基于数据挖掘技术的智能教学系统的设计

一、系统总体设计思想

在教学系统的设计中，为了达到方便学生学习，除了要求在界面设计友好，操作方便外，还应能引导学生进行有效的学习，提高学习效率，且不能让学生迷失方向。因此，智能导航系统的设计是必需的。教学系统的智能导航要清晰、明确、简单、方便，要符合学生的学习习惯和对知识掌握的认知心理。导航模块的设计应该能实现课程浏览的纵向到底，横向到边，既能使学生对某一个知识点的学习进行地非常深入，又能使学生容易全面地了解章节内容。好的导航设计是保证教学系统智能化成功的关键因素之一，需要精心设计。本文所侧重研究的教学系统的智能导航模块，采用综合分析用户的数据和访问日志来获得用户的个性化信息，以及采取测试方案分析用户的知识结构，根据这些信息重组该用户的网页，达到自适应的目的。

二、智能教学系统结构

如图1所示。

三、系统主要模块设计概要

（一）导航学习界面

导航学习界面，它是可重用的通用的学习界面，界面与界面之间的导航关系将通过用户界面导航控制模块来管理，界面的设计尽量要“原子化”，即一个界面尽量做到仅完成一个不可拆分的功能呈现，这样的“原子化”界面设计，便于用户界面界面导航控制模块根据下层的个性策略生成方案智能组合各种界面，建立个性化界面关联，根据学生的具体知识水平和结构提供智能导航策略所生成的路径上的各种界面。

（二）用户界面导航控制

用户界面导航控制模块的实现，是本论文技术研究的核心，如何有效的捕捉用户界面的活动过程，并管理和组织界面，是实现智能导航学习的技术关键。系统原始信息库里面，系统数据初始化时，基于对现有的学生模型进行具体分析已经建立起来了按照通用学生类型分别制定的学习导航策略，这种导航策略将把生成的导航路径信息传递给用户界面导航控制模块，进而用户界面导航控制模块通过读取路径信息，实现按照该路径对界面进行导航组合。同时，用户界面导航控制模块还可以捕捉用户在界面上的活动过程，为状态信息记录模块提供相关信息，并根据这些状态数据生成新的个性导航策略。

（三）用户事件信息收集

用户在界面活动，部分操作将引发各种事件，该模块主要是用来记录用户操作的事件信息，然后记载在日志文件中，同时分析处理与调度模块将根据搜集的用户事件信息并结合该用户个性化信息来生成导航策略。

（四）用户状态信息记录

用户导航界面控制模块，能够捕捉用户在各界面上的活动过程，具体需要记录学生的哪些状态，主要由用户状态信息记录模块来实现。状态信息记录我们可以通过不同的需要选择不同的存储方式。对用户的评测的原始信息记录也是在用户状态信息模块中记载。

（五）关联分析和信息挖掘

事件信息和状态信息通过数据分析描述，建立起来了个性化原始信息数据库。关联分析与信息挖掘就是采用相关的数据分析和挖掘策略从个性化原始信息数据库中，挖掘出学生的个性化数据，并建立学生个性化数据库。

（六）分析处理与调度

该模块主要是综合学生个性化数据库和系统原有的初始化原始数据信息，结合两者为学生制定最佳的学习策略，并把该策略所生成的学习路径信息传递给用户界面导航模块，从而由用户界面导航模块为学生提供个性化的学习界面。

四、总结

一般的智能教学系统主要由知识库、学生模型、专家决策机制和智能接口等模块组成，本文主要是就智能接口部分进行了研究，并给出了智能教学系统的智能导航模块的设计框架，同时介绍框架的各个模块的设计思路。

（作者单位：广东岭南职业技术学院）

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