謝菁蓮 張瑞軍 盛陽(yáng)

摘 要：為了學(xué)生更好地學(xué)習(xí)軟件，學(xué)校的資源得到高效的利用。文章以學(xué)習(xí)、答疑、練習(xí)和學(xué)習(xí)工具四大模塊為主要的設(shè)計(jì)平臺(tái)，加強(qiáng)老師和學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。文章研究了以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互式平臺(tái)設(shè)計(jì)，以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的軟件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互平臺(tái)建設(shè)的目的在于高效組織教學(xué)過(guò)程、完成教學(xué)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源、摸清學(xué)生特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；交互式平臺(tái)

傳統(tǒng)的軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)和一般課堂教學(xué)形式一樣，只是多了一些互動(dòng)。課堂教學(xué)問(wèn)題都是口頭回答，而軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)，老師教學(xué)生做，而學(xué)生的個(gè)體差異大，不能全部趕上進(jìn)度，可能有20%的同學(xué)跟不上，而軟件實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是環(huán)環(huán)相扣的，若有一個(gè)沒(méi)有聽(tīng)懂學(xué)好，后面的就都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。而第一次實(shí)驗(yàn)做不出來(lái)就會(huì)打擊學(xué)生的自信心，導(dǎo)致后面多次實(shí)驗(yàn)都做不出來(lái)。要把老師為主導(dǎo)的課堂變?yōu)閷W(xué)生的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。授之于魚(yú)不如授之于漁，提倡交互式學(xué)習(xí)[1]。

1 研究現(xiàn)狀

伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動(dòng)辦公技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，智能手機(jī)、智能學(xué)習(xí)設(shè)備等設(shè)備的廣泛普及，轉(zhuǎn)變了人們對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念與教學(xué)方式的認(rèn)識(shí)，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生需要擁有自主學(xué)習(xí)能力。國(guó)家教育部發(fā)布的教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃中明確指出，要將虛擬仿真技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。規(guī)劃中明確指出，要全面推動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)，建設(shè)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程、實(shí)驗(yàn)課程。通過(guò)以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互式平臺(tái)設(shè)計(jì)可以使得學(xué)生擁有更多的機(jī)會(huì)與平臺(tái)參與高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也進(jìn)一步滿足了信息發(fā)展對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互式平臺(tái)設(shè)計(jì)的要求，以便使更多的學(xué)生可以隨時(shí)通過(guò)優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提升自身的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。因此，以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互式平臺(tái)設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。就目前來(lái)看，當(dāng)前軟件教學(xué)存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題[2-3]。

1.1軟件教學(xué)枯燥，學(xué)生積極性不高

上面老師講步驟，下面同學(xué)按步驟一步一步做，不會(huì)的老師馬上解答，學(xué)生不會(huì)主動(dòng)去學(xué)習(xí)。軟件版本更新快，學(xué)過(guò)的可能時(shí)刻在變化。學(xué)生只記住以前的步驟，不會(huì)去改變方法。

1.2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書不完善

有些細(xì)節(jié)上的操作不可能都講到，有些常識(shí)大家都知道的，不了解的話就會(huì)停在這一塊。

1.3學(xué)習(xí)軟件的視頻問(wèn)題多

視頻環(huán)境和本人軟件環(huán)境不一樣?，F(xiàn)在軟件都需要服務(wù)器和大量第三方軟件支持，很容易在配置上出問(wèn)題。

1.4可重復(fù)性差

例如一共有5個(gè)環(huán)節(jié)，第二個(gè)環(huán)節(jié)想重復(fù)去做，實(shí)際軟件操作是不可能的，整體認(rèn)識(shí)或某個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)識(shí)不能并重。

2發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)對(duì)軟件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究主要集中在以下方面。從發(fā)表的論文來(lái)看國(guó)內(nèi)的軟件教學(xué)系統(tǒng)研究，有北京大學(xué)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（ComputerAided Instruction，CAI）研究室開(kāi)發(fā)的用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)的AMITS，信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)系開(kāi)發(fā)的用于Pascal教學(xué)的GenPTS系統(tǒng)、鄭州解放軍電子技術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)的診斷外設(shè)故障的ICAIPs系統(tǒng)等[4]。

