成為當(dāng)今流行的教學(xué)形式。但目前使用的大多數(shù)教學(xué)系統(tǒng)幾乎都是靜態(tài)的,存在交互手段少、不能因材施教等缺點(diǎn),而在站點(diǎn)上卻積累了大量有用的信息,沒有被充分利用。本文設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的具體情況安排教學(xué),如自動的因材施教等,旨在構(gòu)造一個“以學(xué)生為中心”的,基于Web2.0 并使用數(shù)據(jù)挖掘的個性化教學(xué)系統(tǒng),使其能在平時的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮更大的作用。個性化與智能化是輔助教學(xué)發(fā)展的趨勢所在,基于Web的挖掘技術(shù)在教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用是一個新的領(lǐng)域,也是一個帶有很大挑戰(zhàn)性的課題,必將有力地推動教學(xué)系統(tǒng)及相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)步,其無疑具有深刻的理論和實(shí)踐意義。

獻(xiàn)參考文獻(xiàn):

[1]張榮梅,彥峰,曉林.基于Internet 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育,2005(2).

[2]黃檬麗,王兵.智能教學(xué)系統(tǒng)中教學(xué)策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].天津紡織工學(xué)院學(xué)報(bào),2009.18(5).

篇7

關(guān)鍵詞:信息技術(shù);音樂;載體

信息技術(shù)與音樂課程的攘臺是當(dāng)前信息技術(shù)在高等音樂教育領(lǐng)域中所應(yīng)用的一種新的、重要的形式,同時也是高等音樂教育教學(xué)改革與發(fā)展的一種必然趨勢。它的出現(xiàn)將徹底改變傳統(tǒng)營樂教學(xué)的過程與模式,在攘合的過程中同樣將會引發(fā)音樂教育教學(xué)的深刻變革。那么,如何正確評估信息技術(shù)在音樂課程整合中的地位和作用,恰當(dāng)?shù)厥剐畔⒓夹g(shù)與音樂課程的教學(xué)相結(jié)合、相融合,是當(dāng)前高等

音樂教育改革需要解決的、具有十分重要現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)作用的問題。任何輕視信息技術(shù)的作用或者過分追求技術(shù)的層兩都是不利于音樂教學(xué)的。因此,廈清并解決這些問題對于指導(dǎo)我們的音樂教學(xué)實(shí)踐具有重要的意義。

一、信息技術(shù)在音樂教學(xué)中應(yīng)用的特點(diǎn)和作用

信息技術(shù)在音樂教學(xué)中用途廣泛,它不受時間、空間以及宏觀、微觀的限制,視聽結(jié)合,能及時如實(shí)地傳遞、保存和反饋信息,提高了信息的傳播速度,拓寬了信息的傳播廣度,加劇了信息的傳播深度。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的積極性,提高學(xué)習(xí)效率,更好地發(fā)揮音樂教師的主體作用,使音樂教育實(shí)現(xiàn)大眾化、社會化等方面,都顯現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。(一)信息技術(shù)能夠提高教育質(zhì)量和教學(xué)效率

信息技術(shù)用于教學(xué)所提供的外部刺激,不是單一、乏味的刺激,而是多種感官的綜合刺激。這對于知識的獲取和保持,都是非常重要的。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家赤瑞特拉(Treicher)通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)[1]:人們在學(xué)習(xí)時,通過視覺感官獲得的知識占83%、聽覺占11%、嗅覺占3.5%、觸覺占1.5%、味覺占1%。我們可以看出:在所有感知器官中,視覺和聽覺在學(xué)習(xí)中所起的作用最大,二者竟然占了94%。同樣一份學(xué)習(xí)材料,讓一組學(xué)生先學(xué)習(xí)三個小時后進(jìn)行記憶測試:純聽覺能記住60%、純視覺能記住70%,而視聽并用則能記住90%。三天之后再進(jìn)行測試:三種學(xué)習(xí)方法的記憶比率則分別下降為15%、40%和75%。這些數(shù)據(jù)告訴我們:運(yùn)用視聽結(jié)合的信息技術(shù)能提高教育質(zhì)量和教學(xué)效率。如果能較好地運(yùn)用到音樂教學(xué)中,對音樂教學(xué)效率的提高肯定也是不言而喻的。(二)信息技術(shù)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的興趣和動機(jī)信息技術(shù)用于音樂教學(xué),能清晰地展示各種抽

象的、深奧的音樂理論知識,能展示和播放各種圖形、圖像、聲音,并可以反復(fù)予以再現(xiàn),使音樂教學(xué)更加形象、生動,有更強(qiáng)的藝術(shù)感染力,并能充分調(diào)動

學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的主動性和積極性。因?yàn)椋d趣、愛好是學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的原始動力。例如,在引導(dǎo)學(xué)生聆聽{1812年序曲》的時候,可以給學(xué)生播放1812年俄法戰(zhàn)爭的歷史背景資料、圖片或電影資料,讓學(xué)生了解拿破侖與庫圖佐夫的戰(zhàn)略部署及戰(zhàn)爭的發(fā)展情況;還可以向?qū)W生展示俄國作曲家柴可夫斯基譜寫這首樂曲的背景情況,以及這首樂曲的基本內(nèi)容、音樂主題、曲式結(jié)構(gòu)等心]。(三)信息技術(shù)可以提高信息增值率現(xiàn)代化的信息技術(shù)教學(xué)方式,如:電子計(jì)算機(jī)教學(xué)、廣播電視教學(xué)等,是一種開放性的信息技術(shù)教學(xué),其信息增值率可以擴(kuò)大到幾萬倍甚至幾十萬倍。如果能在音樂教學(xué)中得到廣泛推廣和應(yīng)用,將可以極大地節(jié)約教學(xué)成本,并可大范圍地普及國民的藝術(shù)素質(zhì),提高國民的藝術(shù)修養(yǎng)。

二、中小學(xué)音樂課程與信息技術(shù)整合的基本模式

根據(jù)音樂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,中小學(xué)音樂課程信息技術(shù)整合可靈活采用各種教學(xué)模式。

