个性化计算机辅助教学系统的设计与实现

蒋群锋

【摘要】个性化计算机辅助教学系统（Personalized Computer Assisted Instruction，PCAI）是当今个性化教学系统采用的主流方式。该技术基于计算机技术与网络技术，可为教师与学生之间建立了一个信息交互和资源共享的平台，有利于以学生为主导的个性化教学系统的实现。但目前的PCAI系统大多基于论坛形式完成个性化教学任务，教师监督力度不够，学生学习随意性较大，个性化教学效果不佳。针对上述问题，开展网络个性化教学PCAI机理及其个性化教学平台研究具有理论研究意义与实用价值。

【关键词】工作流；个性化教学；微软WF技术；网络个性化教学平台

远程个性化教学是课堂个性化教学的一种延伸，它不受地域、气候等外界条件的影响，可以在较广的分布区域内由教师向学生传授知识。远程教育最初的方式为函授个性化教学方式，这一方式存在着较多的缺点，如学生的学习时间无法受到监督和控制，仅凭期末考试决定学生是否合格不够科学等。而当网络技术成为生产和生活的主流技术后，基于网络的远程个性化教学系统也迅速地发展起来，网络个性化教学是一种新的教育形式，可以有效地改变我国当前个性化教学资源不平衡，拓展教育的广度和深度。然而，随着人们对远程个性化教学要求的不断提高，基于网络的个性化教学方式也逐渐暴露出其缺点，主要包括以下几个方面：（1）教师无法针对所教授学生的实际学习情况动态地对学生的内容和进程进行调整；（2）教师较难对学生的学习情况进行监督，与课堂个性化教学形式的不同，在网络个性化教学环境下，教师对于学生学习过程的监管能力有限，无法控制学生是否认真听讲，是否按时保量地完成习题和作业；（3）无法对学生的学习情况进行详细记录和分析；（4）网参与网络个性化教学活动的学生的学习经常处于无序的状态。

以上问题的都是由于目前的网络个性化教学系统缺乏针对于不同学生的个性化设计造成的。针对上述问题，提出将工作流技术引入到网络个性化教学的过程中，利用该技术对于流程的灵活定义能力，由教师根据个性化教学内容制定个性化教学流程，并定义各类个性化教学过程流转的判断规则，同时制定基于学生学习数据分析的优化个性化教学策略规则，从而提高在网络个性化教学环境下对学生的管理效率；参与网络个性化教学的学生，通过对一个学习工作流实例的参与和执行，可受到规范化的个性化教学引导，有利于提高其学习效果。

一、个性化计算机辅助教学系统设计的原则

个性化教学PCAI平台系统的设计与开发，主要是为了解决在当前网络个性化教学过程中出现的教师无法对学生的学习过程进行掌控，学生自主学习缺乏指导等问题，科学规范网络个性化教学过程，提高个性化教学效果。在设计与开发的过程中，需要遵循的开发原则包括：一是充分利用已有资源的原则。二是理念先进，三是系统互联和信息共享的原则。

二、系统网络架构设计

系统物理架构设计主要是从部署的角度描述搜索平台的部署架构。个性化教学PCAI平台是一个典型的分布式系统，其物理架构设计如图1所示：

三、系统逻辑架构设计

系统功能架构设计从纵向角度描述了系统的功能模块，而系统逻辑架构设计则是从横向角度描述系统各层包含的功能组件以及各层之间的交互关系。个性化教学PCAI平台逻辑架构如图2所示。

四、系统功能架构设计

基于对系统的功能需求分析，从不同的参与者角度对系统的功能模块进行划分，得到系统的功能架构如图3所示。

五、总结

目前的PCAI系统大多基于论坛形式完成个性化教学任务，教师监督力度不够，学生学习随意性较大，个性化教学效果不佳。本论文主要针对这一问题进行了研究和分析，并在软件工程相关理论和技术的指导下，构建了一个个性化教学PCAI平台。

个性化教学PCAI平台为学习工作流的定义提供了基础，实现了学习过程定义和学习监督过程定义的分离，有利于提高学生的学习积极性，增强学习效果；同时，教师通过对学习工作流及监督规则的定义，提高个性化教学过程的效率。

参考文献：

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