劉歡 方星星 王歡

摘 要 針對現(xiàn)代化網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中的智能問題，文章提出了一種基于Moodle平臺的網(wǎng)絡課程設計方法，該方法動態(tài)地生成學生知識樹,將自適應學習機制引入到網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中，高效、有較好可擴充性和靈活性，可滿足開發(fā)網(wǎng)上智能教學系統(tǒng)的應用需求。

關鍵詞 MOODLE 知識樹 智能教學系統(tǒng)

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Network Course Design Method Based on Moodle Platform

LIU Huan, FANG Xingxing, WANG Huan

(Computing Center of Army officers College, Hefei, Anhui 230031)

Abstract For the smart network programs in modern network teaching system, based on the Moodle platform design method, this method dynamically generate the students' knowledge tree, the adaptive learning mechanism is introduced into the online teaching system, efficient, and have better bescalability and flexibility to meet application requirements for developing an online intelligent tutoring system.

Key words MOODLE; knowledge tree; intelligent tutoring system

1 Moodle平臺下的網(wǎng)絡教學特點

Moodle是一個CMS課程管理系統(tǒng)，旨在幫助教師和教學管理人員建立一門網(wǎng)絡課程，這種課程管理系統(tǒng)可以被稱為LMS學習管理系統(tǒng)或VLE虛擬學習環(huán)境，是一個有別于“網(wǎng)上教學應用系統(tǒng)”的全新概念。Moodle使用的面向對象的模塊化設計本身具有出色的靈活性和可擴展性。學生只要通過瀏覽器，即能隨時隨地學習課程。

Moodle平臺提供了一個理想的虛擬環(huán)境，學習的人員在網(wǎng)絡，學習多樣化的資源、學習內(nèi)容和過程的個性化，對學生的日常學習情況進行記錄，注重發(fā)展學習者的自我探究能力，使學生可以有效地掌握學科知識，減少學生課后學習時間不集中的現(xiàn)象和解決學習困難，同時掌握知識的獲取方法和途經(jīng)。Moodle平臺不僅適合于傳統(tǒng)的網(wǎng)上學習，對學生教師共同體的構建有積極的促進作用，協(xié)助教師在課堂教學的管理上改變傳統(tǒng)，重心放在促進學生、教師之間的交流。

2 基于Moodle平臺的課程設計和管理組織原則

通過上網(wǎng)管理Moodle課程平臺，包括已安裝的模塊的設置，設定模塊化動態(tài)學習環(huán)境的日歷和日期，對更新和備份的相關參數(shù)進行設置。管理員可以根據(jù)自己的個人愛好，通過“主題風格”設置，選擇有別于其他人的主題風格，根據(jù)個性化的字體、顏色、藝術字和布局等自定義網(wǎng)站，建立一個與眾不同的網(wǎng)絡教學主題環(huán)境。在對模塊化動態(tài)學習環(huán)境的管理功能使用中，不符合教學要求的功能模塊可以刪除，需要更新的不同教學功能模塊也可以安裝增加，從而提高學生對網(wǎng)絡教學真正意義上的參與，滿足高度的互動性要求，教師可使用系統(tǒng)自帶的java編輯器進行編輯，依據(jù)課程大綱自行加入具有實用性需求的教學工具，提高該動態(tài)教學環(huán)境的適應性和彈性。

實現(xiàn)社會建構主義的教育哲學為依據(jù)的框架是Moodle平臺設計的主要目的。在模塊化動態(tài)學習環(huán)境中，可以很方便地添加教學資源和學習活動，其中的學生聊天室、討論區(qū)和為小組之間的交流學習、補充學習以及合作學習的活動區(qū)，為激勵加強對知識的理解提供了一個良好的空間，為提供一個有利于互動的良好情境打下了很好的基礎。

在模塊化動態(tài)學習環(huán)境中進行網(wǎng)絡課程設計時，必須注意以下四個方面：第一，重視學習協(xié)作的設計、學習情境的設計、資源信息的設計。第二，既要體現(xiàn)教師的主導性，更要突出體現(xiàn)學生的主體地位，即要做到教學相長。第三，在一個模塊化的，動態(tài)的學習環(huán)境中，教師需要利用必要的學習材料，為學生營建一個良好內(nèi)部和外部環(huán)境，有利于互動的，有利于隨時獲得教師、學習同伴的幫助，引導和幫助學生形成一整套以自身學科素養(yǎng)為基礎的知識結構，搭好科學的學習框架。第四，網(wǎng)絡課程中要重視動態(tài)設計教學過程，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的知識共享、開放性和交互性的特點，利用Moodle 平臺，讓學生充分發(fā)揮認知的主體作用。

3 建立動態(tài)學習環(huán)境的知識樹結構

學科的知識與教學的規(guī)則通過知識表示的方式組織，它的實質是知識的符號化，主要是為了便于計算機對知識進行存儲和處理。知識樹就是整個學科的知識結構和知識點的內(nèi)在聯(lián)系可以通過樹的形式來體現(xiàn)，其核心就是為了反映出整個知識系統(tǒng)，將需要記憶理解的素材資料用樹干、樹枝、樹葉、果實等元素依據(jù)其從屬關系表示出來。知識樹在教學中的應用具著非常廣闊的前景，在各學科中知識樹都是有效的。樹的知識使抽象的問題變得具體、更加形象化，有利于建立課程體系中知識點的關聯(lián)和推理機制，使雜亂無章的知識條理化、系統(tǒng)化，由樹木變?yōu)樯值倪^程將有助于組織知識點、知識點管理和可視化，大多數(shù)學科的知識表示的需求都能夠滿足。以學科的知識樹模型為中心，各種傳統(tǒng)的教學資源，如素材庫、電子課件庫、考卷庫等，都可以通過識要點的索引，在知識點和資源之間建立有機的關聯(lián)。因此，在基于Moodle平臺的網(wǎng)絡課程設計中有效地建立和維護知識樹是構建智能教學系統(tǒng)的關鍵。

