自适应网络课程学习导航系统

自适应网络课程学习导航系统

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【摘要】：现代信息技术的发展,使得基于WEB技术的网络教育平台成为现代教育技术改革与发展的方向。本文介绍了用ASP+ACCESS技术开发该系统的子系统自适应网络课程学习导航系统。该系统主要利用了ASP强大的网络数据库访问技术，实现了网络学习的自适应性。

【关键词】ASP；ACCESS；网络教育；导航；自适应性

互联网给学习者提供许多课程，为学习者创造了可以自行控制的学习环境。但是，有些课程虽然给出单元数、学时数、学习目标，却缺乏适当的导航系统，比如，没有建立帮助学习者了解学习本课程应具备的知识水平、自己的知识层次、学习进度和学习方法的系统；课程的组织是线性的，不是层次状或网状的，也不支持学习单元之间的查询、检索，学习单元间切换只能靠前进、后退或从头开始实现，不便跳跃性学习；不能记录学习者的学习路径、学习心得，一旦中断学习进程，学习者只能靠记忆确定自己的学习位置，或重新从头开始进入；没有便捷的检索方式帮助学习者使用网上课程资料；缺少课程学习的帮助系统，学习者只能按自己的上网知识来进行操作。使一些学习者无所适从，降低学习效率，影响学习信心。这就严重影响了网络课程学习系统的使用与推广，因此导航系统十分重要。

应该指出，网络上许多课程已经注意了学习导航，但是，大量的学习导航还处于静态水平上，未实现动态的个性化的服务。存在主要的问题有：

(1)不能灵活建构学习内容和学习过程。现有各种导航组织是固定的、线性的，很难做到学习个性化和学习模式的多样化；

(2)缺乏足够智能性，一般的课件导航只是方便用户浏览内容，很少具有用户行为分析、知识联想、学习推荐等智能导航策略；

(3)缺乏个性化服务，大部分的课件在不同的用户面前呈现的内容是一样的，都是按课程本身的组织方式呈现，没有根据不同用户的学习状况和爱好展示不同的学习内容，也没有区别个体提供不同的服务；

针对以上问题，本文认为导航系统建设需要考虑：个性化学习内容的结构应超越传统的目录结构，能够根据领域知识结构和学生的认知结构来灵活建构；有效的智能导航策略不仅提供学习单元状态提示与内容漫游功能，还具有用户行为分析、知识联想、学习推荐等多种功能；系统能为每一个用户达到的学习目标设计一定的任务和实施环境并给出相应的测试与评价。

只有达到了这些要求，学习系统才能真正担负起“教”与“学”的双重功能，为用户通过电子课件学习提供一个良好的环境。

一、系统设计目标分析

自适应网络课程学习系统主要提供了网上学习的平台，其主要功能如下：

1、通过用户注册初步了解用户基本信息，同时初始化用户学习状态与用户学习记录。

2、进入系统，系统通过用户记录展现了用户的学习级别及与该级别相匹配的难度的

知识点，从而实现了用户进行网上学习的个性化与自适应性特征，同时通过教学大纲导航，用户可以进行学习，并可通过在线测试了解对知识点的掌握程度。

3、通过测试结果改变用户的学习状态与学习记录，对用户的状态进行管理。当用户

再次登录时，系统会自动进行更新，实现用户学习的个性化。

4、通过知识点链接导航使用户在页面之间轻松跳转，不至于在浏览过程中迷失方

向，从而提高学习效率，促进学习进度。

5、在用户进行某一知识点的学习时，有相应的知识点分类导航对用户进行指导。这些

知识点和用户所学知识具有相同的关键字，它们之间可能存在某些关联与联系。

这样便于用户对此类知识的查找，同时也会扩大用户的知识面。

6、通过知识点搜索导航，用户可以直接进行所要学习知识点的查找。对所要查找的知

识点了解较少时可以模糊查找，而了解较多则可精确查找。

二、用户模型的介绍

用户模型可以记录所有不同用户的特征以及不同学习行为信息。设计用户模型的目的是为了给用户提供自适应的个性化服务。本系统用户模型的特点是模型分为动态和静态两部分，两部分相互作用共同完成建构个性化的学习内容和动态导航的任务。用户模型可分为以下四部分，用户模型下级分为三个组成部分个人信息、互动信息和学习记录。

