基于Moodle的《计算机网络》网络课程设计与开发.doc

目录1. 前言11.1 研究意义11.2 研究现状12. moodle平台概述32.1 moodle平台简介32.2 moodle平台功能结构32.2.1 系统管理功能32.2.2 作业功能模块32.2.3 聊天和讨论模块42.2.4 评价管理42.2.5 在线测试功能42.2.6 题库功能52.3 moodle平台架构53. 建构主义教学理论概述73.1 建构主义教学理论73.2 任务引导式教学涵义73.3教学模型的建立84. 网络教学设计体系94.1 网络教学设计的基本原则94.2 网络教学设计的内容结构94.3 作为辅助课堂教学的网络教学设计94.3.1 教学目标94.3.2 教学过程分析与设计105. moodle平台下计算机网络网络层设计的实现135.1 平台布局135.2 主要功能的实现方法146. 未来研究方向与问题236.1 moodle平台发展方向236.2 moodle课程重点研究问题237. 结束语24致谢25参考文献26ii1. 前言1.1 研究意义随着素质教育的深化，新课程理念下如何提高课堂教学效率，就显得尤为重要。网络世界为教育和教学提供了丰富的信息资源，网络信息资源的公开性和共享性促进学生学习知识。新课程理念下网络环境辅助教学是一门被人们所喜爱的新式教学手段。它弥补了传统课堂教学在直观性、立体感和动态感等方面的不足，为学生营造了一个宽松的学习环境，充分调动了学生学习的积极性。moodle网络教学平台以其免费、开源、易操作等多重优势成为现代教育中深受广大师生欢迎的教学平台，凭借其强大的教学功能被广泛应用于教学实践。moodle具有三大功能系统：网站管理系统、课程管理系统、学习管理系统。网站管理系统由管理员负责，进行整个网站的设置与管理；课程管理系统是学习的主要平台，包括在线测试、作业管理、聊天和讨论等；学习管理系统主要是对学生学习情况的反馈，包括评价管理、调查反馈。1.2 研究现状网络教育是随着信息时代的发展而出现的一种新型教育方式，通过网络教育，学生可以随时进行交流互动、个性化学习。在我国现阶段，各大教育机构因商业软件需支付高昂的费用，所以免费开源的软件在网络课程建设中是很急需的。moodle由澳大利亚教师martin dougiamas基于建构主义学习理论，针对广大教师在信息化环境中设计、管理、实施、测试自己的课程而开发的课程管理系统，是一个免费的开发源代码的软件。著名的英国开放大学、美国建设的moodle课程学校、泰国建设的moodle课程学校等目前全面引入moodle在线学习平台进行在线教育。blackboard是一款功能和服务都很强大的优秀的商品化课程管理系统软件，在中小学教育上具有很强大的功能，但是由于其商业性在各大学校中很难推广。moodle的免费开源，先进的教育理念得到全球广大教师的积极参与，而且由于moodle不仅使用于中小学，还适用于大学、教师教育、企事业单位培训等多领域，在使用中逐渐替代blackboard成为主流教学管理工具。网络教学的主要特点，就是将传统的课堂教学以教师为中心转变成以学生为中心，充分发挥学生的学习积极性，使学生从被动的接受知识变为主动的获取知识，为学生创新力和创造能力的培养提供必要的客观条件。moodle以其免费开源、易操作、便于管理等优点逐渐成为网络教学的主要开发工具，倍受师生欢迎。既适合于百分百的在线学习，又可以作为传统课程的补充。但是moodle的开发还不够完善，很多功能还不能很好的实现，因此还需更深入的研究。为了能够更好的使用moodle平台进行辅助教学，本文主要有以下几个问题需要研究：（1）moodle课程管理系统的结构是怎样的？（2）moodle各功能模块的使用。（3）教学方法分析。（4）如何通过moodle进行教学活动设计，体现教学设计思想？2. moodle平台概述2.1 moodle平台简介moodle是澳大利亚人马丁道格拉斯基于建构主义教学思想开发的一款课程管理系统，是一个免费的开放源代码的软件，可运行与支持php程序的电脑，在众多国家已经得到广泛的应用。