周卉

摘要：針對(duì)個(gè)性化推薦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)這一內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)還分析了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和CPAI個(gè)性化教學(xué)輔助系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行介紹。結(jié)合這些內(nèi)容，總結(jié)了個(gè)性化推薦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容有：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)、系統(tǒng)邏輯構(gòu)架設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)等，希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠?yàn)閭€(gè)性化推薦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：個(gè)性化;計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架;邏輯構(gòu)架

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1674-6708（2019）239-0110-02

1個(gè)性化推薦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)概述

個(gè)性化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，它在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新，添加了人工智能技術(shù)。該技術(shù)還可以針對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略等進(jìn)行進(jìn)一步劃分。它包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教學(xué)等技術(shù)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是為了在具體學(xué)習(xí)過(guò)程中，為教學(xué)參與者提供相應(yīng)的交互平臺(tái)以及個(gè)性化教學(xué)平臺(tái)。該系統(tǒng)最早是美國(guó)的GerryStahl所提出來(lái)的，他認(rèn)為個(gè)性化教學(xué)不只是團(tuán)體當(dāng)中的一個(gè)人在學(xué)習(xí)，而是認(rèn)為整個(gè)團(tuán)體均在進(jìn)行學(xué)習(xí)，個(gè)人屬于團(tuán)體當(dāng)中的一個(gè)組成部分。知識(shí)對(duì)于個(gè)性化學(xué)習(xí)而言，其僅屬于一種產(chǎn)品，不同學(xué)習(xí)者對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行討論和交流，并且對(duì)這些知識(shí)做出總結(jié)和整理，最終將其記錄下來(lái)。而計(jì)算機(jī)對(duì)于個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)而言，屬于基礎(chǔ)性?xún)?nèi)容，若沒(méi)有計(jì)算機(jī)則很難實(shí)現(xiàn)教學(xué)參與者之間相互交流的目的，讓各個(gè)參與者之問(wèn)的交互是透明的，這也就無(wú)需知識(shí)具體實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

2CAI和PCAI的特點(diǎn)

2.1CAI特點(diǎn)

針對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI進(jìn)行具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行分析，形成相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的層次結(jié)構(gòu)。此后針對(duì)不同層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，要求每一個(gè)畫(huà)面當(dāng)中均包含相應(yīng)的課文解釋和提問(wèn)等信息。然后將這些設(shè)計(jì)完的畫(huà)面結(jié)合一定順序進(jìn)行連接，這樣就形成了我們常見(jiàn)的課件。通過(guò)這一設(shè)計(jì)方式，預(yù)先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，所形成的課件被稱(chēng)作剛性面向畫(huà)面的CAI系統(tǒng)。傳統(tǒng)形式的CAI課件存在一定缺陷，如適應(yīng)能力不強(qiáng)、交互能力不強(qiáng)以及缺乏創(chuàng)造能力。

2.2PCAI特點(diǎn)

個(gè)性化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，主要是將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，做出的一系列創(chuàng)新，它為CAI賦予了人工智能技術(shù)，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)策略作出相對(duì)明確的劃分，其還可以生成比較適合單個(gè)學(xué)生水平學(xué)習(xí)的模型，充分了解學(xué)生具體學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，同時(shí)也能夠了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的優(yōu)勢(shì)所在，可以有針對(duì)性的自動(dòng)生成適合不同水平學(xué)生的課程進(jìn)行講解。與此同時(shí)，可以幫助教師充分掌握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，能夠幫助教師對(duì)教學(xué)策略進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，進(jìn)一步對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行整合。可以幫助學(xué)校和家長(zhǎng)對(duì)教師課程情況作出進(jìn)一步評(píng)估。一般而言，PCAI可以結(jié)合學(xué)生對(duì)于不同知識(shí)的掌握情況，自動(dòng)生成不同層次的練習(xí)題，因?yàn)樗嬖谧匀徽Z(yǔ)言的生成和理解功能，這樣能夠加深人機(jī)交流，并且還能夠針對(duì)學(xué)生和教師的錯(cuò)誤做出識(shí)別，找出這些錯(cuò)誤的原因所在，并且制定針對(duì)行的解決措施。還可以對(duì)學(xué)生、教師教學(xué)和概念進(jìn)行評(píng)價(jià)，PCAI屬于當(dāng)前的一種十分先進(jìn)的教學(xué)系統(tǒng)軟件，其具備傳統(tǒng)軟件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

3基于個(gè)性化推薦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)

個(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)，屬于一種相對(duì)典型的分布式系統(tǒng)，該系統(tǒng)物理構(gòu)架如圖1所示。

針對(duì)圖1進(jìn)行分析可以得出，個(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)在部署期問(wèn)，主要包含的內(nèi)容為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及公用網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)部分。其中內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容為部署系統(tǒng)服務(wù)端構(gòu)件，而外部網(wǎng)絡(luò)的部署則是客戶(hù)端部分。相應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部，存在3種服務(wù)器，主要為部署服務(wù)功能構(gòu)件應(yīng)用服務(wù)器，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、部署網(wǎng)站應(yīng)用構(gòu)件Web服務(wù)器。該系統(tǒng)當(dāng)中還包含了校園內(nèi)部現(xiàn)存其它系統(tǒng)服務(wù)器，上述內(nèi)容之間存在數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交互、而在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，在系統(tǒng)當(dāng)中部署一臺(tái)客戶(hù)端，主要是提供給系統(tǒng)管理人員應(yīng)用，其目的是對(duì)相關(guān)配制進(jìn)行管理。該系統(tǒng)當(dāng)中多數(shù)用戶(hù)主要是借助外部網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)的核心功能進(jìn)行應(yīng)用，而系統(tǒng)對(duì)于外部的可用功能進(jìn)行具體部署期間，使用的則是將B/S為基礎(chǔ)的模式，因此用戶(hù)僅需要對(duì)瀏覽器進(jìn)行使用，則可以對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行調(diào)用。

