线上线下混合式智能辅助教学系统关键技术设计与实现_程小红.pdf

办公自动化基金项目 1：咸阳职业技术学院 2022 年度教学改革研究项目（2022JYB13）；基金项目 2：陕西省职业技术教育学会 2022 年度课题，课题名称：C 语言程序设计 在线开放课程线上线下混合式教学模式研究（2022SZX285）。0 引言当今时代是数字化的时代，生产力水平的不断提高给科技发展提供必要条件，科技的不断发展也在刺激着生产力的不断进步。对教育领域来说，跟随时代的变化，改变过去传统的教学理念，优化院校教学结构，使院校的教学形式更加适合新一代学生，从而进一步提升院校的教学质量，是教育行业在当前社会背景下发展的重中之重。根据社会实际的发展情况，混合式教学模式逐渐兴起，在当前的教学中发挥不可代替的作用，作为未来教学形式的主要发展方向，混合式教学模式也需结合当前的互联网技术和数字技术进一步发展，实现教学理念和教学形式的现代化结合，这对学生的发展和院校教学质量的提高有重要意义。1 混合式教学理念出现的背景线上线下混合式教学形式是基于当前社会发展实际情况和学生在院校接受教学效率以及质量的实际情况发展起来的。在传统教训中，教师与学生进行面对面的互动，主要形式表现为教师一对多地向学生传输知识，一般将这种教学方式称之为填鸭式教学。在这种教学形式中，学生往往处于被动地学习状态，主要是教师讲、学生听的状态，在一定程度上降低学生的学习质量，由于和教师的互动较少，也变相降低学生的思考时间，不利于学生更好地接受知识、对知识进行内化。随着社会的发展，新一代的学生与过去学生相比，无论在接受的信息还是对事物的看法方面都发生了巨大变化。在当前社会背景下，教育理念也在发生变化，现在更加注重学生综合能力的提升，注重学生与教*线上线下混合式智能辅助教学系统关键技术设计与实现程小红（咸阳职业技术学院咸阳712000）摘要：在当前时代背景下，我国的教育理念与过去相比有了显著的变化，已由传统的教师与学生面对面进行教学逐渐演变成线上线下混合式教学。在混合式教学过程中，利用互联网技术构建的混合式智能辅助教学系统发挥重要的作用。为进一步研究线上线下混合式智能辅助教学系统的关键技术设计和实现方式，本文从混合式教学理念出现的背景入手，结合混合式智能辅助教学系统的概念，论述线上线下混合式智能辅助教学系统的总体设计理念和结构组成，并对当前教学过程中应用的主要混合式智能辅助教学系统作详细的阐述。关键词：线上线下教学；混合式教学；智能辅助系统；教学方式中图分类号:G712;G434文献标识码:A文章编号:221026-10308Design and Implementation on the Key Technologies of Online and OfflineBlended Intelligent Auxiliary Teaching SystemCHENG Xiaohong（Xianyang Vocational Technical CollegeXianyang712000）Abstract：Under the background of the current era,the education concept has changed significantly compared with thepast in our country,and has changed gradually from the traditional teachers and students face-to-face teaching to onlineand offline blended teaching.In the process of blended teaching,the blended intelligent auxiliary teaching system con-structed by Internet technology plays an important role.Online in order to further research the key technology of blendedintelligent auxiliary teaching system design and implementation approach,this article from the background of blendedteaching concept，combined with the concept of blended intelligent auxiliary teaching system,online blended intelligentauxiliary teaching system is discussed,and the overall design concept and structure,and the main blended intelligentauxiliary teaching system used in the current teaching process is described in detail.Keywords：online and offline teaching；blended teaching；intelligent auxiliary system；teaching methods总第 491 期2023 年 3 月 15 日Scientific Research Education36办公自动化师间的交流，更加关注学生对知识的理解和应用。