劉歡 方星星 王歡

摘 要 針對現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的智能問題，文章提出了一種基于Moodle平臺的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計方法，該方法動態(tài)地生成學(xué)生知識樹,將自適應(yīng)學(xué)習(xí)機制引入到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中，高效、有較好可擴(kuò)充性和靈活性，可滿足開發(fā)網(wǎng)上智能教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞 MOODLE 知識樹 智能教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Network Course Design Method Based on Moodle Platform

LIU Huan, FANG Xingxing, WANG Huan

(Computing Center of Army officers College, Hefei, Anhui 230031)

Abstract For the smart network programs in modern network teaching system, based on the Moodle platform design method, this method dynamically generate the students' knowledge tree, the adaptive learning mechanism is introduced into the online teaching system, efficient, and have better bescalability and flexibility to meet application requirements for developing an online intelligent tutoring system.

Key words MOODLE; knowledge tree; intelligent tutoring system

1 Moodle平臺下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)特點

Moodle是一個CMS課程管理系統(tǒng)，旨在幫助教師和教學(xué)管理人員建立一門網(wǎng)絡(luò)課程，這種課程管理系統(tǒng)可以被稱為LMS學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)或VLE虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，是一個有別于“網(wǎng)上教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)”的全新概念。Moodle使用的面向?qū)ο蟮哪K化設(shè)計本身具有出色的靈活性和可擴(kuò)展性。學(xué)生只要通過瀏覽器，即能隨時隨地學(xué)習(xí)課程。

Moodle平臺提供了一個理想的虛擬環(huán)境，學(xué)習(xí)的人員在網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)多樣化的資源、學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程的個性化，對學(xué)生的日常學(xué)習(xí)情況進(jìn)行記錄，注重發(fā)展學(xué)習(xí)者的自我探究能力，使學(xué)生可以有效地掌握學(xué)科知識，減少學(xué)生課后學(xué)習(xí)時間不集中的現(xiàn)象和解決學(xué)習(xí)困難，同時掌握知識的獲取方法和途經(jīng)。Moodle平臺不僅適合于傳統(tǒng)的網(wǎng)上學(xué)習(xí)，對學(xué)生教師共同體的構(gòu)建有積極的促進(jìn)作用，協(xié)助教師在課堂教學(xué)的管理上改變傳統(tǒng)，重心放在促進(jìn)學(xué)生、教師之間的交流。

2 基于Moodle平臺的課程設(shè)計和管理組織原則

通過上網(wǎng)管理Moodle課程平臺，包括已安裝的模塊的設(shè)置，設(shè)定模塊化動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境的日歷和日期，對更新和備份的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。管理員可以根據(jù)自己的個人愛好，通過“主題風(fēng)格”設(shè)置，選擇有別于其他人的主題風(fēng)格，根據(jù)個性化的字體、顏色、藝術(shù)字和布局等自定義網(wǎng)站，建立一個與眾不同的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主題環(huán)境。在對模塊化動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境的管理功能使用中，不符合教學(xué)要求的功能模塊可以刪除，需要更新的不同教學(xué)功能模塊也可以安裝增加，從而提高學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)真正意義上的參與，滿足高度的互動性要求，教師可使用系統(tǒng)自帶的java編輯器進(jìn)行編輯，依據(jù)課程大綱自行加入具有實用性需求的教學(xué)工具，提高該動態(tài)教學(xué)環(huán)境的適應(yīng)性和彈性。

實現(xiàn)社會建構(gòu)主義的教育哲學(xué)為依據(jù)的框架是Moodle平臺設(shè)計的主要目的。在模塊化動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境中，可以很方便地添加教學(xué)資源和學(xué)習(xí)活動，其中的學(xué)生聊天室、討論區(qū)和為小組之間的交流學(xué)習(xí)、補充學(xué)習(xí)以及合作學(xué)習(xí)的活動區(qū)，為激勵加強對知識的理解提供了一個良好的空間，為提供一個有利于互動的良好情境打下了很好的基礎(chǔ)。

