一种基于移动和网络的学生学习系统

一种基于移动和网络的学生学习系统摘要能源部门通过满足不同经济的能源需求，对实现社会经济发展起着至关重要的作用。然而，绝大多数的发电站燃烧化石燃料，以产生能量。以这种方式节约能源，并有效地适用它是很重要的。因此，在本文中，它将描述一个移动和基于网络的学生学习系统，合理使用能源。该系统专门开发在技术学校设置赛图巴尔/理工学院设置塞图巴尔教本科学生。该系统将提供给学生一个教程，一组练习题，互动动画，评估工具，聊天室和游戏评价为目的。为了提供更好的移动性，该系统具有一个模块可用于移动设备。1.介绍工业化国家使用大量的能源。这种能源使用创建本地环境工业化国家使用大量的能源。这个创建本地环境破坏和能源使用导致全球气候的变化。发展中国家正迅速扩大其能源使用。通过这种方式,需要做能源使用方式的变化,提供世界各地代表最大的挑战在朝着工程师可持续性。能源效率已被证明是一个强大的和具有成本效益的工具实现一个可持续的能源未来[1,2]。所以,教学合理使用能源电气工程课程是目前非常重要的[3]。传统教学课堂的主要元素是老师解释说,给了例子,显示了计算,等等。口音是口头沟通,由在线支持手写消息使用黑板和粉笔。然而,计算机和信息技术增加了教育机会和新教学打开了大门方法。如今,教育工作者和学生把技术当作正常的课程的一部分。第一个工具是投影仪和微软PowerPoint讲座。然后,随着技术的进步,可以使用交互式的学习内容。多媒体的使用,丰富的图形、动画、仿真和虚拟环境提供给学生的一种方式可视化和积极参与的内容。否则,内容是,在过去,只有在静态和被动的方式,通过课本和讲座。与计算机和电信发展新的可能性似乎有很长一段的距离。基于web的学生学习系统已经被许多学校采用克服许多典型的老师的局限性为中心的教育模式。它还允许提供学习环境,改善和增加学生的互动联系。许多电子学习平台开发。很多远程实验室的例子不同的科目有被开发出来,例如,电力(4、5),电子[6],电力电子(7、8),电机(9、10)和电力系统(11、12)。本文报告一个移动和基于web的合理使用能源的学生的学习工具。这个工具将提供学生一个教程,一组练习与几个面向问题,交互式动画,评估工具,聊天室和游戏进行评价。为学生第一个工具是一个简单的web应用程序。他们可以访问所有的课程材料在一个浏览器的问题向学生提供一个活跃的方式从而达到评估学习过程的目的。2．设计原则当设计一个多媒体系统,我们首先建立设计指南。以下关键需求必须被提出的概念系统[13]:a)以确保灵活性在时间和地点方面,中可用的课程需要一个永久的方式,随时随地。b)材料使用的语言简单、清晰、直接、充分和有吸引力的目标的课程。c)将重点示范和帮助每一个理论概念说明,如果可能的话,用一个实际的应用程序。d)使用图像和多媒体动画丰富的和常规的方式来演示如何使用理论概念。e)完成与一个参考每个概念的解释,它的历史发展。f)来创建auto-evaluation方法，评价形式的练习和测试,允许学生评估自己的进步。g)检查使用的组件,比如游戏,挑战,和娱乐活动,以刺激和激励学生使用的解决方案。h)允许,在失败的情况下,研究过程的重复练习,然而,确保学生不被迫重复相同的内容往往是饱和,没有激励,因此,导致辍学。我)使用的信息通过这种分析来定义措施允许保证足够分量的存在教师的支持。解决方案的全球成功与其说取决于技术解决方案的价值,而是人类的存在结构,确保足够的教学支持。j)设计机制,允许教师熟悉学习的学生根据这一方法,当他们研究中,他们遇到了最大的困难,学习时间和结果评估。k)系统必须维护和收集学生的信息如人口统计信息,首次招生,访问平台,数量和内容和测试的结果,以及其他被认为是有用的信息。所有这些信息保存在数据库中进行进一步分析的数据挖掘算法。3.提出系统系统的架构是典型的客户机/服务器解决方案的两层分离(图1)。