（计算机应用技术专业论文）网络教学系统的设计与实现.pdf

中文摘要 近年来，随着计算机技术与网络技术的日益发展和成熟，将计算机和网络技 术引入教育领域，已经成为当代教育发展的必然趋势。基于网络的现代教育的核 心是网上教学资源的建设。教学资源的逐步完善将会更有效地发挥现代教育技术 的优势，有力地推动教育教学的发展。 本文主要讲述了集网上教学、互动学习、在线测试、试卷管理为一体的全方 位、多功能网络教学系统的开发过程、主要知识点和创新点。考虑到网络的传输 效率、安全性、分布式应用的特点，本系统采用了三层架构。在开发工具上，考 虑到开发效率、网络传输、以及今后的可扩充性等问题，系统开发中采用了h t m l 语言，运用a s p + i i s 技术，作为前台开发工具。考虑到数据存储量占用空间大小 的限制以及存储过程的使用等问题，采用a c c e s s 数据库服务作为后台数据库的 支持。， 在系统开发过程中，结合考试管理等功能模块的实现，研究了当前完善的导 航系统在网络教学中的重要作用、交互功能在网络教学系统中实现的意义和方 法、网络教学系统页面的艺术构成等问题。同时，本论文中介绍了开发过程中主 要功能模块的核心编程思想。在论文的最后，提出了对今后工作的展望，和本网 络教学系统的不足之处。 在网络教学环境下，根据教育的特点，设置功能完善的导航系统，以引领学 习过程；设置不同的交互功能，以实现教师的远程控制。这正是本系统的主要创 新点，其意义在于通过对上述功能的分析、实现以及应用，分析了主要功能模块 在网络教学系统中的地位和作用以及引入是否恰当问题，为今后的网络教学系统 的开发奠定基础。 关键词：网络教学系统，导航系统，智能搜索，交互功能，画面艺术 a bs t r a c t w i t l lt h ed e v e l o p m e n ta n dg r o w i n gm a t u r i t yo ft h ec o m p u t e ra n d n e t w o r k t e c h n o l o g y i nr e c e n t y e a r s ，t h ec o m p u t e r a n dn e t w o r k t e c h n o l o g y h a sb e e n g r a d u a l l yi n t r o d u c i n gi n e d u c m i o ni nc h i n a m o r e o v e r ，i th a sb e c o m ea ni n e v i t a b l et r e n di nm o d e me d u c m i o n t h e k e yo ft h em o d e me d u c a t i o ni n t e m e t - b a s e di st h eb u i l d i n go ft e a c h i n g r e s o u r c e so n l i n e t h eg r a d u a li m p r o v e m e n to ft e a c h i n gr e s o u r c e sw i l lb e m o r ee f f e c t i v et ot h ea d v a n t a g e so fm o d e me d u c a t i o nt e c h n o l o g ya n da s t r o n gp r o m o t i n gt ot h ed e v e l o p m e n to f e d u c a t i o na n dt e a c h i n g t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so ft h en e t w o r ks y s t e m w h i c hh a sw e b b a s e dt e a c h i n g ，i n t e r a c t i v el e a r n i n g ，t e s t i n go n l i n e ，t h e i n t e g r a t e dm a n a g e m e n to fa l lp a p e r s ，t h em a i nt e a c h i n gp o i n t sa n d i n n o v a t i o n s t a k i n gi n t oa c c o u n tt h ee f f i c i e n c yo ft h et r a n s m i s s i o n n e t w o r k , s e c u r i t ya n dt h ed i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n s ，t h es y s t e mu s e sa t h r e e - t i e