英语语言文学教学管理系统的设计与实现

饶晓丽

摘 要： 传统英语语言文学教学管理系统存在课件模式化以及机械化教学的缺陷，学生同教师之间缺乏双向沟通，英语教学质量大大降低。因此，融合人工智能和计算机辅助教学，设计并实现智能计算机辅助英语语言文学教学管理系统，对系统实施了总体架构设计以及功能模块分析，分析了系统的关键技术，通过基于概念图模型的知识表示，解析英语学科资料以及测试题目，判断学生的错误，获取具有针对性的英语教学意见，通过学习跟踪技术对学生的学习情况实施跟踪，获取合理的学习改进方案，提高学生的英语学习质量。系统实现部分详细分析了系统教师管理模块、学生管理模块以及数据库配置的实现过程。实验结果说明，所设计系统的各项功能运行正常，实现了教学和学习的双向智能互动。

关键词： 英语语言文学； 教学管理； 系统设计； 人工智能； 学习跟踪； 概念图模型

中图分类号： TN911?34； TP399 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）03?0182?05

Abstract： The traditional English language and literature teaching management system has the defects of stereotyped courseware and mechanized teaching， lacks two?way communication between students and teachers， and may reduce the English teaching quality greatly. Therefore， the artificial intelligence and computer?assisted instruction are integrated to design and implement the English language and literature teaching management system with intelligent computer?assisted function. The overall architecture design and function module analysis of the system were carried out. The key technologies of the system are analyzed. According to the knowledge representation based on concept map model， the English subject data and test questions are analyzed to judge the errors of students， and acquire the specific English teaching suggestion. The learning situations of students are tracked by means of learning tracking technology to get the reasonable learning improvement scheme， and improve the English learning quality of students. In the second part of this paper， the realization processes of system teacher management module， students management module and database configuration are analyzed in detail. The experimental results indicate that each function of the designed system can run normally， and the system can realize the two?way intelligent interaction between teaching and learning.

Keywords： English language and literature； teaching management； system design； artificial intelligence； learning tracking； concept map model

0 引 言

随着经济的快速发展，英语的重要性也逐渐提升。在网络环境中塑造信息化英语教学平台成为英语教学中广泛采用的教学措施。传统基于计算机的英语语言文学教学管理系统存在课件模式化以及机械化教学的缺陷，学生同教师之间缺乏双向沟通[1]，英语教学质量大大降低。因此，融合人工智能和计算机辅助教学设计的智能计算机辅助英语语言文学教学管理系统将教学内容和教学方案独立，基于学生资料库中的学生模型，采用智能系统的检索和推理[2?3]，动态产生个性化的教学内容和方案，同时基于智能学习跟踪技术分析学生的英语学习状况，产生有效的改进策略，提高学生的英语学习质量。

1 英语语言文学教学管理系统设计

1.1 体系结构设计

本文采用B/S三层模型设计英语语言文学教学管理系统，具有运行模式简单、创建耗时少以及便于移植等优点。交互层、中间层以及数据层构成了B/S三层模型[4]，体系结构见图1。这三层的作用分别是：交互层连接用户与系统，用户可在任意地理位置通过IE浏览器进行搜索；中间层是Web服务器，先接收浏览器的指令，再回复经处理后的结果；数据层由学生模型、教师模型以及领域模型组成，对各数据进行分析并归类，完成所有数据的存取任务，即数据库服务器。endprint

1.2 系统功能设计

系统功能主要分为四大功能模块：教师模块、学生模块、教务人员模块以及管理员模块，各模块间联系紧密并完成一系列教学任务。

学生模块：基于学生的测评成绩分析学生的学习状况并提出针对该学生的改进意见，根据学生学科的不同提供相应的试题库[5]，对学生的答卷进行批改以及错题解析。

教师模块：为学生设定学习目标并督促学生提高学习效率，基于学生的掌握情况及时更改教学方案，指出课件中的重点、难点知识并保证题库与教学内容同步。

教务人员模块：管理教师的授课流程以及学生的出席情况，对教师的工作内容进行审核，掌控所有学生的学习状态以及每个个体的实际情况。对授课教师的教学成果进行综合考评。

管理员模块：负责监管、维护英语语言文学教学平台，使教学平台处于正常运行模式，支持建库、扩充以及修改题库等操作，并拥有修改用户、设定口令等职权。

1.3 系统的关键技术

1.3.1 基于概念图模型的知识表示

智能教学体系中的重要组成部分是学科知识表示结构。引入概念图模型知识表示对学科资料以及测试题目进行解析[6]，从而确定学科概念与测试题目两者间的联系，便于判断学生的错误并提出有针对性的教学意见。