客户如下:•web工具模块,可以通过web浏览器;•离线模块是一个电子书,或互动DVD(iDVD),很容易由学生;•移动设备,有竞争力的应用程序和减少iDVD的移动版本。一个互联网连接所需的用户可以访问在线模块。一些示威活动在实验室教室还将利用这一模块,所以可以通过局域网/广域网的连接机构。电子书是一个互动的DVD-Rom几乎每台电脑无需任何安装。这本书包含游戏部分在网上找到工具,而且还额外内容丰富的多媒体内容,补充部分在线的模块。这是一个优秀的汽车运输重量级和任何环境/电脑没有额外的内容连接到互联网。电子书是一种有限的特殊情况下版本运行在个人数字助理(PDA)设备。由于连续掌上电脑的性能/功能和销售的增长,这些设备被认为是一个很好的匹配的一些项目要求。这种学习技术提供给每个学生,这样,父母几乎每天都随身携带他们的掌上电脑的，创建一个新的一整套解决方案,为项目带来改进的可移植性。电子书的内容模块可以很容易地更新通过LAN/WAN或Internet,PDA将使用一个应用程序GPRS连接进行必要的更新。这些应用程序将问题服务器更新或新内容,如果有一些服务器将使它变为可用。有一个移动版本的电子书内容足以说明,记住,尤其是激励父母,是合理使用能源的重要问题。另一方面,该系统还提供了一个移动应用程序web模块的实现问题。用这个应用程序中,学生们可以回答测验和提出新问题回答的同事。它还增加了一个竞争学习部分允许实现总冠军的“冠军杯”将吸引参与的学生。这种竞争,学生将互相竞争到一个更好的评价。答案是记录在移动设备的应用程序和服务器。作为一个移动应用程序,它可以用来在教室之外,高度定向到比赛的实现外部实验室在开放空间,实际经验也可以进行随着竞争,因此,提供一个更好的竞争学习的过程。服务器的架构“黑匣子”在图2中,可以看到,演示了如何使用不同的技术来整合的模块。我们保持一个数据挖掘模块和一个老师的内容管理器(TCM)模块内部的服务器框,因为在一个逻辑方法的核心系统的一部分,在web服务器和存储库。这些模块是我们的基础工作,但是别人可以很容易地集成在未来,增加新的系统功能。Adobe导演和AdobeFlash组件背后的软件工具的开发丰富的交互式学习模块的接口对于服务器端应用程序,其他软件工具方法接近年代的方法。中医模块是一种工具,也在导演,允许教师上传内容到系统。系统由两种类型的数据库,一个典型的关系型SQL库主要用于收集用户的数据,而另一个是原生XML数据库的练习、测验和比赛。数据挖掘模块负责从系统所采集的信息进行分析,包括用户信息、交互和教训的结果。这是做数据挖掘,是人工智能的一个面积较大的一部分和信息管理——在数据库知识发现(KDD)。KDD的目的就是从数据库中提取新的信息,在最后的规模和复杂性使得人类无法观察。数据挖掘是指知识的探索性阶段发现。数据挖掘可以通过使用一些算法,其中的一个自组织映射(SOM)[14]。SOM是比较流行的神经网络模型,因为它可以执行topology-preservingn维的投影数据在一个常规二维网格。SOM可用于聚类,让我们来观察不同组(集群)的学生。有几个视觉方法,可以应用SOM的结果,被其中一个平面可视化的组件。这让我们可以想象每个特性(学生特点)在色彩计划模式下,一个深颜色意味着更高的学生人数,和比较功能推理如何影响另一个。这可能是非常有用的,以确定哪些组学生达到最坏的结果,和可能的原因,很多隐藏的特性之间的关系。关于网站的概念，它是非常重要的，有重量轻，通用的网页设计的分离和结构内容是一个主要的要求。这是决定使用一种网络设计和开发的方法，而不使用页面布局控制目的的HTML表格。这种方法是从“表”的概念。“无表”的设计意味着使用CSS（层叠样式表）来定位HTML元素的网页上但要注意表格和CSS不相互排斥。表格的网页设计也提高了Web可访问性的两个目标：在我们心目中避免残疾歧视到掌上电脑和移动电话的使用量增加。要完成它们，这是必要的网络内容可由用户操作各种各样的设备访问。由于分离设计（CSS）和结构（HTML）也可以提供不同的设备，不同的布局。