r s t r u c t u r e t a k i n gi n t o t h ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c y ，n e t w o r k t r a n s m i s s i o n ，a sw e l la st h ef u t u r ee x p a n d a b i l i t y ，i tu s e st h el a n g u a g eo f h t m la st h ed e v e l o p m e n tt o o la n du s e sa s p + h st e c h n o l o g i e sa st o o l s f o rf r o n td e v e l o p m e n t t a k i n gi n t oa c c o u n tt h es i z eo fd a t as t o r a g ea n d t h eu s eo ft h es t o r a g ep r o c e s s ，i tu s e st h ea c c e s sd a t a b a s es e r v i c e sa sa b a c k g r o u n dd a t a b a s es u p p o r t i nt h es y s t e md e v e l o p m e n tp r o c e s s ，c o m b i n i n gt h ef u n c t i o n so f m a n a g e m e n tm o d u l eo fe x a m i n a t i o n ，i th a ss t u d i e dt h ei m p o r t a n tr o l eo f t h ep e r f e c tn a v i g a t i o ns y s t e mi nt h en e t w o r kt e a c h i n g ，t h es i g n i f i c a n c e a n dm e t h o d so ft h ei n t e r a c t i v ef u n c t i o ni nt h en e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m ， a n dt h es t r u c t u r eo fa r t sp a g e si nt h en e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m m e a n w h i l e ， t h i sp a p e ri n t r o d u c e sa l lo ft h em o d u l e s b d e f l ya n dt h ec o r ep r o g r a m m i n g i d e a si nt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s s f i n a l l y ，p r o m o t e st h ep r o s p e c t sf o rt h e f u t u r eo ft h et e a c h i n gs y s t e ma n dd e f i c i e n c i e so fi t t e a c h i n gi nt h ei n t e r n e te n v i r o n m e n t , a c c o r d i n gt ot h ee d u c a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s ，t h en a v i g a t i o ns y s t e mc a nb ei n s t a l l e dt og u i d et h e l e a r n i n gp r o c e s s ；t h em a n yd i f f e r e n ti n t e r a c t i v ef u n c t i o n sc a nb es e tt o r e a l i z et h er e m o t ec o n t r o lb yt e a c h e r s t h i si st h em a i ni n n o v a t i o no ft h e s y s t e m ，t h es i g n i f i c a n c ei sr e a l i z i n ga n du s i n gi ti n t op r a c t i c e ，i ta n a l y s i s t h er o l ea n dt h ef u n c t i o no ft h em a i n m o