非全日制研究生智能网络教学平台的构建

阮艳莉 韩煦 王坤

摘要：如何提高教学质量是目前非全日制研究生教育中亟待解决的问题。本文构建了一种适用于非全日制研究生的智能网络教学平台，可实现网上授课、网上答疑、网上选课、资料下载等，更好地满足非全日制研究生的学习需要。

关键词：非全日制研究生；智能网络教学平台；教学质量

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）33-0229-03

一、引言

非全日制研究生教育，是指与全日制研究生教育相对应的，功能互补的，适应现代社会、经济、科技发展需要的，以培养高层次创造型人才为目标的现代教育体系，是我国研究生教育体系的重要组成部分。非全日制研究生教育的主要内容，包括教育的思想定位、教育目标、教育方法、教育技术手段、教育过程管理等，是一项系统工程。随着国家建设学习型社会和人才强国战略的相继实施，非全日制研究生教育的规范和发展开始受到社会和教育界的关注。非全日制研究生教育以在职人员为主要培养对象，以不离岗学习为主要学习形式，在教育对象、教学及管理方面有其自身的特点并具有明显的特殊性，因此，在教育教学活动中出现了一些问题。其中，如何提高课堂教学质量成为非全日制研究生培养过程中亟待解决的问题。

网络智能教学系统（Web Intelligent Tutoring System简称WITS）是基于World WideWeb技术的智能教学系统（Intelligent Tutoring System简称ITS）。ITS是以认知科学为理论基础，综合利用人工智能技术、教育心理学、计算机科学等多门学科成果形成的，对学生实施有效教学的技术。智能网络教学利用计算机模拟教师的教学思维过程，以学生为中心、以计算机为媒介，形成开放式交互的教学方式，能够达到真正个别化教学的目的。以Web为代表的互联网技术为ITS的教学理念和功能实现提供了较为理想的技术平台以及海量的信息资源。

在非全日制研究生教育中，面临的实际问题是学生与教师的见面交流机会较少，缺乏教学互动相长的平台。而且，非全日制学生一般都有正式职业，且分散在社会各行各业，平时对大学图书资料等教学资源的利用机会不多，因此将网络智能教学平台引入非全日制研究生的教育和培养过程是非常必要的，对于提高研究生培养质量起着重要的作用。本文将选取非全日制研究生的教学培养作为网络智能教学系统的具体应用领域，对非全日制研究生课程教学中面临的典型问题进行分析，然后依据网络智能教学系统的系统思想和模型结构，设计构建一种适用于非全日制研究生教学培养的网络智能教学系统。

二、智能网络教学平台的构架介绍

综合运用网络技术（网络编程技术、网页制作技术、网络数据库技术）、多媒体技术以及面向对象编程技术，研究并开发了基于Web的智能网络教学平台。该教学平台主要分为四个模块：学生模块、教师模块、交流模块及资料库，如图1所示。

