基于个性化推荐的计算机辅助教学系统

周卉

摘要：针对个性化推荐的计算机辅助教学系统进行分析，对这一内容进行简单介绍，同时还分析了传统计算机辅助教学系统和CPAI个性化教学辅助系统的特点进行介绍。结合这些内容，总结了个性化推荐的计算机辅助教学系统的设计，内容有：系统网络构架设计、系统逻辑构架设计、系统功能架构设计等，希望通过对这些内容的分析，能够为个性化推荐的计算机辅助教学系统的科学应用提供一定帮助。

关键词：个性化;计算机辅助教学系统;网络构架;逻辑构架

中图分类号：TP3 文献标识码A 文章编号1674-6708（2019）239-0110-02

1个性化推荐的计算机辅助教学系统概述

个性化计算机辅助教学系统，它在计算机辅助教学基础上，进行相应的创新，添加了人工智能技术。该技术还可以针对教学内容、教学策略等进行进一步划分。它包含计算机技术、网络技术和教学等技术，该系统设计的主要目的是为了在具体学习过程中，为教学参与者提供相应的交互平台以及个性化教学平台。该系统最早是美国的GerryStahl所提出来的，他认为个性化教学不只是团体当中的一个人在学习，而是认为整个团体均在进行学习，个人属于团体当中的一个组成部分。知识对于个性化学习而言，其仅属于一种产品，不同学习者对这些产品进行讨论和交流，并且对这些知识做出总结和整理，最终将其记录下来。而计算机对于个性化教学系统而言，属于基础性内容，若没有计算机则很难实现教学参与者之间相互交流的目的，让各个参与者之问的交互是透明的，这也就无需知识具体实现的细节。

2CAI和PCAI的特点

2.1CAI特点

针对传统计算机辅助教学CAI进行具体设计过程中，针对课程目标进行分析，形成相应的学习目标所对应的层次结构。此后针对不同层次的学习目标所对应的学习任务进行具体设计，要求每一个画面当中均包含相应的课文解释和提问等信息。然后将这些设计完的画面结合一定顺序进行连接，这样就形成了我们常见的课件。通过这一设计方式，预先对结构进行固定，所形成的课件被称作刚性面向画面的CAI系统。传统形式的CAI课件存在一定缺陷，如适应能力不强、交互能力不强以及缺乏创造能力。

2.2PCAI特点

个性化计算机辅助教学系统，主要是将传统计算机辅助教学系统作为基础，做出的一系列创新，它为CAI赋予了人工智能技术，同时对教学内容以及教学策略作出相对明确的划分，其还可以生成比较适合单个学生水平学习的模型，充分了解学生具体学习过程中存在的问题和不足，同时也能够了解学生学习过程中存在的优势所在，可以有针对性的自动生成适合不同水平学生的课程进行讲解。与此同时，可以帮助教师充分掌握学生的整体学习情况，能够帮助教师对教学策略进行及时调整，进一步对教学资源进行整合。可以帮助学校和家长对教师课程情况作出进一步评估。一般而言，PCAI可以结合学生对于不同知识的掌握情况，自动生成不同层次的练习题，因为他存在自然语言的生成和理解功能，这样能够加深人机交流，并且还能够针对学生和教师的错误做出识别，找出这些错误的原因所在，并且制定针对行的解决措施。还可以对学生、教师教学和概念进行评价，PCAI属于当前的一种十分先进的教学系统软件，其具备传统软件无法比拟的优势。

3基于个性化推荐的计算机辅助教学系统设计

3.1系统网络构架设计

个性化教学PCAI平台，属于一种相对典型的分布式系统，该系统物理构架如图1所示。

针对图1进行分析可以得出，个性化教学PCAI平台在部署期问，主要包含的内容为内部网络以及公用网络两个部分。其中内部网络内容为部署系统服务端构件，而外部网络的部署则是客户端部分。相应系统内部，存在3种服务器，主要为部署服务功能构件应用服务器，存储数据数据库服务器、部署网站应用构件Web服务器。该系统当中还包含了校园内部现存其它系统服务器，上述内容之间存在数据实现交互、而在内部网络当中，在系统当中部署一台客户端，主要是提供给系统管理人员应用，其目的是对相关配制进行管理。该系统当中多数用户主要是借助外部网络，对系统的核心功能进行应用，而系统对于外部的可用功能进行具体部署期间，使用的则是将B/S为基础的模式，因此用户仅需要对浏览器进行使用，则可以对系统功能进行调用。