d u l e si nt h en e t w o r kt e a c h i n g s y s t e ma n dt h ep r o b l e mo fi n t r o d u c t i o n ，a n dp l a y st h ef o u n d a t i o nf o rt h e f u t u r ed e v e l o p m e n to ft h en e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m k e yw o r d s ：n e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m ，n a v i g a t i o ns y s t e m ，i n t e l l i g e n t s e a r c h , i n t e r a c t i v ef u n c t i o n s ，a r ts c e n e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位做作者签名于面刁 签字日期：山9 年月3 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：音酮 签字日期：聊年7 月；日 导师签名嘶 签字日期：多夕年月多日 第一章绪论 第一章绪论 随着科技的发展，教育的传播手段也在不断的变革和发展。基于i n t e r n e t 的 多媒体网络教育，正在逐步走进我们的生活。基于网络的教学环境具有优化教学 的多种特性，使得以学生为中心、基于资源以及交流协作的教学方法得以实现。 网上教学不仅仅是将教学资料在网上发布，更多的是学生与教师之间、学生与学 生之间的充分沟通与交流；此外，传统教学过程中的一些保证教学质量的关键环 节，如作业、考试等，也都应该能够在网络教学中得到很好的支持。 针对网络环境和教学特点的要求，在深入细致地研究了目前存在的大量网络教 学系统的基础上，开发设计了本网络教学系统。本系统的目的是采用现代教育技 术手段，把远程教育的思想溶入到教育教学中来，为学习者提供一个共享的资源 平台以及交流、测试平台。 整个系统的功能模块是根据教学需求设计开发的，大致分为：课程资源、在线 测试、在线测试管理、讨论区、讨论区管理、知识点导航、关键字搜索等主要模 块。针对目前教育信息化迅速发展和资源应用的实际情况，在开发和设计时，本 系统侧重于以下几个方面： l 、系统的软件体系结构采用b s 网络模式，用户端采用通用软件一浏览器； 系统服务器端采用三层架构体系：表示层( 用户界面) + 业务逻辑层( 数据逻辑处 理) + 数据层( 数据库) 。这种结构易于扩展，当后台数据库升级时，不会影响界 面设计。 2 、在系统研发过程中，采用模块化的方式组织课程内容，主要包括的功能模 块有课程资源、登陆、注册、在线测试、主题讨论、知识点导航等模块，从而在 网络环境中通过各个教学环节完善教学功能。 3 、系统中知识点的网状导航设计是本系统的一大特色。虽然导航系统在网络 教学系统中所处的地位经常不被设计者所重视，但是设计良好的导航系统，将能 够清晰地引导学习者的学习过程，达到最佳的学习效果。尤其是在网络环境下， 学习者可以非线性地选择学习内容，很容易出现在没有前期基础知识的情况下学 习新知识，从而造成该知识无法理解和掌握的情况。针对这种现象设置知识点的 智能导航，可以清晰地引领学习者的学习顺序，以提高学习效率。 4 、本系统在对资源进行整合、应用和共享的同时，为不同的用户设置了不同 的使用权限。在系统设计过程中定义了网络管理员的身份，这样可以保证网络管 理员权限的唯一性。只有网络管理员才有权维护和修改数据；而使用者的权限仅 限于浏览数据。这样可以保证网络环境下数据的安全性。 本论文是对在设计和开发网络教学系统中研究工作的总结，系统地阐述了开发 第一章绪论 实践中的设计思想和实现技术。具体工作如下： 分析了我国现有网络教学系统的情况。针对现有网络教学系统的缺陷，如教学 内容表现形式单一、导航系统功能不强、轻视教学环境的设置、交互性和反馈评 价功能较少等，不能满足现代网络教育的需要。从网络教育的根本需要为出发点， 提出了本系统的设计思想和目标。 对本系统的整体设计、技术实现、技术难点等进行了详细的说明。这包括软件 系统的整体架构、数据库结构、主要功能模块等。 详细地总结了在研发过程中对交互设计、网状导航设计、数据库设计的实践工 作。尤其是网状智能导航系统功能的实现以及在线测试、考试管理模块的实现， 正是本系统设计的主要创新点。 在开发过程中，页面的艺术设计体现了本网络系统的特点，e p 仓, j 设良好的教学 情景；主体内容明显、清晰，重点突出；从各个侧面激发学习者的学习兴趣。 考虑到本系统存在的一些缺陷，论文中对不足之处作出分析，并提出下一步的 升级方案。 