課程輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：基于網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)可以給課后學(xué)習(xí)提供有力的支持。本文研究課程輔助教學(xué)系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計了關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)的開發(fā)實施將對課堂教學(xué)的效果起到良好的促進作用。

關(guān)鍵詞：輔助教學(xué)；系統(tǒng)設(shè)計；智能答疑

中圖分類號：TP399

基于網(wǎng)絡(luò)的輔助教學(xué)在現(xiàn)代教育中的作用越來越明顯，針對課堂教學(xué)的小型遠(yuǎn)程系統(tǒng)使得師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流更加方便順暢，從而有利于提高學(xué)習(xí)效果。網(wǎng)絡(luò)的輔助教學(xué)系統(tǒng)可以讓學(xué)生在上課之前就充分的了解任課老師，預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，課后方便的獲得輔助資料，網(wǎng)上討論答疑，也便于教師及時的了解學(xué)生的動態(tài)，及時的溝通調(diào)整授課方式，從而提高教學(xué)的質(zhì)量，達(dá)到更好的教學(xué)效果[1]。

本文所設(shè)計的系統(tǒng)支持教師、學(xué)生等用戶類型，用戶能夠?qū)ψ约旱男畔⑦M行查詢、修改、更新等操作。

在學(xué)生注冊后，教師能夠在每一堂課之后或者一段時間之后對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行一個分析統(tǒng)計，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，并可以反饋給學(xué)生，使得教師和學(xué)生之間可以即時的互動，交流課程內(nèi)容，從而可以較好地提高課程教學(xué)效果。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

本文研究設(shè)計一個基于Internet、由瀏覽器訪問的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)依據(jù)教師課程教學(xué)的工作流程及學(xué)生的日常學(xué)習(xí)需要來分析設(shè)計一個能更有助于教師的日常教學(xué)工作的系統(tǒng)[2]。

根據(jù)需求分析，課程教學(xué)輔助系統(tǒng)主要功能結(jié)構(gòu)如圖1所示（因篇幅有限只展現(xiàn)部分功能）：

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)需求分析，課程教學(xué)輔助系統(tǒng)主要功能如下：

1.1 系統(tǒng)管理

用戶管理：管理員進入系統(tǒng)后，可以查看和管理系統(tǒng)內(nèi)所有人員的信息。

權(quán)限管理：管理員可以查詢、修改、設(shè)定所有用戶的管理權(quán)限。

個人信息管理：所有用戶可以進行個人信息維護、修改密碼、用戶查詢、短信留言。

1.2 課程資源管理

課程資源管理：教師可以將相關(guān)課件、參考資料、相關(guān)軟件等學(xué)生可能需要的學(xué)習(xí)資料發(fā)布到這個系統(tǒng)上供學(xué)生下載使用，幫助學(xué)生更有效的學(xué)習(xí)。此外，老師還可以對過時或無效的課程資源進行更新、刪除等操作。

資源信息查詢：所有用戶在此都可以查詢課程資源、學(xué)習(xí)資源的基本信息和簡介，并且下載任何感興趣的站內(nèi)學(xué)習(xí)資源。

教師信息查詢：可以在此查詢教師的相關(guān)簡介、授課時間表、教學(xué)計劃等信息。

公共資源管理：學(xué)生可以在此上傳學(xué)習(xí)資料到系統(tǒng)中供大家分享，管理員會對相關(guān)資源進行審核以及管理。

1.3 作業(yè)信息管理

作業(yè)資源管理：老師可以在此處發(fā)布，更新和刪除作業(yè)資源，包括增加作業(yè)題型、管理題庫等，以及可以設(shè)定不同作業(yè)的完成時限。

在線答題功能：學(xué)生可以方便地通過網(wǎng)絡(luò)提交作業(yè)。根據(jù)不同的題型，學(xué)生在提交作業(yè)后系統(tǒng)可能自動批改并立即顯示作業(yè)成績，或者等待老師上線批改。

在線批改功能：老師對學(xué)生上傳的部分題型的作業(yè)進行在線批改，并給出成績和批語。

作業(yè)成績管理：老師在此處可以對所有學(xué)生的作業(yè)成績進行統(tǒng)一管理，包括學(xué)生成績的更改，以及對學(xué)生成績的自動統(tǒng)計和分析。

