基于WEB的个性化虚拟教学系统的研究与实现

基于WEB的个性化虚拟教学系统的研究与实现

刘晓丽[1]2004年在《基于WEB的个性化虚拟教学系统的研究与实现》文中认为基于WEB的个性化虚拟教学环境,突破了传统教学模式下存在的师资、教材、实验设备等方面资源的限制,利用同样规模的教育资源能够成倍地扩大教育能力,同时克服了传统教学方式进度统一、教法单一、学生的差异和个性得不到体现的弊端。系统以建构主义理论、认知理论为依据,强调了教学设计理论在远程教育系统中的指导作用。系统能够根据学生的学习状态、目的,动态的生成所要学习的知识并进行导航,以达到个性化的要求。重点探讨了基于web的数字电路虚拟现实实验环境。通过网络虚拟实验室,能够模拟真实的实验,以动画形式体现实验过程。让学生深入领会实验原理,增加学生对实验的兴趣。既节约实验材料,又能取得良好的效果。将VRML,引进虚拟实验中不仅仅能够提高远程教育的效果,更重要的是对一些缺乏实验条件的学生,通过网络同样能够“身临其境”的观察实验现象,甚至和异地的学生合作进行实验,为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。论文阐述了个性化虚拟教学系统相关数据库及相关技术的的设计与实现,最后对系统进行了总结,并对基于web的虚拟课堂进行了展望。

周晓军[2]2000年在《多媒体智能教学系统研究与设计》文中进行了进一步梳理智能教学系统(Intelligent Tutoring System, ITS))作为人工智能问题的重要研究课题,内容涉及人工智能、计算机科学、认知科学、教育学、心理学、行为科学等多个领域,是一门综合性极强的交叉性学科。智能教学系统主要研究如何通过计算机模拟人类优秀教师,采取因人施教的教学策略,实现最有效的个别化的学习。自20世纪70年代以来,经过30年的发展,智能教学系统取得了较大的进展。现代计算机的发展和普及,特别是多媒体和网络技术与计算机性能的不断发展,加速了计算机应用于人类教育的过程。在智能教学系统功能不断完善,智能特征不断提高的同时,如何进一步适应用户要求不断提升、多媒体文件格式复杂多变、软件升级换代速度加快、软件开发成本不断攀升的需要,如何从整体上而不是局部地构建高智能、高交互、高灵活的自适应自组织高智能的多媒体智能教学系统,构成了本文研究工作的目标之一。为实现上述目标,本文着重在两个核心问题上开展研究:一是知识的智能组织:主要是围绕系统的知识特性,在知识获取、知识表示、知识存储、知识结构等方面的内容,在领域专家的研究中予以体现;二是知识的动态运用:主要是围绕系统教学功能的实现上,按因材施教的智能教学思想,综合运用多种用户建模技术,根据不同学生的学习特点和具体要求,通过相应的教学策略,进行知识的智能调度,实现系统的教学目标,从而完成智能教学过程。本文提出了基于SC文法的复杂知识划一表示方法和细粒度知识模型构建方法,在简化知识处理难度,加速知识整理的速度的同时,通过知识点结构化层次属性标注,促进了ITS系统复杂知识之间广泛语义联系的实现;创造性地提出了面向ITS的知识树增长模型,通过知识树动态构建和知识点结构和语义的映射过程,实现学生模型和教师模型动态一体化构建,并与动态教学规划和知识学习过程完全集成;系统采用面向对象的设计方法以及运用软件代理的策略,使得系统结构清晰,智能良好,系统的智能化功能添加或改进更加方便;通过层次知识索引实现知识存储与知识调用无关,在保证知识有机联系的同时,使得知识可以动态智能化添加和系统维护,保证学生错误的正确定位和实时诊断,便利知识智能化查询;通过基于SC文法规则机制的智能推理方法,实现了启发式的知识搜索和调用,开展教学过程的智能化控制和实现;开放的软件结构和设计方法,便利了系统的扩展;在系统的学习规划以及系统体系化开发上,运用了机器学习机制和概率统计分析方法;通过知识内容与知识学习无关策略保证了系统领域无关的特性,使得系统可以作为一个通用的开发环境,进行广泛的多媒体智能教学系统的进一步研究和系列化开发。在本文的这些研究工作中,系统性地融合了遗传算法的基本方法和进化计算的设计思想,促进了系统的自适应持续优化,保证了系统的个别化最优化智能教学过程。