本系统开发完成后，在一些学生和教师中进行了试用，从测试结果和试用效果 来看，系统运行稳定高效，功能丰富，界面友好，得到了试用教师和学生们的肯 定，达到了预期的设计目标，具有较高的实用价值和一定的理论意义。 第二章网络教学系统综述 第二章网络教学系统综述 2 1网络教学系统的概念和特点 随着网络技术的发展、普及和教育需求的增加，网络教学应运而生。网络教学 系统是网络教育培训的核心。网络教学系统制作的好与坏，直接影响着整个网络 教育的质量。由于网络教学突破了传统教学的时空限制，具有数字化、媒体化、 信息量大、交互性强、覆盖面广等特点，因此已经成为现代远程教育的主要形式。 网络教学系统是在先进的教育思想、教学理论与学习理论指导下的基于w e b 的 教学系统，其学习过程具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特 征。它是按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境 的集合n 1 。其中网络教学支撑环境特指支持网络教学的软件工具、教学资源以及在 网络教学平台上实施的教学活动。 网络教学系统的基本特点体现在以下几个方面： 1 、灵活性 网络教学系统在学习时间和空间上具有灵活性，学习者可以不受时空的限制使 用网络资源；在学习进度上也具有灵活性，学生可以按照自己的需要自主地安排 学习进度；在表现手段上同样具有灵活性，可以使用文字、图片、甚至视频、音 频等手段表现教学内容，以实现更加生动的教学效果。 2 、学习环境的交互性与协作性 网络环境下的交互是多向互动的，即有学习者与学习内容的交互，又有学习者 与教师或其他学习者之间的交互。协作学习是学习者在网络环境下共同完成某一 任务，或者就某一问题进行讨论以求获得答案的过程。 3 、自主性 网络教学系统的自主性是针对不同个体的喜好、特点提供不同服务的一种学习 过程。学习者可以根据自己的知识水平和兴趣，有目的地选择学习的难度和进度； 可以通过上网学习，及时获得学习的信息；也可以将学习中遇到的难点、重点提 交到系统，通过交互功能或协作方式得到答案。 4 、信息的开放性与共享性 网络上发布的信息包罗万象，充满时代气息，为教育领域存储了大量的教学资 源，包括教学数据、档案资料、优秀教案等。网络教学系统正是建立在庞大的网 络资源的基础之上，这也是网络教学系统的显著特点。 第二章网络教学系统综述 2 。2网络教学系统的设计原则 从建构主义学习理论的基本思想可以得知，知识不仅仅是通过教师的传授获得 的，还是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助于他人的帮助，利用必要 的学习资源，通过意义建构的方式获得的。建构主义提倡在教师指导下，以学习 者为中心的学习，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用乜】。基 于建构主义学习理论的基本思想，网络教学系统的设计可以考虑以下几个原则： 1 、科学性和系统结构的完整性 网络教学系统中所要表达的知识要具有科学性，措辞准确，行文流畅，符合知 识的内在逻辑体系和学习者的认知结构。设计者要注意分析学生的特征、教学目 标和教学内容的结构，设计出符合学习者认知心理的知识表现形式。教学设计应 体现网上学习的特点，而不是文字教材的简单电子搬家。 2 、加强协商学习的功能 网络教学系统要能提供师生之间、生生之间的同步或异步交互，能及时对学习 者的学习活动做出相应的反馈。同时交互界面要美观，符合学生的视觉心理；教 案的文字、图表、视频和音频的布局设计要合理；导航栏目、提示信息要详细、 准确和恰当。 3 、网络学习的资源性 教师在网络教学环境下应注意学习者的自主学习，为学习者的学习提供有用 韵、相关的教学信息资源。使学习者可以充分利用网络资源，激发学习兴趣。 4 、网络性 网络教学系统不但要把教学内容以多媒体的形式较好地表现在网页上，而且要 满足在互联网上运行时的安全性、稳定性、可靠性和下载快等特点要求。 5 、重视评价反馈的设计 利用网络的实时反馈功能，设置学习效果是否达到教学要求的测评机制。围绕 自主学习和协作学习活动的过程，进行强化练习项目的设计，其内容应能客观准 确地反映出学习者的实际学习水平和检测他们的学习效果。通过分析采集到的教 学信息数据，改善网络教学策略。 6 、有详细的使用指南和有效的技术支持 ， 网络教学系统的软件平台即要具有流行性、稳定性和先进性，也要能保证网络 传输系统的传输效率、学习材料的传输质量和程序的及时响应与反馈。通过设置 详细的使用指南，指导学习者的学习过程。 第二章网络教学系统综述 2 3当前网络教学系统开发现状及存在的主要问题 网络教学系统作为重要的数字化教学资源，在推动我国远程教育和信息技术与 课程整合等方面发挥了重要的作用，在教学中的应用越来越广泛。目前，网络教 学系统建设在国内外都有很大的发展。 2 。3 1 国外网络教学发展概况 美国的网络教育发展非常迅速。