（連云港師范高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)系，江蘇 連云港222006）

進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代以來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展極大推動了教育教學(xué)方法的現(xiàn)代化改革，采用基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的智能化教學(xué)系統(tǒng)已成為教育領(lǐng)域中的應(yīng)用熱點(diǎn)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生自身學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)特性自動調(diào)整學(xué)習(xí)情景，動態(tài)生成教學(xué)內(nèi)容，提供不同的課程學(xué)習(xí)過程，達(dá)到個性化教學(xué)和適應(yīng)性學(xué)習(xí)的目的。目前在世界范圍內(nèi)影響比較大的智能化教學(xué)系統(tǒng)是智能導(dǎo)師系統(tǒng)(ITS）和適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)（AHAS）等[1]。ITS和AHAS中的適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)在國內(nèi)高等院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中并沒有得到很好的應(yīng)用，其原因在于上述系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力。統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language，UML）對大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模特別是在軟件架構(gòu)層次方面已經(jīng)被驗(yàn)證是極為有效的。采用UML技術(shù)對結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜的適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)建模，引入模型-視圖-控制器(MVC）設(shè)計(jì)模式，能夠讓系統(tǒng)架構(gòu)清晰，業(yè)務(wù)邏輯合理，易于在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)和實(shí)現(xiàn)超媒體教學(xué)系統(tǒng)。為此，筆者對基于MVC的適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)

適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境可以分為以下4個部分[4]：①教學(xué)內(nèi)容構(gòu)件。通過該構(gòu)件劃定該門課程的教學(xué)大綱范圍，包括教學(xué)資料和知識點(diǎn)，是教學(xué)系統(tǒng)的核心。②學(xué)習(xí)行為構(gòu)件。學(xué)生通過該構(gòu)件以互動交互方式來完成相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，一般包括練習(xí)、測試、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)等。③通訊溝通構(gòu)件。通過該構(gòu)件學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師以及教師與教師之間能夠進(jìn)行交流和溝通。④管理構(gòu)件。該構(gòu)件用來支持教學(xué)過程中必要的管理職能，包括學(xué)生管理、課程管理、教學(xué)管理、考核管理和評價(jià)管理等。因此，應(yīng)圍繞上述4種構(gòu)件的功能進(jìn)行該系統(tǒng)的開發(fā)。

1.1 角色用例分析

UML是用來對系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語言，其適用于數(shù)據(jù)建模、業(yè)務(wù)建模、對象建模和組件建模[5]。UML提供多種類型的模型描述圖，其中用例圖可以用來可視化描述系統(tǒng)提供的功能模塊和基于流程的角色關(guān)系。

該系統(tǒng)的使用角色包括教師、學(xué)生、領(lǐng)域知識專家、課程和教學(xué)設(shè)計(jì)專家、教學(xué)資源設(shè)計(jì)專家、普通管理員、系統(tǒng)功能擴(kuò)展開發(fā)者等(見圖1）。一個用戶可以擁有多個角色身份，可以在多個角色中自由轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)針對不同的角色身份提供功能支持。

圖1 用戶角色圖

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)分析

通過上述分析，對系統(tǒng)架構(gòu)采用分層思想設(shè)計(jì)為3個層次(見圖2）。

系統(tǒng)引入MVC設(shè)計(jì)方法，將教學(xué)表示層抽象為視圖(View），將適應(yīng)性呈現(xiàn)和適應(yīng)性導(dǎo)航抽象為控制器(Controller），將教學(xué)支持層抽象為模型（Model），轉(zhuǎn)化后的功能架構(gòu)和技術(shù)如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)層次圖

1.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

圖3 功能架構(gòu)和技術(shù)圖

系統(tǒng)根據(jù)3層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能模塊，主要模塊有登陸注冊認(rèn)證模塊、適應(yīng)性超媒體呈現(xiàn)模塊、適應(yīng)性導(dǎo)航模塊、適應(yīng)性引擎模塊、認(rèn)知單元管理模塊、教學(xué)質(zhì)量和策略模塊和抽象模型模塊。具體內(nèi)容如下：①登陸注冊認(rèn)證模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)用戶注冊功能、用戶登陸功能、角色切換功能、用戶學(xué)習(xí)跟蹤功能，另外可以記錄用戶學(xué)習(xí)和教學(xué)情況斷點(diǎn)信息，還可以與抽象模型模塊交互信息。②適應(yīng)性超媒體呈現(xiàn)模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)視圖功能，為用戶呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的不同表現(xiàn)形式。③適應(yīng)性導(dǎo)航模塊主要實(shí)現(xiàn)鏈排序、鏈隱藏、鏈注解、鏈導(dǎo)航、鏈刪除、鏈?zhǔn)Чδ?，?shí)現(xiàn)頁面內(nèi)外鏈接管理功能。④適應(yīng)性引擎模塊。該模塊通過控制適應(yīng)性導(dǎo)航和抽象模型實(shí)現(xiàn)頁面組裝，響應(yīng)請求，執(zhí)行適應(yīng)性規(guī)則，處理教學(xué)業(yè)務(wù)邏輯功能，實(shí)現(xiàn)模型信息交互和存儲優(yōu)化。⑤認(rèn)知單元管理模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)單元化教學(xué)管理，包括單元學(xué)習(xí)、測試和進(jìn)度控制功能。⑥教學(xué)質(zhì)量和策略模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)生單元學(xué)習(xí)質(zhì)量評價(jià)和教學(xué)策略調(diào)整和管理功能。⑦抽象模型模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)各種模型動態(tài)生成管理功能和數(shù)據(jù)操縱持久功能。