3 交互式平臺(tái)的設(shè)計(jì)

3.1研究對(duì)象及總體框架

整體上幫助教師按照教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)來(lái)自動(dòng)分配學(xué)習(xí)資源、設(shè)定合理的教學(xué)目標(biāo)、開(kāi)展學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督控制，進(jìn)而判斷學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，運(yùn)用交互式平臺(tái)中的個(gè)性化推薦模塊來(lái)展現(xiàn)滿足學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)。交互式平臺(tái)不僅僅可以在教師學(xué)習(xí)活動(dòng)中起到導(dǎo)學(xué)作用，同時(shí)還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求差異，運(yùn)用多元化的教學(xué)方法來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)，進(jìn)而展現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)特征。

3.2主要內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)和研究方法

3.2.1把軟件學(xué)習(xí)分解成很多子任務(wù)

自任務(wù)交互式平臺(tái)設(shè)計(jì)中的子任務(wù)結(jié)構(gòu)是完成任務(wù)的具體策略與方式，是針對(duì)不同知識(shí)類型以及在實(shí)施子任務(wù)過(guò)程中，學(xué)生的知識(shí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)技能水平而采用的一種或多種教學(xué)方式。子任務(wù)結(jié)構(gòu)中的評(píng)價(jià)也是部分評(píng)價(jià)，是對(duì)部分任務(wù)完成情況的部分評(píng)價(jià)，同時(shí)還包括任務(wù)的實(shí)際完成情況、學(xué)生掌握情況、教學(xué)方式選擇是否恰當(dāng)進(jìn)行的評(píng)價(jià)，同時(shí)也為評(píng)價(jià)教學(xué)效果提供準(zhǔn)確的依據(jù)。在自任務(wù)交互式平臺(tái)中完成任務(wù)的過(guò)程就是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程，在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)之間有著緊密的聯(lián)系。為了使本次研究的問(wèn)題更加明確，所以教學(xué)目標(biāo)即為教學(xué)整體目標(biāo)，在教學(xué)整體目標(biāo)的指導(dǎo)下開(kāi)展教學(xué)，教學(xué)任務(wù)即為完成教學(xué)任務(wù)的真值指派。

3.2.2打造知識(shí)庫(kù)

知識(shí)庫(kù)是開(kāi)展具體教學(xué)的資源庫(kù)，知識(shí)庫(kù)涵蓋了所有學(xué)科領(lǐng)域的詳細(xì)知識(shí)點(diǎn)。知識(shí)庫(kù)上層的學(xué)科概念為領(lǐng)域本體，教師在交互式平臺(tái)界面。當(dāng)教師確定了教學(xué)過(guò)程中所需要的教學(xué)主題后，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)獲取教學(xué)主題相應(yīng)的領(lǐng)域本體，即為教學(xué)內(nèi)容。教師則可以根據(jù)教學(xué)概念、教學(xué)主題、教學(xué)內(nèi)容，提交上傳至系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動(dòng)形成教學(xué)計(jì)劃。教師也可以運(yùn)用交互平臺(tái)中默認(rèn)運(yùn)用的教學(xué)策略來(lái)自動(dòng)生成教學(xué)計(jì)劃。當(dāng)某一位學(xué)生需要開(kāi)展學(xué)習(xí)，交互式平臺(tái)則會(huì)調(diào)取學(xué)生模型以及關(guān)于領(lǐng)域本體的教學(xué)計(jì)劃，再通過(guò)系統(tǒng)編譯成為具有個(gè)性化的教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而展現(xiàn)給學(xué)生，供學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