1.探討式(師生互動學(xué)習(xí)式)

探討式教學(xué)模式注重師生的互動關(guān)系,教師可先設(shè)計(jì)一些具有探索性的問題,讓學(xué)生先協(xié)作討論并用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證、模擬等,讓學(xué)生總結(jié)其規(guī)律,完成其對知識的理解與掌握。其授課程序一般是:提出問題――分組研究――確定個體選題――自主學(xué)習(xí)―學(xué)習(xí)成果――信息反饋――教學(xué)評價。這種教學(xué)更加突出了學(xué)生的主體地位,鼓勵學(xué)生的自主性與獨(dú)立性,與傳統(tǒng)教學(xué)方法最大的不同就是由學(xué)生主動地探討性學(xué)習(xí),而不是把學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)接灌輸給學(xué)生。探討式學(xué)習(xí)包括對音樂理論、音樂作品,以及創(chuàng)作手法、作品風(fēng)格的理解,也包括嘗試、感悟和總結(jié)。通過此有助于學(xué)生音樂記憶的牢固和思維的發(fā)展,對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激勵與自信心的養(yǎng)成也頗有益處。

2.研究式(同學(xué)協(xié)作研究學(xué)習(xí)式)

該模式是指學(xué)生基于課堂問題情境,在教師指導(dǎo)下利用多媒體計(jì)算機(jī)所具備的圖像、動畫、語言、音樂的功能和音樂相關(guān)信息資源以及計(jì)算機(jī)所特有的交互性,選擇和確定音樂學(xué)習(xí)課題,通過同學(xué)間的分工協(xié)作,實(shí)現(xiàn)音樂知識的搜索獲取、音樂知識的應(yīng)用、學(xué)習(xí)中問題的解決,達(dá)到音樂知識建構(gòu)的學(xué)習(xí)過程。其授課程序一般是:提出問題――協(xié)作分工――機(jī)上操作――自主研究――整合小組成果――學(xué)習(xí)成果――信息反饋――教學(xué)評價。這種教學(xué)模式注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)感悟與研究體驗(yàn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展,通過學(xué)生自主的學(xué)習(xí)過程激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的興趣、開發(fā)學(xué)生的音樂天賦和創(chuàng)作潛力,擯棄了以往音樂教學(xué)中只注重現(xiàn)有音樂理論知識和音樂技能的傳授,忽視學(xué)生開拓、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的弊端,從根本上確立了學(xué)生在音樂教學(xué)中的主體地位。

結(jié)語:

多媒體信息技術(shù)是音樂教學(xué)中的一種重要輔助教學(xué)手段.但是應(yīng)該指出在運(yùn)用多媒體信息技術(shù)的過程中。應(yīng)該合理、有效的運(yùn)用,如果一味的追求課堂的新穎、動感。安排過多無關(guān)的多媒體內(nèi)容,則會喧賓奪主。本末倒置,把學(xué)生的注意力引向一些朕淺的東西,而最終達(dá)不到教學(xué)的目的。相反如果我們合理有效的運(yùn)用多媒體信息技術(shù),在課堂上做到靜中有動:動中有靜。多媒體的教學(xué)手段將會使我們的音樂教學(xué)如虎添翼、倍增光輝。

參考文獻(xiàn):

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[2]吳煥慶 科學(xué)發(fā)展觀視野下的信息技術(shù)與課程整合實(shí)踐 [期刊論文] -現(xiàn)代教育技術(shù)2007(8)

[3]中小學(xué)音樂課程與信息技術(shù)整合問題研究 - 贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào) - 2009, 30(1)

篇8

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng);智能化;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用

中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)34-9881-02

Research and Application of Network Teaching System

YU Ke-jun

(College of Information & Technology, Sichuan College of Eduction, Chengdu 610041, China)

Abstract: Network teaching is a new educational technology that the computer network is combined with multimedia technology. We analized the character and the current situation of network teaching system, and the research of the framework about it. We discussed the application and the development of network teaching system.

Key words: network teaching system; intelligence; the application of network teaching

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,社會的信息化程度越來越高,信息技術(shù)正在逐漸滲透到各個領(lǐng)域,與以往使用獨(dú)立的計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)相比,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)利用計(jì)算機(jī)可以訪問遍及世界各地的計(jì)算機(jī)信息資源,并可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生進(jìn)行更廣泛的交流,能夠充分調(diào)動學(xué)生的主動性,更好的實(shí)施素質(zhì)教育,符合新時代教育形式的要求。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),創(chuàng)造數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境,能夠促進(jìn)教育觀念、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革,提高教育教學(xué)的質(zhì)量和效益,從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)者具備優(yōu)秀的社會文化與價值觀念,與傳統(tǒng)班級課堂教學(xué)相比,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有利于教育的資源共享,提高教育效率和效益,它能讓更多同時獲得高水平高質(zhì)量的教育。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)與研究現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)具的特點(diǎn)其中之一是能充分體現(xiàn)自主學(xué)習(xí)能力,能在教學(xué)過程貫穿“自主學(xué)習(xí)”的理念,為教師“教”與學(xué)生“學(xué)”提供交流平臺,成為以教師為主要創(chuàng)作者,學(xué)生自主學(xué)習(xí)的“雙主”平臺;另外,具有良好的通用性,能適于各專業(yè)學(xué)科課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),使高校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程具有統(tǒng)一模式,進(jìn)行統(tǒng)一管理,具有良好的可擴(kuò)展性和簡單的操作性,無論用戶計(jì)算機(jī)知識如何,都能很容易使用系統(tǒng),而且具有足夠的安全性,在身份認(rèn)證、資源管理、數(shù)據(jù)庫等環(huán)節(jié)采用嚴(yán)格的安全措施,保證系統(tǒng)不受侵害。對外的網(wǎng)站內(nèi)容采取身份驗(yàn)證和上載內(nèi)容的認(rèn)證等防護(hù)措施,保證數(shù)據(jù)的正確和安全,將風(fēng)險(xiǎn)降到最低限度,并能實(shí)現(xiàn)時間和空間的分布性。

