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目前的网络教学系统大多通过网页发布和一些交流工具来开展教学活动,基本上是Internet技术在教学上的简单应用。他们主要提供一些教学资源,学习的动态过程无从体现,没有发挥教师的即时指导、监控、调节等作用,缺乏对适应学生特征的个性化学习支持手段。自适应教学系统是解决以上问题,同时实现自适应教学的有效解决方法。自适应教学系统作为比较特殊的教育应用领域课题,在理论上融合了教育、教学等的基本理论,在实现上又依赖于信息技术及网络技术的应用。而其智能性的实现则有赖于人工智能的发展。
本文的研究立足于开展网络教学的实际需要,提出了一套教学领域知识的组织和表示方案,用户建模和体现智能适应性特征的学习支持系统结构模型,并基于这些研究成果开发了自适应教学系统——A-T-SYSTEM。
论文的主要工作包括如下几个方面:
1.研究了学习理论的研究和发展,对学习理论的各个阶段的方法及其工作流程作了详细的分析。
2.给出了领域模型、学生模型、自适应展示和自适应导航的具体实现。其中领域模型主要讲述了领域模型的定义、对象和知识表示,同时结合A-T-SYSTEM系统具体地分析了领域模型的层次关系,课程之间的结构,同时给出了此系统课程学习单元之间的前提-后继关系图,最后系统设计了基于XML语义网络的知识表示方法,并给出了部分XML代码。而学生模型则主要介绍了学生模型的定义和分类,同时结合A-T-SYSTEM系统分析了学生模型的特征因素,包括用户偏好,用户知识背景等.给出了A-T-SYSTEM系统学生模型的初始化和更新过程。自适应展示和自适应导航主要对它们的方法和技术进行研究和分析,同时给出了系统所采用的自适应展示和导航的方法和技术,给出了一个如何得到学习单元的难度等级的一个流程图,并结合具体的数据和公式详细地讲述了实现自适应展示过程。并给出一个如何给根学习单元设置标记灯的算法,结合一张有向无环图详细地讲述了如何设置自适应导航标记的过程。
3.提出了一个自适应教学系统模型,给出了系统的框架结构。此系统采用三层Client-server结构。第一层是由一组嵌入JavaScript的JSP页面组成,主要用来在客户端显示课程内容和知识导航。中间层是由一组Servlet,JavaBean和Java应用程序组成,主要用来接收学生请求、学生模型初始化和学生模型的更新,同时发送自适应课程内容和知识导航信息给客户端。第三层是由相关的数据库和XML文件组成,主要用来存储课程结构内容和学生模型信息。
4.论文最后结合了《计算机网络》课程的部分章节内容设计和实现了一个自适应教学系统——A-T-SYSTEM。同时详细地介绍了系统的软硬件环境和配置,并给出了系统设计的重要代码。最后论文还给出了系统实现的界面图。