非全日制研究生智能網(wǎng)絡教學平臺的構(gòu)建

阮艷莉 韓煦 王坤

摘要：如何提高教學質(zhì)量是目前非全日制研究生教育中亟待解決的問題。本文構(gòu)建了一種適用于非全日制研究生的智能網(wǎng)絡教學平臺，可實現(xiàn)網(wǎng)上授課、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上選課、資料下載等，更好地滿足非全日制研究生的學習需要。

關(guān)鍵詞：非全日制研究生；智能網(wǎng)絡教學平臺；教學質(zhì)量

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）33-0229-03

一、引言

非全日制研究生教育，是指與全日制研究生教育相對應的，功能互補的，適應現(xiàn)代社會、經(jīng)濟、科技發(fā)展需要的，以培養(yǎng)高層次創(chuàng)造型人才為目標的現(xiàn)代教育體系，是我國研究生教育體系的重要組成部分。非全日制研究生教育的主要內(nèi)容，包括教育的思想定位、教育目標、教育方法、教育技術(shù)手段、教育過程管理等，是一項系統(tǒng)工程。隨著國家建設學習型社會和人才強國戰(zhàn)略的相繼實施，非全日制研究生教育的規(guī)范和發(fā)展開始受到社會和教育界的關(guān)注。非全日制研究生教育以在職人員為主要培養(yǎng)對象，以不離崗學習為主要學習形式，在教育對象、教學及管理方面有其自身的特點并具有明顯的特殊性，因此，在教育教學活動中出現(xiàn)了一些問題。其中，如何提高課堂教學質(zhì)量成為非全日制研究生培養(yǎng)過程中亟待解決的問題。

網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)（Web Intelligent Tutoring System簡稱WITS）是基于World WideWeb技術(shù)的智能教學系統(tǒng)（Intelligent Tutoring System簡稱ITS）。ITS是以認知科學為理論基礎(chǔ)，綜合利用人工智能技術(shù)、教育心理學、計算機科學等多門學科成果形成的，對學生實施有效教學的技術(shù)。智能網(wǎng)絡教學利用計算機模擬教師的教學思維過程，以學生為中心、以計算機為媒介，形成開放式交互的教學方式，能夠達到真正個別化教學的目的。以Web為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為ITS的教學理念和功能實現(xiàn)提供了較為理想的技術(shù)平臺以及海量的信息資源。

在非全日制研究生教育中，面臨的實際問題是學生與教師的見面交流機會較少，缺乏教學互動相長的平臺。而且，非全日制學生一般都有正式職業(yè)，且分散在社會各行各業(yè)，平時對大學圖書資料等教學資源的利用機會不多，因此將網(wǎng)絡智能教學平臺引入非全日制研究生的教育和培養(yǎng)過程是非常必要的，對于提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量起著重要的作用。本文將選取非全日制研究生的教學培養(yǎng)作為網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)的具體應用領(lǐng)域，對非全日制研究生課程教學中面臨的典型問題進行分析，然后依據(jù)網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)的系統(tǒng)思想和模型結(jié)構(gòu)，設計構(gòu)建一種適用于非全日制研究生教學培養(yǎng)的網(wǎng)絡智能教學系統(tǒng)。

二、智能網(wǎng)絡教學平臺的構(gòu)架介紹

綜合運用網(wǎng)絡技術(shù)（網(wǎng)絡編程技術(shù)、網(wǎng)頁制作技術(shù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術(shù)）、多媒體技術(shù)以及面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，研究并開發(fā)了基于Web的智能網(wǎng)絡教學平臺。該教學平臺主要分為四個模塊：學生模塊、教師模塊、交流模塊及資料庫，如圖1所示。