1） 学科知识的结构与概念图模型

学科资料分为章、节、子节以及重要概念，可形成树状结构，学生可通过这种方法整体了解学科内容，但要想全面地判断学生的学习情况，添加备注信息是十分必要的。创建用符号替代文字的概念图，这种概念图不仅简洁而且能直接体现概念间的联系。以概念与为例，若作为的前提条件，则概念联系是：。一个概念可与多个前提条件对应，一个前提条件也可与多个概念对应。

2） 创建概念关系图

在确立概念间的二维关系表CET的基础上创建概念关系图，在描述的前提条件下，用描述的前提条件个数。在的情况下，是符合的一个前提条件；在的情况下，与不存在关系。

3） 学习诊断过程

10个测试题目在一个单元中，概念影响关系图TQRT展示了它们之间的联系，如图2所示。设定的取值区域是[0，5]，当取值是0时，说明与间不存在联系。

如果学生回答时出现错误，说明学生答错16%与概念相关，50%与相关。

阈值是在可接受范围内的错误率。如果则表示学生已掌握否则，将继续努力学习该概念，且该概念会成为“待加强学习项目”的一项。如果“待加强学习项目”包含很明显地可以看出这一单元中概念是易错点，且是待加强学习项目的基础概念，所以学生应重点学习概念

本文设计的英语语言文学教学管理系统的智能性特征主要体现在学习过程中及时指出错误点以及查找错误根源并给予解析，该过程也是总体系统研发需要攻克的难关。概念图的知识表示方法不仅能确定错误点且能查到产生错误的根源，便于诊断学生的错误概念。

1.3.2 学习跟踪

系统按章节将教材划分成多个单元。为了方便查找，将章节的序号设置成单元的序号。当学员选择某个单元，与此同时该单元号UnitNumber就会被记录。如果学习结束，学生或者教师想查询某个单元的学习情况，则输入相应的单元序号就可显示出当前的学习进度，系统可在任意时间对该数据进行调查[7]。LearnedPercent会记录每个单元的比重，当学习结束时，LearnedPercent数据会被系统自动标记在学生记录中。下次学习时学生可根据自己的学习情况确定是重新学习还是继续学习。在英语语言文学教学过程中，由于各章节的重点与难点不同，教学方法与进度也不尽相同，因此，需要制定不同的英语语言文学教学方案指导不同水平的学生学习。可用人工智能技术中的产生式规则表示教学方案：

规则名：if <条件> then <动作>

基于产生式教学方案的优点是模仿人的判断方法接近人的思维方式，便于理解且操控方案明确。以下是智能教学系统中的规则：

ROO1：IF （學习水平好）AND（认知能力较高）

THEN（继续下一知识点的学习）

ROO2：IF （学习成绩好）AND（认知能力一般）

THEN（提高当前知识点的认知能力）

ROO3：IF （学习水平一般）AND（认知能力一般）

THEN（重复当前知识点的学习）

ROO4：IF （学习水平一般）（认知能力较低）

THEN（重复当前所学的知识点）

ROO5：IF （学习水平差）AND（认知能力较低）

THEN（回到上一知识点的学习）

由上述分析可知，在该规则库中的规则都是针对某一区域的，并不针对某一指定对象。规则库中不存在某一学生学习过程的详细资料，也没有运用这些规则完成推理的过程。通过具体情况分析，学生测试某部分知识点题目的得分反映其学习成绩的好坏；学生测试某部分知识点的认知能力值反映其认知能力的高低。运用prolog对规则进行表达[8]：

ROO1：knowledge（continue_study）?score（good），ability（higher）。

当学生学习某一节知识时，必须完成系统中的英语语言文学练习部分，系统依据学生的答案评判出一个分值，如果该分值小于系统设置的阈值，则系统认定该节知识已合格。下次学习时，系统会针对学生的学习记录布置相应练习，这样的练习内容包含复习与预习的知识。一般阈值的设置会参考该学科的教学目标以及学习经验，下面是对某知识点的评判方法：

规则是Important（i）=IN（i）+OUT（i）

式中：用Important（i）描述第i节知识点在课本中的重要性；用IN（i）描述课程中，其他知识对第N节知识存在影响的个数总和；用OUT（i）描述课本中第i节知识影响其他知识的个数总和。对本课程中全部的Important（i）进行运算，基于此规则可确定某一章节中某一知识点的阈值。用函数Valve（i）描述该阈值，其大小与Important（i）成正比关系，且比1小。endprint

给出的一个问题上的准确率规则是Ruler=1- Valve（i），详细规则为：

可判断该学生对这个知识点的学习状态是良。

2 系统实现

2.1 教师管理模块

教师记录添加与教师信息管理是本模块的两个分模块，主要对被审核的教师信息进行管理。可对教师信息进行添加、修改以及删除等操作，系统管理员或者系部管理员具有增添教师用户的职能。