三、系统导航功能模块介绍

在系统分析的基础上，结合用户的学习特征和学习状态，得出本系统的功能模块结构图，此模块共分为三层结构，各结构之间紧密相连，共同建构了自适应网络课程学习导航系统。具体功能模块如图1。

图1系统的功能模块结构图

四、系统详细设计与实现

4.1系统工作原理介绍

本系统采用B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器结构)和基于Web服务两种模式，是一个适用于Internet环境下的模型结构。只要用户能连上Internet,便可以在任何时间和地点进行学习。

系统的工作流程包括以下一些关键环节：

(1)用户注册。用户使用该课件前需注册，系统会将用户输入信息记录到用户模型中。

(2)用户登陆。用户输入用户名和密码后，系统验证正确性及用户能否进行学习。

(3)个性化学习内容自动生成。根据用户注册时输入的学习特征和学习过程中的学习记录，从用户模型和知识领域模型中读取相应信息合成网页内容。

(4)用户信息管理。其中包括对用户信息的查询和修改，系统会根据修改后的用户信息重新自动合成网页内容。

(5)在线浏览。这是用户学习课件内容的主要方式，浏览中的动作主要是点击网页中的超链接，系统会动态跟踪用户的行为更新网页内容和导航提示。

(6)导航搜索。为帮助用户更快更方便的找到所需知识点，系统根据知识点不同的特征，比如说作者不同，主题不同或关键字不同等进行搜索，使用户一步到位，直接找到所需知识点。

以上各个环节相互联系，前后影响。对于用户的每一操作，系统都会自动读取数据并更新其中用户数据，并将更新后数据通过课程学习系统网页呈现出来。

4.2系统数据流图

数据流图能精确地在逻辑上描绘系统的功能、输入、输出和数据存储等，摆脱了物理内容，是描绘系统逻辑模型的最主要的工具。经过系统详细调查及用户需求分析，我们得到了新系统的数据流图。如图2、图3：

用户信息管理表

学习状态表用户学习记录表

图2登录数据流图图3学习状态改变数据流图4.3系统的实现算法

4.3.1用户信息初始化算法

该算法中牵涉的数据有：用户数据库中的用户信息管理表、用户特征表、用户学习表。算法主要功能是通过接收用户输入或选择的信息初始化用户模块中有关信息。

4.3.2检索导航算法

登录后，用户可根据知识点搜索进行检索。知识点搜索主要从知识点主题、知识点类别和知识点的关键字三方面进行。三方面的共同限制可使用户查找到较精确的知识点。在该导航实现过程中，用到的数据有文章知识表，内容是从文章知识表数据库中调出。

4.3.3知识点关联导航算法

知识点关联导航是当用户浏览某知识点时，与此知识点相关的知识点将显示在相关知识点栏目中。这些知识点的相关性是根据关键字进行判断的。用户点击任一知识点，只要与此知识点具有相同关键字的知识点都会显示在页面上。这种自适应性方便了用户对一些相关知识点的查找与阅读。

4.3.4网络课程知识点显示算法

用户登录成功后，页中知识点的内容是根据用户学习级别进行判断的，用户学习级别不同决定了不同内容。这种根据用户学习情况自适应的显示，有利于用户对知识点的掌握，同时随着学习不断推进，用户可以相应改变自己学习级别，来学习更高级的知识点，直到对整个课程知识点有了深刻的了解与认识。

4.4前端页面的设计与实现

在后台数据库建立与整体设计的基础上，前端页面的设计与开发尤其重要，对于自适应网络课程学习导航系统来说，主要包括的页面模块有：用户注册模块、热点学习模块、推荐学习模块、知识点搜索模块、知识点分类导航模块、主题分类导航模块和讨论区模块等。

4.4.1系统公用页面

在本系统中，将会有些公用页面，即每个文件或部分文件都会用到的文件，在使用这些文件时，只需一个包含语句即可，这样减少了代码的冗余，也使编码简单，减少了工作量。主要公用文件包括：syscode_article.asp、conn.asp、function.asp、config.asp等。

(1)syscode_article.asp：该文件是对系统栏目和文章专题与章节的整体管理。它包括文章内容与知识点的如何显示，以及用户的阅读权限，栏目的显示效果，文章的分页效果，最新文章显示函数，推荐文章显示函数，最热文章显示函数等。此文件基本上贯穿了整个系统，它包含在各文件中，是系统的主要部分与精髓。