王士勇[3]2007年在《虚拟现实技术在医学教学中的应用研究》文中提出虚拟现实技术是推进医学教育信息化的重要利器。当前,国外已经有许多研究机构和商业公司对虚拟现实技术应用于医学教育方面展开了广泛的研究和实践,并取得了相当的成果。国内医学界在此方面也已开展了跟踪研究,如何将虚拟现实技术深入引进到医学教学领域,已成为医学教育及教育技术领域共同关注的课题。本研究对当前医学教学中存在的主要矛盾进行了深入分析,在全面认识虚拟现实的含义、分类及国内外研究现状的基础上,提出通过构建医学虚拟教学系统来改善传统教学方式和教学手段的不足,提高教学的效果和效率。基于对信息加工理论、知识管理理论和认知弹性理论的分析研究,探讨了医学虚拟教学系统的设计思路和方法。并从实践探索的角度,运用虚拟现实开发工具Virtools,自主设计开发了一个适合中医腕踝针教学的《腕踝针虚拟教学系统》。通过实际的教学应用,该系统已取得较好的评价。经过系统的理论研究和实践探索,本研究总结出开发医学虚拟教学系统的设计原则。同时,《腕踝针虚拟教学系统》的设计与开发,为把虚拟现实技术作为一种新的教学手段引入医学教学领域进行了一次有益的尝试,并提供了一个具体的解决方案。

熊剑[4]2007年在《基于VRML多用户环境的虚拟协作学习平台设计与实现》文中研究说明现代学习理论强调学习的过程是人与环境相互作用的过程,知识必须基于真实的学习情景呈现。虚拟现实技术是继多媒体技术、网络技术之后又一门崭新的技术,在为学习者创建仿真的学习情景方面有着不可替代的积极作用。协作学习是一种为了促进高效率学习、培养学生团队协作能力而开展的教学组织活动。在协作学习过程中,学习者以相互合作共事的态度,共享信息与资源,共同担任学习任务。目前基于网络的协作学习系统多为WEB形式的协作学习系统,即为传统的网页形式中加入了BBS、即时聊天通讯功能等功能模块,但是这种协作学习的交流方式不够丰富,对于抽象的事物难以描述清楚,不利于真实的学习情景呈现。本文前半部分主要从E-Learning的现状出发,阐明了把虚拟现实技术引入学科教学的积极意义。然后,以建构主义学习理论和学习共同体理论为指导思想,剖析其基本观点、典型教学方法,并以此作为本文研究的理论依据。本文后半部分在介绍虚拟现实技术基本概念的基础上,分析了分布式虚拟现实系统中的若干关键技术——服务器环境、客户端环境、交互感知与操作感知等,在建立基于VRML多用户环境下的虚拟协作学习平台的基础上,实现了多客户端通过网络在同一虚拟场景中协作学习。

闫友来[5]2009年在《现代飞行教学中个性化学习评价系统研究》文中认为飞行人员的教育训练在各个国家都有着举足轻重的作用,由于网络的出现,使得远程网络教育这一新型的教育模式引入其中,形成了的现代教育体系。它与传统的教学模式相结合能使得飞行人员培养取得更好的效果。飞行人员教育训练的特殊需求使得飞行人员个性化的学习评价成为现代飞行教学中的重要辅助手段。为了实现以个性化学习方式培养教育飞行人员的教学方式,本文实现了能够满足飞行人员个性化需求的个性化学习评价系统。该系统以MVC模式搭建平台,利用该平台,将基于Web的数据挖掘引入传统的远程网络教学系统,通过对飞行人员的需求和访问系统的历史数据收集分析,建立相应的模型,使用决策树算法对相关课程的统计数据进行分析处理,得到计算机可以识别的简单规则,并依此对飞行人员的学习过程进行处理,得到飞行人员的个性化评价结果,从而主动向飞行人员提供学习建议,指导飞行人员的学习过程。