对社会来说，不仅是需要有专业理论知识的人才，更需要能将理论知识与实践进行深度结合的复合型人才。在此基础上，混合式教学理念开始逐渐兴起，所谓线上线下混合式教学，就是结合互联网技术，利用多媒体设备，通过线上渠道和传统线下面对面授课形式的结合，全面提升教学质量，如翻转课堂等教学形式，就属于混合式教学模式的重点应用。2 混合式智能辅助教学系统的内涵和重要意义2.1 线上线下混合式智能辅助教学系统线上线下混合式智能辅助教学系统是利用当前飞速发展的互联网技术和多媒体设备，结合当前新型教学发展理念，基于信息化网络教学，为进一步提高线上线下混合式教学模式的教学效率和教学质量而出现的现代化智能教学系统。在线上线下混合式教学模式的发展中，从一开始的单纯的线上授课、线下教学结合的形式，逐渐发展成教师录制视频，学生课余时间观看，课上时间与教师互动的翻转课堂教学模式；此外，还有其它许多不同的教学形式。为满足多种混合式教学的需要，线上线下混合式智能辅助教学系统开始逐渐被各院校广泛应用。2.2 在教学中应用线上线下混合式智能辅助教学系统的重要意义通过混合式智能辅助教学系统的应用，院校在混合式教学方面有了长足的进步，能更好地适应当前的社会境况和学生学习特点展开有针对性的教学。在这种系统的作用下，院校能更顺利地开展混合式教学，进一步优化传统的教学模式。在当前社会的大背景下，传统的教学模式受到一定程度的阻碍，混合式教学模式逐渐成为教学的主流方式，无论对学生还是对院校来说，混合式教学模式是教学发展的主要方向，利用线上线下混合式智能辅助教学系统提高教学效率势在必行。混合式智能辅助教学系统是站在学生为主体的角度上，进一步对线上线下混合式教学进行完善，基于大数据技术、数字技术、计算机技术、互联网技术等高新技术，进一步强化院校的教学质量，优化院校的教学结构。3 混合式职能辅助教学系统的总体设计理念和结构组成3.1 混合式智能辅助教学系统的设计理念线上线下混合式智能辅助教学系统在设计时需借助相关的计算机语言，如熟知的 Java 语言、C 语言、ASP 语言等等。通过计算机语言的编程和相关程序，构建起线上线下混合式智能辅助教学系统的整体构架。在整体构架完成后，要对框架进行具体的填充，主要包括混合智能辅助教学系统的编写、分类及总结，如，在系统的整体构建中要通过程序设计出包含代码、设计模块和升级系统功能等多种内容，一般来讲，这些模块都能通过代码编制进行建构。在建立起整体的架构之后，还需进一步构建安全系统，混合式智能辅助教学系统作为一种计算机系统，在后续的使用中要根据实际情况进行升级，构建安全防护系统是为了防止在日后的升级中受到网络方面的攻击。当前在各个院校中进行广泛应用的线上线下混合智能辅助教学系统主要是根据 J2EE 计算机语言为主要框架基础，整个智能辅助系统基于三层 BS 体系，这种构建能极大地提高混合式智能辅助教学系统的工作效率，并在一定程度上提高系统整体的安全防护等级。3.2 混合式智能辅助教学系统的结构线上线下混合式智能辅助教学系统在整体的结构中主要分为三个层面，分别是表示层、中间业务层、和数据库层。其中表示层主要指的是客户端，主要负责对客户提出的相关指令作出回应和发送，基于 J2EE 语言构建的系统具有极好的兼容性，能对绝大部分的处理软件作出反应；中间业务层主要分两部分，分别是两层服务器，这两层分别是 WEB 和 J2EE 两种服务器类型，J2EE 主要用于指令的执行，WEB 则对数据进行分层和解析。这两侧服务器共同对业务进行处理；数据库层主要指数据库服务器，数据库服务器属于整个混合式智能辅助教学系统的中心，其中涵盖绝大部分学习网站和互联网资源，能够在各种课程的需求指令中快速调出相应的教学资源，满足教学的需求。这三个层面，四个部分共同构成线上线下混合式智能辅助教学系统的整体结构。在混合式智能辅助教学系统的工作中，首先有表示层的客户端发送客户端信号，信号经由两层服务器的处理变为 SQL 请求信号。SQL 请求信号经由数据库服务器进行处理，经过逻辑分析和处理，数据库服务器对请求作出应答，应答信号再经由两重服务器返回，最终形成返回请求信号到达表示层的客户端。这一系列流程构成线上线下混合式智能辅助教学系统的工作层级。系统总体框架如图 1 所示：图 1 混合式教学系统总体框架4 在当前教学过程中混合式智能辅助教学系统的实现4.1 多媒体教学系统多媒体教学系统是线上线下混合式智能辅助教学系统在实际教学过程中的基础应用，多媒体教学系统主要是应用多媒体设备，对教师的教学过程进行辅助，提高教师教学的直观性、趣味性、变化性，为教师的教学提供多种可能，一些不能在黑板上进行展示的内容可通过计算机，利用多媒体设备如屏幕等进行播放。在当前的线上线下混合式教学中，多媒体教学系统一般用于教师播放相关线上教学视频以及教学资源，主要目的是为学生在学习过程中能进一步了解教师所讲解的内容。从构成上，多媒体教学系统一般受到延时抖动、时钟偏差、数据缺失三个方面的影响，在当前的发展中，逐渐开发出基于缓冲区的多媒体数据同步技术和时间戳同步技术，能极大地降低多媒体教学2023 年 3 月 15 日Scientific Research Education总第 491 期37办公自动化系统的延迟性和缺失情况。