在模塊化動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計時，必須注意以下四個方面：第一，重視學(xué)習(xí)協(xié)作的設(shè)計、學(xué)習(xí)情境的設(shè)計、資源信息的設(shè)計。第二，既要體現(xiàn)教師的主導(dǎo)性，更要突出體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，即要做到教學(xué)相長。第三，在一個模塊化的，動態(tài)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師需要利用必要的學(xué)習(xí)材料，為學(xué)生營建一個良好內(nèi)部和外部環(huán)境，有利于互動的，有利于隨時獲得教師、學(xué)習(xí)同伴的幫助，引導(dǎo)和幫助學(xué)生形成一整套以自身學(xué)科素養(yǎng)為基礎(chǔ)的知識結(jié)構(gòu)，搭好科學(xué)的學(xué)習(xí)框架。第四，網(wǎng)絡(luò)課程中要重視動態(tài)設(shè)計教學(xué)過程，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的知識共享、開放性和交互性的特點，利用Moodle 平臺，讓學(xué)生充分發(fā)揮認(rèn)知的主體作用。

3 建立動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境的知識樹結(jié)構(gòu)

學(xué)科的知識與教學(xué)的規(guī)則通過知識表示的方式組織，它的實質(zhì)是知識的符號化，主要是為了便于計算機對知識進(jìn)行存儲和處理。知識樹就是整個學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)和知識點的內(nèi)在聯(lián)系可以通過樹的形式來體現(xiàn)，其核心就是為了反映出整個知識系統(tǒng)，將需要記憶理解的素材資料用樹干、樹枝、樹葉、果實等元素依據(jù)其從屬關(guān)系表示出來。知識樹在教學(xué)中的應(yīng)用具著非常廣闊的前景，在各學(xué)科中知識樹都是有效的。樹的知識使抽象的問題變得具體、更加形象化，有利于建立課程體系中知識點的關(guān)聯(lián)和推理機制，使雜亂無章的知識條理化、系統(tǒng)化，由樹木變?yōu)樯值倪^程將有助于組織知識點、知識點管理和可視化，大多數(shù)學(xué)科的知識表示的需求都能夠滿足。以學(xué)科的知識樹模型為中心，各種傳統(tǒng)的教學(xué)資源，如素材庫、電子課件庫、考卷庫等，都可以通過識要點的索引，在知識點和資源之間建立有機的關(guān)聯(lián)。因此，在基于Moodle平臺的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計中有效地建立和維護(hù)知識樹是構(gòu)建智能教學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

圖1 知識點循環(huán)教學(xué)流程圖

4 動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建策略研究

4.1 教學(xué)的動態(tài)知識樹映射

教學(xué)的動態(tài)過程，指的是知識的動態(tài)調(diào)整和教學(xué)計劃的設(shè)定主要通過知識樹映射過程實現(xiàn)。系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，整個教學(xué)策略主要通過知識樹形成、葉子節(jié)點的移動、葉子節(jié)點添加和刪除等標(biāo)準(zhǔn)化操作調(diào)整，使用啟發(fā)的推理方式，動態(tài)地加以實現(xiàn)。

系統(tǒng)利用知識點循環(huán)教學(xué)驅(qū)動和動態(tài)控制學(xué)生學(xué)習(xí)行為。在目前學(xué)習(xí)狀態(tài)下對要求學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容由目標(biāo)知識樹展示，通過增減其葉子節(jié)點動態(tài)規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容。根據(jù)知識學(xué)習(xí)測試的動態(tài)結(jié)果為依據(jù)改變目標(biāo)知識樹節(jié)點，反映出學(xué)生知識狀態(tài)和認(rèn)知能力的不斷改變，進(jìn)而自動生成學(xué)生的動態(tài)學(xué)習(xí)模型。學(xué)生的成長樹和屬性的變化過程是一個比較全面的學(xué)生學(xué)習(xí)模型，這種模式表現(xiàn)出一種實時，自適應(yīng)生成過程的動態(tài)型變化。知識樹映射動態(tài)反映學(xué)生不斷變化的學(xué)習(xí)情況，智能化程度高，用戶可以隨時觀察。

4.2 知識點循環(huán)教學(xué)

這里假定任何時刻專家知識都是學(xué)生知識的父集，知識樹的映射過程是一個知識樹節(jié)點和屬性不斷比較的過程，學(xué)生行為和教師、專家行為的差異主要來源于學(xué)生某種知識或技能的匱乏，專家知識不斷覆蓋學(xué)生知識，學(xué)生知識樹不斷成長豐滿。

