智能导学平台的开发与设计

冯瑞轩 张秀梅

摘  要：2020年的疫情使线上教学成为主要教学方式，而自主学习显得尤为重要。学生需要在教师的有效引导下，运用高效的学习方法独立完成指定的学习内容，并能够利用所学知识进行综合运用，并进行知识扩展。鉴于此开发智能导学平台，该平台将教师线下教学内容和互联网技术结合起来，不仅可以增强学生知识储备、作业练习、自主学习、独立获取知识等方面的能力，而且为教师更好地调整教学内容提供了有力保障。

关键词：智能导学;自主学习;线上教学

中图分类号：G434       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）17-0193-03

Abstract：The epidemic situation in 2020 makes online teaching the main teaching method，and autonomous learning is particularly important. Under the effective guidance of teachers，students should use efficient learning methods to complete the specified learning content independently，and be able to use the learned knowledge comprehensively to expand the knowledge. In view of this，an intelligent learning guidance platform is developed. The platform combines the offline teaching content of teachers with internet technology，which can not only enhance the studentsability of knowledge reserve，homework practice，autonomous learning and independent knowledge acquisition，but also provide a strong guarantee for teachers to better adjust the teaching content.

Keywords：intelligent guidance;autonomous learning;online teaching

0  引  言

在“互聯网+教育”时代，翻转课堂、小组学习、网络化教学越来越普遍。各种各样的学习型网站，如学堂在线、中国大学MOOC等平台，以及各级精品资源共享课的建设，为师生提供了海量的学习资源，增强学生自主学习能力，一定程度上促进了教学效果的提升[1-3]。

目前辽宁科技大学计算机与软件工程学院建有良好的计算机硬件和校园网络环境，可以为开展多媒体教学和网络教学提供必要的技术支持。但现有的网络教学系统却不能充分利用和发挥这些资源应有的特色和优势，源于网络信息丰富，并且缺乏对学生自学过程、学习进度、学习效果的有效监控和合理评价。鉴于以上原因开发此平台，学生可以利用自己碎片化的时间完成专业的学习，养成自主学习的习惯，主动参与到学习中来，使枯燥的学习变成有意义的教学相长型学习。

1  平台设计

1.1  开发背景

2020年的疫情使教学工作面临众多的挑战与沉重的压力，所有的课程都转为线上教学，对于理论和实践教学都是严峻的考验，这样的条件下自主学习起了主导作用。自主学习是一个主动建构的学习过程，自主学习过程中，学生要成为学习的主体，能够不受外界影响，选择合适的学习方法，将学习行为持续进行下去，并进行必要的反思。但客观存在的事实是个体间的学习能力差异是很大的，主要表现在[4]：

（1）学生的学习方法不当，经常采用“死记”的方式，又缺少有效的“监督”，导致学生学习没有明确目标。

（2）学习缺少主动性，一直以来的课程主要以教师课堂讲授为主，学生很少主动地参与交流和讨论，使自主学习达不到良好的效果。

（3）课下缺乏有效的指导，现在的信息资源丰富，大部分学生很难快速找到适合自己的学习资料。

1.2  角色分析

该平台的开发为计算机与软件相关专业的学生和教师们提供了共同学习的综合管理。学生通过该平台可以根据自己的实际情况来进行学习，对难以理解的知识点进行多次学习，简单的内容通过习题测试检测掌握的情况，也可以对知识点内容进行提前预习和课后复习;教师可以把相关的教学资源上传到平台上，对学生的学习进行一定的引导，并且通过后台数据了解学生的学习情况;学生和教师的信息管理以及系统的维护需要管理员来完成。

1.3  架构设计

本平台的开发以B/S（客户端/浏览器）为基础架构[5]，选择SSM框架进行系统开发，Java语言对系统代码进行撰写，前端页面使用JSP动态网页开发技术结合CSS和JavaScript前端开发技术进行构建，对于数据的存储采用MySQL数据库。

整个应用程序在服务器端有三层从上到下分为：控制层、业务层、持久层。Controller层属于Spring MVC模块，利用中央控制器DispatcherServlet完成客户端发送的请求。Service层属于Spring模块，主要负责业务模块的逻辑设计。Mapper层属于MyBatis模块，主要负责与数据库进行数据操作，解决数据的持久化工作。系统总体架构如图1所示。

1.4  功能设计

该平台使用的用户主要是学生和教师，而系统的维护需要管理员来完成。本系统主要侧重在两个方面的设计：一是实践教学方面，选取有代表性，综合能力强，知识面广的实例进行设计，意在指导学生查阅资料进行综合设计;二是在线评测系统，其可以对测试题进行分阶段、分类处理，意在为同学们提供高效的学习平台。智能导学平台的功能结构图如图2所示。

2  平台实现

2.1  教学资源管理

当学生注册成功登录到智能导学平台后，可以查看相关的教学文件，学习教学内容。该平台主要功能之一是对学生学习的指导，是要服务于当前的教学任务，因此教学资源的内容要完备，以“C++程序设计”课程为例，如图3所示。