3.2.3建立交互體系

交互體系是學(xué)生通過(guò)交互式平臺(tái)與教材、教師、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)雙向活動(dòng)的界面。交互式平臺(tái)中的交互模型涵蓋了學(xué)生交互與教師交互界面。在該界面中學(xué)生可以對(duì)比自己所尋找的解決問(wèn)題的方式與專家采取的解決問(wèn)題方式之間的差異，并且從中總結(jié)出在解決問(wèn)題過(guò)程中的缺陷與錯(cuò)誤。教師也可以對(duì)比學(xué)生的解答方式與專家解答方式，以便全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)策略，選擇能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的教學(xué)方式。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中教師還可以列出專家解題方式，以輔助教學(xué)。

3.2.4建立考核體系

在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)評(píng)價(jià)是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。而教學(xué)評(píng)價(jià)則與教學(xué)習(xí)題之間有著密切的聯(lián)系。以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)交互式平臺(tái)中的習(xí)題模塊中包含了基于領(lǐng)域本體的出題規(guī)則，出題規(guī)則按照概念的屬性與內(nèi)在聯(lián)系來(lái)設(shè)計(jì)習(xí)題。系統(tǒng)針對(duì)某一位學(xué)生的學(xué)生模型進(jìn)行測(cè)試時(shí)則可以獲取領(lǐng)域本體的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而獲得學(xué)生掌握該學(xué)科的程度情況，并且得知學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)過(guò)程中對(duì)各種概念的認(rèn)知以及解題能力[5-6]。

4結(jié)語(yǔ)

4.1適應(yīng)開(kāi)放式學(xué)習(xí)環(huán)境

智能教學(xué)系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)系統(tǒng)工具，還應(yīng)該是一個(gè)環(huán)境創(chuàng)建工具，是一個(gè)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。利用智能導(dǎo)師系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者開(kāi)發(fā)自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，在這種環(huán)境中允許學(xué)習(xí)者進(jìn)行自由探索。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要，組織制定學(xué)習(xí)目標(biāo)和計(jì)劃，自主選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和策略。智能導(dǎo)師系統(tǒng)通過(guò)與學(xué)習(xí)者交互，對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)估，以此獲得學(xué)習(xí)者的相關(guān)信息，隱性調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程中優(yōu)先呈現(xiàn)的資源和工具，幫助學(xué)習(xí)者獲得最優(yōu)化的發(fā)展策略。

4.2情感感知與服務(wù)

智能教學(xué)系統(tǒng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的輔助工具，更加應(yīng)該是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的情感支撐。該系統(tǒng)能夠猶如教師一般了解學(xué)生的情感、摸透學(xué)生的情緒來(lái)獲取學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。通過(guò)掃描學(xué)生的面部表情、對(duì)學(xué)生的眼球進(jìn)行追蹤來(lái)分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的興趣與學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而選擇合適的情緒引導(dǎo)方式對(duì)學(xué)生開(kāi)展積極的干預(yù)，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.3協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境

智能教學(xué)系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)幫助個(gè)體學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境，還應(yīng)該是一個(gè)培養(yǎng)協(xié)作學(xué)習(xí)能力的開(kāi)放學(xué)習(xí)場(chǎng)所。協(xié)作是當(dāng)前知識(shí)社會(huì)中必須具備的一項(xiàng)能力?！敖處熀蛯W(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間缺乏交流會(huì)導(dǎo)致一系列的問(wèn)題：學(xué)習(xí)者對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)的廣度和深度受到自身?xiàng)l件和認(rèn)識(shí)水平的局限，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生孤獨(dú)感等”。因此，智能教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)關(guān)注協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)建。

4.4知識(shí)搜索引擎

智能教學(xué)體系不僅僅可以輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中以高效率進(jìn)行學(xué)習(xí)，更是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中解決問(wèn)題的得力助手。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難免會(huì)遇到不同類型、不同難度的問(wèn)題，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎搜索可以獲得多種搜索結(jié)果。雖然搜索結(jié)果已經(jīng)根據(jù)搜索問(wèn)題進(jìn)行智能排序，但是搜索得出的答案依然需要學(xué)生一一歸納總結(jié)。

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