基于網(wǎng)絡(luò)的智能見習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于網(wǎng)絡(luò)的智能見習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

練習(xí)是課堂過程的重要組成部分，也是學(xué)生掌握知識和技能的重要手段。對學(xué)生而言,習(xí)題具備以下功能:鞏固消化知識,訓(xùn)練基本技能,開發(fā)智力,啟迪思維,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。習(xí)題的形式多種多樣,除了我們常見的紙質(zhì)習(xí)題外,還有筆者要說的智能化習(xí)題。智能化習(xí)題是以電腦為基礎(chǔ),通過人機(jī)交互與多媒體功能,用預(yù)先選擇好的軟件設(shè)計(jì)出的習(xí)題。學(xué)生在完成智能化習(xí)題的過程中,可以及時對自己的每一次操作作出準(zhǔn)確的反饋,使學(xué)生在第一時間了解自己做得對還是錯?；诰W(wǎng)絡(luò)的智能化習(xí)題,就是以網(wǎng)絡(luò)為依托,將設(shè)計(jì)好的習(xí)題通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給學(xué)生的習(xí)題。本文介紹的智能習(xí)題系統(tǒng)在教學(xué)方面,具有兩方面的功能,一方面,允許用戶自己出題,并給出參考答案;另一方面,也允許用戶答題,并根據(jù)參考答案判斷答題是否正確。本系統(tǒng)的練習(xí)題由系統(tǒng)隨機(jī)抽取自動生成,但本系統(tǒng)的重點(diǎn)并不是習(xí)題的生成方面,而是在于怎么樣根據(jù)用戶的答題情況,針對每個知識點(diǎn)給出用戶答題情況的分析,并且對每個知識點(diǎn)答題情況給出合理的意見和建議。軟件在Windows9x/NT操作系統(tǒng)下,采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型,三層體系結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、客戶瀏覽器三部分,主要用JSP語言和mySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)。1sql的簡介由于JSP頁面的內(nèi)置腳本語言是基于Java編程語言的,而且所有的JSP頁面都被編譯成為JavaServlet,JSP頁面就具有Java技術(shù)的所有好處,包括健壯的存儲管理和安全性。作為Java平臺的一部分,JSP擁有Java編程語言“一次編寫,各處運(yùn)行”的特點(diǎn)。隨著越來越多的供應(yīng)商將JSP支持添加到他們的產(chǎn)品中,您可以使用自己所選擇的服務(wù)器和工具,更改工具或服務(wù)器并不影響當(dāng)前的應(yīng)用。mysql是屬跨平臺類數(shù)據(jù)庫,使用廣泛,可以安裝在幾乎所有操作平臺上,而SQL只能裝在window平臺上。同時它包含一些與SQL標(biāo)準(zhǔn)不同的轉(zhuǎn)變,他們的大多數(shù)被設(shè)計(jì)成是對SQL語言腳本語言的不足的一種補(bǔ)償。然而,另一些擴(kuò)展確實(shí)使MySQL與眾不同,例如,LINK子句搜索是自動地忽略大小寫的。MySQL也允許用戶自定義的SQL函數(shù),換句話說,一個程序員可以編寫一個函數(shù)然后集成到MySQL中,并且其表現(xiàn)的與任何基本函數(shù)如SUM()或AVG()沒有什么不同。函數(shù)必須被編譯到一個共享庫文件中,然后用一個LOADFUNCTION命令裝載。2系統(tǒng)功能模塊本系統(tǒng)主要的軟件模塊有:章節(jié)選擇、知識點(diǎn)設(shè)置、題庫管理、退出系統(tǒng)等模塊,但重點(diǎn)是在知識點(diǎn)設(shè)置和題庫管理這兩個模塊。系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)用戶不同的角色可分為管理者和練習(xí)者,而本系統(tǒng)的重點(diǎn)建設(shè)在于知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)和題庫的維護(hù),以下作詳細(xì)介紹。2.1有設(shè)置知識數(shù)據(jù)庫的情況在接受題面和答案之前的一項(xiàng)重要的工作就是對知識點(diǎn)的輸入,從而根據(jù)不同是知識點(diǎn)生成不同是知識點(diǎn)庫,這樣才能在接受題面的同時輸入相應(yīng)的知識點(diǎn),使得題庫和知識點(diǎn)庫能夠很好地聯(lián)系起來。同時還要考慮到,如果一道題用戶沒有正確地做出來,則希望這道題在短時間內(nèi)再次出現(xiàn),以達(dá)到多次練習(xí)、加強(qiáng)效果的目的,所以涉及到知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)的問題,即知識點(diǎn)的關(guān)系。2.2以前題為導(dǎo)向,把本題通過中心文本部分作為編碼,并將其作為中心的文本,如設(shè)分布在前式中,其又分以下部分。請看智能習(xí)題練習(xí)系統(tǒng)提供方便友好的使用界面,而且習(xí)題是以選擇題為主。增加習(xí)題的界面里,應(yīng)有4部分:a.題干部分;b.選項(xiàng)部分;c.所屬知識點(diǎn)部分;d.答案部分。應(yīng)先進(jìn)行對知識點(diǎn)的增加,然后才能在輸入習(xí)題時,輸入此題對應(yīng)的知識點(diǎn)信息。