雒辛芃

（中國人民警察大學(xué)，河北廊坊，065000）

1 現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)現(xiàn)狀

基于現(xiàn)代智能技術(shù)的教輔訓(xùn)練系統(tǒng)，主要目的是搭建一個(gè)教師與學(xué)生、學(xué)生與知識(shí)的紐帶，即提升學(xué)生與各個(gè)教學(xué)資源的互動(dòng)性。當(dāng)然，盡管教輔訓(xùn)練系統(tǒng)在融合智能技術(shù)基礎(chǔ)上，取得了較好的效果的，但其仍存在很多不足。

1.1 缺乏一定的變化性

目前一些高校教輔訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并未依據(jù)數(shù)據(jù)變化性、可調(diào)整性，來修正學(xué)生訓(xùn)練內(nèi)容。簡而言之，系統(tǒng)僅簡單的重復(fù)課程知識(shí)內(nèi)容，雖然知識(shí)點(diǎn)具有一定系統(tǒng)性，但其無法依據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，針對(duì)性的調(diào)整練習(xí)內(nèi)容，從而指導(dǎo)性、引導(dǎo)性、可視性效果較低，難以學(xué)生體現(xiàn)知識(shí)練習(xí)的預(yù)設(shè)目的。

1.2 交互效果較差

目前，一些高校在人機(jī)交互上，僅以簡單的課堂練習(xí)來完成信息交互，難以體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)地位。學(xué)生在這樣的交互系統(tǒng)基礎(chǔ)上，僅是被動(dòng)、機(jī)械的進(jìn)行習(xí)題練習(xí)，且難以對(duì)學(xué)生一些具有個(gè)性的答案，給出合理、正確、有效的引導(dǎo)或解釋，尤其在一些特殊的課堂環(huán)境下，一些教師會(huì)限制學(xué)生的課堂答題行為，即僅要求學(xué)生填充題型答案，這無疑會(huì)影響學(xué)生個(gè)性、主動(dòng)、多元發(fā)展。

1.3 缺乏一定創(chuàng)新

目前，要想培養(yǎng)高素質(zhì)、高品質(zhì)、高技能的創(chuàng)新型人才，應(yīng)創(chuàng)新教輔訓(xùn)練系統(tǒng)的功能要素，或創(chuàng)新其表現(xiàn)方式。事實(shí)上，一些教輔訓(xùn)練系統(tǒng)并未依據(jù)時(shí)代趨勢(shì)，創(chuàng)新自身功能體系和題型展示方式，如訓(xùn)練模式的單一性、陳舊性，或仍以海量的題海戰(zhàn)術(shù)來迎合學(xué)生的需求，而這便會(huì)消磨學(xué)生積極性、主動(dòng)性、探究性。

2 基于人工智能的教輔訓(xùn)練功能的完善設(shè)計(jì)

2.1 完善設(shè)計(jì)教輔系統(tǒng)構(gòu)架

基于現(xiàn)代技術(shù)的CAI系統(tǒng)，應(yīng)具有良好的運(yùn)行流程，以保障學(xué)生通過練習(xí)有所長，教師通過系統(tǒng)有所知，即力爭為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，力爭改善學(xué)生的智能練習(xí)、發(fā)展環(huán)境。

2.1.1 教輔系統(tǒng)運(yùn)行流程

通過分析學(xué)生所需，利用智能算法技術(shù)，設(shè)計(jì)以下（圖1）練習(xí)、觀察可視流程。

圖1 CAI系統(tǒng)運(yùn)行流程

2.1.2 系統(tǒng)功能板塊設(shè)計(jì)

立足上述流程，依據(jù)教學(xué)知識(shí)、練習(xí)導(dǎo)向、練習(xí)目的、指導(dǎo)效果、自學(xué)發(fā)展、個(gè)性進(jìn)步等要素，依據(jù)幫助教師更加清晰、全面的定位學(xué)生發(fā)展情況、針對(duì)性課堂教學(xué)等要素，設(shè)計(jì)圖2系統(tǒng)功能模塊。

圖2 系統(tǒng)總體功能

其中，學(xué)生作為主要用戶，其客戶端主要功能有：用戶管理——修改自身密碼；習(xí)題管理——打開習(xí)題并練習(xí)；教案管理——打開教案；成績管理——查詢練習(xí)歷史或歷史成績等；師生互動(dòng)——同服務(wù)器教師提交問題、疑問等。而基于教師管理段主要功能有：師生互動(dòng)——答疑、引導(dǎo)學(xué)生；習(xí)題管理——?jiǎng)h除無用習(xí)題、修改習(xí)題、上傳習(xí)題；教案管理——查看教案、上傳教案；用戶管理——修改密碼、刪除學(xué)生用戶、添加學(xué)生用戶；成績管理——查詢學(xué)生習(xí)題練習(xí)情況、需求。

2.2 教輔訓(xùn)練系統(tǒng)知識(shí)庫設(shè)計(jì)