moodle这个词是动态化的面向对象的动态的学习环境的缩写。相比于其他的网络教学平台来说，免费开源、易于操作是moodle得到广泛认可的一个有利的条件。moodle，由于其开放源代码，是一款开源软件，使用者在符合许可协议下可根据自身的需要进行最大自由的使用与修改。可以支持包括中文在内的70种语言，在世界各地被广泛应用。moodle的系统结构是模块化的，因此系统操作起来比较灵活、多样，该平台融合了我们熟悉的课件、资源库、博客等设计思想，是针对课程管理教学设计的，依据社会建构主义的教学思想，本着师生平等的原则，在教学活动中，相互协作，共同学习，共同进步。2.2 moodle平台功能结构2.2.1 系统管理功能系统管理员可以为系统各个角色分配权限，增加了访问的安全性常用的系统版面分为主题模式、星期格式课程活动多种多样：例如投票、博客、论坛、测试、问卷调查等题库模块方便试题管理，进行测试的设计教师身份对试卷作业的评定，分数都可以以电子表格形式导出，便于教师了解学生的学习情况后期可以添加各个版块，实时反馈网站的登录人员情况，同时能够显示课程的更新情况等等各个讨论区的帖子及教师的评分可以以电子邮件的形式发到预留的邮箱备份课程，以zip压缩包的形式保存，并且可以在moodle平台进行恢复2.2.2 作业功能模块教师可以设定作业上交的截至日期以及作业的最高分。教师可以在线批改作业，写评语，评分，并且可以以电子邮件的方式告知学生学生可以根据作业要求将规定格式的作业上交，而且系统能够自动保留上交时间教师可以在同一页面进行作业批改，减少了教师的工作负担作业支持文件上传、在线文本、离线活动项目类型。2.2.3 聊天和讨论模块moodle支持即时聊天和讨论发帖的功能，师生可以在线互动，解决学习中遇到的困难。进入聊天室，每个人都可以自由发言，发送图片、表情符号等，更加贴切的反映用户的思想意志。同时，聊天记录是可以保存的，管理员可以随时查看聊天记录，对发表不健康语言以及与学习无关的内容的用户，管理员可以进行适当的惩罚。讨论区内，学习者必须要先发表帖子，然后才可以进入论坛浏览其他用户的帖子，发表评论。用户可以看到每个帖子的发表时间，发起人以及发起人的信息，发帖者也可以根据自己的需要觉得是否要订阅邮件来接收讨论区的帖子。2.2.4 评价管理教师可以发起一个关于课程学习的投票，根据学习者的投票，了解课程的优点与不足之处。对于投票的参与者，只有已选课的用户才可以进行投票，表达自己的意见。具有管理权限的人员可以查看投票结果，根据需要，选择适合的格式下载，投票结果支持ods、excel以及纯文本的下载格式，方便查看。2.2.5 在线测试功能教师可以在活动中添加测试功能，设置测试的开放时间、关闭时间、答题次数，在测试完成之后是否允许反馈。在线测试功能还支持系统自动评分，大大节省了教师批改试卷的时间。教师可以为每道题写评语，方便学生发现不足之处，及时改进。测试设置好了之后，就要进行试题的编写。编写试题主要用到的方法有两种：一种是在moodle中直接添加试题，另外一种是通过文件导入功能将编辑好的试题放到题库中。2.2.6 题库功能题库可以分类存放不同类型的题目，教师在编辑测验试题时可以直接在题库中选择题目，方便快捷。将题目放到题库中的最大好处就在于试题可以重复使用，而且各个学科之间也可以互相使用。教师可以随时更新题库，旧的题目可以根据需要保留或者删除。2.3 moodle平台架构moodle使用php脚本语言编写，基于独立的服务器和软件环境。需要http服务、数据库软件（mysql数据库）、apache服务器做支持。采用的方案是moodle+mysql+php+apache平台，在m下载集成版安装包moodlewindowsinstaller-latest-21，解压文件，必须将解压的文件放到逻辑分区的最后一个分区，建立xampp子目录，例如本机配置环境g：xamppserver（解压后的默认文件夹名称。）