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求越來越大,一些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。包括以WEB CT和IBM的E-learning為代表的國外網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和國內(nèi)浪潮集團(tuán)的視頻點(diǎn)播服務(wù)器及軟件系統(tǒng)等。國外的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)較先進(jìn),但不是很適合中國教育國情。對于實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué),有的采用電子白板方式實(shí)現(xiàn),有的采用配合專用的硬件方式實(shí)現(xiàn),如佳訊科技的班班通-數(shù)字雙向交互教學(xué)系統(tǒng)需要專用的寬帶IP數(shù)字機(jī)頂盒的支持。現(xiàn)有教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)時授課、實(shí)時聽課、課件點(diǎn)播、課件編輯、問題交流、教學(xué)評估等功能獨(dú)立實(shí)現(xiàn),不便于整個教學(xué)活動的實(shí)施與管理,同時增加了教學(xué)成本,如需要專門的中控管理人員。其中,大部分系統(tǒng)的實(shí)時教學(xué)為中控式的模擬方式手動操作實(shí)現(xiàn),實(shí)時授課教室中音視頻切換采用中控,音視頻傳輸采用模擬的方式,用音視頻分配器把音視頻信號送到各個一般教室,這種方式不便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。課件編輯需要專業(yè)人員操作,而專業(yè)人員又很可能不熟悉課件設(shè)計(jì)的專業(yè)知識,這種矛盾會造成或者制作的課件相對簡單,或者需要專業(yè)人員與教師頻繁的交流。還有,學(xué)習(xí)系統(tǒng)不能根據(jù)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平和認(rèn)知特點(diǎn)動態(tài)生成學(xué)習(xí)的內(nèi)容。因此,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展是一個長期的過程。

2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究

任何系統(tǒng)都是不斷發(fā)展的,通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),我們無需再為學(xué)習(xí)和工作時間發(fā)生沖突而苦惱,也無需奔忙于學(xué)校、家之間,通過網(wǎng)絡(luò),學(xué)生可以按照自己的時間上課,交作業(yè),甚至遇到問題,可以通過網(wǎng)絡(luò)與老師和同學(xué)討論。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,可以克服書本教材的枯燥。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的內(nèi)容將不像傳統(tǒng)的書本那樣僅僅是文字和圖片的組合,而將是一種多姿多彩的,將文字、聲音、動態(tài)畫面有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。

國內(nèi)對智能教學(xué)系統(tǒng)研究起步較晚,像智能教學(xué)系統(tǒng)NKI-Tutor是國家知識基礎(chǔ)設(shè)施(即NKI)的一個重要應(yīng)用,其目的是將NKI豐富的知識傳授給學(xué)生[1]。針對國內(nèi)教學(xué)系統(tǒng)慢慢走向智能化的特點(diǎn),將智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

一個典型的智能教學(xué)系統(tǒng)包括下面幾個模塊:領(lǐng)域知識庫、教師模塊、診斷模塊和學(xué)生模型,另外也包括一些“模擬環(huán)境及生動、有效的交互界面”[2]。我們將這個模型放入網(wǎng)絡(luò)中,提出一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下節(jié)點(diǎn)式的智能教學(xué)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)智能教學(xué)系統(tǒng)考慮的主要問題是:知識的表達(dá)、教學(xué)策略、學(xué)生模型。

傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容組織要么使學(xué)習(xí)者沿著某路徑依次學(xué)習(xí)各教學(xué)單元內(nèi)容,直至教學(xué)過程結(jié)束,可使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握領(lǐng)域知識,要么是采用多重選擇反應(yīng),各教學(xué)單元除了呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容外,還附加若干相應(yīng)的教學(xué)單元,并對學(xué)生的錯誤采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。這些方式?jīng)]有將認(rèn)知心理學(xué)的理論考慮進(jìn)去,造成領(lǐng)域知識表示的結(jié)構(gòu)性、靈活性都較差,未能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容是相當(dāng)豐富的,我們將領(lǐng)域知識的學(xué)習(xí)融合到網(wǎng)絡(luò)中,采用人工智能的一些方式加以應(yīng)用。這里我們將課程內(nèi)容表示為網(wǎng)絡(luò)中的一個一個的節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)包含了文本描述、聲音、圖形、圖像、動畫等信息,這些節(jié)點(diǎn)之間通過網(wǎng)絡(luò)鏈接在一起,學(xué)生可以通過這個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容。每個節(jié)點(diǎn)的知識可以是一個領(lǐng)域的知識,也可以是一個綜合型的,學(xué)生可以隨時查詢需要的內(nèi)容。在系統(tǒng)中還有一個重要的模塊是教師模塊,也就是教學(xué)模塊。這個部分控制學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,包括學(xué)生學(xué)習(xí)的記錄以及當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)等,那么在教學(xué)策略中首先要由適宜的教學(xué)安排。教學(xué)順序的常見類型有:時間順序型、邏輯順序型、以論題為中心展開的順序型、螺旋順序型、平行順序型和知識分層等等。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)以及學(xué)生的需要,可以在教學(xué)策略中設(shè)計(jì)不同的教學(xué)順序類型,以滿足不同學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。教學(xué)策略的另外一個方面就是要采取實(shí)時多樣的教學(xué)模式。教學(xué)模式一般有:操作、練習(xí)模式、咨詢模式、指導(dǎo)模式、問題求解程式、模擬教學(xué)模式、游戲模式等等,不同的教學(xué)模式與教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、輔導(dǎo)原則等息息相關(guān),并能針對不同的教學(xué)模式實(shí)時地做出相應(yīng)的輔導(dǎo),能夠?qū)W(xué)生的響應(yīng)作出及時的反饋,并能檢測學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握情況。教學(xué)模塊除了針對學(xué)生的內(nèi)容外,還可豐富教師的教學(xué)內(nèi)容以及增加教師的交流,通過在節(jié)點(diǎn)上教學(xué)信息,獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;通過各節(jié)點(diǎn)間的交互,可以更大領(lǐng)域地獲得知識的豐富以及教學(xué)水平的提高。