“C++程序设计”是计算机专业学生的专业基础课，是代码编写的首开课，对学生学习兴趣的引导和学习能力的培养至关重要。除了必要的教学資源（PPT、视频、大纲、计划等）外，对实验项目进行设计，原有项目主要以答案正确与否来判定学生的学习状态，通过个别知识点掌握的情况判别学生对知识的把握，这并不能满足当前设计的要求，因此给每一个项目加入详细的知识体系结构，精确到每一个题目涉及的多个知识点（或任务点）。

2.2  在线自测管理

通过教学内容的阶段学习，学生进行自我检测，可以了解自己的不足，如果有哪部分有疑问，可以向老师提问，如果对某个部分感兴趣，可以进一步学习。这样学生能熟练掌握编程技巧，培养独立自主学习的能力，提高自主创新的意识。教师通过查看学生练习和自测统计情况（如图4所示），可以适当调整教学内容，对疑问多的内容可以集中解答。

原来学生提交的实验程序需要教师人工评阅，通过评测系统的使用，可以让教师有更多的时间进行教学研究，提升课程的深度和广度。学生程序代码提交成功后可以随时看到评测结果和成绩排名，系统设置学生可以多次提交程序，通过不断的练习和评测，学生的程序调试和纠错能力大幅度提高。教师通过后台数据库的查询可以了解所有学生的学习情况，通过个人数据的统计可以有针对性地分析学生的学习特点，有效引导学生注重学习过程。

3  平台运用

3.1  课前

学习过程是每个人参与的创造实践活动，学生通过导学平台教学资料了解课程的教学内容，教学重点和难点，并可以按照教学计划提前预习知识点，还可以尝试做一些习题强化理论知识，甚至可以完成一些简单项目的编程，对于稍微有难度的项目会有一定的指导和提示，学生可以根据个人能力提前预习并完成实验项目。教师根据学生学习情况的数据统计以及项目的完成情况可以灵活掌握课堂教学的节奏。

3.2  课中

教师精讲理论，忽略小的细节，给学生留有自学及思考的空间。首先，依据平台上的学生学习情况的统计信息，由教师提出基础问题，采用启发式教学让学生主动思考，结合先验知识进行扩展，对新出现的问题进行分析和思考，制定解决方案，尝试编程实现该方案;其次，教师根据学生的特点，在平台上将学生划分为若干学习小组，要充分发挥优秀学生的优势，教师通过对小组进行必要的指导和客观评价，使小组的自主学习效果进一步提高，最终完成相应代码的编写;最后，教师将典型有特色的作品上传到平台上进行展示，让同学们互相学习借鉴。

3.3  课后

近年来，学校对实践教学的重视程度有很大提高。为了强化课后实践，在线评测系统中布置了近150个项目，能够体现各个教学知识点，并能满足不同层次学生的需求。学生可以随时登录到该系统，根据个人的学习进度编写不同层次的训练项目;教师通过回答学生的问题适当调整教学内容，课下及时修改完善学习平台上的内容，有计划进行更新。

在教学活动过程中采用问题导向的教学模式，通过平台相关内容的学习，关注情景、问题的设置，关注学生学习过程，因而容易让学生产生学习兴趣，激励学生的创新思维和实训能力。学生在问题分析和思考过程中，理解和掌握课程要求的基本知识点和编程技能，体验自主编程学习过程中的乐趣。教师为了回答学生提出的问题，努力提高自身业务素质，进而提高自身的专业水平。

4  结  论

学院应用型本科教育，更应侧重于学生实践能力的培养和训练，为了顺应“互联网+教育”环境，通过智能导学平台的教学展示、自由讨论、疑惑问题共研等环节，实现“线上线下紧密结合、课内课外互为补充”的教学模式。阶段测评结束后，由师生共同讨论典型的错误程序，让学生有反思的机会，使学生多进行研究和思辨，实现“考、讲、练相结合，能力为导向，学习成效驱动”的教学目标。目前平台的教学内容以“C++程序设计”课程为例，在后续完善过程中，会加入其他专业课内容，不断合理构建实践教学体系，以增强学生实践能力和创新创业能力为培养目标，将创新创业教育更好地融入人才培养的过程中，以期提高学生的就业能力。

参考文献：

[1] 余梅，黄艳仙.慕课平台上基于问题式学习的有机化学教学模式实践与启示 [J].教育教学论坛，2018（4）：179-180.

[2] 郭伟业.“互联网+教育”的创新本质与变革趋势 [J].才智，2018（34）：127-128.

[3] 李阳，耿瑞.“互联网+教育”背景下智慧课堂教学模式设计与应用研究 [J].农业网络信息，2018（4）：70-72.

[4] 郝珺，蔡海飞.大学生网络学习行为实证研究 [J].高教探索，2018（2）：41-44.

[5] 孙明月.基于B/S架构的网络教学系统的开发与设计 [J].电子设计工程，2018，26（22）：46-50.

作者简介：冯瑞轩（1999—），男，汉族，天津人，本科在读，研究方向：软件工程;通讯作者：张秀梅（1978—），女，汉族，辽宁鞍山人，讲师，硕士研究生，研究方向：中文信息处理。