基于知识网络的自动化教学设计研究与应用

论文摘要

时代发展要求教育教学目标和教育教学环境发生改变,越来越个性化、多元化的学生学习需求以及各种新技术的运用对教师和学生的思维和技能都提出更高要求。网络教学的普及,也使得知识资源越来越丰富。新的时代要求教学工作者以下几个方面的能力提高：(1)掌握和调控学生认知水平、学习风格等学习者学习特征和需求的能力；(2)熟练运用和开发多媒体教学设备等教学工具的能力；(3)组织复杂的知识结构和课堂教学活动的能力。目前,教师教学系统设计的能力及其所获得的成效在满足学生的个性化学习需求方面还存在值得改善的地方。主要表现在：教师的教学系统设计专业知识和技能贮备不足、教师之间教学经验交流不充分、新手教师没能尽快有效的掌握适合的教学方法。本研究为解决需求与现实的矛盾,建立一个可持续管理的基于知识网络的资源库,循环利用教学资源并使之在教学活动中发挥最大效用,从而简化教师教学、增进师生交流,进一步满足学生的个性化学习需求。研究以“自动化教学设计”为主题,利用自动化教学设计的特征提取方法,探讨教师在具体教学活动中获取信息和组织教学活动的过程,通过知识库和知识语义关系模型提供个性化的教学模式以促进学生学习、简化教学设计、优化教学的效果。针对目前教学活动中专家教师和新手教师在教学设计(包括教案设计、课堂组织设计、教学资源组织等)能力和技能方面存在的差距,建立基于知识网络的自动化教学设计系统。具体而言,本研究构建了本地教学资源库和网络教学资源库、专家策略库,优秀教学案例库四个知识库。自动化教学设计系统设定用户身份为两种：教师和学生,教学设计活动开始前,系统为学习者提供知识水平测试和学习风格测试,采用所罗门学习风格测试量表作为对学生学习风格测试的具体方法和工具,并依据学习者的原有知识水平和学习风格所得的测试结果给出对应的教学策略方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 附表索引
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国内研究成果
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究的内容和意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 1.3.3 研究成果
• 1.4 研究方法
• 第2章 自动化教学设计理论基础
• 2.1 知识网络概论
• 2.1.1 知识网络
• 2.1.2 知识网络的特点
• 2.1.3 知识网络的分代
• 2.1.4 知识网络中的隐性知识
• 2.2 自动化教学设计的理论基础
• 2.2.1 处方性学习理论
• 2.2.2 第二代教学设计理论
• 2.2.3 教学处理理论
• 2.2.4 细化理论的规则和应用
• 2.2.5 智能信息处理理论的应用
• 第3章 自动化教学设计平台简介
• 3.1 自动化教学设计平台
• 3.1.1 专家系统
• 3.1.2 咨询系统
• 3.1.3 信息管理系统
• 3.1.4 电子绩效支持系统
• 3.1.5 其他工具
• 3.2 自动化教学设计工具的演进
• 第4章 基于知识网络自动化教学模块设计
• 4.1 基于知识网络的自动化教学设计语义模型
• 4.1.1 语义模型初探
• 4.1.2 基于知识网络的语义模型
• 4.2 基于知识网络的自动化教学设计系统框架
• 4.2.1 SCORM标准
• 4.2.2 系统要实现的功能
• 4.2.3 网络教学资源管理
• 4.2.4 学习者原有知识水平测试
• 4.2.5 知识编码
• 4.2.6 教学策略分析和生成
• 4.2.7 生成结果输出
• 4.2.8 评价和测试
• 4.3 教学系统平台设计
• 4.3.1 教学系统中的知识表示
• 4.3.2 教学系统设计的过程
• 4.3.3 具体设计方案
• 第5章 基于知识网络的自动化教学设计实现
• 5.1 关系模型与知识表示
• 5.1.1 关系模型
• 5.1.2 知识表示
• 5.2 教学策略专家库
• 5.3 数据库设计
• 5.4 专家系统中的推理机决策技术
• 第6章 案例实践
• 6.1 教学设计实现的一般过程
• 6.2 知识网络自动化教学系统设计规则和步骤
• 6.2.1 学科领域本体的呈现
• 6.2.2 知识水平和学习风格测试
• 6.2.3 专家策略的呈现
• 6.2.4 推理机决策机制
• 6.2.5 推送教学活动设计方案
• 6.2.6 分支式程序导学模块
• 6.2.7 交互论坛
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 附录B 所罗门学习风格量表
• 附录C 关键词表
• 致谢