2 系統(tǒng)流程

用戶從網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)首頁登入系統(tǒng)，根據(jù)呈現(xiàn)出的學(xué)習(xí)模塊選擇相應(yīng)知識單元來進(jìn)行單元學(xué)習(xí)和單元測試，學(xué)習(xí)過程中引入學(xué)習(xí)進(jìn)度控制功能、小組學(xué)習(xí)協(xié)作功能、適應(yīng)性導(dǎo)航功能和學(xué)習(xí)交流插件功能。課程教師根據(jù)呈現(xiàn)出的課程模塊進(jìn)行教學(xué)單元管理、課程進(jìn)度管理、課程模型設(shè)計(jì)、教學(xué)策略調(diào)整、測試管理、教學(xué)插件管理等。領(lǐng)域知識專家根據(jù)呈現(xiàn)出的領(lǐng)域模塊管理領(lǐng)域知識模型，通過專題、主題、概念等方式，采用圖或樹結(jié)構(gòu)組織超媒體信息，整理知識點(diǎn)邏輯關(guān)系，提供教學(xué)策略參考。管理員根據(jù)呈現(xiàn)出的管理模塊進(jìn)行角色管理、抽象模型管理、插件管理、鏈接管理和教學(xué)質(zhì)量管理

3 模型設(shè)計(jì)

模型層采用抽象類進(jìn)行設(shè)計(jì)，分為角色模型、領(lǐng)域模型、課程模型、教學(xué)策略模型、試題模型、教學(xué)質(zhì)量模型、通訊交流模型和插件模型，其中角色模型記錄角色的各種信息，包括角色本身基本信息（角色名、角色編號）和系統(tǒng)記錄角色信息(登陸時(shí)間、操作日志），角色模型可具體實(shí)現(xiàn)為學(xué)生模型、教師模型和管理員模型3種基本模型；領(lǐng)域模型采用超媒體方式組織概念、主題和知識點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)為知識概念模型、主題模型、知識點(diǎn)模型；課程模型實(shí)現(xiàn)課程管理和單元管理。

MVC的優(yōu)勢在于為團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)大型項(xiàng)目提供有效、清晰的代碼分離和管理方法[6]。MVC可實(shí)現(xiàn)程序與業(yè)務(wù)邏輯的分離，使得一部分程序員集中處理業(yè)務(wù)邏輯，而另一部分人集中處理業(yè)務(wù)返回?cái)?shù)據(jù)及頁面的顯示等，這樣提高了系統(tǒng)擴(kuò)展性。在MVC設(shè)計(jì)模式下，適應(yīng)性超媒體系統(tǒng)的用戶界面由視圖顯示。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯由教學(xué)支持層抽象而成的模型表示?？刂破髫?fù)責(zé)系統(tǒng)用戶的請求處理和數(shù)據(jù)同步。用戶界面可采用多種不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其變動較大?？刂撇糠肿儎虞^小，業(yè)務(wù)邏輯穩(wěn)定且便于擴(kuò)展。在教學(xué)模型的設(shè)計(jì)上采用抽象類進(jìn)行設(shè)計(jì)，以下給出角色模型的控制器設(shè)計(jì)方法：

4 結(jié) 語

適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)功能繁多，擴(kuò)展性要求較強(qiáng)。采用MVC模式開發(fā)該系統(tǒng)可以大大節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用，能夠?yàn)榻處熆蒲刑峁┝己玫拈_發(fā)平臺，因而該系統(tǒng)應(yīng)用前景廣泛。下一步研究重點(diǎn)是在適應(yīng)性超媒體教學(xué)系統(tǒng)中引入鏈優(yōu)化算法、模型評價(jià)體系和知識學(xué)習(xí)路徑算法，從而使其更加完善。

[1]王永固 .基于Web的適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究 [D].長春：東北師范大學(xué)，2003.

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[3]柏宏權(quán) .適應(yīng)性教學(xué)系統(tǒng)中個性化教學(xué)策略研究 [D].南京：南京師范大學(xué)，2006.

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