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)智能化的技術(shù)中,可以將虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù),模式識別技術(shù)等應(yīng)用于系統(tǒng)中。當(dāng)將仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)一個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)時,并不需要開銷巨大的設(shè)備,在微機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)以仿真為目的的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。目前,世界發(fā)達(dá)國家正在利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行這方面的試驗(yàn),例如,美國的一所學(xué)校利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給學(xué)生們上挖掘文物的課程,學(xué)生們實(shí)際面對的是計(jì)算機(jī)仿真的考古環(huán)境,甚至挖掘的時候都能聽到揚(yáng)土的聲音。學(xué)生可以通過聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)分析莎士比亞的名劇等等。這樣通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將課程靈活設(shè)置,老師和學(xué)生都能身臨其境般地教與學(xué)。通過有機(jī)地結(jié)合VRML、Java、HTML以及VWP(虛擬世界播放器)等,可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化教學(xué)系統(tǒng)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用

由于多媒體技術(shù)的運(yùn)用,教學(xué)過程中能充分利用文本、圖形、圖像,音頻和動畫等多媒體進(jìn)行交互,從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。近年來,國外很多大學(xué)紛紛開發(fā)了各種不同實(shí)現(xiàn)方案的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),例如:VTEL的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)采用視頻會議系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)雙向交互式網(wǎng)絡(luò)教學(xué);CISCO的IP/TV能夠在IP計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上傳送MPEG-1、H.261等高質(zhì)量全動態(tài)的視頻圖像、話音和數(shù)據(jù)等。隨著我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展,中國教育科研網(wǎng)及其它一些網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用提供了有利的條件,可以在不同的環(huán)境得到應(yīng)用,為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展提供了基礎(chǔ)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用主要有三個方面[3-5]。

首先是教師應(yīng)用。用戶登陸網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)后,教師可以在線管理本課程的課件、布置作業(yè)、上傳課件相關(guān)資料以及相關(guān)信息等。教學(xué)可以添加章節(jié)、編輯和刪除章節(jié),可以添加課程內(nèi)容、編輯和刪除課程內(nèi)容等。教師可通過系統(tǒng)錄入考試試題和答案,確定測試的范圍、題型和難度等,然后由系統(tǒng)生成試卷,對學(xué)生進(jìn)行測試,對測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要參考。其次的應(yīng)用是可以進(jìn)行作業(yè)管理。學(xué)生在線修改和提交作業(yè),并可以瀏覽教師評語,了解知識點(diǎn)掌握情況。

其次是學(xué)生應(yīng)用。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)以其豐富的網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源、良好的交互快捷的通信方式,為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提供了可能。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,學(xué)生被賦予自主學(xué)習(xí)的權(quán)力,他們可以通過協(xié)作方式,主動去查詢資料、解決疑難、探索知識。學(xué)生可以瀏覽相應(yīng)的課程內(nèi)容、在線完成作業(yè)、向教師提出問題等。學(xué)生可以瀏覽作業(yè),聯(lián)機(jī)完成作業(yè),提交作業(yè),并可以瀏覽教師所給的分?jǐn)?shù)和作業(yè)分析報(bào)告。學(xué)生可自主選擇課程的相應(yīng)章節(jié)進(jìn)行測試。

然后是教師學(xué)生的雙向交流應(yīng)用。教師可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)回答問題、答疑信息整理、答疑室管理,并且若發(fā)現(xiàn)某個問題具有代表性,可以把它整理后轉(zhuǎn)存到答疑信息庫中。答疑信息管理功能就是教師有權(quán)刪除答疑室中沒有價值的信息,也可以將答疑室中有價值的信息轉(zhuǎn)存到答疑信息庫中。

除了這三個主要的應(yīng)用外,還可以提供實(shí)時授課服務(wù),包括課程內(nèi)容的上傳、實(shí)時授課音視頻的采集、處理與發(fā)送,包括三路視頻信號(教師視頻、視頻展臺視頻、黑板視頻)以及音頻信號(教師講課聲音)的采集與切換、流媒體課件的編碼生成與發(fā)送和問題解答。另外還可以對提供的服務(wù)完成教學(xué)的評估打分功能,包括:增加評估項(xiàng)目、刪除評估項(xiàng)目、修改評估項(xiàng)目、設(shè)置評估項(xiàng)目權(quán)值等等。

3 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展為教育的發(fā)展帶來了很大的契機(jī),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生,它為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了廣闊自由的環(huán)境,提供了豐富的資源,拓展了教學(xué)時空維度。本文介紹了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀、研究其系統(tǒng)組織,以及應(yīng)用情況。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)作為一種新興的教學(xué)形式,能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)方式難以實(shí)現(xiàn)的教學(xué)手段成為現(xiàn)實(shí),已經(jīng)引起政府、學(xué)校、企業(yè)等部門的重視,對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的研究目前正在逐步深入。

參考文獻(xiàn):

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[2] 李運(yùn)林,徐福蔭.教學(xué)媒體的理論與實(shí)踐[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2003.

[3] 葉志宏.網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)原則[J].中國電化教育,2002(3):16-18.