这是关键的一步，接下来按照提示继续进行，出现moodle安装界面一直“向后”，配置数据库：cfg-dbtype = mysql; /数据库服务程序$cfg-dbhost = localhost; / 数据库服务地址$cfg-dbname = moodle; /第一步新建的数据库名$cfg-dbuser = root; / 数据库登录名$cfg-dbpass = ; / 数据库登录密码为空$cfg-prefix = mdl_;$cfg-dbpersist = true; $cfg-wwwroot = http:/localhost/moodle /本地web站点地址，也可以是ip地址。安装完成。打开xampp文件夹，双击start moodle，当出现（如图2-1所示）图 2-1启动界面时，说明moodle可以使用，这时打开浏览器输入http:/localhost就可以访问你的moodle站点了。3. 建构主义教学理论概述3.1 建构主义教学理论建构主义教学观认为学习不仅受到外界因素的影响，更主要的是学习者本身的认知方式、学习动机、情感、价值观等的影响，而这些因素往往被传统的教学所忽略。建构主义的知识观认为学习应该是个人和社会建构的。学生的科学学习不是从零开始，而是基于原有知识经验背景的建构。知识的获得并不是接受和积累的过程，而是学生主动构建自己的知识的过程，教师不是知识的传递者，而是充当引导者，引导学生建立自己的学习目标，在建构主义的学习环境下，教师和学生的地位作用比传统教学有了很大变化。综合来看，建构主义教学就是要确立学生的地位。教师在教学过程中不断的设置新的学习任务，引导学生建立适合自己的学习目标，并且贯穿于教学中的每一个环节，强调了学习者在建构性学习中的积极作用。网络教学充分体现了建构主义中学生的主动性，创设了非常有利的合作条件，这对于建构主义学习理论的体现具有非常重要的作用。3.2 任务引导式教学涵义在新的时代背景下，教师的任务已经不再是单纯的讲授知识了，教师应当成为学生学习的组织者、引导者和合作者，激发学生的学习积极性、创造性，抛弃传统的教师至上的思想，为学生提供自主活动的机会，以学生为中心，充分挖掘学生的潜在能力。任务引导是建构主义教学理论基础上的教学方法，将以往的传授式的教学理念转变为解决问题式，以任务为主，教师为主导，学生为主体的教学方式。教师依据教学内容及教学目标，布置出一系列的任务，学生通过学习教材，逐步完成教师布置的任务，直至完成所有的教学目标。学生在完成一项任务的过程中必定会遇到各式各样的问题，只有解决了问题才能继续进行任务，那么问题的解决能够促进使学生更主动地来学习。3.3教学模型的建立教师分配学习任务，学生根据任务的难易程度以及自身知识的掌握情况可以选择独立完成或者小组合作完成。教师提供完成任务的必要资源，学生在完成后接受教师的检测，查看学习效果。（如图3-1所示）分配任务（教师）任务分析（学生）查阅资料（学生）按要求学习检测（教师）合格评语，进行下一项任务不合格，教师讲解任务要求图3-1教学流程图4. 网络教学设计体系4.1 网络教学设计的基本原则网络环境的教学设计不同于传统课堂环境的教学设计，为发挥网络环境的优势，体现网络教学的特点，开展网络教学设计，应遵循如下原则：教学活动以教师为主导、学生为主体；教学方式以任务来驱动；教学的实施过程是协商合作、共同建构的过程；教学成果是具有创造性的。本次网络教学主讲的是计算机网络，用到的教材是计算机网络第五版，谢希仁编著。全书分为十章，比较全面系统的介绍了计算机网络的发展和原理体系结构、物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层、网络安全、因特网上的音频/视频服务、无线网络和下一代因特网。主要是以七层网络模型为主线，逐层讲解。4.2 网络教学设计的内容结构教学设计的内容一般包括教学目标的分析、教学方法的确立、学习评价的设计等。为发挥网络教学的优势，体现学生的主体地位，以建构主义学习理论为基础，结合网络教学的特点提出网络教学设计的内容结构，包括：学习目标与任务的确定；学习者特征分析；学习环境的选择；学习资源的设计；学习活动的组织；学习评价的设计。