薛 斌 陶小梅
(桂林理工大學(xué),廣西 桂林541004)
傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式受限于時間與空間。并且一位老師教授多位學(xué)生,不能因材施教,學(xué)生無法個性化學(xué)習(xí)?,F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)資源多,質(zhì)量參差不齊,學(xué)生選擇學(xué)習(xí)資源會有一定的困難。使用E-learning系統(tǒng)則可以在一定程度上解決以上問題。但是通過傳統(tǒng)E-learning平臺進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)生是在一個封閉的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí),缺少互動樂趣,交互情感得不到滿足。并且傳統(tǒng)E-learning系統(tǒng)沒有提供智能化學(xué)習(xí)意見的功能,對于學(xué)生開展個性化學(xué)習(xí)支持不足。因此設(shè)計該E-learning系統(tǒng),不僅實現(xiàn)基本的教學(xué)及學(xué)習(xí)功能,還引進(jìn)微軟Agent助手。學(xué)生可以與一個虛擬人物進(jìn)行互動,并且這樣的互動是及時的、有趣的,從而彌補(bǔ)了學(xué)生對交互情感方面的需求,提高了使用積極性。該助手基于后臺程序提供的有關(guān)數(shù)據(jù),還能提供智能化的學(xué)習(xí)建議,真正實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。
E-learning系統(tǒng)開發(fā)平臺為MyEclipse10.7,使用Struts2.1作為系統(tǒng)框架,Web服務(wù)器使用Tomcat7.0,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為MySQL5.0,Java虛擬機(jī)的版本為JDK1.7.0。并且引入Microsoft Agent負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行交互。Agent在中文中,表示代理、代理人等意思。它可以接收有關(guān)的指令,然后完成相應(yīng)的指令,減輕有關(guān)人員的勞動量。微軟公司開發(fā)實現(xiàn)了Microsoft Agent技術(shù)。它是軟件代理組件,可以生成一個虛擬的人物。并且該人物擁有多種動作和表情,可以向該虛擬人物輸入語音,也可以使用TTS技術(shù),使該人物將文本轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的語音并且播放出來。正是由于上述的功能,Microsoft Agent具有很強(qiáng)的交互功能。
根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和總體的設(shè)計思想,整個E-learning系統(tǒng)主要分為兩個部分,即教師端部分和學(xué)生端部分。
教師端模塊又可分為3個子模塊,分別為課程資源管理、視頻資源管理和測驗管理。
課程資源管理模塊可以讓教師用戶查看課程資源,可以上傳課程資源,可以修改已經(jīng)發(fā)布的課程資源,還可以刪除課程資源。視頻資源管理模塊可以讓教師用戶上傳視頻、修改已經(jīng)發(fā)布的視頻資源、刪除視頻。測驗管理模塊具有新增單選題、試題的修改和刪除管理的功能;具有新增測驗功能,可以指定測驗使用隨機(jī)題庫或者使用指定的題目生成的題庫。教師系統(tǒng)功能圖參見圖1和圖2。
學(xué)生端系統(tǒng)分為4個子模塊,分別為提醒未參加的考試、課程資源模塊、視頻資源模塊、在線測驗?zāi)K。
圖1 教師系統(tǒng)功能圖(課程資源管理模塊和視頻資源管理模塊)
圖2 教師系統(tǒng)功能圖(測驗管理模塊)
提醒未參加的考試模塊,根據(jù)學(xué)生參加考試的情況,提示出學(xué)生是否有尚未參加的考試。
課程資源模塊,學(xué)生用戶可以查詢課程資源、下載課程資源;系統(tǒng)也會根據(jù)一些指標(biāo)向?qū)W生用戶推薦資源;學(xué)生用戶在下載資源的時候,該模塊還會對下載量進(jìn)行統(tǒng)計。
視頻模塊,學(xué)生用戶可以查詢視頻資源、下載視頻資源、在線播放視頻;學(xué)生用戶在下載視頻的時候,該模塊還會對下載量進(jìn)行統(tǒng)計。
在線測驗?zāi)K,具有查詢學(xué)生用戶可以參加的測驗、參加測驗、查詢測驗成績功能。學(xué)生用戶在提交測驗之后,系統(tǒng)會針對本次測驗成績給出一個鼓勵或者一個復(fù)習(xí)建議,并且會統(tǒng)計出哪一章的錯題在所有錯題中比率最高,提醒學(xué)生復(fù)習(xí)該章節(jié)的有關(guān)知識。學(xué)生系統(tǒng)功能圖參見圖3。
圖3 學(xué)生系統(tǒng)功能圖
