基于Web的智能化計算機操作輔助學習系統的分析論文
高等職業教育以“實踐為主，理論夠用”為課程設置原則，以培養高素質的專門技能型人才為目標。高職院校學生在課程學習過程中，除了掌握必備基礎理論及專業知識，還必須重視實踐教學，重點掌握課程的實踐操作技能，學生的實踐操作能力是高職學生能力及水平的重要體現。本文根據體育高職院校學生的特點，設計智能化的計算機操作輔助學習系統，提高學生掌握計算機實踐操作的能力。
1、問題提出
體育高職院校學生不同于其他高職院校，課堂教育教學一直是體育高職院校的一個難點。主要體現在:學生基礎差，學習能力不足;難以激發學習興趣;自制力不足，無法約束自己;認為只要運動成績好就可以，其他的不重要。這些特點應用傳統的課堂教育難以實現好的教學效果。實踐過程中，教師在教學過程中，教師不能面面俱到，對每個學生不能有具體的指導，問題會不斷積累，造成學生學習效率低下。而學生因接觸計算機的時間長短不一，水平參差不齊，接觸時間長的認為自己已經會了，而基礎差的又覺得課堂練習時間不足，造成學生學習過程中的消極心態，影響學習興趣。為了解決這些問題，各個高校不斷探索新的教學模式，計算機輔助教學系統應運而生。
2、計算機輔助教學的介紹
計算機輔助教學(CAI)，是在計算機輔助性進行的各種教學活動，以對話方式與學生討論教學內容、安排教學過程、進行教學訓練的方法與技術。它能有效的縮短學習時間、提高教學質量和教學效率，實現最優化的教學目標，特別是在網絡環境下，教師通過輔助教學軟件可以多很多幫手，輔助學生更好地掌握知識。
隨著計算機技術的不斷發展，計算機輔助教學已經成為教育的重要手段之一。作為正常教學的輔助模式，它具有輔助教師完成教學任務，使學生能夠自我學習。通過輔助教學系統，方便學生對知識的構建，根據學習者本身的知識能力和水平，自我控制學習的進度及方法，輔助學習者掌握知識。
3、輔助學習系統的實現
利用網絡技術搭建輔助教學系統，作為教師及學生信息交流的橋梁，輔助教學系統能夠整合教學資源，豐富教學內容及手段，彌補傳統教學模式存在的不足，利用網絡的平臺，最大限度的激發學生的學習興趣，將學生的學習納人輔助系統的學習中。針對體育高職院校學生的特點，在計算機輔助教學系統中需要設計需要與傳統的輔助教學軟件不同，在課堂教學和課后都要具有約束力。
31系統設計
3.1.1界面簡單，操作方便，易于使用
利用導航列表使界面結構清晰，便于使用;對于知識結構能夠分層顯示，問題不明確。
3.1.2具有可擴展、可移植性
計算機技術發展迅速，計算機系統不斷升級，教材不斷變化，既要適應當前教材和計算機系統的需要，又要為以后擴展、擴充做好準備。
3.1.3能夠自動調整學習進度
根據學生的水平和日常學習情況自動調整學習進度，充分考察學生的認知能力，學習內容能夠自動推送，避免學習能力強的學生學習內容過于簡單，學習能力差的學生學習內容過于復雜。
3.1.4能夠測試及反饋，分析錯誤原因
測試是考察學生學習情況的一種直觀的方法，測試分為知識點測試、綜合能力測試和整體測試三類，知識點測試考察學生知識點操作情況;綜合能力測試考察綜合運用知識點能力，例如對一篇Word文章進行字體、字號、表格、圖片等多項知識點的考察。整體測試是將計算機基礎操作的Windows , Word , Excel ,PowerPoint和網絡幾部分作為一個整體在有限時間內綜合考察。根據測試的結果給出錯誤的知識點，并給出錯誤的可能的原因。推送相關知識點反復學習。
3.2系統的實現
系統具有的功能有:具有計算機操作的所有知識點;能夠診斷學習操作練習中出現的錯誤并進行內容推送，反復學習;能夠對每個學生學習情況進行個別教學輔導。
3.2.1模塊的定義