教輔訓(xùn)練系統(tǒng)知識(shí)庫作為學(xué)生練習(xí)基礎(chǔ)支撐，是保障教輔訓(xùn)練的關(guān)鍵要素。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)學(xué)生練習(xí)發(fā)展情況，合理編制知識(shí)與知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，例如，除非A，否則不B等，或者若A則B等邏輯關(guān)系，這樣便能更好的進(jìn)行個(gè)性化或啟發(fā)式教學(xué)和練習(xí)。

2.2.1 科學(xué)劃分各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系

在設(shè)計(jì)教輔訓(xùn)練系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)依據(jù)各個(gè)學(xué)科不同的大綱需求，將章節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類、分級(jí)，以形成具體的知識(shí)條目，然后在此基礎(chǔ)上利用教輔系統(tǒng)階梯練習(xí)模式，夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)，以形成規(guī)則、體系的練習(xí)系統(tǒng)，具體情況如圖3所示。

圖3 學(xué)科知識(shí)點(diǎn)與習(xí)題之間的關(guān)系

當(dāng)然，針對(duì)上述情況，為教師更好的管理資源庫，或更加精準(zhǔn)的定位課程與習(xí)題兩者關(guān)系，可采用編碼形式進(jìn)行管理，比如用51101來表示相關(guān)知識(shí)，其中51表示第五章第一節(jié)，101表示一小節(jié)第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。而這樣做的好處就是，若學(xué)生在練習(xí)過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么系統(tǒng)可依據(jù)學(xué)生錯(cuò)誤情況，精準(zhǔn)定位學(xué)生哪些章節(jié)知識(shí)點(diǎn)沒有掌握，繼而更好的為其智能編輯相關(guān)練習(xí)題。

2.2.2 設(shè)計(jì)知識(shí)概念與影響邏輯關(guān)系

要明確各個(gè)章節(jié)、各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。一是要確定哪些知識(shí)為哪些知識(shí)的前置條件，比如M知識(shí)為N知識(shí)的前置條件，即M→N。二是建立驗(yàn)證體系，即要驗(yàn)證學(xué)生是否是依據(jù)自身知識(shí)水平或經(jīng)驗(yàn)，完成N的前置條件，如利用淺顯知識(shí)點(diǎn)和進(jìn)階變形知識(shí)點(diǎn)方式，驗(yàn)證學(xué)生是否已經(jīng)掌握M。三是依據(jù)學(xué)生M掌握情況，開放N的練習(xí)習(xí)題，并將學(xué)生情況反饋于學(xué)生和教師端口，這樣一方面可讓學(xué)生清晰掌握自身學(xué)習(xí)情況，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，另一方面可為教師課程針對(duì)性教學(xué)或助力學(xué)生復(fù)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)

2.3 教輔訓(xùn)練系統(tǒng)學(xué)生端口的設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)代學(xué)習(xí)環(huán)境的學(xué)生教輔訓(xùn)練端口的設(shè)計(jì)，應(yīng)保障學(xué)生練習(xí)質(zhì)量和效果，并保證學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，如依據(jù)反饋數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)生練習(xí)內(nèi)容。

2.3.1 學(xué)生結(jié)果體系

依據(jù)學(xué)生用戶功能體系可以看出，針對(duì)學(xué)生的發(fā)展效果和情況，其體系主要由“歷史學(xué)習(xí)庫——評(píng)估模塊——診斷模塊”構(gòu)成，其中歷史庫主要詳細(xì)記錄學(xué)生練習(xí)情況、知識(shí)掌握情況，如解答情況等個(gè)；其中診斷板塊主要是指通過學(xué)生歷史答題成績，定位學(xué)生發(fā)生錯(cuò)誤情況的成因，然后再將這些信息反饋到評(píng)估模塊，然后給出學(xué)生學(xué)習(xí)或練習(xí)評(píng)價(jià)。

2.3.2 搭建學(xué)生認(rèn)知模型

要想發(fā)揮試題訓(xùn)練的預(yù)設(shè)目的，且提升學(xué)生評(píng)價(jià)效果，應(yīng)定義每個(gè)題型的具體類別。本文目標(biāo)分類方式主要利用布魯姆分類法，以課程大綱具體內(nèi)容，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)如下六項(xiàng)分類：①認(rèn)識(shí)；②理解；③掌握；④能夠應(yīng)用；⑤具備綜合能力；⑥整體評(píng)價(jià)等。其具體又可范圍不答、錯(cuò)答、正確等，其中前兩者記為-1分，后者記為1分。其具體可搭建下表（表 1）。

表1 學(xué)生認(rèn)知能力評(píng)價(jià)表

其中第一題僅考察學(xué)生是否認(rèn)知知識(shí)，并能夠依據(jù)認(rèn)識(shí)情況，解決題型；第二題主要是考察學(xué)生在認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，能夠有效解決相關(guān)題型，以及考察學(xué)在技能上的錯(cuò)誤情況，并依據(jù)錯(cuò)誤情況，對(duì)學(xué)生予以相應(yīng)評(píng)價(jià)。