教育统计国际中心在经过了1 2 个月的收集、 整理资料后，发表报告指出：1 9 9 7 至1 9 9 8 年美国6 0 的2 年制和4 年制职业教育 机构提供了远距离教育课程，2 0 0 1 年提供网络课程的职业教育机构达到了8 0 ， 2 0 0 2 年参加远程学习的大学生数量达到了2 2 0 万人，8 5 的2 年制和4 年制学院提 供了远程学习课程，未来若干年内远距离学习将保持每年3 3 的增长速度。 为了确保网络教育的质量，美国在这一方面做了很多研究，提出了一些相关的 质量标准，其中得到广大学术专家普遍承认的是由美国“西部洲际高等教育委员 会提出的“网络教学的指导方针。该方针涉及6 个前提，2 2 个标准，归为7 大类：课程与教学、教学目标及任务、学生及学生服务、教师支助服务、支持学 习的资源、政策支持、教学评估与学习评价口1 。这些标准的提出对于确保网络教育 质量起到了重要的作用。 尽管网络教育基础已经建立，但是对于许多大学和学院的教师来说，网络教学 的设计和简易化仍然是未知的领域。许多教育者正努力探索如何成功地使用现代 工具和技术去组织教学内容，把它们变成高效的教学系统以支持学习。 2 。3 2 国内网络教学发展概况 从1 9 9 8 年9 月教育部批准清华大学、浙江大学、湖南大学和北京邮电大学作 为现代远程教育试点以来，全国现在已有七十多所普通高等院校建立了网络教育 学院。在基础教育方面，已有2 6 0 0 0 多所中小学建成校园网，有的地区还建设了 教育城域网，并且有3 0 0 多个具有一定规模的网校。这些学校招收了大量的学生， 也开发了大量的网络教学系统以支持学生的学习，努力进行网络教学系统设计与 开发的探索和研究，并取得了一定的成果。然而，在实践过程中效果并不够理想， 存在着诸多问题，甚至由于某些开发的不当严重阻碍了网络教育前进的步伐，也 引起社会各界的广泛关注。2 0 0 3 年，教育部经过调查和研究，决定试点网络教育 学院停止招收全日制高中起点普通本专科学生，这给中国的网络教育敲响了警钟， 使我们不得不进行深刻的反思。停招“网络大学生”并不意味着要缩减网络教育， 第二章网络教学系统综述 相反，作为一种先进的教育方式，网络教育将会得到进一步的发展，它与国家所 提倡的“终生学习的理念相吻合嘲。 2 3 3 存在的问题 当前我国教育界在网络教学系统的认识、开发以及教学应用等方面还存在着不 少值得注意的问题。 1 、教学内容表现形式单一，不讲效果 目前网络教学系统大部分的网页都是以静态的方式呈现的。早期网络教学系统 的教学内容主要呈现形式有以下两种：把原来的学科教材转为文本形态以及静态 图片形态的网页；或直接将教师的p o w e r p o i n t 演示文件放到网上。虽然静态网页 具有下载速度快，节省网络资源的优点，但是不具有交互功能和教师控制能力， 使得网络教学完全脱离了教师的掌控，从而无法检验和控制学习者的学习过程。 随着教学内容多媒体化要求的日益强烈，网络教学系统开始用流媒体的形式将多 媒体教学材料呈现在网络上。而很多流媒体教学材料上出现的不是教学、实验情 境，而是将网页拆成两部分，一部分是主讲教师坐在摄像机前念讲稿的录像，另 一部分是讲稿的内容或p o w e r p o i n t 演示文件。这些形式与传统的课堂教学形式相 比，优点是在时间和空间上具有灵活性，但是忽略了学习者的学习控制以及学习 者的情感控制，从这个角度来看，其教学效果远不及传统的课堂教学效果。 2 、导航系统功能不强 有些网络教学系统中给出了课程单元数、学时数、学习目标，但没有建立帮助 学习者了解学习课程所需要的知识水平、知识层次、学习进度和学习方法的系统： 学习者只能靠记忆来确定自己的学习位置。不能记录学习者的学习路径；没有便 捷的检索方式；缺少课程学习的帮助系统。这样的网络系统很容易引起学习者的 迷航，信息迷航现象的出现会给学习者增加不必要的认知负担，使教学活动效率 低下。因此，减少和消除学习中的信息迷航现象，对网络教学是至关重要的。 3 、轻视教学环境的设置 大部分网络教学系统仍以“教”为主，强调知识的传授，而忽略了学习者对“学 的兴趣。一打开网页就开始知识教学，没有给予一定的情境导入。网络教学的网 页中，大部分的教学内容都是文本教学材料或教师讲稿的简单呈现。没有给学习 者设置模拟真实的学习情境；缺少一些让学习者去解决的现实问题；无法让学习 者参与小组协作、角色扮演、讨论问题等。没有充分体现学习者的主动性。建构 主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背 景下，借助于他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意 第二章网络教学系统综述 义建构的方式而获得的。因此，教学设计不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有 利于学习者建构意义的情境创设，并把情境创设看作是教学设计的重要内容之一。 4 、没有交互性和反馈评价 在教学过程中，教师应随时了解学生的学习体验以及存在的疑问，从而解惑授 业。