在此系统中,实现生产的表设计web页面的HTML标记较少从而减少页面下载次数。这些时间更减少了使用iFrames结合JavaScript。一个重要的决定是有关的技术，使用在发展中的丰富的多媒体和高度互动游戏节的接口。因为这是一个基本的想法，建立的游戏，不仅把在一个光盘，但也作为一个部分的网络工具，它是明确的，最具指示工具是“砖”的导演[15]。使用的是因为它的能力较高的多媒体对象的工作，并且也因为它有一种编程语言，行话，使面向对象的编程机制的使用更是创造更复杂的媒体内容和相互作用。产生的输出将Shockwave电影嵌入到Web页面的Web模块，和可执行应用程序，对电子书模块（DVD和PDA版本）。另一个Adobe工具,Flash,是正确的补充一些复杂的矢量动画的发展在游戏和网络的概念部分工具。一个重要的问题是选择有一个应用程序运行在PDA相关董事。因此，它是必要的，包括/使用特殊的Xtra，称之为“出口到PocketPC”，在Adobe公司董事。该组件允许应用程序运行在PDA上的导演种装置。针对移动内容创作的另一种是AdobeFlashLite平台[16]，但直到现在主任已经足够并已整合到项目计划中。该电子书/iDVD移动版与Adobe的导演创造的，但是移动应用的实现竞争学习模块是在java开发（J2ME），支持中形[17]设备。如今，几乎所有的个人移动设备实现java技术。此客户端应用程序是通用的，在这个意义上说，它是独立的服务器端应用程序。有了这个应用程序，学生（或另一个用户）将能够接收到可回答的问题。这可以通过一种竞争的方式来实现，当这样做时，或在一个平静的方式，存储的问题和答案在客户端存储库中，一个记录管理系统（均方根），稍后被上传到核心。这个过程也使用了XML将存储在XML数据库中的文档，首先，将一些数据传递到关系数据库中，其次。模块管理接收的信息的使用实施KXML库使XML的解析文件[18]。KXML提供XML解析器和作家适合所有的java平台，包括J2ME。因为它足迹的大小，它特别适合于移动设备上运行的java应用程序。另一个重要的决定是相对的主要游戏，“琐碎的追求”类型的游戏，这是一个典型的测验游戏。一个统一的，简单的和完整的实现所需的结构的选择，导致我们使用，再次，XML语言。通过这种方式，它被发现了游戏的基本结构，缓解了新的问题，根据主题，没有任何种类的需要创造新的接口。这也有利于更新过程中的游戏，而不必改变语言代码。构建一个成功的问答引擎的关键是它的可重用性，即检索新问题的能力和/或来自外部导演电影的答案。在我们的项目中有不同的方法来使用这个文档，所以我们更愿意把所有的问题/答案文件存储原生的XML数据库中，让导演电影从那里检索问题。在提问的过程中，数据库外部可扩展的文件，允许其他应用程序可以读取相同的内容。正如之前提到的,我们使用原生XML数据库是数据持久性软件系统,允许数据被导入,访问和导出的XML格式。现在,我们正在与存在[19],这是一个开源的原生XML数据库免费、快速、健壮的足够我们最初的需求。另一个数据库需要存储所有必要的数据，以进行一些分析和研究谁正在使用系统。它是还用于存储所有内容，用于自动生成新的多媒体内容，以及所需的游戏规格进一步的更新。为数据库管理系统，选择进入mysql[20]，在事实上，它是免费的，并且开源，但非常完整，而且要求不高，例如，Oracle数据库。另一个重要问题是电子图书的实施过程。当用户启动光盘时，它就在寻找新的文件Web服务器来代替相应的用户的PC机来实现这个功能的技术是PHP[21]，在服务器端运行。5.网络工具的描述访问基于Web的软件，首先用户必须注册以获得用户名，密码。使用该系统，他必须使用用户名和密码登录。这允许系统记录所有的学生活动，并产生一个统计报告的老师为了知道学生们花了多少时间用这个工具。第二页是主页。在这一页中有五个选项：课程，动画，问题，聊天和链接。在第一选择，学生有获得电力电子课程。这些经验教训