在当前多媒体教学系统的教学应用中，主要是通过缓冲区策略实现多媒体内部的同步控制，在经过时间戳，技术降低多媒体之间的同步控制，这种技术是进一步降低教师与学生进行互动时，使多媒体在音频、视频播放状态下的延迟和缺失情况的发生。主要的流程如图 2 所示。图 2 多媒体教学系统流程4.2 分布式多媒体远程教学系统分布式多媒体远程教学系统是线上线下混合式智能辅助教学系统在教学应用中的另一个应用方向。分布式多媒体远程教学系统主要是基于我国在 20 世纪 90 年代出现的多媒体技术，在当前科技发展的支撑下，利用计算机技术、数字信息技术、多媒体通信技术等多种高新技术系统，将不同的模块进行结合，实现了分布式多媒体应用程序的远程教学工作机制。分布式多媒体远程教学系统的主要构成包括五个层面，主要分为分布式多媒体应用层、分布式多媒体应用支撑层、协奏层、集成化传送协议层、集成式服务网络层。这五大层面构成分布式多媒体系统管理模型，在当前分布式多媒体远程教学系统的应用中，主要利用常用的高速局域网技术、QOS 服务、质量管理模式，进行主要的系统工作，并利用多媒体数据库技术，结合当前互联网中众多的教学资源和课程资源，对线上线下的混合式教学提供强大的资源支撑和多媒体支持。4.3 线上线下交互教学系统线上线下交互式教学系统是混合式智能辅助教学系统在当前院校工作中最广泛的应用，在整个对学生的教学中扮演重要的角色。线上线下交互式教学系统是线上教学与线下教学结合的最新成果，在系统的工作中，主要分为两部分，第一部分是线上教学系统，第二部分是线下教学系统。线上教学系统以网络平台和互联网技术作为开展工作的基础，教师利用网络在线上进行教学视频的录制，或通过互联网技术与学生进行实时的连线教学。这也是当前在社会发展的大背景下主要的教学形式之一。这种教学方式的优点是能增加教师与学生间的交流和互动，从一对多教学转变为一对一教学，在教师进行教学时，学生可进行视频的录制，方便学生在课后复习时遇到不清楚的问题进行回放。线下教学系统则是采用传统的在教室由教师进行一对多的讲解，但是与传统的线下教学有一定区别的是，这种线下教学系统主要采用学生说，教师进行补充和答疑的形式。学生在线上进行学习，然后在线下提出不懂的问题，由教师进行回答，增加教师教学的效率，也提高学生的主动思考能力。4.4 课堂大数据采集平台的构建课堂大数据采集平台是为进一步加强学生在课堂上学习的效率，并提高教师以及院校对学生学习情况的掌握程度而逐渐建立起来的。课堂大数据采集平台也是当前线上线下混合式智能辅助教学系统的主要应用方向之一，在对学生进行学情把控和相关数据分析上起重要的作用。课堂大数据采集平台主要由三部分构成，其中包括 IT 支撑环境，数据采集工具和教学质量评估体系。IT 支撑环境主要包括校园网络管理中心、校园云管理平台、校园大数据平台以及校园大数据交换中心，这四个部分构成 IT 支撑环境，IT 支撑环境主要适用于对课堂教学大数据采集与分析平台做好互联网和电子计算机设备方面的支持。数据采集工具主要包括基础数据采集、视频数据采集和文档数据采集，主要用对于学生日常表现、学习成绩、考试分数、综合素质作出数据化的整理和收集，其中包括学生在院校学习的绝大部分信息，更加有利于院校对学生进行管理。教学质量评估体系包括教学质量评估指标、教学质量评估模型和教学质量、评估报告，主要是为学生在院校的各种数据作出科学的分析和评估，确定学生真实的学习情况，方便教师在学生培养方面作出针对性的决策。因此，课堂大数据采集平台的构建为学生的发展提供重要的作用。5 结语鉴于当前社会发展的大背景，线上线下混合式教学模式已成为院校教学的主流，无论是在初中、高中、还是大学，混合式教学模式为教学形式的开发开辟出新的途径。在这种情况下，大力发展线上线下混合式智能辅助教学系统，促进混合式教学模式的完善，对教育领域有重要的意义。参考文献1 刘汝媚，黎晓凤.基于远程多媒体的高校计算机应用软件教学研究J.数字化用户，2019，25（22）.2 嵇 棂.基于微信平台关键技术的多元化学习的研究J.中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2019（01）：18-19.3 陈 颖，汪兴来.交互式多媒体远程课件教学系统设计与实现J.数码世界，2018（11）.4 魏 声.智能化远程多媒体体育教学系统的实现J.微型电脑应用，2018，034（012）：97-98.5 何 俊，佟玉军，高子超.教学工作辅助管理系统研究J.中小企业管理与科技（下旬刊），2018（2）：168-1696 钟绍春，唐烨伟.人工智能时代教育创新发展的方向与路径研究J.电化教育研究，218，39（10）：15-20.7 苏晓光，于莉莉.人工智能与新工科人才培养探讨J.中国管理信息化，2018，21（16）：195-196.8 刘巧红，孙丽萍，林 敏.“大数据科学与技术导论”线上线下混合课程建设的探索与实践J.中国医学教育技术.2022（05）：585-590.作者简介程小红（1981-），女，陕西省咸阳市人，硕士，副教授，研究方向：计算机应用技术。总第 491 期2023 年 3 月 15 日Scientific Research Education38