篇9

【關(guān)鍵詞】知識推理;測試系統(tǒng);自適應(yīng);雙向反饋

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009―8097(2009)11―0118―05

引言

隨著知識經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)和科教興國戰(zhàn)略的部署,繼續(xù)學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)成為每個人生存和發(fā)展必不可少的條件。信息技術(shù)的到來使網(wǎng)絡(luò)交互式學(xué)習(xí)在教育領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色,成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育教學(xué)的主要形式和途徑。學(xué)生支持服務(wù)能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí),也是連接學(xué)生與學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)資源的橋梁,是學(xué)生在線學(xué)習(xí)的保障。[1]因此,我們要利用和發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性,有效組織學(xué)員進(jìn)行網(wǎng)上交互學(xué)習(xí),使得他們學(xué)會自主學(xué)習(xí)、提高學(xué)習(xí)能力,重要的就是要掌握學(xué)習(xí)方法。方法的知識才是最重要的知識。

一 基于知識推理的在線導(dǎo)學(xué)測試系統(tǒng)的提出

1 雙向反饋平臺在遠(yuǎn)程開放教育中的必要性

遠(yuǎn)程開放教育作為教育形式的一種,最終的目的還是讓學(xué)生學(xué)到知識。由于學(xué)生在年齡、知識水平、專業(yè)背景、工作背景、地理位置、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)動機(jī)等方面都比傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的學(xué)習(xí)者要復(fù)雜,所以做好遠(yuǎn)程教育的學(xué)生學(xué)習(xí)支助服務(wù)尤為重要。人際交互和基于技術(shù)媒體的雙向通信交流是學(xué)生學(xué)習(xí)支助服務(wù)的核心成分,對整個遠(yuǎn)程教育具有重大意義。[2]

在遠(yuǎn)程教育中,師生交流主要是通過非連續(xù)通信手段(包括函件、電話和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的電子通信手段)實(shí)現(xiàn)的。在遠(yuǎn)程教育中,僅有教學(xué)信息由院校和教師向?qū)W生的單向是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的諸多困難和問題應(yīng)該及時予以處理答復(fù)。在一定意義上,學(xué)生信息反饋的暢通與及時處理答復(fù)是檢驗(yàn)遠(yuǎn)程教育院校的學(xué)生學(xué)習(xí)支助服務(wù)系統(tǒng)的有效性和效率的基本標(biāo)志。[2]學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的信息反饋往往是具有個性化的特征,因人而異。對學(xué)生信息反饋的處理答復(fù)也必須是及時的、有針對性的。由此,一個實(shí)時解決學(xué)習(xí)問題并教會學(xué)生如何解決問題,因“人”施教的網(wǎng)絡(luò)雙向反饋平臺應(yīng)運(yùn)而生。

2 具有知識推理的在線導(dǎo)學(xué)測試系統(tǒng)能解決的問題

遠(yuǎn)程學(xué)生會遇到的困難是因人而異的,而且多不勝數(shù),主要的困難有三類:學(xué)習(xí)問題、交流問題、個人問題。[2]本文提出的測試系統(tǒng)恰好能彌補(bǔ)這些問題中的某些方面。

二 具有知識推理的在線導(dǎo)學(xué)測試系統(tǒng)的反饋功能

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)正向著智能化、個性化、適應(yīng)性的方向發(fā)展。學(xué)習(xí)診斷是適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)了解學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)效果重要依據(jù),沒有這個依據(jù),適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)根本無法了解個別學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,那就更談不上根據(jù)學(xué)生需求進(jìn)行適應(yīng)性教學(xué)了。適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)對教學(xué)診斷測試具有非常嚴(yán)格的要求,它要求這種測試能盡可能測量出學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,即哪些知識已掌握,那些知識還需要繼續(xù)學(xué)習(xí);同時這種測試還要求必須具有極高效率,盡可能的以最少的測試內(nèi)容診斷出學(xué)生的真實(shí)能力,而且在不同環(huán)境、不同時間內(nèi)所診斷的結(jié)論是一致的。一個比較合適的測量系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)自適應(yīng)測試(Computer Adaptive Test-CAT)。它的核心是:依據(jù)受測試者答題情況不斷計(jì)算其當(dāng)前能力值和信息量,并根據(jù)這些參數(shù)實(shí)時地調(diào)整試題水平,直到受測試者的能力被恰當(dāng)估計(jì)出來為止。一般說來,自適應(yīng)考試僅需要傳統(tǒng)考試方式一半的時間和約為40%~60%的長度就可取得同樣的效果。[3]

1 測試前的反饋

在遠(yuǎn)程教育中,作業(yè)和檢測也是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育個別化教學(xué)和個性化學(xué)習(xí)的重要途徑和手段。由于學(xué)習(xí)環(huán)境、年齡等因素,使得他們的課后作業(yè)疑難解答和復(fù)習(xí)難以完全到位,所以測試系統(tǒng)本身可以起到檢測學(xué)習(xí)的作用。同時由于每個學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)情況不一樣,籠統(tǒng)的測試只會影響學(xué)生后面的測試效果,所以在測試前應(yīng)對學(xué)生者的基礎(chǔ)水平進(jìn)行估測,然后在此基礎(chǔ)上給出難度相當(dāng)?shù)念}檢測學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。對于已經(jīng)進(jìn)行過測試的學(xué)生,每次登錄系統(tǒng)后的測試起點(diǎn)應(yīng)以上次測試的水平為準(zhǔn)。

2 測試中的反饋

(1)系統(tǒng)反饋機(jī)制

基于知識推理的在線導(dǎo)學(xué)測試系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史記錄以及學(xué)習(xí)績效,動態(tài)的組織和呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者本人當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。它利用數(shù)據(jù)庫智能檢索(Intelligent Retrieval From Database)[4]能準(zhǔn)確地測試學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)或?qū)W習(xí)效果,即測量哪些知識學(xué)生已經(jīng)掌握,哪些還沒有掌握,對暫時沒有掌握的內(nèi)容進(jìn)行逆向?qū)訉油评?給出學(xué)習(xí)提示,當(dāng)推理到達(dá)知識節(jié)點(diǎn)底層時,則呈現(xiàn)當(dāng)前最適合的學(xué)習(xí)資源,以此作為自適應(yīng)學(xué)習(xí)中動態(tài)呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的依據(jù)。其反饋機(jī)制如下圖所示:

測試系統(tǒng)從登錄開始時進(jìn)行測試,識別出學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知水平,或是結(jié)合學(xué)生前次學(xué)習(xí)過程的歷史記錄,對學(xué)生的知識水平和能力進(jìn)行估測,從而可根據(jù)學(xué)習(xí)者的自學(xué)能力、接受能力、理解能力呈現(xiàn)與他能力最適應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容;正式測試是針對性的測試,為學(xué)生發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)并進(jìn)行鞏固性復(fù)習(xí)提供依據(jù);對同等難度級別進(jìn)行測試,主要是對根據(jù)項(xiàng)目反應(yīng)理論(IRT)考慮潛在因素對學(xué)生測試效果的影響,諸如心理焦慮、緊張、視力欠佳等問題。