学生模块是系统为不同学习者提供的个别化教学内容与学习界面。学生首先登陆系统，然后进行自主学习。学生可自愿参与评估测试，了解自己的知识水平、认知能力、学习习惯及风格等。后续学习中系统将根据评估测试结果、学生学习记录以及教师反馈等选择教学知识库中适合该生特点与实际水平的学习内容，并可根据学生情况动态生成教学过程，以及根据学生情况采用不同的教学策略，实现有针对性的个别化教学。学生也可在该模块中提交作业，便于教师掌握学习情况。交流模块是学生和教师互动的模块，学生可以在此提出问题等待答疑，并有相关论坛可以留言讨论。每个学期开始，学生可自主进入选课系统。选课系统主要由两部分组成，基础模块和复合模块。其中，基础模块主要由必修课程和基础课程组成，而复合模块主要针对非全日制研究生“产学研结合”的特点，增加了选修课程，保证整个选课系统既满足了基础性、实践性、先进性，又增强了社会适用性、针对性和务实性。教师模型是网络教学平台中组织、管理和实施教学活动的核心。它由现实的教师主体和计算机化的教师属性以及行为能力组件构成，用于网上授课、课件发布、知识传授、组织讨论、考试和管理等。其中，教师的教学经验、教学策略、IT应用水平等是影响教师模型的关键因素。教学经验和教学策略决定课程教学内容的结构、知识点划分和知识内容的组织规则，同时，也影响课程素材的组织规则和问题答疑的组织规则。教师的IT应用水平是教师应用智能教学系统的技术能力，是教师灵活应用网络教学平台的技术要素。教师一般是通过学生学习状态生成课程教学内容，通过学生评价状态控制学习过程，并通过交流模块的答疑系统实现对学生问题的解答。此外，教师模型还可以实现对于知识库系统的维护。交流模块主要是提供一个交流的环境来实现同学之间、师生之间实时的相互交流的需求，以便于师生之间、同学之间及相关人员的交流、设问、解答等。通过建立交流模块可以解决学生无法在课堂上实时解决的一些问题，亦能实现远程、分布式的协作学习。交流模块主要包括答疑、公共BBS、专题讨论、公告留言等版块。通过交流教师可以将一些较为普遍或专业性较强的问题进行统一回答，并发布一些公告信息。在公共BBS中，任何人都可以发表意见和建议，提高学生的表达能力并提高学习兴趣。教师可以根据教学內容、需要设立一些专题，在某一时间由学生和教师共同参与讨论，通过网上聊天的形式，让学生发表见解，教师加以引导，加深对于该问题涉及知识的理解。资料库模块是非全日制研究生网络智能教学平台的基础和资源来源。知识库模型中主要包括课程知识点、课程素材库、课程习题库等，并提供查询打印功能。课程知识点汇聚了课程中具有独立属性和相互关系的知识点。课程素材库包括与相关例题、图片、音视频文件等素材，为学习提供内容和形式支持。课程习题库则按照章节提供习题及参考答案。该模块最为突出的特点是加入了Web搜索功能组件，该组件的作用主要针对知识库系统满足不了学生答疑问题时转向Web搜索，获取知识答案。

三、智能网络教学平台的构建方法及关键技术

1.三层B/S分布式计算结构。为了有效地减少网络流量、防止客户端肥大、易于数据更新及实现系统间的连接，网络教学平台的设计采用了“三层B/S分布式计算结构”的Web发布技术，形成基于Web数据库应用下的网络教学环境。三层B/S分布式计算结构分为三部分：客户端、应用服务器和数据库服务器。客户端提供一个可视化接口，用来显示信息和收集数据，它只与应用服务器打交道。在智能网络教学平台中有三类客户：学生、教师和管理员。他们各自具有不同的用户界面，不同的用户界面显示的信息也不同，从而体现不同的用户身份。应用服务器主要用来实现应用逻辑，是连接客户与数据库服务器的桥梁。它主要根据用户发出的请求执行某种任务，并与数据库服务器打交道。数据库服务器实现数据的定义、维护、访问、更新和管理，并对应用服务器的数据进行响应。可以采用某一种数据库管理也可以是多个数据库的集合。常用的数据库服务器有Oracle、Sybase等。网络教学管理系统正是基于上述B/S结构的三层结构：教学信息表示层、教学应用逻辑层和教学资源访问层进行实施的。

2.应用层与数据层连接。应用层与数据层的连接通过基于TCP/IP的超文本传输。客户端可以自由通过浏览器浏览Web页面，获取与使用网络教学资源。这些请求经过审核，通过Web服务器的一组中间控件和后台数据库进行交互。中间控件的开发目前有CGI、JDBC、ASP和JSP等技术。我们主要采用JSP技术。

3.代码设计。代码设计是平台设计开发的重要工作。在设计过程中注意将经常用到的功能单独设计成一个模块文件，在需要时可被反复调用。这样做的目的是减少开发工作量，同时，能够保持风格统一并便于日后修改。编程过程中要注意平台的安全性，即所有页面均需进行身份认证检查，这样有助于对学生学习情况的了解，此外，还要防止恶意代码地入侵。

本文设计开发的智能网络教学平台，是针对非全日制研究生开展网上教学的必要的技术支撑平台。该体系包括了学生模型、教师模型、交流模型以及资料库模型，这些模型的协同作用能够较好地解决非全日制研究生教学中的突出问题，为“进校不离岗”的教学方式及提高非全日制研究生的教学质量提供了有利的保证。