胡杜泽[6]2011年在《基于Flex的虚拟现实技术在教学中的研究与实现》文中研究指明随着科学技术的进步,尤其是现代信息技术的发展,人类逐步进入信息社会,其生活方式、思维方式、工作方式以及教育方式都随之发生着很大的变化。国际教育界已把21世纪作为“创造教育的世纪”。所以如何构建创新型人才培养模式已成为当前各国教育的主流,作为一个有效创造力的手段,虚拟现实技术在教育领域内发挥着不可替代的作用,正如拉尼尔所说:“虚拟现实是这样一种媒体,其唯一局限因素是使用者的想象力”。借助于虚拟现实技术,可以创建一个与现实社会逼真的虚拟学习环境,在这个学习环境中,知识以可视化的方式呈现,学习者可以进行自主学习,以自然的方式与学习内容交互,这极大地提高学习者的学习兴趣,有利于学习者知识的建构。虚拟现实应用于教学中具有“减少实验经费开销”、“突破时空限制”等优点。本文首先以行为主义学习理论、认知主义学习理论、情景认知理论、建构主义学习理论以及远程学习的交互理论为依据阐述虚拟现实对教育的影响;其次,在此基础上比较当前实现虚拟现实的几种解决方案并最终选择基于Flex的虚拟现实技术这一解决方案:利用3DS MAX进行建模、然后借助PV3d叁维引擎导入到Flex开发平台中,通过MXML+ Action Script语言实现旋转、放缩等,并对该解决方案中的技术特性、方案可行性及应用于教学中的优势进行剖析;最后,借助软件工程的开发思想(准备阶段、分析阶段、设计阶段、开发阶段和实施阶段),设计出一个虚拟教学系统,并结合《结构化学》应用案例对该系统的部分功能进行开发,为虚拟教学系统建设提供一个新的开发途径和模式。

阮若林[7]2005年在《基于多Agent的远程协同教学环境的研究与设计》文中研究说明随着当今计算机网络技术和多媒体技术的发展,远程教育也进入到了一个崭新的发展阶段,即第叁代远程教育。第叁代远程教育是在卫星、电视网络和计算机网络叁大通信网络环境下开展的现代远程教育,其优势主要应该体现在双向交流和交互上,即通过现代信息通信技术实现同步和异步通信,使教学过程更加开放、灵活、多样化和个性化。Internet的应用和普及是第叁代远程教育迅速发展的坚实基础,第叁代远程教育具有数字化、多媒体和交互式等显着的技术和教学特征,它是WWW技术、计算机网络和多媒体相结合的新一代教育技术,使得优秀的教学资源不受时空的限制,任何人、在任何时候和任何地方都能获得所需的学习内容,真正实现了教育的大众化、终生化。 基于Internet的远程协作学习是现代远程教育的一个重要的研究领域。Internet以无限的时空环境、图文并茂的多媒体信息呈现形式、符合人类思维特点的超媒体信息组织方式以及友好的界面和多样化的交互形式等优势为协作学习在Internet上开展提供了有效的环境。 本文在认真研究远程教育的发展现状的基础上,分析了现代教育过程的特点和现行的教育模式,即以社会学习理论、构建主义学习理论和人本主义思想为理论基础的教育模式,现代教育正朝着以教师为中心的教育模式向以学生为中心的教育模式转变,个性化、智能化的按需学习模式将成为本世纪远程教育模式的主要特征,所以,远程教育应以学生为中心,充分体现整个教与学过程的个性化和智能化。 虽然基于Internet的协作学习的研究已经有了很大的进展,有了一些具体的学习平台研制成功,并得到具体的应用,但是实践表明,这些系统在个性化和智能化方面还存在着很大的缺陷,大部分系统多以机械的呈现教学材料为主,在教学过程中学生被动学习,缺乏必要的交互手段;对不同认知水平的学生采用相同的教学策略,缺乏智能性和适应性。 针对远程教育系统的个性化和智能化问题,本文在基于Web的协作学习系统的基础上,引入CSCW技术和Agent技术构造一个基于多Agent的远程协作学习系统来研究并解决远程学习过程中学习的个性化和智能化问题,为现代远程教育创建一个个性化、智能化的学习环境。主要工作包括两个方面,一方面是在充分了解现代远程教育过程的基础上,引入Agent技术,研究基于多Agent的协作学习过程,给出了系统的总体框架和系统的工作流程,为系统的每一个参与者设计了一个Agent功能模块,同时也为系统设计了一些具有管理功能的Ageni模块来管理系统的协同运行,以增加系统的智能性;另一方面是为教学的参与者提供了丰富多样的同步、异步交互方式,给参与者提供一个感觉真实的教学环境,重点是共享电子白板、视音频传输、e一mail、文字聊天、BBS和文件传输等多种交互方式的实现,以充分体现个性化学习的优势。关键词:远程教育,esew,web eL,多Agent系统,Java,Intemet本课题得到:(1)武汉理工大学校基金研究项目(编号:ZOO3XJJ一93) (2)武汉理工大学校教学研究项目(编号:2003035)的资助