其具體流程如下：

第一，在學(xué)生完成一定量的題型后，系統(tǒng)將會(huì)依據(jù)學(xué)生答題結(jié)果，計(jì)算學(xué)生答題正確率，用以表示學(xué)生基本知識(shí)掌握情況，其計(jì)算公式為：學(xué)生某一知識(shí)點(diǎn)正確題型除以學(xué)生當(dāng)次練習(xí)題型總數(shù)量。

第二，依據(jù)學(xué)生某一項(xiàng)目練習(xí)中認(rèn)知能力的具體結(jié)果，搭建相關(guān)評(píng)價(jià)矩陣，如依據(jù)“單、多、判、綜”等題型，對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)，其中評(píng)價(jià)矩陣的初始值由相關(guān)教學(xué)專家給定，后續(xù)評(píng)價(jià)數(shù)值由學(xué)生多次練習(xí)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷；

第三，計(jì)算綜合能力評(píng)價(jià)結(jié)果，并及時(shí)反饋于教師。

2.4 教輔訓(xùn)練系統(tǒng)教師端口的設(shè)計(jì)

2.4.1 搭建邏輯框架

主要框架以“畫面理論”為主，其中頂層為固定事件、對(duì)象、概念等，而其下設(shè)的內(nèi)容以若干“槽”來確定，其主要用來展示不同屬性的具體事物，然后所有的“槽”又可立足其實(shí)際表現(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行更加細(xì)化的劃分，具體如下：

<某一框架名稱>：

槽口具體名稱（**）：

側(cè)面名稱①：數(shù)值1，數(shù)值2……

側(cè)面名稱②：數(shù)值1，數(shù)值2……

2.4.2 假設(shè)教學(xué)策略資源庫

結(jié)合上述教學(xué)框架，將學(xué)生學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)水平分為四個(gè)等級(jí)，即差、中、良、優(yōu)歸為四個(gè)槽，其中分別對(duì)應(yīng)學(xué)生答題得分情況、學(xué)生答題時(shí)間均值、學(xué)生答題數(shù)量及學(xué)生答題正確率等。在學(xué)生初次以該教輔訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行想相關(guān)知識(shí)練習(xí)時(shí)，其形成的最終結(jié)果將大致了解學(xué)生知識(shí)水平；但學(xué)生已經(jīng)完成某單元或項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，并以全部知識(shí)或章節(jié)知識(shí)進(jìn)行練習(xí)時(shí)，可依據(jù)這四種情況，判定學(xué)生知識(shí)技能掌握程度：

①測(cè)試結(jié)果框架

第一個(gè)槽口：答題得分情況（低于60%、60%-70%、75%-90%、90%以上）

第二個(gè)槽口：答題時(shí)間均值（低于60秒、60-100秒、100-140秒、140秒以上）

第三個(gè)槽口：學(xué)生答題數(shù)量（低于30道、30-60道、60-100道、100道以上）

第四個(gè)槽口：答題正確率（低于60%、60%-70%、75%-90%、90%以上）

②結(jié)論框架

第一個(gè)槽口：學(xué)生學(xué)習(xí)水平（差、中、良、優(yōu)）

③教學(xué)框架

第一個(gè)槽口：測(cè)試建議（停止答題、;返回上一章節(jié)、重復(fù)本章節(jié)、進(jìn)行下一章節(jié)）

第二個(gè)槽口：教學(xué)建議（學(xué)習(xí)初級(jí)教案、進(jìn)入初級(jí)教案、進(jìn)入高級(jí)教案學(xué)習(xí)）

②根據(jù)上述①情況主要擁有4*4*4*4*中不同的情況，而將其分別對(duì)應(yīng)到不同的槽口中可得到不同的結(jié)論，教師依據(jù)得到的結(jié)論，一方面可合理編制學(xué)生練習(xí)題目，并改進(jìn)教案表現(xiàn)方式等，另一方面可依據(jù)系統(tǒng)反饋的學(xué)生情況，定位學(xué)生引導(dǎo)或課程鞏固內(nèi)容與復(fù)習(xí)方式等。

3 結(jié)語

在現(xiàn)行新教育環(huán)境下，現(xiàn)代教學(xué)應(yīng)抓住智能技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)展契機(jī)，以新技術(shù)、新需求、新教育為著力點(diǎn)，精準(zhǔn)定位教育自身不足，并圍繞自身發(fā)展實(shí)際，采取具有時(shí)代適應(yīng)性的優(yōu)化措施，以在提升教輔訓(xùn)練教學(xué)效果的同時(shí)，為學(xué)生深化、現(xiàn)代、持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。據(jù)此，文章針對(duì)基于人工智能的教輔訓(xùn)練功能，提出了幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)建議，具有一定參考價(jià)值。