4.3 作为辅助课堂教学的网络教学设计4.3.1 教学目标知识目标：理解虚拟互联网络的概念掌握ip地址与物理地址的关系掌握传统的分类的ip地址（包括子网掩码）和无分类域间路由选择cidr路由选择协议的工作原理。能力目标：能熟练掌握利用ip协议使性能各异的网络在网络层上虚拟成统一的网络熟练掌握ip地址与mac地址的关系熟练掌握ip地址与子网掩码的划分问题素质目标：掌握网络学习的特点能够进行自主学习加强团队合作意识4.3.2 教学过程分析与设计学习者作为学习活动的主体，具有的认知、情感、社会等特征都将对学习过程产生影响，因此对学习者的进行一定的了解是教学设计成功的关键所在。本次教学的学习者为大学二年级的计算机专业的学生，对于计算机网络的七层模型有了整体的认识，并且已经完成了物理层和数据链路层的学习任务，学生在前面章节的学习中学习态度端正，对计算机的学习有着浓厚的兴趣，喜欢利用网络来学习知识，了解新鲜事件，但是只限于简单的搜索引擎的使用，效果一般。moodle网络教学平台为学生提供一个专业的网络学习的环境。在课堂学习结束之后，学生根据教师的指示进入网络世界，利用网络教学平台完成知识的进一步学习。对于教学用到的学习资源，有网络层的知识结构图，每个小结都有相对应的电子教案，把知识细化，方便同学们查阅。一个阶段的学习结束后有对应知识的检测，主要目的是帮助同学们巩固知识。活动实施的前提基础是学生已经结束了课堂学习的工作，由教师继续分配学习任务，学生登录网络教学平台按照任务要求进行学习。教学活动的设计主线是学生只有完成一项任务才可以解锁下一项任务，直至所有的任务全部解开并完成，本次的教学任务结束。教学区中的内容主要是教师讲授课程的电子教案。按照教材中的内容安排，本章内容分为七个小结，教师根据课堂授课进度，设置教学内容的开放时间，学生在可学习阶段按照教师的任务安排进行学习。测试区中存放着四套试题，考查的知识点不同，难易程度也不同，学生根据任务提示，在测试区内找到相应的试题进行自我检测，成绩合格后才能解开下一项任务，继续进行学习。测试中的试题采用随机排列的方式，降低了学生们抄袭的概率。作业区主要有三项作业，也是考查了不同的知识。作业满分为100分，达到60分为及格，教师根据答题的具体情况适当的添加评语，指明作业中存在的问题，使学生更加深入的理解知识。网络教学中教学评价是一项很重要的功能，学生学习效果如何，教师的教学设计能否达到预期的教学目标，这些都是通过评价功能来实现的。在讨论区中，安排了投票功能、讨论、聊天等活动，给学生提供一个自由探讨的空间。在知识共享模块，学生可以将自己的知识分享到该平台上，实现资源共享。资源区中安排了计算机网络相关的知识和新闻，以丰富学生的课外知识，学生在闲暇时刻可以根据个人兴趣自由浏览。实施的流程为：教师根据课堂授课进度定期开放学习环境，学生首先进入教学区学习，巩固基础知识，然后进入测验区进行对应知识点的测试，完成测试并且成绩合格的学生进入作业区完成教师布置的作业，按时提交。在遇到疑难问题时学生可以在讨论区内发帖提问，在线的教师或热心学生会帮助大家及时解决问题。在完成所有的小结学习任务后，会有本章的综合测试。测试合格，本章的网络学习任务完成。评价在教学中起着非常重要的作用，它是教学质量管理的核心，评价能使教师更清楚地了解学生的学习效果，及时改进教学设计，也能使学生了解自己的学习情况。在本次教学设计中，教学评价的设计主要是通过两种方法，一种是通过讨论区的选课学生的投票情况分析，教师将想要得到的信息发起投票，例如你希望用网络学习、课堂学习还是二者统一的方式来学习呢？教师给出选项，随时查看投票结果，改进教学方法。作业功能也是评价功能的一个体现，教师根据课程的学习进度设置作业，学生完成作业质量的好坏直接反映出对知识的掌握程度，从而反映出教学效果。在网络教学活动设计中，教学目标主要是通过基础知识学习、课后测试、完成作业、讨论交流的形式实现的。学生在课堂听教师讲解知识点，在网络课堂中查漏补缺，巩固知识，完成随堂练习，达到教学要求中的知识目标。教学活动中的作业是教学中的重点内容，学生完成作业的过程就是所学知识应用的过程，综合测试将本章知识点结合到一起，难度由浅至深，考查学生对知识的理解程度，适应能力目标的要求。