智能学习管理系统开发与个性化课程定制服务

学习内容管理系统及其个性化推荐技术研究与实现

当今社会是一个高速发展的信息时代,网络在我们的生活中应用越来越广泛,互联网信息技术已经成为当今社会的主流技术.网络教学作为传统教学的延伸和补充,已经成为高校教学的重要组成部分.本文基于国内外研究机构对于网络教学系统的研究现状,针对目前网络教学存在的问题,结合学校CBL (Computer Based Learning)网络教学平台现有的课程设计,消息协作,资源共享等功能,运用SharePoint内容管理技术设计并实现了INE (Individual Network Education)学习内容管理系统.此系统现已具备用户管理,多媒体课件制作,作业制作,发布学习内容,分配作业,访问教学内容等功能.学习内容制作者不仅可以利用INE系统开发设计结合文本,图片,视频,音频等素材的多媒体教学课件,而且可以将制作好的学习内容在CBL平台中发布,以供学习者在线访问.另外,INE的作业制作功能在保留传统作业多种题型特点的同时,也方便制作者在作业中加入大量的多媒体素材,让作业内容更丰富,并且可以灵活地为每个学习者定制不同的学习任务.由于CBL平台支持符合SCORM (Sharable Content Object Reference Model)标准的学习资源在线运行,所以系统制作的多媒体课件内容和作业内容均符合此标准.随着教学资源的不断丰富,CBL平台中包含了大量的学习内容.为完成学习目标,学习者需要在短时间内从一系列有先后次序的学习对象中挑选出一条最适合自己的学习路径.这样的难题对于学习者来说几乎就是不可能完成的任务,也是INE学习内容管理系统重点解决的问题.INE不仅实现了教学资源的整合,为资源的制作者和学习者提供工具和交互环境,而且能满足学习者的个性化学习需求,根据学习者的特点主动推荐合适的学习资源,使学习者能够使用最短的时间达到最好的学习效果,大大提高了网络学习的服务水平.本文选择蚁群算法解决学习路径推荐问题,是因为蚁群算法不仅具有高度并行性,正反馈性,鲁棒性以及协同性等优点,而且能够智能搜索,全局优化.蚁群算法现已广泛应用于很多学科,如:组合优化,通讯领域,集成电路线网布局,函数优化等.但是蚁群算法在运行过程中容易出现早熟现象,由于初期信息素的匮乏导致搜索时间较长,算法参数选择缺乏理论依据等问题仍需要解决.因此,本文针对基本蚁群算法应用中的问题提出了改进的扩展蚁群算法.本文在查阅大量国内外参考文献的基础上,提出的扩展蚁群算法核心思想是:为学习者找到最适合的学习路径,即从大量学习内容构建成的多条学习路径中,选择出与学习者知识水平和学习风格匹配度高,学习效果评价好的路径进行推荐.扩展蚁群算法以对学习者和学习对象特征的量化设计为基础,确定了与学习者特征相似的群体.并依据相似学习者对学习对象的评价以及与学习对象的匹配关系来指导学习路径的选择,加强了有价值信息素的正反馈作用,可以使算法在初期就能快速的收敛到较优解.由于蚁群算法参数选择对算法性能影响很大而且各参数之间紧密耦合,所以本文利用仿真实验研究探讨了各参数与扩展蚁群算法性能的关系,并且利用遗传算法优化了参数组合,保证扩展蚁群算法能够获得较优的运行性能.最后,为验证本文提出的扩展蚁群算法具有可行性和有效性,进行了模拟仿真实验.实验结果表明,该算法在加快蚁群算法收敛速度的同时,得到了较为理想的解.因此,运用本文提出的扩展蚁群算法进行学习路径推荐,能够很好地满足学习者的个性化学习需求.

基于大学课程本体的个性化学习系统开发与应用

现有的基于本体的个性化学习系统的研究存在若干问题,广泛使用的 学习管理系统缺乏描述概念与概念,概念与资源等各种关系的本体处理,而通用的本体编辑器对普通教师而言使用过于复杂.综合使用Flex,Java的 Jena API与Moodle的二次开发技术,实现了一个由可视化课程本体编辑工具,课程本体处理子系统和课程管理子系统集成的个性化学习系统,该系统能够较好地 解决上述问题.最后给出了该个性化学习系统在课堂教学与提高学生学习成绩方面的实用性与有效性评价及结论.

基于SCORM的网络课程教学设计模板研发

伴随终身学习理念和构建学习型社会视点的传播,以信息技术特别是网络技术与计算机技术为支撑的网络教育愈发受到人们的重视。网络教育的发展需要网络教学系统的支持,网络教学系统包括学习资源、学习资源开发系统和学习管理系统(LMS),其中以网络课程为代表的学习资源及其开发系统是网络教育发展的关键要素。当前国内不乏优秀的网络课程,这些网络课程对提高我国网络教育的质量做出了巨大贡献,但网络课程开发中也存在不少问题,主要表现在:开发不规范;技术难度大,制作周期长,学科教师难以在实践中运用;缺乏优秀的教学设计;对学习资源的搜寻、组织和管理困难;网络课程可跟踪性差,LMS(学习管理系统)无法对学习者学习数据进行跟踪记录,无法对其学习进行个性化定制;网络课程的可移植性差,与教学系统捆绑过紧等方面。针对这些问题,研究和开发具有教学设计模板和可扩展模板功能的标准化的网络课程开发系统具有现实意义。 本研究基于SCORM规范(ADL最新发布的SCORM 2004第三版),在深入研究基于SCORM标准的网络课程设计开发系统实际需求基础上,尝试基于SCORM的模板化策略在标准化网络课程开发系统中的应用,通过对SCORM 2004 3~(rd)Edition Overview、SCORM 20043~(rd)Edition Content Aggregation Model(CAM)Version 1.0、SCORM 2004 3~(rd)Edition Run-TimeEnvironment(RTE)Version 1.0、SCORM 2004 3~(rd)Edition Sequencing and Navigation(SN)Version 1.0的深入研究;对适合网络环境的教学设计模式的深入分析;对Dreamweaver各类型扩展插件的设计技术、JavaScript技术、XML技术、动态网页技术的深入探索,选取了具有广泛用户基础的成熟网页编辑工具Dreamweaver进行二次开发和标准化封装,探索基于SCORM的具有教学设计模板和可扩展模板功能的标准化的网络课程开发扩展插件,以便于学科教师和网络课程开发人员快速、便捷地开发可重用、可迁移、可跟踪、可交互的基于SCORM的网络课程,进而实现智能化互动教学,推进教育信息化。

"动画运动规律"课程混合式教学模式研究

动画运动规律作为高职动漫设计与制作专业的核心课程,在其教学过程中往往会遇到学生难以理解一些抽象的知识,作业内容多,学生无法自行思考等诸多问题.本文以动漫设计与制作专业实际情况为例,利用"线上—线下—线上,课前—课中—课后等多维度,多阶段构建混合教学模式,既体现了教师在教学过程中的主导作用,又体现了学生在学习中的主体作用,这种模式能够提高教师的教学水平,实现学生个性化的学习.

中学生在线学习管理系统设计

通过建设多媒体网络学习资源,网上学习社区及网络技术平台等方法,为学生构建模块化课程单元设计,以全新的网络学习环境,挖掘学习兴趣,提供个性化的主动学习支持服务,探索出适合中学生的在线学习模式,并进一步对其学习效果做出评价.在线学习管理系统设计方案,主要包括在线学习课程的设计,在线学习模式的设计和在线学习监控系统的设计三个方面.