2.1.1 教师记录添加

系统支持逐一手动输入或者模板批量导入两种方法对教师资料进行增添，先输入教师的基本情况，系统自动对输入的教师基本资料进行审核，审核合格的资料会被录入数据库，对审核不合格的资料系统会及时提示。管理员级别的用户可对资料进行批量导入的操作，数据完成自动匹配，再结合insert语句进行批量导入。平时对教师资料进行单条输入的操作较多，用户对教师的基本资料进行输入，经前台非空检验，待检验资料完善再转送至后台服务器判断，通过后可一直在数据库中保存。

输入教师资料前台时，先在Load过程中将授课科目、学历以及职称的对应栏初始化，再对后台代码进行操作。因初始操作类似，进入页面后台结合select指定语句返回相应的数据集，完成页面中下拉列表框的项目填补，这样才能在公共类找寻出返回数据集的办法，以下是主要代码：

private void set_re（Character lines str_sql）

{

reSUry.Programname.Clear（）；

reSUry.Programname.Add（""）；

Summary item suc_ds；

inti = 0；

suc_ds = vre_class1.get_Summary item（str_sql， "re"）；

for （i = 0； i<= suc_ce.Director["re"].Pne.Count ? 1； i++）

reSUry.Programname.Add（suc_ce.Director["re"].Pne[i]. Data set

options [0].ToCharacter lines（））；

}

设定学历和职称的方式与方法set_re具有共同点。用户将数据录入并上交后，生成一条 insert into语句，进而推动公共类的run_Instruction（Character lines strcmd）方法并将一条数据插进数据后台中，实现对教师资料的添补。

2.1.2 教师信息管理

对教师的基本资料实施检索、编辑、清除以及信息修正是教师信息管理系统的主要功能。以教工号或姓名作为搜索目标，查找到教师在系统中的基本资料，用户是否能对资料实现编辑、删除以及密码更改的操作取决于该用户的职权。

将一个文本框和一个下拉列表框置于前台页面中可分别实现查找以及选择的操作，后者可对查找方式精确或模糊地进行判断，默认状态是模糊，将各按纽和一个GridVied控件置于该页面中，它们的作用分别是实施查找操作以及反映查找后反馈的数据。

后台主要负责查询工作，如何创建一条动态查询语句是关键。在动态 SQL语句的创建过程中，基于用户对条件的需求情况对条件控件进行取舍[9]，若用户输入或选择了条件，则添加该条件控件。

2.2 学生管理模块

对学生的基本资料进行添补、修改以及删除等操作是该模块的主要功能，且该模块的用户权限仅限于参加学评教的学生。

2.2.1 学生记录添加

系统通过逐次录入以及批量导入措施添加学生记录，在页面中添加一个下拉列表框选择批量导入的手段，该手段包括增量导入和覆盖式导入两种。增量导入指导入新学生信息，覆盖式导入为先过滤掉已存在的学生信息，再导入新学生信息。

2.2.2 学生信息管理

学生信息管理可对学生记录实施检索、编辑以及过滤等处理。基于关键字和部门，在学生信息管理页面内实现学生信息的检索，并通过表格的方式呈现学生信息，采用模板页的方式完成学生信息的编辑和过滤等处理。其中，在检索按钮中，采用动态塑造的SQL语句键入数据源得到新的检索信息集。

课程信息功能模块呈现了英语教学大纲，同英语课程相关联的教学资料以及教学老师等情况。该模块为教师和学生提供所教以及所学的英语学科信息。教师通过课件管理功能模块描述英语教学课件以及辅导资料；学生采用课件关联功能模块能够获取有价值的英语学习资料。教师通过作业管理功能模块向学生布置作业和练习资料，教师采用疑问解答功能模块将有关英语的相关思考点反馈给学生，学生采用该模块完成课后的思考。

2.3 数据库配置

软件ASP.NET程序采用ADO.NET访问数据库，对SQLServer數据源进行一致性检验，软件规划人员通过ADO.NET同数据源相连，进而对数据实施检索、操作以及修正等处理。

3 实验分析

3.1 系统功能测试

实验检测本文设计的英语语言文学教学管理系统的前台登录和后台资源管理情况，分别用表1和表2描述。能够看出，对本文系统的前台登录和后台资源管理功能的测试结果是通过，说明本文系统是有效的，能够实现英语语言文学的教学管理工作。

3.2 系统界面测试

系统显示存放教师的教学文件信息界面，以及教务人员采用E?mail同教师传递教学信息界面，分别用图3和图4描述。

系统进行分布统计成绩显示时，可显示不同分数段的学生人数、统计不同班级和系别的英语成绩以及不同英语教师教学下的班级情况，其中统计不同班级英语成绩的图形界面用图5描述。endprint

综合分析图3～图5可得，本文系统在实现教师管理、学生成绩分析以及教务管理过程中，各项界面运行良好，为英语语言文学教学管理工作提供了可靠的基础，具有较高的应用价值。

4 结 语

本文设计并实现智能计算机辅助英语语言文学教学管理系统，提高了学生的英语学习质量以及教师的教学质量，具有较高的应用价值。

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