在网络学习的整个过程中，教师起引导作用，真正的主体为学生，学生在学习过程中遇到问题，解决问题就是完成素质目标的过程。 5. moodle平台下计算机网络网络层设计的实现5.1 平台风格设计全站以淡蓝色为主色调，配以形象的提示图标，首先展现给学习者的是一个轻松、趣味的学习环境。该主题的设置主要应用了aardvark的主题包。将主题包解压到moodle文件夹下的theme文件中，以管理员身份登录moodle，在网站管理中选择通告，安装新的主题文件，再在外观中找到该主题进行配置使用。该主题使用到的关键css代码有：html,body font-family: verdana, geneva, sans-serif /字体名称属性background:setting:backcolor url(setting:backimage) center top setting:backposition /背景属性：背景颜色、图片地址、背景位置属性color:#333;/颜色margin:0;/边距属性padding:0;/间隙属性td.maincalendartable.calendartable th,table.rolecap .header,.generaltable .header,.forumheaderlist .header,.files .header,.editcourse .header,.logtable .header,#attempts .header,table#categoryquestions th background:#f9f9f9;/背景颜色 font-size:11px;/字体大小为11font-weight:200;/字体浓淡属性text-decoration:none;/文本线性属性，此处表示无下划线color:#333 ;border-top:1px solid #ccc ;/边框为直线式边框，1像素页面以三栏式方式显示，左侧为网站的导航项和个人资料设置项，中间部分为教学内容区，右侧是活动区。（如图5-1所示）图 5-1 平台主页面在页面左侧栏的主菜单下设置了学前调查活动，是以问卷调查的形式呈现的，学生通过答卷表达自己的见解，老师通过答卷结果得到有用的信息，改进教学。导航栏显示首页的各项信息，设置栏显示的是首页设置、个人资料设置和网站管理。网站的用户有多种角色，不同角色拥有的权限不同，享有的权利也不等。管理员拥有网站的最高权利，可以设置添加课程、编辑网站页面、为角色分配权限，所以在设置项中显示的功能也不相同。而学生拥有较少的权利，通常只限于课程的学习活动，所以设置项中学生显示的是个人资料设置和课程的成绩。页面中间部分为教学内容区，采用主题格式显示，第一栏为新闻讨论区，是主题格式下的自动生成的，只能由管理员和教师发布内容，在最近新闻中显示教师的发帖内容。在页面的右侧为各个功能的活动版块，本平台中设置了在线用户、小节链接、搜索讨论区、课程动态等一系列的人性化功能显示。在线用户模块显示二十分钟内所有登录的用户，教师能够直观的看到网站的活跃人数，学生也可以与在线的同学进行互动交流。小节链接帮助学生快速定位要学习的区域，方便快捷。搜索讨论区中可以快速查找个人感兴趣的话题，加入讨论。课程动态及时显示课程的更新情况。5.2 主要功能的实现方法5.2.1教学区在教学区中需要使用电子教案，我们最常用的电子教案就是ppt格式的，word常用来编写一些说明性的文章。由于moodle在上传文件时的限制，浏览ppt格式的教案需要调用外部应用程序，不能直接内置浏览，在打开文件时就需要先在本机下载才能浏览，速度比较慢，从而浪费了很多宝贵的时间，为了解决这一问题，我选用了flash paper这个软件，通过flash paper可以将ppt、word格式的文件转换成swf格式。该软件同时还支持打印功能，学生可以根据自己的需要选择章节内容打印。转换成功后，进入moodle平台，将内容以文件的形式添加到教学区中，并设置浏览方式，在这里我选用的是在新建窗口中打开，这种方式便于浏览。