面向个性化教学流程的虚拟学习环境模型研究

王 辉 宋 杰

（昆明学院信息工程学院，云南 昆明 650214）

0 引言

本文的内容首先叙述了个性化教学过程对学生和教师的要求，总结了虚拟学习环境的特点和优势，然后分析了各国在虚拟教学中设计的情况， 并分析总结其优缺点。 教师可以根据具体教学情况建立个性化的教学步骤；此外，他们还可以根据教学要求或教学条件的变化，在实施教学步骤的整个过程中，对教学步骤进行动态设计。 因此，不断地实现了个性化的教与学要求。 另外，文章用实际的数据来验证系统在提高彼此的教学效率方面的有效性， 从而获得研究成果。

1 世界各国科学研究分析报告

世界各地专家教授早就设计方案完成了众多虚拟学习自然环境数字模型，并联系实际情况持续改进。他们方便使用并提供了一系列教学专用工具， 达到了教学双方的要求。 我国在虚拟学习环境层面的科学研究已获得明显成效。比如，中国科学院计算技术研究所智能化信息资源管理重点实验室与云南省师范学校电子计算机管理中心等单位协同产品研发了一个根据Web的教学系统形式实体模型。 该实体模型选用本身基础理论和技术性来勾勒行业专业知识的各类特性， 进而提升海外在虚拟学习环境层面的科学研究， 现阶段有诸多虚拟学习服务平台被开发设计和运用， 并获得了作为应用方的学校、 公司和其他组织的五星好评。 比如， 加拿大麦考瑞大学的麦考瑞杰非凡电子器件学习管理中心等企业开发设计出一个根据Java 的学习手机：学习主题活动智能管理系统。 现阶段，该系统早已在国外，如英国、德国、克罗地亚、加拿大、澳大利亚等许多国家学校及初中广泛运用。

2 面向人性化教学步骤的虚拟学习环境系统设计

2.1 系统实体模型分析

2.1.1 建立教学步骤中非线性学习次序灵便设置问题

每个知识要点间通常具备繁杂的非线性逻辑顺序，进而造成包括知识要点的学习模块间有繁杂的非线性逻辑顺序。 在虚拟学习环境的当前阶段，创建教学步骤时，通常只能使用线性教学步骤。 因为学生情况不同，教师不能要求不同条件的学生再次学习某些模块， 并且学生也不能根据自己的情况重新学习模块。 不符合教育人性化要求。

2.1.2 建立标准，并灵活设置问题

在建立课堂教学过程中，不同的学生通常具有不同的专业能力、目标和预期学习效果。 所有这些特定情况导致每个课堂教学过程的每个学习和培训模块都设置了不同而复杂的标准。 但是，当前的虚拟学习环境不能基于上述条件，可以灵活设置每个学习和模块的实施标准。

2.2 系统设计方案

自动控制系统的设计方案是系统规划方案的过程。 它实际上包括设计方案系统的系统架构图、设计方案系统软件的领域模型、设计方案和实际操作控制面板的模型以及开发设计的设计方案。 系统软件数据库查询实体模型的五个阶段。

2.2.1 设计方案的系统架构图

系统架构图是一个全面的实体模型。 从功能分解的角度来看，虚拟学习环境由许多功能模块组成。 登录系统后，它是虚拟学习环境的主界面以及虚拟学习内部空间的设计方案。 虚拟培训室内空间的设计方案包括3 个控制模块：客户智能管理系统、教学管理和教室辅助管理计划。 每个控制模块可分为许多小型功能模块。

2.2.2 程序设计的领域模型

在结构分析链接中创建的领域模型是系统的领域模型，但它并未完全考虑系统开发所需的所有实体模型元素。 例如，实体模型没有完全考虑每个实体线目标的所有特征和方法，也没有完全考虑相关的融合类和接口类。 以下将进一步改进和完善虚拟学习环境的领域模型，将其转变为真实的领域模型。

2.2.3 方案设计与设计开发操作界面

操作界面是一个综合的服务平台，用于在应用程序人员和计算机之间进行信息交换。 因此，良好的操作界面对于使用人的感受非常重要。 它关系着是否能引起使用人的兴趣，是否让使用人心情舒畅的开始有效率的学习。

2.2.4 程序设计系统的数据库实体模型

系统软件的数据库实体模型分为2 种方法，即逻辑模型和概念模型。 通常，逻辑模型由实体连接图说明，而概念模型是从逻辑模型转换而来的。

3 根据虚拟的课堂教学方式试验分析

依选取某院校通讯信号专业的学生作为行为主体试验目标。 他们所设立的主修科目——《通讯信号机器设备与程序编写》 作为试验的实际目标之一，此课程内容基础理论教学的总课时在改革创新的教学方式后，由原先的160 课时降低为120 课时，而教学内容基本上维持不变，应用传统式的教学方式，在比较有限的120 课时内把通讯信号机器设备与程序编写的所有专业知识教授给学生是无法完成的。 因而，必须用新的教学方式处理这个问题。 选择设立课程内容、学生平均水平同样的2 个班集体作为试验科学研究对像， 试验教学班为082 班， 传统式教学班为081班，每一个班学生总数为48 人，在其中实验班选用根据通讯信号模拟仿真的课堂教学方式，一般教学班选用传统式教学方式。 通讯信号机器设备与程序编写课程内容试验班与传统式班教学状况比照。 一年以来的教学具体情况反映表明，虚拟通讯信号模拟仿真在通讯信号机器设备与程序编写课程内容教学中的应用前景广阔。 虚拟通讯信号模拟仿真学校通讯信号专业的运用终将改革创新传统式的通讯信号技术专业教学方式，虚拟通讯信号模拟仿真是执行以学生为管理中心的教学必不可少的专用工具， 也是基础理论、实践活动紧密结合教学的桥梁，是一种对学生具体能力塑造的合理处理方式，根据虚拟通讯信号模拟仿真的教学方式变成通讯信号专业课堂教学改革创新的发展前景。 根据数据分析，在实验班比传统式班教学课时少40 课时的状况下， 实验班整体考试成绩仍大大的好于正常班，但同时也看到了实验班的程序编写优秀率没有传统式班高。 分析其中原因，在通讯信号模拟仿真上“实际操作精密度”和“掌握情况”不太好确保：要想变成娴熟有技术性的作业员，还必须提升学生的一线实践活动， 提升学生的实践活动自学能力。有效的开展专业化教学设计方案，使通讯信号模拟仿真课与真正的实践活动课占比达到最佳，完成教学实际效果的最优控制。

4 结语

目前的虚拟学习环境在达到教师和学生的人性化要求层面存有很大不足，进而无法使用户灵便地设计和实行符合本身状况的教学步骤。 鉴于此，文中对怎样人性化地建立教学步骤以及实行过程中的人性化控制提出了一个解决方法，达到了教育工作者和学生的具体要求。 如今的科学研究工作中还存有一些不足。 比如，在这个实体模型中教师的任务繁杂，而且教师资源是比较有限的，怎样用人工智能技术的基础理论和技术性来协助教师有效率地进行有关工作，将作为将来科学研究的一个关键课题。