(2)conn.asp ：该文件对于程序中建立数据库连接和关闭数据库连接的操作，最好放在一个包含文件中，这样便于维护和修改。前面一部分为建立数据库连接的语句，其中conn为建立数据库连接的对象，connstr为数据库连接字符串，它表明了数据库连接的物理路径以及采用的数据库类型，采用的是ACCESS数据库。用这种方法连接数据库的目的是防止程序被移植后，数据库的路径出现问题或是还得设置数据源。

(3) function.asp：该文件是各种函数的集合文件，主要包括检查email地址合法性函数Isvalidemail(),求字符串长度函数Strlenth(),显示错误提示过程

WriteErrMsg()，显示本站公告信息过程ShowAnnounce()，显示用户登录表单过程ShowUserLogin()，显示知识点搜索表单过程ShowSearchForm()等。这些函数或过程放在同一个ASP文件里，便于其他asp文件的调用，同时易于修改和管理。

(4) config.asp：该文件是各种常量的声明文件，这样做的目的是可以在程序的任何部分使用该常量来代替某一特定的数值，从而方便了编程。

4.4.2用户注册页面

用户注册界面如图4所示。带*号的为用户必须填写的内容，这便于对用户的管理以及用户的安全性。用户注册页面的信息是用户进入系统的有利凭证。该页面涉及的主要asp文件为user_reg.asp。

图4用户注册界面

4.4.3分类导航模块

分类导航的简单设计使用户一目了然，他们带有不同的超链接，不同页面显示不

同的主题内容。分类导航提供了两个框架：主题分类和知识点分类。两种导航操作起

来都比较简单，适合各种层次的用户使用和操作。

此主题分类导航模块包含了各种知识点，知识分类清晰可见，主要由showspecial （）函数和showclassnavigation（）函数来编译，其中showspecial（）函数用来编译专题栏目，而showclassnavigation（）函数用来编译栏目导航。其中涉及到的其它文件还有syscode_article.asp、function.asp、conn.asp。

知识点分类导航模块方便了用户的多方面查询，使用户可以在某一知识点下了解

到更多的相关知识，扩充自己的知识面，同时了解自己在其他知识点中的不足。此模

块涉及到的ASP文件有syscode_article.asp，function.asp和conn.asp。

在syscode_article.asp中，主要涉及的函数为showcorrelative()函数，此函数是知识点显示的主要函数。在showcorrelative()函数中包含了function.asp中的gottopic()函数，gottopic()函数是一截取字符串的函数，返回值是截取后的字符

串。同时为了数据库建立连接，conn.asp是必不可少的。

4.4.4检索导航模块

本模块功能：方便用户搜索所要学习的知识点，快速定位。本模块是在选择知识

点分类的基础上根据知识的各个关键字进行搜索。

其主要的ASP页面有：

(1) conn.asp页面，此页用来与数据库连接，便于其它页面对数据库进行查询时使用

(2) article_search.asp页面，对于知识点搜索的结果将显示在此页面中。

涉及到的主要函数有：showsearchform()函数，此函数是用来显示知识点的搜索

表单，即模块中所显示的内容。 showsearchresult()函数，分页显示搜索结果的函数，此搜索结果将显示在article_search.asp所显示的页面中。

4.4.5推荐学习导航与热点学习导航模块

推荐学习导航和热点学习导航主要是管理员进行管理的，管理员根据最近比较好的知识点文章对用户进行推荐，并将最受用户欢迎的知识点显示在热点学习栏目中。4.4.6讨论区页面

讨论区页面主要功能是方便用户之间的交流与讨论，用户可以在交流中不断发现

问题，解决问题，同时不断增加自己的知识面。

讨论区主要用到文件有：chat.asp、announce.asp、particular.asp、re_announce.asp、count_hit.asp。

结语

网络学习导航系统成功的关键在于导航界面的清晰，简单设计、导航系统的全面性、导航系统的自适应性和系统的易管理性这四个方面。

本系统的大部分模块已经实现，并符合以上几个特性。但一个完整的系统靠短时间的分析、设计来开发是远远不够的，它需要更长时间来测试并完善。随着研究的进

行，可能还会有其他一些问题，需要继续努力，改善本系统。