智能化教学设计指导系统的设计与实现

龚萍

摘 要：教学设计自动化技术是教育技术学的关键技术之一，[1]文章所探讨的智能化教学设计指导系统隶属于教学设计自动化技术。文章结合《现代教育技术》公共课程的教学内容和教学计划，采用PHP+MYSQL技术，通过对学习者进行智能化的前期分析，得到学习者的认知能力、学习风格和学习动机水平，根据分析出的数据确定学习者的学习类型，并以此为基础自动为教师开出教学处方，同时也为学习者自主学习开出适合的学习处方。[2]

关键词：智能化;教学设计;教学设计指导系统;PHP+MYSQL

中图分类号：G434             文献标志码：A           文章编号：1673-8454（2015）04-0083-03

一、引言

教学设计实施过程中，教学设计人员需要掌握多方面的专业知识，如教学设计基本理论、专业课程知识、计算机操作知识等。对于普通的任课教师、单一学科的专家和相关专业的教学设计开发人员来说，不论分析设计还是实际操作都存在着很大的难度。正是如此，导致了大量、有效的教学设计计划不能在实践中得到实施。而且，教学设计过程本身就是一个创造的复杂性过程， 它不仅包含传统教学中的师与生、生与生、学生与外界环境等错综复杂的相互关系，还要考虑数字化环境下的教学过程与现实教学的差别，因此迄今为止还不能做到完全由计算机代替。正是基于这样的考虑，要独立使用计算机系统实现教学设计的全自动化，而不需要教学设计专家学者和有着丰富教学经验的学科优秀教师的介入，现阶段是不可能的。笔者此次设计的智能化教学设计指导系统旨在让更多的教学设计知识得到运用和推广。

智能化的教学设计指导系统旨在充分发挥计算机强大的数据处理优势， 借鉴众多教学专家和经验丰富的学科优秀教师的教学经验， 把计算机网络等智能技术与教学设计专家学者和有着丰富教学经验的学科优秀教师的经验相结合，减轻教学设计和教学系统开发人员的工作负担， 为教学设计和教学系统开发人员提供咨询、辅助、指导，提高教师教学设计的质量和效率。

二、系统总体设计

1.系统总体设计模型

本系统主要分为两大模块：前台设计模块和后台管理模块，前台设计模块包含学生用户注册、登录、测评等功能，后台管理模块主要包含用户管理、测评内容管理、课程管理、课程指导处方管理和自主学习处方管理。管理员预先设定学习者测评信息，学生在注册登录完成测评之后，系统能够分析出学生的学习者类型，并针对课程内容为教师开出相应的指导处方和为学习者开出自主学习处方，由教学设计专家和学科优秀教师对处方进行评价，以便根据评价反馈信息即时修改处方内容。根据前述功能，智能化的教学设计指导系统的总体设计模型如图1所示。

从图1可以看出，本系统主要包括信息收集、建立学习者类型、选择和输出教学及学习处方、评价与反馈信息。各模块功能如下：

（1）信息收集

学习者通过前台登录界面注册后，填写学习者认知能力量表、学习风格量表和学习动机量表，收集学生信息，在学习者模型库中录入学生信息。当学习者的认知能力、学习风格或学习动机有所改变时，系统将根据学习者重新填入的数据实时调整学生信息。

（2）学习者类型建立

对所收集到的三个学生信息量表数据进行处理，得到学习者的分类结果。本部分采用认知能力三种类型、学习风格八种类型、学习动机六种类型建立起学习者的144种类型，如表1所示。

（3）智能化输出处方

本部分主要根据学习者类型即不同学习者的认知能力、学习风格和学习动机水平，自动为教师开出教学处方，为学习者开出学习处方。当然，此处教学处方选择和设计需要借鉴各学科优秀教师的教学经验。

（4）评价与反馈信息

本部分教学设计专家根据学习者填写的信息对所开具的教学处方和学习处方进行评价和修改。

2.系统总体框架

依照图1的总体设计模型，智能化的教学设计指导系统的总体框架如图2所示。

智能化教学设计指导系统模型包括三个部分：管理员用户、学生用户和教学设计专家用户。管理员用户承担着用户管理、测评内容管理、课程管理、教师处方、学生处方和系统维护等几个模块的工作;学生用户主要的功能是用户注册登录和量表测评;教学设计专家用户主要是针对给出的教师学生处方以及量表制定的规范性做出评价，并给予反馈信息。

3.数据库的创建

本系统定义的数据库（IDIGS）中包含9个数据表：管理员表admin、班级表banji、院系表yuanxi、年级表nianji、测评表ceping、测评项cepingxiang、学生表 xuesheng、处方表chufang、学习表xuexi。