在正式測試過程中,學(xué)生題目回答正確,根據(jù)自適應(yīng)原則,下一題難度上升,同時應(yīng)遵循知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),呈現(xiàn)的是與上題知識點(diǎn)相關(guān)的高難度題。當(dāng)溢出該知識點(diǎn)時,應(yīng)以章節(jié)為單位,抽取與該知識點(diǎn)所在章節(jié)聯(lián)系緊密的章節(jié)的某一知識點(diǎn)題,出題難度級別應(yīng)從弱到強(qiáng),這樣便于被測者知識的梳理和貫通。同時出于個性化考慮,對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,在他做連續(xù)做對難度不斷上升的三題以上,系統(tǒng)會對難度進(jìn)行跳躍式上升。繼續(xù)答對則繼續(xù)跳躍式上升,只要難度達(dá)到最大,系統(tǒng)自動結(jié)束考試。如果學(xué)生回答錯誤,則題目難度下降,同時不能偏離該知識點(diǎn)的范圍,即逆推過程既要保證自適應(yīng)出題,從次難題到較易題,又要保證題目范圍在該知識點(diǎn)相關(guān)連接區(qū)域之內(nèi)。當(dāng)難度達(dá)到最底層(指數(shù)最低)且分知識點(diǎn)達(dá)到原級,跳出測試,頁面則呈現(xiàn)與題目知識點(diǎn)相匹配的學(xué)習(xí)資料,電子課件,專有習(xí)題解答(采用錨點(diǎn)定位到知識點(diǎn)的具置)。對于計(jì)算要求較高的題,頁面則會出現(xiàn)做題的提示信息和具體解題步驟。學(xué)習(xí)完畢,學(xué)生可點(diǎn)擊“結(jié)束學(xué)習(xí),繼續(xù)測試”按鈕,重回測試介面,呈現(xiàn)與最后學(xué)習(xí)前一題的難度級別和知識點(diǎn)想匹配的題,題目不能溢出此界?;卮鹫_,則進(jìn)入“正確”模塊;回答錯誤,給出幾道低難度的其它題(如另一章節(jié))的再測試,相當(dāng)于進(jìn)入程序的進(jìn)口。這種并不立即結(jié)束考試的緩沖做法,可以避免盲目判斷學(xué)生的整體學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知風(fēng)格,并且給學(xué)生在別的章節(jié)題測試表現(xiàn)的機(jī)會,多維度進(jìn)行檢測??紤]遠(yuǎn)程開放教育學(xué)生的學(xué)生背景和學(xué)習(xí)時間的復(fù)雜性,測試以答題數(shù)目最多30道為限。這是除人工可以點(diǎn)擊“結(jié)束考試”自動退出之外的另外一個退出接口,由系統(tǒng)自動結(jié)束測試。一是每個人全身心投入的注意力只有15-30分鐘左右,題量越大時間越長越影響做題效果;二是30道題一般可以包含7個知識點(diǎn)(以每道題可聯(lián)系4道關(guān)聯(lián)題來算),基本可以滿足學(xué)生的求知欲。由于本在線測試系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的,考慮運(yùn)行速度,一般宜采用這種固定長度原則(fixed length)作為測試終止原則。

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(2)知識概念結(jié)構(gòu)圖

學(xué)習(xí)資源是由各個知識點(diǎn)組成的,知識點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上一般是樹狀,或者說是層次結(jié)構(gòu),如圖2。

根據(jù)知識樹的特點(diǎn)和難度自適應(yīng)的要求,設(shè)計(jì)了題目的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。包括下列資源表:章節(jié)表、類節(jié)點(diǎn)表、知識點(diǎn)表。如下表2、表3、表4、表5。

3 測試后的評價

學(xué)生在測試過程中,可以通過個人良好表現(xiàn)自動結(jié)束考試或是主動點(diǎn)擊“結(jié)束考試”按鈕后,得到一份能力測試報(bào)告,對本次的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行一個量化分析和評價。

根據(jù)布普姆的教育目標(biāo)分類學(xué),教育目標(biāo)分為認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域和心理動作技能領(lǐng)域。認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)由低級到高級共分為六級:知識、領(lǐng)會、運(yùn)用、分析、綜合和評價。同時布魯姆認(rèn)為,教師應(yīng)該根據(jù)教育目標(biāo)分類學(xué)的規(guī)定,將每一學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)具體化。因?yàn)槿魏我坏李}不可能只考查某一方面的能力,所以測試的目標(biāo)因子應(yīng)是一個復(fù)雜的多要素集合,構(gòu)成的向量空間可表示為:U={U1,U2,…,Un},根據(jù)布魯姆提出的認(rèn)知活動的認(rèn)知規(guī)律,結(jié)合具體的試題庫,測試系統(tǒng)采用多級綜合模糊數(shù)據(jù)模型,針對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行評價,U具體表示為:U={記憶,理解,運(yùn)用,分析}。這個矢量中的每一個分量表示題目所考查的某一方面的認(rèn)知能力,每一分量的側(cè)重模糊度采用模糊語言值布爾量{極弱,較弱,一般,較強(qiáng),極強(qiáng)}表示。將其轉(zhuǎn)化為[0,1]內(nèi)的實(shí)數(shù):極弱=0.1,較弱=0.3,一般=0.5,較強(qiáng)=0.7,極強(qiáng)=1。其形式為:

其中rij的具體含義為:某一認(rèn)知層次屬于某一試題的隸屬度。測試系統(tǒng)將以套題為單位,每套題總共有十五個小題,只有對錯兩種結(jié)果A=(0,1),這樣學(xué)生的答案將是一個由0或1組成的向量A= {a1,…,aj,…,am} ,可得出學(xué)生表現(xiàn)出的認(rèn)知能力水平,設(shè)公式為:

其中i=1,…,m,j=1,…,n,設(shè)系統(tǒng)m=學(xué)生在結(jié)束測試前的所有題數(shù),n=4,U為四維空間,其意義為:{記憶能力,理解能力,運(yùn)用能力,分析能力},每種能力均有{極弱,較弱,一般,較強(qiáng),極強(qiáng)}五種水平級,這樣就會得出評語集B=[B1,B2...B4]。其中Bj={e1,e2,e3,e4 ],ej∈水平集記憶能力(r1)、理解能力(r2)、運(yùn)用能力(r3)、分析能力(r4),這四個字段賦予了認(rèn)知能力的隸屬度。測試后,可得到B1,B2,B3,B4四個數(shù)值型數(shù)據(jù),并且有0

設(shè)學(xué)生的答案是(1,0,1,1,0),得到B1=0.65,B2=0.65,B3=0.37,B4=0.5,就有:IF((0.6

三 在線測試平臺的發(fā)展與展望

對于學(xué)生者而言,學(xué)習(xí)資源的細(xì)化和學(xué)習(xí)活動的序列化有利于學(xué)習(xí)者根據(jù)需要方便、靈活地獲取資源和參與活動,有利于跟蹤記錄學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)資源利用情況和活動參與情況,從而提供個性化的學(xué)習(xí)反饋與建設(shè),這對實(shí)現(xiàn)個性化的在線學(xué)習(xí)十分重要。[6]本測試系統(tǒng)用難度自適應(yīng)匹配不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,用逆向推理尋找父級知識點(diǎn)的方式解決了學(xué)習(xí)診斷中學(xué)習(xí)焦點(diǎn)堵塞的實(shí)際問題,是值得肯定的。系統(tǒng)從登錄開始測試到測試結(jié)束,全面的分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的歷程,判斷學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知風(fēng)格,將學(xué)習(xí)資料以最適合學(xué)習(xí)者的方式呈現(xiàn),將所學(xué)知識以連續(xù)的、聯(lián)結(jié)的方式進(jìn)行梳理和導(dǎo)通,是教會學(xué)生如何有效的進(jìn)行學(xué)習(xí)的良方。

與些同時,測后重“評”。教學(xué)自動測評是計(jì)算機(jī)輔助評價(Computer Assisted Assessment)的核心內(nèi)容和研究前沿之一。[4]客觀而又真實(shí)的學(xué)習(xí)評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)能力最貼切的反映,同時也是學(xué)生找到差距,重新找到學(xué)習(xí)起點(diǎn)的合理依據(jù)。在線測試平臺可以嘗試人工智能中的技術(shù)和模糊數(shù)學(xué)的算法對評價指標(biāo)和算法進(jìn)行改進(jìn),同時應(yīng)該用邏輯斯蒂模型(Logistic Equation)或其他合理的方式客觀地處理好答題過程中的隱性因素。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:高等職業(yè)教育;現(xiàn)代教育技術(shù);網(wǎng)絡(luò)多媒體

所謂現(xiàn)代教育技術(shù)就是以現(xiàn)代教育思想、理論和方法為基礎(chǔ),以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)為指導(dǎo),以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段的教育技術(shù)它是現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代教學(xué)媒體和現(xiàn)代媒體教學(xué)法的綜合體現(xiàn)。是以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)效果、教學(xué)效益最優(yōu)化為目的。

現(xiàn)在,隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展,現(xiàn)代教育技術(shù)對高等職業(yè)教育的影響也是各個方面的,涉及到教師的教與學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活的各個層面,包括教育規(guī)律、教學(xué)方法、教學(xué)手段、課程開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)管理、教學(xué)評價、學(xué)習(xí)方式等。現(xiàn)代教育技術(shù)的引入,更使高等職業(yè)教育的教學(xué)模式不斷地發(fā)生著變革。

現(xiàn)代教育技術(shù)的特征

現(xiàn)代信息技術(shù)主要指計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字音像技術(shù)、電子通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星廣播技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)及多媒體技術(shù)和信息高速公路。這些技術(shù)在教育、教學(xué)過程中的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了教學(xué)信息顯示多媒體化、教學(xué)信息組織超文本化、教學(xué)過程交互化、教學(xué)信息存儲數(shù)字化和教學(xué)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化及全天分侯教育等。

傳統(tǒng)意義上的教育技術(shù)手段如幻燈、投影、錄像等,而現(xiàn)代教育技術(shù)手段是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的教學(xué)技術(shù)。多媒體教學(xué)則是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一種重要教學(xué)手段,是在教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點(diǎn),通過教學(xué)設(shè)計(jì).合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合共同參與完成教學(xué)全過程。以多種媒體信息作用于學(xué)生.形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。

現(xiàn)代教育技術(shù)手段在教學(xué)過程中的應(yīng)用特點(diǎn)

多媒體教學(xué)中利用CAI課件實(shí)現(xiàn)了問與答、分步驟演示、靈活的查詢和仿真教學(xué),模擬試驗(yàn)等功能,具有很好的交互性,可以模擬考試.可用于學(xué)生在教師指導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí)、測試和模擬試驗(yàn)等。多媒體教學(xué)具有集成性、形象性、直觀性、可控性及信息量太的特點(diǎn),在教學(xué)過程中實(shí)用、高效。同時多媒體教學(xué)可以有效地實(shí)現(xiàn)程序化教學(xué)和人格化的教學(xué)理論,為因材施教提供現(xiàn)代化教學(xué)手段。

多媒體教學(xué)環(huán)境能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性和創(chuàng)新意識.利于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)目標(biāo),運(yùn)用多媒體技術(shù)的靈活多樣、生動逼真、便于控制。使全方位的立體信息空間在教學(xué)過程中得到充分運(yùn)用,從而引發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,以滿足個性化的學(xué)習(xí)要求。

