基于教學資源庫的教學機器人研究

熊登峰 周海珍 黃利紅

摘要：基于教學資源庫的教學系統建立了一套類似于客服機器人的教學機器人，實現了教學機器人自主學習，教學答疑自動化等功能。從而即可以滿足學生24小時在線自助互動應答服務的需求，又可以減輕教師教學工作壓力及重復性工作。

關鍵詞：教學資源庫;教學機器人;自我學習;

隨著大數據、多媒體和移動互聯網的崛起，學生的學習方式和行為習慣正在發生深刻變化。學生的自助學習意識逐漸加強，移動式、碎片化的學習需求特征越來越突出。基于教學資源庫的教學機器人采用機器人自學習機制等新技術構建。該系統可以滿足學生24小時在線自助互動應答服務的需求，從而順應時代發展，滿足學生的自助學習，移動式、碎片化的學習需求。

一、基于教學資源數據庫的教學機器人的數據庫設計與功能設計

1.教學資源數據庫設計

基于SQL server2005數據庫設計數據庫存儲《WEB應用程序開發（JSP）》課程的學生疑問和教學資源數據（包括教學案例資源，作業答案，疑難問題解決數據，教學視頻等），其邏輯模型設計如下圖所示：。

2.教學機器人自主學習功能設計

教學機器人學習內容主要分為三種知識：一、學習學生提出的新疑問數據;二，學習疑難問題解決數據;三、疑問和答案優先級數據;根據學生選擇的疑問記錄，修改疑問記錄優先級。根據學生選擇的教學資源記錄頻率與點贊評價，修改教學資源優先級。

3.教學機器人答疑功能設計

根據學生的疑問使用模糊查詢從學生疑問數據表中查詢和顯示所有疑問記錄。使用關聯規則從教學資源庫種挖掘出有效、相關的教學資源數據，供學生選擇使用（其工作原理如下圖1 所示）。

二、實現教學機器人的關鍵技術;

提問數據與疑難問題解決數據關聯的有效性和疑難問題解決數據存在文本，鏈接，圖片和視頻等多種教學資料，所以問題頁面模板的自動生成技術，是該教學機器人功能正確實現的關鍵。

三、實現教學機器人核心代碼以及存在的問題;

教學機器人系統中提問數據與疑難問題解決數據關聯的實現代碼如下圖所示：

該教學機器人基于JSP應用程序開發技術與數據挖掘技術實現了能夠自主學習的教學機器人，不僅滿足了學生自助學習的需求，也使教學機器人代替教師完成了重復性的網絡教學工作內容。但是該系統的數據庫還存在學習速度有待進一步提高的問題。

參考文獻：

[1]?? 熊登峰，周海珍.基于ZigBee的低功耗智能無線控制系統的設計[J].數字技術與應用，2019，37（09）：139+141.

[2]?? 熊登峰.關聯規則在故障模式庫中挖掘出最有效，最相關故障模式的應用[J].科技創新與應用，2015（32）：87.

[3]?? 熊登峰.使用模擬退火算法和遺傳算法的混合算法來完測試用例的智能生成[J].科技展望，2015，25（30）：133.

[4]?? 熊登峰.論信息系統項目的質量管理[J].科技風，2011（03）：94.

基金資助項目課題：

湖南省教育廳科學研究項目《基于教學資源庫的在線教學機器人的研究》項目編號：19C1004

湖南省湘潭市科技局項目《基于ZigBee的低功耗智能家居控制系統的研究》項目編號：ZJ-HZK20181001