一共為該系統(tǒng)設(shè)計了9張表,以滿足系統(tǒng)的需要。這9張表分別為教師表、學(xué)生表、課程資源表、視頻資源表、試題表、測驗表、測驗試題關(guān)聯(lián)表、成績表、喜愛類型表。教師表和學(xué)生表分別保存了教師和學(xué)生的基本信息。課程資源表和視頻資源表保存了資源編號、資源名稱、下載量、喜愛類型編號和教師推薦指數(shù)等信息。試題表、測驗表、測驗試題關(guān)聯(lián)表和成績表用于系統(tǒng)在線測驗?zāi)K。喜愛類型表保存了學(xué)生喜歡的資源類型。
本系統(tǒng)的學(xué)生端相關(guān)模塊是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊,下面主要介紹系統(tǒng)學(xué)生端的有關(guān)模塊。
3.2.1 學(xué)生端系統(tǒng)Microsoft Agent在網(wǎng)頁上的顯示并展示歡迎信息
學(xué)生用戶登陸系統(tǒng)的時候,進(jìn)入學(xué)生端首頁時,Microsoft Agent要出現(xiàn)并且顯示歡迎信息。要使微軟助手在網(wǎng)頁上顯示,則需要使用
該模塊代碼如下:
//把Microsoft Agent把作為ActiveX控件加載入網(wǎng)頁中
classid="CLSID:D45FD31B-5C6E-11D1-9EC1-00C04FD7081F" codebase="#VERSION=2,0,0,0">
通過在javascript中調(diào)用相應(yīng)的微軟助手內(nèi)置函數(shù),可以控制微軟助手做不同動作,給出不同的文字提示。使得整個系統(tǒng)變得生動,因此也更能吸引學(xué)習(xí)者使用該E-learning系統(tǒng)。Microsoft Agent在網(wǎng)頁上的顯示并展示歡迎信息如圖4所示。
圖4 Microsoft Agent在網(wǎng)頁上的顯示并展示歡迎信息
3.2.2 學(xué)生端系統(tǒng)Microsoft Agent根據(jù)學(xué)生的考試成績做出分析
這個模塊獲得學(xué)生的答題信息,比對數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的題目信息后,得出學(xué)生的成績。并且統(tǒng)計學(xué)生的錯題中,哪一個章節(jié)的錯題數(shù)目最多,并且把學(xué)生答題正確率和錯題集合中錯題比率最高的章節(jié)號傳遞到頁面。
錯題統(tǒng)計涉及兩個關(guān)鍵的屬性,分別為錯題章節(jié)號和該章節(jié)錯題的數(shù)量,所以可以使用Map的key-value結(jié)構(gòu)存儲這些信息。錯題章節(jié)號為key,該章節(jié)號錯題數(shù)量為value。遍歷錯題集合,經(jīng)過有關(guān)處理,將會得到所有錯題所屬的章節(jié),并且該章節(jié)的錯題數(shù)量。
Microsoft Agent讀取由后臺傳遞到前臺的成績信息及錯題信息,根據(jù)該信息判斷學(xué)生的成績是否理想。如果成績理想,則給出鼓勵。如果成績不理想,則會根據(jù)后臺傳遞的錯題集合中錯題比率最高的章節(jié)信息,給出建議即復(fù)習(xí)該章節(jié)。
3.2.3 學(xué)生端系統(tǒng)Microsoft Agent向?qū)W生智能化推薦課程資源
該模塊可以根據(jù)一些事先制定好的規(guī)則向當(dāng)前學(xué)生用戶推薦對其來說最好的資源。最后由Microsoft Agent給出文字和語音提示,分別提示資源編號和資源名稱。
但是如何判斷每一個資源對于當(dāng)前學(xué)生來說,是好的資源還是壞的資源,需要一個評價體系來對每一個資源進(jìn)行評價打分。對每個資源的評價,主要是評判該資源的三個指標(biāo),即教師推薦指數(shù)、下載量轉(zhuǎn)化成的推薦指數(shù)和是否與當(dāng)前學(xué)生用戶的喜好資源類別匹配。評價系統(tǒng)統(tǒng)計每一項資源的三項分?jǐn)?shù),并且把它們相加,得到每一個資源的推薦總分。評價體系考慮了教師、學(xué)生群體、學(xué)生用戶這三個因素,較為全面客觀,適用于該E-learning系統(tǒng)。
(1)推薦模塊中后臺程序的實現(xiàn)
向?qū)W生智能化推薦資源的后臺程序模塊主要分為三部分。第一部分先從資源表resource中查找出所有資源,第二部分則遍歷這個資源,對每一個資源進(jìn)行打分,最后找出評分最高的資源,將該資源信息封裝后放入request域中,傳到頁面端。該模塊程序流程圖如圖5所示。
圖5 推薦模塊中后臺程序流程圖
(2)推薦模塊中Microsoft Agent的實現(xiàn)
當(dāng)學(xué)生用戶登陸系統(tǒng),并且點擊資源板塊的時候,會觸發(fā)智能化推薦的后臺程序,智能化后臺推薦程序?qū)⑦x出的資源的信息傳遞到頁面端,而Microsoft Agent中的javascript程序則讀取頁面端的推薦資源信息,根據(jù)推薦資源信息的內(nèi)容,給用戶相應(yīng)的提示,并且語音播報這些內(nèi)容,引起用戶的關(guān)注。該模塊程序流程圖如圖6所示。
圖6 推薦模塊中前端Microsoft Agent程序流程圖
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