調(diào)查后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

.使用信息技術(shù)過程中,教師與學(xué)生的互動性較差,學(xué)生注意力不夠集中,特別是對于一些抽象、復(fù)雜的問題在多媒體教學(xué)中不容易再現(xiàn),學(xué)生注意力難于集中,難以吸引學(xué)生注意力、引導(dǎo)學(xué)生有目的地學(xué)習(xí).而且多媒體教室上課學(xué)生容易疲勞、課堂氣氛較為沉悶,難以兼顧個別差異。

.制作教學(xué)課件有一定難度,大部分素材都要教師自己去找,信息來源渠道單一、造成形式單一,吸引力差,教師沒有將課程與信息技術(shù)更有效地結(jié)合,有些需要進(jìn)一步分析的問題在多媒體上顯示不出來;制作課件花費(fèi)時間較長,教師工作壓力增大。由于教學(xué)設(shè)備的配套不夠.信息化程度不夠。設(shè)備只滿足基本要求,也限制了現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用;教師掌握的信息技術(shù)有限,課件制作、軟件熟練使用較難:設(shè)備維護(hù)、設(shè)備故障的處理上更是有很大的難度。

.教學(xué)方法不夠人性化,上課太枯燥,學(xué)生上課老想睡覺;很多老師都沒有用過多媒體上課,操作生疏,使用不熟練,教學(xué)準(zhǔn)備不充分,教師對課件的依賴性太強(qiáng),有的老師上課只看課件,如果離開課件,就不會講課了。

.教學(xué)過程中老師節(jié)奏控制不好,講得太快了、不詳細(xì),學(xué)生筆記不好做,講得慢了,學(xué)生又生出疲憊情緒,讓人有些無所適從;多媒體教室電腦配置低,處理影音速度太慢,影響老師講課時間與心情,出現(xiàn)電腦故障時,多方聯(lián)系管理人員,費(fèi)時又費(fèi)力。

對解決所出現(xiàn)的問題的一些思考

.多媒體教室設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)化

隨著多媒體教室在高職院校中的應(yīng)用越來越廣泛,設(shè)備管理也需要跟上時代對管理信息化的要求,設(shè)備管理與維護(hù)需要在依托網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上完成建設(shè)。完善多媒體系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)施建設(shè),在多媒體教室建設(shè)過程中,統(tǒng)籌考慮,綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),集中協(xié)同控制計(jì)算機(jī)、攝像頭、投影機(jī)、幕

  

布、功放、IP電話、電控鎖等設(shè)備,利用聲音影像遠(yuǎn)程交互系統(tǒng),創(chuàng)造出一個遠(yuǎn)程交互可控的現(xiàn)代可視化網(wǎng)絡(luò)多媒體視昕教學(xué)環(huán)境,使教師隨時能夠與中心管理人員聯(lián)系,設(shè)備維護(hù)人員在不到達(dá)現(xiàn)場的情況下也可以對多媒體設(shè)備進(jìn)行故障排除及疑難解答,大大減少了設(shè)備故障或教師不熟悉設(shè)備操作從而對教學(xué)的影響。

設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)化還能大大減少教師對設(shè)備的操作,所有的設(shè)備開關(guān)均由中心控制室設(shè)置的課表開關(guān).教師只需要在上課時間打開主控臺即可,設(shè)備自動化也增加了使用設(shè)備壽命,減少教師不必要的誤操作,使教師能夠把身心全部集中在與學(xué)生的互動上來。

.電腦操作的無線化.將教師從主控臺解放出來

教師使用多媒體設(shè)備主要是使用多媒體課件或播放影音資料.其中關(guān)鍵設(shè)備就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng),但傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作需要使用鍵盤或鼠標(biāo)等輸入設(shè)備,教師不能遠(yuǎn)離主控臺,所以這是學(xué)生們和教師都覺得在多媒體教室互動性不夠的一個主要原因。為此,我們可以使用無線的電子教鞭來代替鍵盤和鼠標(biāo),在教室的任何一個角落能夠完成電腦的基本操作,同時配合小巧的紐扣式無線話筒達(dá)到教師與學(xué)生在課堂上溶為一體的客觀環(huán)境,從根本上解決多媒體教室中教師與學(xué)生互動的技術(shù)障礙。

.加強(qiáng)教師培訓(xùn),更新教師知識結(jié)構(gòu)、提高教學(xué)理論水平

現(xiàn)代教育技術(shù)的迅猛發(fā)展對教師提出了越來越高的要求,教師也面臨越來越大的工作壓力。所以高職院校應(yīng)該鼓勵教師不斷學(xué)習(xí)并且創(chuàng)造條件定期對教師進(jìn)行培訓(xùn),讓教師轉(zhuǎn)變教育觀念,不僅掌握和熟練本專業(yè)所授課程的知識,也應(yīng)掌握一些現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用知識.比如課件制作、圖形制作、動畫制作等內(nèi)容。使教師從教學(xué)目標(biāo)出發(fā).根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,利用各種信息技術(shù)手段,設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,既要注重教師的教也要注重學(xué)生的學(xué),突出學(xué)生的主體作用。讓學(xué)生更加積極主動的去學(xué)習(xí)。

_充份利用網(wǎng)絡(luò),將教學(xué)過程再現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行學(xué)習(xí)、教師在網(wǎng)絡(luò)上與學(xué)生進(jìn)行交流都成為可能,教師在可視化網(wǎng)絡(luò)多媒體教室中上課的過程都可以錄制并存儲在網(wǎng)絡(luò)中心的存儲服務(wù)器中.學(xué)院也可以將優(yōu)秀教師的課程通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)播到其他多媒體教室中,并存儲在網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器中。實(shí)時存儲,隨時調(diào)用,實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。學(xué)生課后在校園網(wǎng)絡(luò)上隨時可以再現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,從而調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師可以在教學(xué)平臺上錄制、自己的課堂錄像,與學(xué)生在平臺上進(jìn)行交流與勾通。對于一些年輕教師來說,站在第三方的角度來審視自己的教學(xué)全過程,能夠快速提高自己掌控課堂教學(xué)的技術(shù)與能力,而且能夠更好的設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,調(diào)動全班同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。