3.2.1.1教學資源庫
教學資源庫存儲著教師的教學資源及教學體驗，它是開放的、具有指導作用的并且能夠可擴充和可修改的一個知識庫。如試題庫、課件、素材、答疑庫等。通過學習者適當的組合構建自我學習模型，充分發揮教學資源庫的指導、服務功能。
3.2.1.2學生模型庫
學生模型庫存儲的學生學習情況及學習進度，對技能掌握的程度，通過專家系統的產生式規則描述學生的學習信息，為教師診斷學生學習情況，提取相應的學習內容，提供行之有效的幫助。
3.2.1.3教師推送
在課堂教育中，教師將教學資源庫中的教學信息推送到學生的學習界面，學生根據教師的推薦進行系統學習，在考查及課后輔導中，根據不同專業的學生的學習特點，結合學生模型庫中的學習信息，從教學資源庫中推薦適合的學習內容給學習者，便于分層次教學輔導，保持學生的學習興趣。
3.2.1.4學生情況診斷
對于學生模型庫中學生學習信息，通過學生情況診斷模塊的推理診斷，利用關系數據庫中的SQL語句進行模塊查找，仿真推理過程進行推理，將學生的情況反饋給教師進行針對性的教學輔導。
3.2.1.5Web服務器
學生客戶端通過瀏覽器訪問Web服務器，Web服務器訪問教師推送庫及學生情況診斷庫，經過后臺智能化處理過的信息供給學生及教師訪問，學生可以在課堂上及課后進行自我學習，教師也可以快速的了解學生情況，及時修正教學內容及教學方法。
3.2.2核心模塊的實現
智能化的教師推送模塊和學生情況診斷模塊是本系統的核心，如何根據學生的認知情況進行智能化的診斷，教師根據學生診斷情況的反饋把握教學內容及教學方向，選擇其相關內容顯示。
3.2.2.1利用專家系統實現智能化
專家系統是能夠利用計算機技術仿真人類專家思維求解復雜問題，是人工智能技術的一個發展方向，將行業專家的專業知識和經驗，用某種知識表達的方式存人到計算機知識庫中，系統對知識庫進行推理演繹，能夠做出決策判斷。通常主要包含知識、規則和推理機三個部分。
選擇關系數據庫作為專家系統的知識庫，因關系庫具有強大的管理功能，能夠進行增加、刪除、修改等操作;關系數據庫具有海量存儲能力;另外，關系數據庫開發工具比較成熟，能夠快速進行系統的研發。記錄專家知識通過產生式規則，即IF<條件>THEN<結論>形式，在條件部分有與(AND)、或(OR)關系，關系數據庫一條記錄多個字段之間存在與的關系，在一個字段多個記錄之間存在或的關系，利用他們之間的轉換關系可以儲存專家知識。
推理機是專家系統的核心，推理演繹的效率是系統成功與否的關鍵，推理的工作過程可以簡單分解為匹配、沖突處理。本系統中匹配的過程是通過查詢選擇優先級高的規則的，沖突處理是在有多條規則符合的情況下，系統優先選擇符合條件數多的規則。通過對學生測試后，記錄學生的認知情況存人知識庫中，利用產生式規則的推理生成不同的教學輔導內容，其表現形式為:IF<知識點=“復制操作”and錯誤原因=“移動”> THEN(推送復制操作方法、常見錯誤、復制操作動畫); IF<知識點成績><=80>THEN(生成新的教學內容)…根據測試信息反饋針對性的教學內容推送就是一個推理機推理的過程，每測試一次就修正學生模型庫中學生學習進度情況，直到學生完全掌握知識點
4、結束語
本文提出了網絡環境下，利用關系數據庫與知識庫的結合，推理出智能化計算機操作輔助系統，區別于傳統的CAI，該系統不但能夠提供豐富的教學資源供學生自主學習，還能夠根據學生的學習情況針對性的進行輔導，便于教師掌握學生學習情況，也讓學生在自主學習過程中獲得高效的輔助。智能化教學輔助是現代職業教育發展的必然要求。
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