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)架以及設(shè)計(jì)期間，主要是將系統(tǒng)當(dāng)中存在的不同類(lèi)型數(shù)據(jù)作為依據(jù)，從中找到最為合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。然后站在個(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)需求角度進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，得到了這一系統(tǒng)當(dāng)中不但包含格式相對(duì)正式和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)形式，同時(shí)也存在不規(guī)范數(shù)據(jù)類(lèi)型。

3.2系統(tǒng)邏輯構(gòu)架設(shè)計(jì)

邏輯構(gòu)架設(shè)計(jì)，主要是站在開(kāi)發(fā)人員的角度進(jìn)行分析的，對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中不同構(gòu)件設(shè)置在不同構(gòu)件層當(dāng)中，促使不同層級(jí)之問(wèn)可以借助接口進(jìn)行調(diào)用，促使系統(tǒng)性能所需要的可擴(kuò)展性以及可維護(hù)性需要。對(duì)于個(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)的分層構(gòu)架模式來(lái)說(shuō)，從總體上是結(jié)合分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行具設(shè)計(jì)的，而對(duì)于每一層而言，均包含相應(yīng)的軟件構(gòu)件。每一層的具體分析如下所述：

第一層屬于用戶(hù)接口層，這一層主要是促使用戶(hù)系統(tǒng)之問(wèn)信息交互，而系統(tǒng)接受用戶(hù)數(shù)據(jù)以及指令，用戶(hù)則獲得系統(tǒng)處理后的結(jié)果。在具體個(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)用戶(hù)接口層當(dāng)中，教師在這一層定義設(shè)計(jì)出個(gè)性化教學(xué)交流和學(xué)習(xí)角色等。學(xué)生則在這一層內(nèi)綁定個(gè)性化教學(xué)流程，同時(shí)對(duì)實(shí)例進(jìn)行調(diào)用，這樣就形成了不同節(jié)點(diǎn)的個(gè)性化教學(xué)任務(wù)。業(yè)務(wù)管理人員則可以在這一層當(dāng)中，針對(duì)個(gè)性化教學(xué)流程實(shí)施調(diào)用以及分配，可以設(shè)置出不同種類(lèi)策略參數(shù)，而學(xué)校管理人員則可以在這一層當(dāng)中，針對(duì)不同數(shù)據(jù)做出統(tǒng)計(jì)和處理，從中獲得最終的結(jié)果數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)管理人員可以結(jié)合這一層，針對(duì)系統(tǒng)做出深度制定，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的管理，以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)。

運(yùn)行之處環(huán)境層，其所擁有的業(yè)務(wù)邏輯層的不同功能構(gòu)件，能夠?yàn)榈讓犹峁?gòu)件支持。而因?yàn)閭€(gè)性化教學(xué)PCAI平臺(tái)，主要是將工作流技術(shù)作為基礎(chǔ)性構(gòu)件，因此在這一層當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)工作流做出部署以及調(diào)用，其還包含開(kāi)源JBPM工作流程引擎以及JMS消息通信引擎等。借助開(kāi)源Drools規(guī)則引擎，來(lái)針對(duì)不同學(xué)習(xí)策略規(guī)則以及優(yōu)化規(guī)則做出定義以及運(yùn)行，并且以服務(wù)雙工通信技術(shù)，為教師和學(xué)生提供交流通信平臺(tái)。

3.3系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

以系統(tǒng)功能的需求作為基礎(chǔ)，站在不同參與者角度進(jìn)行分析，針對(duì)系統(tǒng)功能模塊做出進(jìn)一步劃分。經(jīng)過(guò)劃分之后發(fā)現(xiàn)，個(gè)性化PCAI平臺(tái)內(nèi)容主要包含個(gè)性化教學(xué)管理功能模塊、學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)功能模塊、領(lǐng)導(dǎo)層功能模塊以及系統(tǒng)管理功能模塊等。

其中個(gè)性化教學(xué)管理功能模塊的主要內(nèi)容有個(gè)性化管理流程，修改、刪減和備份等功能。個(gè)性化教學(xué)流程對(duì)于系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也是該平臺(tái)數(shù)據(jù)的主要對(duì)象。能夠?qū)W(xué)生具體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行監(jiān)控，這一功能可以促使教師全面掌握學(xué)生對(duì)自身所教授課程的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能輔助個(gè)性化教學(xué)，能夠幫助教師減輕個(gè)性化教學(xué)所面臨的壓力，還能夠在一定程度上提升個(gè)性化教學(xué)效率。針對(duì)學(xué)生所提出的問(wèn)題，以智能化方式進(jìn)行處理，進(jìn)而結(jié)合問(wèn)題熱度進(jìn)行排序。制定出科學(xué)有效的學(xué)習(xí)策略，同時(shí)教師結(jié)合學(xué)習(xí)流的具體運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行規(guī)則確定，還可以和個(gè)性化教學(xué)流程實(shí)例進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)流程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)督和控制。

4結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，因此需要充分應(yīng)用新科學(xué)技術(shù)，為教學(xué)工作提供推動(dòng)力，進(jìn)一步為培養(yǎng)高素質(zhì)人才提供幫助。個(gè)性化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，就是新科技發(fā)展的產(chǎn)物，是一種高效率的教學(xué)工具。教師和學(xué)校需要對(duì)PCAI系統(tǒng)進(jìn)行充分應(yīng)用，同時(shí)相應(yīng)技術(shù)人員還需要對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行大力創(chuàng)新，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。