这是我们在moodle中打开文件时不再需要进行下载，而是直接在一个无工具栏、菜单栏的页面进行浏览。5.2.2测试区测试区的试题设计功能用到了活动中的测试选项，添加一个测试，设置测试的各项参数。在测试区有基础知识检测，这个测试只有选择和填空两个类型的题目，难度比较低，主要是考查同学们对知识的熟练程度。在能力提升测试中，是一套完整的测试题，同学们需要在规定时间内完成测试并提交答案，查看结果。所有的试题全部采用随机排列方式，也就是说每个同学的试卷都是不一样的，这样在很大程度上避免了抄袭问题。5.2.3题库题库用来存放测验用到的所有试题，并且题库中的试题可以重复使用，不同课程之间也可使用，因此题库的设计很重要。题库可以手工添加试题，选择新建一道题，但是用这种方法来设计题库也是工作量很大的，所以我用到了题库中的导入功能，借助外部资源编写试题，以文件的形式批量导入，这样大大地减少了教师的工作量。对于工具的选择，我主要用到的是word模版和notepad+。在下载moodle_quiz_v09压缩包，解压后找到moodle_quiz_v09中同名的模版文件，打开模版，需要设置宏：在工具宏，将宏的安全性设置为低。然后重启模版，单击加载项。例如：选择multichoice编写选择题，在黑色部分输入要编写的试题，编写完试题cleanup按钮，文档无错误，点击export选择保存类型为xml格式。登录到moodle选择题库中的导入，文档格式选用moodle xml格式。（如图5-2所示）图 5-2导入moodle格式notepad+主要用来编写选择题：步骤一：选择utf-8格式编码步骤二：在notepad+中输入题目，以题目内容为开头，选项以括起来，正确选项前加“=”，非正确选项前加“”，各选项之间需要空格，两个题目中间要空一行。步骤三：登录moodle，选择题库中的导入功能，格式选择gitf格式上传。5.2.4 用户管理批量添加学生(用户), 而不是让学生自己一个一个地注册, 这样既提高效率, 又减少差错, 同时又便于老师统一管理.记下导入学生要加入的课程的简称，这样就可以避免导入学生名单后，学生第一次登录时还要加入某一课程的学习。用excel 建立导入的清单，以csv格式保存。首先分析数据表，查看数据（如图5-3所示）字段名长度说明username（用户名）varchar(100)password（密码）varchar(32)firstname（名）varchar(100)lastname（姓）varchar(100)email（电子邮件）varchar(100)图 5-3 用户名单数据表username（用户名），password（密码），firstname（名），lastname（姓），email（电子邮件）为必填字段。（如图5-4所示）图 5-4编辑人员名单另存为csv格式的文件使用editpuls打开刚刚保存的文件，点击另存为，编码格式改为utf-8。直接用excel保存的csv格式文件可以批量导入, 但中文都不将显示. 如用记事本转为utf8后导入则将出现失败的告示。经研究, 得知用excel保存的csv格式文件其编码是默认ansi, 用记事本转存后, 虽然可以为utf8, 但中文版windows自带的中文版记事本保存的utf8是双字节的.而我们安装moodle时所选的utf8却是单字节的, 所以会出问题，所以我们在转换编码的时候选用的是editpuls。（如图5-5所示）图 5-5 上传用户成功6. 未来研究方向与问题6.1 moodle平台发展方向moodle自问世以来就被人们作为教学工具使用，随着人们知识水平的不断提高，越来越多的一线教师开始使用moodle进行辅助教学，弥补课堂教学中的时间、环境的限制。但是教师的计算机水平不等，进行网络教学设计的过程中遇到的问题也就各不相同，那么加强moodle平台的可操作性就变得尤为重要。在我国，moodle网络教学平台的应用还处在发展阶段，所能实现的功能还停留在辅助教学的阶段，如何更好的实现百分百的网络教学是我们还需要进一步研究和开发的。6.2 moodle课程重点研究问题教师对软件的掌握水平