余延冬[8]2009年在《基于社区驱动与Web数据挖掘的个性化e-learning解决方案推荐系统研究》文中认为建设终身学习体系是当前我国教育发展的重要内容,本文从终身学习环境下的e-learning平台建设为出发点,整合Web数据挖掘理论和社区驱动理论,构建了一种个性化e-learning解决方案推荐系统(PELSRS),该系统能够兼容不同的学习情境,以个性化自主性学习为主要学习方式,利用社区驱动来实现资源和信息的构建,并充分利用网络智能来实现个性化推荐。论文围绕PELSRS的理论和技术实现进行了全面的探讨。论文首先对PELSRS的相关理论进行了研究,提出了个性化e-learning解决方案的概念模型,并对其个性化策略进行了探讨;然后对社区驱动在PELSRS中的应用进行了研究,提出了多项整合的策略,并对系统中社会化动机维持机制进行了探讨;接下来论文使用Web数据挖掘对e-learning解决方案进行挖掘和推荐,设计了一种基于关联规则挖掘的e-learning解决方案推荐过程和推荐引擎;论文最后给出了系统的功能模型、主要数据库设计和用户交互界面图示,并对未来的研究工作和发展趋势进行了展望。

何立群[9]2005年在《基于WEB的互动式教学研究》文中研究说明网络技术的飞速发展为许多新兴领域的建立开辟了广阔的前景,网络教育就是近几年迅猛崛起的一员。网络为人们提供了全新的交流、学习方式和机会,网络教学的产生加剧了对传统教育变革的要求,也促使现代教育走向网络化。越来越多的研究表明,基于WEB的互动式教学是网络教学的一种有效教学形式,相比其他网络教学形式更能产生良好的学习效果,同时也是网络教学发展的方向。 鉴于潜在的社会效益和经济效益,网络教学目前是一个研究热点。国内同行对此进行了多方面的研究,但大部分停留在传统教学模式与网络教学模式的比较上,着重于各种网络技术、多媒体技术在教学中的应用,对近年来较为流行的基于WEB的实时视频技术在网络教学中的应用很少涉及,也没有从教育学理论、思想的深层次研究网络教学的本质。笔者试图对网络教学与传统教学从内涵上进行剖析,结合心理学、教育学理论,对目前基于WEB的互动式教学进行研究,以期对网络教学的应用提供借鉴。 本文共分五个部分: 第一部分探讨了基于WEB的互动式教学在网络教学中的重要作用,分析了基于WEB的互动式教学的研究现状,指出了当前WEB互动式教学的特点、存在的问题,以及开展WEB互动式教学的必要性。 第二部分阐述了基于WEB的互动式教学的概念,提出了WEB互动式教学系统的心理学、教育学等相关的理论基础。 第叁部分描述了基于WEB的互动式教学系统的功能架构,给出了基于WEB的能有效实现互动式教学的框架模型,提出了WEB视频实时交互等相关技术的解决方案。 第四部分分析了基于WEB的互动式教学过程和教学过程中师生的具体活动,给出了一个教学应用范例。 第五部分对全文进行了总结,指出了本文的不足和今后研究的方向。

刘红, 王士勇[10]2009年在《基于Silverlight的网络虚拟教学系统的设计与实现》文中提出随着网络教学中用户对交互性和体验感的要求越来越高,传统的以数据为中心,以HTML为表现形式的Web网络教学应用程序已远不能满足学习者更高的、全方位的体验要求,而RIA及微软Silverlight技术平台的出现正好为这个问题提供了很好的解决途径。文章重点介绍了如何通过微软的Silverlight技术来设计和实现高体验度的网络虚拟教学系统。

参考文献:

[1]. 基于WEB的个性化虚拟教学系统的研究与实现[D]. 刘晓丽. 天津师范大学. 2004

[2]. 多媒体智能教学系统研究与设计[D]. 周晓军. 中国科学院研究生院(计算技术研究所). 2000

[3]. 虚拟现实技术在医学教学中的应用研究[D]. 王士勇. 第二军医大学. 2007

[4]. 基于VRML多用户环境的虚拟协作学习平台设计与实现[D]. 熊剑. 四川师范大学. 2007

[5]. 现代飞行教学中个性化学习评价系统研究[D]. 闫友来. 吉林大学. 2009

[6]. 基于Flex的虚拟现实技术在教学中的研究与实现[D]. 胡杜泽. 华南理工大学. 2011

[7]. 基于多Agent的远程协同教学环境的研究与设计[D]. 阮若林. 武汉理工大学. 2005

[8]. 基于社区驱动与Web数据挖掘的个性化e-learning解决方案推荐系统研究[D]. 余延冬. 东北师范大学. 2009

[9]. 基于WEB的互动式教学研究[D]. 何立群. 江西师范大学. 2005

[10]. 基于Silverlight的网络虚拟教学系统的设计与实现[J]. 刘红, 王士勇. 现代教育技术. 2009

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