學生模塊是系統(tǒng)為不同學習者提供的個別化教學內(nèi)容與學習界面。學生首先登陸系統(tǒng)，然后進行自主學習。學生可自愿參與評估測試，了解自己的知識水平、認知能力、學習習慣及風格等。后續(xù)學習中系統(tǒng)將根據(jù)評估測試結(jié)果、學生學習記錄以及教師反饋等選擇教學知識庫中適合該生特點與實際水平的學習內(nèi)容，并可根據(jù)學生情況動態(tài)生成教學過程，以及根據(jù)學生情況采用不同的教學策略，實現(xiàn)有針對性的個別化教學。學生也可在該模塊中提交作業(yè)，便于教師掌握學習情況。交流模塊是學生和教師互動的模塊，學生可以在此提出問題等待答疑，并有相關(guān)論壇可以留言討論。每個學期開始，學生可自主進入選課系統(tǒng)。選課系統(tǒng)主要由兩部分組成，基礎(chǔ)模塊和復合模塊。其中，基礎(chǔ)模塊主要由必修課程和基礎(chǔ)課程組成，而復合模塊主要針對非全日制研究生“產(chǎn)學研結(jié)合”的特點，增加了選修課程，保證整個選課系統(tǒng)既滿足了基礎(chǔ)性、實踐性、先進性，又增強了社會適用性、針對性和務實性。教師模型是網(wǎng)絡教學平臺中組織、管理和實施教學活動的核心。它由現(xiàn)實的教師主體和計算機化的教師屬性以及行為能力組件構(gòu)成，用于網(wǎng)上授課、課件發(fā)布、知識傳授、組織討論、考試和管理等。其中，教師的教學經(jīng)驗、教學策略、IT應用水平等是影響教師模型的關(guān)鍵因素。教學經(jīng)驗和教學策略決定課程教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、知識點劃分和知識內(nèi)容的組織規(guī)則，同時，也影響課程素材的組織規(guī)則和問題答疑的組織規(guī)則。教師的IT應用水平是教師應用智能教學系統(tǒng)的技術(shù)能力，是教師靈活應用網(wǎng)絡教學平臺的技術(shù)要素。教師一般是通過學生學習狀態(tài)生成課程教學內(nèi)容，通過學生評價狀態(tài)控制學習過程，并通過交流模塊的答疑系統(tǒng)實現(xiàn)對學生問題的解答。此外，教師模型還可以實現(xiàn)對于知識庫系統(tǒng)的維護。交流模塊主要是提供一個交流的環(huán)境來實現(xiàn)同學之間、師生之間實時的相互交流的需求，以便于師生之間、同學之間及相關(guān)人員的交流、設問、解答等。通過建立交流模塊可以解決學生無法在課堂上實時解決的一些問題，亦能實現(xiàn)遠程、分布式的協(xié)作學習。交流模塊主要包括答疑、公共BBS、專題討論、公告留言等版塊。通過交流教師可以將一些較為普遍或?qū)I(yè)性較強的問題進行統(tǒng)一回答，并發(fā)布一些公告信息。在公共BBS中，任何人都可以發(fā)表意見和建議，提高學生的表達能力并提高學習興趣。教師可以根據(jù)教學內(nèi)容、需要設立一些專題，在某一時間由學生和教師共同參與討論，通過網(wǎng)上聊天的形式，讓學生發(fā)表見解，教師加以引導，加深對于該問題涉及知識的理解。資料庫模塊是非全日制研究生網(wǎng)絡智能教學平臺的基礎(chǔ)和資源來源。知識庫模型中主要包括課程知識點、課程素材庫、課程習題庫等，并提供查詢打印功能。課程知識點匯聚了課程中具有獨立屬性和相互關(guān)系的知識點。課程素材庫包括與相關(guān)例題、圖片、音視頻文件等素材，為學習提供內(nèi)容和形式支持。課程習題庫則按照章節(jié)提供習題及參考答案。該模塊最為突出的特點是加入了Web搜索功能組件，該組件的作用主要針對知識庫系統(tǒng)滿足不了學生答疑問題時轉(zhuǎn)向Web搜索，獲取知識答案。

三、智能網(wǎng)絡教學平臺的構(gòu)建方法及關(guān)鍵技術(shù)

1.三層B/S分布式計算結(jié)構(gòu)。為了有效地減少網(wǎng)絡流量、防止客戶端肥大、易于數(shù)據(jù)更新及實現(xiàn)系統(tǒng)間的連接，網(wǎng)絡教學平臺的設計采用了“三層B/S分布式計算結(jié)構(gòu)”的Web發(fā)布技術(shù)，形成基于Web數(shù)據(jù)庫應用下的網(wǎng)絡教學環(huán)境。三層B/S分布式計算結(jié)構(gòu)分為三部分：客戶端、應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器。客戶端提供一個可視化接口，用來顯示信息和收集數(shù)據(jù)，它只與應用服務器打交道。在智能網(wǎng)絡教學平臺中有三類客戶：學生、教師和管理員。他們各自具有不同的用戶界面，不同的用戶界面顯示的信息也不同，從而體現(xiàn)不同的用戶身份。應用服務器主要用來實現(xiàn)應用邏輯，是連接客戶與數(shù)據(jù)庫服務器的橋梁。它主要根據(jù)用戶發(fā)出的請求執(zhí)行某種任務，并與數(shù)據(jù)庫服務器打交道。數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定義、維護、訪問、更新和管理，并對應用服務器的數(shù)據(jù)進行響應?？梢圆捎媚骋环N數(shù)據(jù)庫管理也可以是多個數(shù)據(jù)庫的集合。常用的數(shù)據(jù)庫服務器有Oracle、Sybase等。網(wǎng)絡教學管理系統(tǒng)正是基于上述B/S結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)：教學信息表示層、教學應用邏輯層和教學資源訪問層進行實施的。

2.應用層與數(shù)據(jù)層連接。應用層與數(shù)據(jù)層的連接通過基于TCP/IP的超文本傳輸。客戶端可以自由通過瀏覽器瀏覽Web頁面，獲取與使用網(wǎng)絡教學資源。這些請求經(jīng)過審核，通過Web服務器的一組中間控件和后臺數(shù)據(jù)庫進行交互。中間控件的開發(fā)目前有CGI、JDBC、ASP和JSP等技術(shù)。我們主要采用JSP技術(shù)。

3.代碼設計。代碼設計是平臺設計開發(fā)的重要工作。在設計過程中注意將經(jīng)常用到的功能單獨設計成一個模塊文件，在需要時可被反復調(diào)用。這樣做的目的是減少開發(fā)工作量，同時，能夠保持風格統(tǒng)一并便于日后修改。編程過程中要注意平臺的安全性，即所有頁面均需進行身份認證檢查，這樣有助于對學生學習情況的了解，此外，還要防止惡意代碼地入侵。

本文設計開發(fā)的智能網(wǎng)絡教學平臺，是針對非全日制研究生開展網(wǎng)上教學的必要的技術(shù)支撐平臺。該體系包括了學生模型、教師模型、交流模型以及資料庫模型，這些模型的協(xié)同作用能夠較好地解決非全日制研究生教學中的突出問題，為“進校不離崗”的教學方式及提高非全日制研究生的教學質(zhì)量提供了有利的保證。