因此系統(tǒng)主要通過學(xué)生知識樹不斷動態(tài)地向?qū)＜医處熤R樹靠近，通過循環(huán)知識點教學(xué)的方法，動態(tài)完成教學(xué)策略。知識點循環(huán)教學(xué)流程圖如圖1所示。

學(xué)生知識樹狀態(tài)反映出學(xué)生在某段時間內(nèi)的學(xué)習(xí)情況，其最初狀態(tài)是一個根節(jié)點，沒有任何葉子節(jié)點。在學(xué)生計劃每次的學(xué)習(xí)之前，系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生欲學(xué)知識的相關(guān)知識點關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行排序，對主要前導(dǎo)知識點和學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史進(jìn)行判定，使用學(xué)前測試模式檢驗學(xué)生對于重要前導(dǎo)知識點的掌握情況。在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定中，默認(rèn)在認(rèn)定學(xué)生通過了學(xué)前測試后方可允許其進(jìn)入學(xué)習(xí)新的知識點。如果該知識點已經(jīng)能夠完全掌握，系統(tǒng)會將其添加到學(xué)生知識樹的相應(yīng)位置，形成新的葉子節(jié)點，并標(biāo)注和記錄掌握程度。所有選定知識點的學(xué)習(xí)測試如果學(xué)生都能夠順利通過，則按關(guān)聯(lián)系數(shù)遞減的順序，依次將關(guān)聯(lián)緊密、重要、一般的順序提供給學(xué)生選擇，依據(jù)自己的實際情況進(jìn)行新知識點的學(xué)習(xí)。

5 學(xué)生知識樹模型的幾個關(guān)鍵問題

在模塊化動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境中，智能推理的方法必須遵守一定的教學(xué)策略，體現(xiàn)循序漸進(jìn)的原則和個性化的特點，因此智能推理的關(guān)鍵點就是解決對教與學(xué)路徑的控制。

當(dāng)前知識點的所有重要前導(dǎo)知識點，如果學(xué)生均已經(jīng)達(dá)到甚至于超過教學(xué)大綱規(guī)定的掌握水平時，則可以進(jìn)行當(dāng)前知識點的學(xué)習(xí)。

當(dāng)前知識點的重要前導(dǎo)知識點，其中如果有知識點學(xué)生未達(dá)到教學(xué)大綱所要求的掌握水平時，應(yīng)先不考慮對其當(dāng)前知識點的學(xué)習(xí)，進(jìn)行及時地補救教學(xué)，改為學(xué)習(xí)該知識點的重要前導(dǎo)知識點，先達(dá)到大綱要求掌握水平。

知識樹中的當(dāng)前知識點，如果學(xué)生已經(jīng)完成，并通過了測試，該系統(tǒng)可以提供與學(xué)生現(xiàn)有的知識點有聯(lián)系的后續(xù)知識點，把學(xué)習(xí)深度的選擇權(quán)交給學(xué)生，由學(xué)生自己者控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。此時，學(xué)生既可以選擇學(xué)習(xí)知識點后繼內(nèi)容，也可以選擇與當(dāng)前知識點不相關(guān)的全新知識點或退出學(xué)習(xí)過程。

由上述智能推導(dǎo)過程可以看出，學(xué)生知識樹的動態(tài)生成過程存在三個關(guān)鍵問題：（1）如何判定當(dāng)前知識點的重要前導(dǎo)知識點；（2）如何判定學(xué)生對當(dāng)前知識點已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的掌握水平；（3）如何判別出所有與當(dāng)前知識點相關(guān)的后繼知識點。

6 結(jié)束語

基于Moodle平臺創(chuàng)建一種全新的動態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境，這種模式通過課程設(shè)計和Moodle平臺提供的技術(shù)支持以及時間的靈活性等手段，將自適應(yīng)學(xué)習(xí)機制引入到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)期望。通過有效的教師教學(xué)管理平臺，教師能夠全程跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，針對學(xué)習(xí)進(jìn)度、理解能力、作業(yè)水平等幾個環(huán)節(jié)給予學(xué)生實時的指導(dǎo)與幫助，并對其學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行全方位、客觀的評價，為可持續(xù)教學(xué)提供了質(zhì)量保障。

基金項目：陸軍軍官學(xué)院2010基金資助項目（No.2010XYJJ-018）

參考文獻(xiàn)

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