三、系统的具体实现

本系统采用Apache+MySQL+PHP作为技术支持，PHP是完全免费的，PHP是一种不仅安全而且能快速学习、跨平台具有良好数据库交互能力的动态网页设计语言;[3] MySQL是一个快速、多线程、多用户的SQL数据库服务器，支持正规的SQL查询语言和采用多种数据类型，能对数据进行各种详细的查询等都是PHP选择MySQL的主要原因;[4] Apache是当前全球占有率最高的网站服务器，不仅功能强大、稳定，而且完全免费，获取方便。我院校园网的服务器也在使用Apache。[5] 一个优秀的系统应该有一个友好的前台界面，同时具有一个安全简洁的后台维护界面，以便于管理。

1.前台页面的实现

前台页面主要包含的功能是学生注册、登录和学习者填写认知能力、学习风格、学习动机三个量表。它是阐明教学目标，进一步给出教学分类处方的前提和基础。

（1）前台登录页面的实现

前台页面中登录是学生进入到系统测试的入口，是学生面对本系统的第一印象，应该有一个友好的前台界面，登录页面如图3所示。

（2）学生测评的实现

学生测评是指学生通过完成学习者认知能力量表测评、学习者风格量表测评和学习者动机量表测评，以便统计出学习者类型。

实现代码：

<tr>

<td class="left_txt"  width="151" align="right">

<？=$row[1] ？></td><td width="159" class="left_txt">

<？=$row[2] ？></td><td width="294" class="left_txt" ><a href="cppingde.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">认知能力测评</a>|<a href="dongji.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">学习动机测评</a>|<a href="fengge.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">学习风格测评</a></td>

</tr>

<？ }？>

</table>

如学习风格测评实现代码：

$jiafen=$a1-$b1;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli1="深思熟虑型";

}

elseif（0<=$jiafen）

{

$nengli1="积极主动型";

}

$jiafen=$a2-$b2;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli2="直觉型";

}

2.后台管理的实现

后台管理即管理员对智能化的教学设计指导系统进行维护和编辑。管理员用户登录后可以进行用户管理、测评内容管理、课程管理、教师处方管理、学生处方管理和系统维护等操作。

（1）用户管理界面的实现

管理员通过用户管理界面，可以实现密码的修改、用户的添加和删除。

实现代码如下：

<？php

session_start（）;

include（"db.php"）;

include（"ck.php"）;

$tijiao=$_POST[tijiao];

$yhm=$_POST[yhm];

$mima=$_POST[mima];

$newpass=$_POST[newpass];

if（$tijiao=="提交"）

{

$resulta = mysql_query（"SELECT * FROM admin  WHERE uname= '".$yhm."' AND upass = '".$mima."'"，$conn）;

if （mysql_num_rows（$resulta） == 1） {

$details=mysql_query（"update admin set upass='".$newpass."' where uname='".$yhm."'"，$conn）;

if （$details ！= null） {

echo "<script>alert（'密码修改成功！'）;history.back（）;</script>";

}

}

}

？>

（2）测评内容管理页面的实现

测评内容管理页面是管理员管理本系统的核心，在此页面上，管理员可以对三个测评量表内容进行修改和更新。如学习动机管理界面如图4所示。

（3）课程管理页面的实现

课程管理是管理员对《现代教育技术》课程内容章节添加修改的一个权利。

（4）教师指导性处方和学生自主学习处方的实现

系统通过确定学习者类型及对《现代教育技术》课程内容章节的分析，选择和输出相对应的教师指导性处方和学习者自主学习处方。如学习者自主学习处方如图5所示。

文章主要基于目前新教师面临教学经验不足以及多数教师教学压力大无暇教学设计的现状，提出智能化的教学设计指导系统，以便缓解教师教学设计压力。并以此设想为基础，设计并实现了以《现代教育技术》课程为例的智能化教学设计指导系统。

参考文献：

[1]黄荣怀.关于教育技术学领域中的若干关键技术[J].中国电化教育，2005（4）：5-9.

[2]方红.现代教育技术[M].北京：中国财政经济出版社，2013.

[3]徐设政，陈茂材.动态网站建设及技术运用[J].中国教师，2012（2）.

[4]刘洪锦.通用计算机题库系统的设计与实现[J].天津理工学院学报，2002（4）.

[5]黄炳强.PHP+MySQL网站开发实例精讲[M].北京：人民邮电出版社，2007. （编辑：鲁利瑞）