对系统进行构架以及设计期间，主要是将系统当中存在的不同类型数據作为依据，从中找到最为合适的数据存储方式，对系统数据存储逻辑结构进行描述。然后站在个性化教学PCAI平台需求角度进行分析与设计，得到了这一系统当中不但包含格式相对正式和统一的数据形式，同时也存在不规范数据类型。

3.2系统逻辑构架设计

逻辑构架设计，主要是站在开发人员的角度进行分析的，对系统当中不同构件设置在不同构件层当中，促使不同层级之问可以借助接口进行调用，促使系统性能所需要的可扩展性以及可维护性需要。对于个性化教学PCAI平台的分层构架模式来说，从总体上是结合分层结构进行具设计的，而对于每一层而言，均包含相应的软件构件。每一层的具体分析如下所述：

第一层属于用户接口层，这一层主要是促使用户系统之问信息交互，而系统接受用户数据以及指令，用户则获得系统处理后的结果。在具体个性化教学PCAI平台用户接口层当中，教师在这一层定义设计出个性化教学交流和学习角色等。学生则在这一层内绑定个性化教学流程，同时对实例进行调用，这样就形成了不同节点的个性化教学任务。业务管理人员则可以在这一层当中，针对个性化教学流程实施调用以及分配，可以设置出不同种类策略参数，而学校管理人员则可以在这一层当中，针对不同数据做出统计和处理，从中获得最终的结果数据。该系统管理人员可以结合这一层，针对系统做出深度制定，并且可以实现对用户的管理，以及对数据库的维护。

运行之处环境层，其所拥有的业务逻辑层的不同功能构件，能够为底层提供构件支持。而因为个性化教学PCAI平台，主要是将工作流技术作为基础性构件，因此在这一层当中，应当对工作流做出部署以及调用，其还包含开源JBPM工作流程引擎以及JMS消息通信引擎等。借助开源Drools规则引擎，来针对不同学习策略规则以及优化规则做出定义以及运行，并且以服务双工通信技术，为教师和学生提供交流通信平台。

3.3系统功能架构设计

以系统功能的需求作为基础，站在不同参与者角度进行分析，针对系统功能模块做出进一步划分。经过划分之后发现，个性化PCAI平台内容主要包含个性化教学管理功能模块、学生网络学习功能模块、领导层功能模块以及系统管理功能模块等。

其中个性化教学管理功能模块的主要内容有个性化管理流程，修改、删减和备份等功能。个性化教学流程对于系统的正常运转奠定基础，同时也是该平台数据的主要对象。能够对学生具体学习情况进行监控，这一功能可以促使教师全面掌握学生对自身所教授课程的学习情况，同时实现智能辅助个性化教学，能够帮助教师减轻个性化教学所面临的压力，还能够在一定程度上提升个性化教学效率。针对学生所提出的问题，以智能化方式进行处理，进而结合问题热度进行排序。制定出科学有效的学习策略，同时教师结合学习流的具体运行过程进行规则确定，还可以和个性化教学流程实例进行有机结合，进一步对学生的学习流程进行严密监督和控制。

4结束语

当前，科学技术不断创新，因此需要充分应用新科学技术，为教学工作提供推动力，进一步为培养高素质人才提供帮助。个性化计算机辅助教学系统，就是新科技发展的产物，是一种高效率的教学工具。教师和学校需要对PCAI系统进行充分应用，同时相应技术人员还需要对这一技术进行大力创新，进一步推动我国教育事业的蓬勃发展。