成績信息查詢：學(xué)生可以在此處查詢自己相關(guān)作業(yè)的成績，以及查看老師給出的批語。

1.4 智能答疑代理

知識數(shù)據(jù)庫管理：老師可以在此處對知識數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理，包括知識數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、更新等管理操作。

在線問答功能：學(xué)生在此處可以用自然語言進行提問，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生的提問給出相關(guān)答案，答案按照評分高低排序。

答疑評分學(xué)習(xí)功能：老師和學(xué)生都可以對提問顯示出的答案進行評分，系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵字相關(guān)答案的評分自動學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)，以達(dá)到優(yōu)化、完善答案的目的。

交流互動平臺：此處為一個學(xué)習(xí)交流互動平臺，所有人都可以在此處提出問題或解答他人問題。大家在此處暢所欲言，由管理員進行監(jiān)督、審核、管理工作。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊

2.1 作業(yè)信息管理模塊

其功能包括各種作業(yè)題型的制定，作業(yè)題庫的管理，作業(yè)的發(fā)布、在線提交、在線批改，以及作業(yè)成績的統(tǒng)計分析與成績信息查詢等功能。

程序功能簡介：對選擇題、判斷題可在作業(yè)提交后自動批改并顯示分?jǐn)?shù)，學(xué)生可以從作業(yè)記錄中查看作業(yè)歷史記錄及正確答案。老師可以對作業(yè)題型、題庫進行管理，對部分題型進行在線批改，并給出分?jǐn)?shù)和批語，以及對成績的統(tǒng)計分析管理。

作業(yè)流程：學(xué)生登錄系統(tǒng)后，根據(jù)教師的布置完成作業(yè)。具體流程如下：

圖2 作業(yè)流程

2.2 智能答疑代理模塊

學(xué)生用自然語言的方式向系統(tǒng)提出學(xué)習(xí)中的問題[3]，由智能答疑代理給出回答。智能答疑代理具有學(xué)習(xí)能力，可以不斷積累知識，不斷提高回答學(xué)生問題的能力[4]。

用戶提出問題后，系統(tǒng)分析出關(guān)鍵詞，再與答案進行匹配，并反饋結(jié)果。教師和學(xué)生都可以對系統(tǒng)給出的答案進行評分，從而能不斷的訓(xùn)練系統(tǒng)。

智能答疑代理功能流程圖如圖2所示，步驟如下：

（1）用戶以自然語言輸入問題，智能答疑代理獲取問題的內(nèi)容，并在對話框中顯示。

（2）智能答疑代理對問題進行分析，得到若干個關(guān)鍵詞，并進行合并同義詞等方式濾除掉多余的詞后，得到實際需要的關(guān)鍵詞。

（3）根據(jù)得到的關(guān)鍵詞，在知識數(shù)據(jù)庫中查詢，得到最符合的答案。

（4）返回并顯示答案。

圖3 智能答疑代理功能流程圖

3 結(jié)束語

本文設(shè)計了一個基于網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，主要功能包括：系統(tǒng)管理、課程信息管理、作業(yè)信息管理、智能答疑代理。

基于網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)可以方便師生的課余時間的交流，促進課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，使學(xué)生在課前能夠充分了解任課老師，課后得到方便及時的問題解答，從而有效地提高學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張應(yīng)奎.計算機輔助教學(xué)論[M].昆明：云南大學(xué)出版社，2011.

[2]Jim Arlow， Ila Neustadt.UML 2 and the Unified Process：Practical Object-Oriented Analysis and Design[M].Boston：Addison Wesley Publishing，2005.

[3]宗成慶.統(tǒng)計自然語言處理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[4]曾承.按需智能問答系統(tǒng)Uniponse[J].計算機科學(xué)，2011，38（01）：181-194.

作者簡介：李奇（1957-），男，四川成都人，高級工程師，主要研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)；鄧揚（1983-），男，四川成都人，碩士研究生，主要研究方向：機器智能。

作者單位：可視化計算與虛擬現(xiàn)實四川省重點實驗室，成都 610066；四川大學(xué)計算機學(xué)院，成都 610065

基金項目：可視化計算與虛擬現(xiàn)實四川省重點實驗室項目（PJ201101）。