根據(jù)學(xué)生對每個知識點(diǎn)的掌握情況不同,系統(tǒng)給出相應(yīng)的評價(jià)和建議。2.3學(xué)生數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)此系統(tǒng)是一個動態(tài)的數(shù)據(jù)庫,管理著題目、參考答案和答題結(jié)果。只有這樣,才能保證整個軟件在使用上的豐富和靈活。本系統(tǒng)學(xué)生模型的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中主要包括:“學(xué)生信息表”記錄注冊信息及所做練習(xí)題的正誤;“學(xué)生答案表”記錄學(xué)生的練習(xí)答案;“錯誤知識點(diǎn)表(注冊名table)”記錄學(xué)生的錯誤知識點(diǎn)及錯誤次數(shù);“點(diǎn)擊次數(shù)表(注冊名hittable)”記錄學(xué)生對各知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)次數(shù)等。3教學(xué)策略生成學(xué)生在進(jìn)行新知識學(xué)習(xí)時,要對其以往的學(xué)習(xí)歷史有一個評估測試,根據(jù)評估值確定學(xué)生學(xué)習(xí)新知識內(nèi)容的難易程度,使新知識內(nèi)容適合學(xué)生的接受能力。本系統(tǒng)按各章練習(xí)的成績,作為評估值生成教學(xué)策略。每章的練習(xí)題數(shù)目不定,根據(jù)每題的難易程度、考查的不同能力分配權(quán)值,權(quán)值在“題庫表”中的“權(quán)值”字段分配,總分F=∑(Qi*A),Qi為權(quán)值,A=100/ΣQi,這樣統(tǒng)計(jì)的分?jǐn)?shù)能較科學(xué)的反映學(xué)生的知識水平,同時統(tǒng)計(jì)方便。4建表并進(jìn)行知識建表首先是對知識點(diǎn)庫的建立,以章為單位把知識點(diǎn)建表。之后,在輸入習(xí)題的同時以復(fù)選框的形式選擇輸入每道題的知識點(diǎn),這樣就形成了習(xí)題與知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。5知識的傳遞性因?yàn)橹R有向圖具有直觀性,我們用它來表示是知識關(guān)系。設(shè)知識點(diǎn)i的前趨構(gòu)成的集合為前趨集,記Fi,同理可稱Gi為知識點(diǎn)i的后繼集,由此可知,知識體系中的知識點(diǎn)可以構(gòu)成一個有向圖,對于知識點(diǎn)k1,Fk1={},kk1={k3},對于知識點(diǎn)k3的Fk3={k1,k2},Gk3={}而知識點(diǎn)的Fk6={},Gk6={}。由上面可以看出,有如下性質(zhì):①設(shè)?fi,j∈Fi,?gij∈Gi,一定有fi,j→gi,j成立。若有g(shù)i,j→gj,k成立,則有fi,j→gj,k,具有傳遞性。②若知識點(diǎn)的前趨集和后繼集皆為空,則知識點(diǎn)為孤點(diǎn),如k6。若前趨集為空,而后繼不空,則稱知識點(diǎn)為根,如k1,k2。若前趨不空,而后繼為空,則稱知識點(diǎn)為葉,如k3。③設(shè)F*i和G*i是知識點(diǎn)i的擴(kuò)展前趨集和擴(kuò)展后繼集,令F?i=Fi∪j=1k1Fij1,G?i=Gi∪j=1k1Gij1Fi*=Fi∪j=1k1Fij1,Gi*=Gi∪j=1k1Gij1。其中:Fij1和Fij2分別代表知識點(diǎn)i的第j1個前趨的前趨和知識點(diǎn)i的第j2個后繼的后繼,k1代表知識點(diǎn)i的前趨集的元素個數(shù),k2代表知識點(diǎn)i的后繼集的元素個數(shù)。6判斷正誤,正確顯示并掌握各知識練習(xí)模塊是形成學(xué)生模型的主要依據(jù)。練習(xí)題題型以選擇題為主。學(xué)生可任做某章的題,系統(tǒng)保留學(xué)生的答案在“學(xué)生答案表”中,下次做時寫入表單,供參考、修改。點(diǎn)擊“完成”按鈕后,系統(tǒng)與題庫表中的正確答案進(jìn)行比較,判斷正誤,立刻顯示給學(xué)生。在題庫表中,每題都有相應(yīng)的幾個知識點(diǎn),此知識點(diǎn)為完成此題需掌握的知識。當(dāng)某題錯誤,系統(tǒng)到“錯誤知識點(diǎn)表”中去查這些知識點(diǎn)是第幾次錯。當(dāng)某知識點(diǎn)錯誤三次時,系統(tǒng)會打開“知識點(diǎn)解釋表”,給出此知識點(diǎn)另外的解釋、舉例,是對知識點(diǎn)不同于教學(xué)內(nèi)容的另一角度的解釋舉例。當(dāng)某知識點(diǎn)錯誤四次時,系統(tǒng)會打開“知識點(diǎn)邏輯關(guān)系表”,查找到此知識點(diǎn)的上位(LastIndex)知識點(diǎn),“知識點(diǎn)邏輯關(guān)系表”。當(dāng)某知識點(diǎn)錯誤次數(shù)大于五次時,建議重新學(xué)習(xí)全章的內(nèi)容。此功能模塊備有各題的標(biāo)準(zhǔn)答案,學(xué)生點(diǎn)擊時會以表格的形式顯示,學(xué)生可任意查看這些知識點(diǎn)是第幾次錯。7學(xué)習(xí)建議模塊此模塊主要是對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行全面的量化評定;建議學(xué)生每次進(jìn)入系統(tǒng)時進(jìn)入此模塊,了解自己的學(xué)習(xí)狀況,查看系統(tǒng)建議。列表統(tǒng)計(jì)、顯示學(xué)生學(xué)習(xí)