圖1 知識點循環(huán)教學流程圖

4 動態(tài)學習環(huán)境構建策略研究

4.1 教學的動態(tài)知識樹映射

教學的動態(tài)過程，指的是知識的動態(tài)調整和教學計劃的設定主要通過知識樹映射過程實現(xiàn)。系統(tǒng)是標準樹形數(shù)據(jù)結構，整個教學策略主要通過知識樹形成、葉子節(jié)點的移動、葉子節(jié)點添加和刪除等標準化操作調整，使用啟發(fā)的推理方式，動態(tài)地加以實現(xiàn)。

系統(tǒng)利用知識點循環(huán)教學驅動和動態(tài)控制學生學習行為。在目前學習狀態(tài)下對要求學生學習的內(nèi)容由目標知識樹展示，通過增減其葉子節(jié)點動態(tài)規(guī)劃學生學習內(nèi)容。根據(jù)知識學習測試的動態(tài)結果為依據(jù)改變目標知識樹節(jié)點，反映出學生知識狀態(tài)和認知能力的不斷改變，進而自動生成學生的動態(tài)學習模型。學生的成長樹和屬性的變化過程是一個比較全面的學生學習模型，這種模式表現(xiàn)出一種實時，自適應生成過程的動態(tài)型變化。知識樹映射動態(tài)反映學生不斷變化的學習情況，智能化程度高，用戶可以隨時觀察。

4.2 知識點循環(huán)教學

這里假定任何時刻專家知識都是學生知識的父集，知識樹的映射過程是一個知識樹節(jié)點和屬性不斷比較的過程，學生行為和教師、專家行為的差異主要來源于學生某種知識或技能的匱乏，專家知識不斷覆蓋學生知識，學生知識樹不斷成長豐滿。

因此系統(tǒng)主要通過學生知識樹不斷動態(tài)地向專家教師知識樹靠近，通過循環(huán)知識點教學的方法，動態(tài)完成教學策略。知識點循環(huán)教學流程圖如圖1所示。

學生知識樹狀態(tài)反映出學生在某段時間內(nèi)的學習情況，其最初狀態(tài)是一個根節(jié)點，沒有任何葉子節(jié)點。在學生計劃每次的學習之前，系統(tǒng)會根據(jù)學生欲學知識的相關知識點關聯(lián)程度進行排序，對主要前導知識點和學生的學習歷史進行判定，使用學前測試模式檢驗學生對于重要前導知識點的掌握情況。在系統(tǒng)的學習標準設定中，默認在認定學生通過了學前測試后方可允許其進入學習新的知識點。如果該知識點已經(jīng)能夠完全掌握，系統(tǒng)會將其添加到學生知識樹的相應位置，形成新的葉子節(jié)點，并標注和記錄掌握程度。所有選定知識點的學習測試如果學生都能夠順利通過，則按關聯(lián)系數(shù)遞減的順序，依次將關聯(lián)緊密、重要、一般的順序提供給學生選擇，依據(jù)自己的實際情況進行新知識點的學習。

5 學生知識樹模型的幾個關鍵問題

在模塊化動態(tài)學習環(huán)境中，智能推理的方法必須遵守一定的教學策略，體現(xiàn)循序漸進的原則和個性化的特點，因此智能推理的關鍵點就是解決對教與學路徑的控制。

當前知識點的所有重要前導知識點，如果學生均已經(jīng)達到甚至于超過教學大綱規(guī)定的掌握水平時，則可以進行當前知識點的學習。

當前知識點的重要前導知識點，其中如果有知識點學生未達到教學大綱所要求的掌握水平時，應先不考慮對其當前知識點的學習，進行及時地補救教學，改為學習該知識點的重要前導知識點，先達到大綱要求掌握水平。

知識樹中的當前知識點，如果學生已經(jīng)完成，并通過了測試，該系統(tǒng)可以提供與學生現(xiàn)有的知識點有聯(lián)系的后續(xù)知識點，把學習深度的選擇權交給學生，由學生自己者控制學習進度。此時，學生既可以選擇學習知識點后繼內(nèi)容，也可以選擇與當前知識點不相關的全新知識點或退出學習過程。

由上述智能推導過程可以看出，學生知識樹的動態(tài)生成過程存在三個關鍵問題：（1）如何判定當前知識點的重要前導知識點；（2）如何判定學生對當前知識點已經(jīng)達到系統(tǒng)設定的掌握水平；（3）如何判別出所有與當前知識點相關的后繼知識點。

6 結束語

基于Moodle平臺創(chuàng)建一種全新的動態(tài)學習環(huán)境，這種模式通過課程設計和Moodle平臺提供的技術支持以及時間的靈活性等手段，將自適應學習機制引入到網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中，增強了學生的學習動機和學習期望。通過有效的教師教學管理平臺，教師能夠全程跟蹤學生的學習過程，針對學習進度、理解能力、作業(yè)水平等幾個環(huán)節(jié)給予學生實時的指導與幫助，并對其學習過程及學習結果進行全方位、客觀的評價，為可持續(xù)教學提供了質量保障。

基金項目：陸軍軍官學院2010基金資助項目（No.2010XYJJ-018）

參考文獻

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