由于网络教学不是面对面的教学，网络教学系统如果不具有交互功能，那么 学生就不能像在校生那样及时得到老师的指点、同学的帮助；教师也不能及时了 解学生的学习情况和学习效果。因此无论是教师与学生，还是学生之间，交互是 整个网络教学系统中必不可少的环节，不仅能使学习者通过和别人( 教师、同学) 的交流促进对知识的理解和运用，更在交流中实现情感和人格的完善，即使成年 学习者也不例外。如果在网络教学系统设计中少了这一环节，那么动机的激发、 知识的迁移等学习过程都将难以实现h 】。 2 4 本论文所做工作的意义及对传统教学系统的改进 2 4 1 本论文工作的意义 本网络教学系统在开发和设计中，不仅运用了先进的教学设计理论，是教学内 容与教学环境设计的高度一致；而且还在网络教学系统开发各个环节中，运用了 信息技术领域较为成熟和先进的技术。本论文正是对该网络教学系统的设计和开 发过程中的研究工作的总结，因此，具有一定的理论意义。 本论文的核心思想是研究网络教学系统中导航系统的合理安排和使用问题；研 究在不同的网络教学中，根据不同的需求引入不同的交互功能的问题。本系统在 不同程度上对比、实现了上述问题。对于页面艺术设计问题的研究，本论文中也 阐述了相应的观点，并将对艺术设计的理解应用于本网络教学系统的设计中。上 述研究工作具有一定的创新意义，也有一定的理论意义和实践意义。 本系统具有较高的应用价值，对网络教学的建设作出了一定的贡献，主要体现 在下面几点： 1 、改革教学内容 一门课程的体系结构体现着该课程的主要任务，而教学内容的选择和取舍则直 接影响到学生对该课程的学习效果。如何有效地利用有限的学时来组织教学内容， 是教学改革中的一个重要问题。在网络教学系统建设过程中，结合当前网络技术 的特点，在进行教学内容组织时注意以下一些原则。一是注意教学内容的及时更 新，即在课程理论基础上尽量与实际相结合，以达到更优的效果，避免教学内容 与实际脱节。为此，在项目研发过程中，参考了大量的杂志、图书和网站的相关 第二章网络教学系统综述 资料，保证了教学内容的时效性、准确性。二是结合不同专业课程的特点，在利 用计算机多媒体技术进行素材制作时，采用了二维动画技术来虚拟理论环境，提 高了教学的直观性和生动性。 2 、尝试新的教学手段，提高学生认知的直观生动性 传统的教学手段主要依靠书本上的文字、插图讲解，静态、平面的呈现形式， 限制了学生对理论的认知。在计算机中则可以利用f l a s h 等软件制作三维和二维 动画，通过v b s c r i p t 等脚本语言生成动态网页，v p f l 虚拟现实技术集成在网页中 等手段。这些多媒体教学手段与教育技术的发展密切相关，它们的应用大大提高 了学生认知的直观性和生动性，使学生保持较高的学习兴趣。 3 0 改变传统的教学模式 在课程建设中，教学模式的革新，往往是教改的重点内容。在教学形式方面， 大胆尝试采用多媒体教学和远程教学的形式，通过网络教学系统的形式传播专业 知识，跳出了以往以教师灌输为主，学生被动接受的教学模式，提高学习者学习 的自主性和自由度，学习者可以任意选择学习内容。为了防止学习者漫无目的的 选择造成学习体系的不连贯，在本网络教学系统中设置的网状导航，可以有效地 引导学习者的学习过程。同时该网络教学系统也可用于教师的课堂讲授。此外， 本系统还集成了在线测试和评测功能，其中建立了规模较大的试题库，供学习者 在学习之余随机地抽取一定数量的题目，自动组织试卷进行自测，并自动评卷打 分，显示正确答案，从真正意义上实现了教学各个环节的网络化。 4 、打破教学时间和空间的限制 这也正是网络教学在改革教学形式方面的一大优势。如果学习者需要在课余时 间学习课程，他只需一台能访问带有教学资源服务器的计算机，就可以随时随地 在网上选择所需的内容进行自学和自测，一定程度上打破了课堂对于教学时间和 空间的限制。 5 、增加信息量 网络教学系统充分发挥了多媒体教学的长处，将专业知识以文字、图片、二维、 三维动画、视频、音频及立体交互虚拟现实等形式呈现出来，可以激发和调动学 习者对于知识的认知潜力，在有限时间内实现教学效果的优化。这是传统的教学 手段不能相比的。 2 4 2 对传统教学系统的改进 本网络教学系统在设计上体现如下策略：突破简单的演示型模式，体现知识的 意义建构过程；重视问题与回答方式的设计，提高学生的主体参与程度；加强对 第二章网络教学系统综述 学生的引导和帮助，促进学生对知识的意义建构；提供丰富的导航性明确的多媒 体资源，创设有意义的学习情境；实现软件的超链接结构，启发学生的联想思维h 1 。 为实现上述教学策略，考虑网络教学的特点，本系统在开发和设计过程中，做出 如下几点改进： 1 、功能完备的全方位网络教学系统 本系统将教学的不同环节有机地结合起来，将考试、教学管理、论坛集成于一 体，反映教学活动的不同侧面，弥补了市场上教学软件功能单一的缺点，并且在 系统开发时注意了在网络教学中具有广泛教学需求的功能实现。 2 、智能导航系统的实现 针对目前多数网络教学系统导航方面存在的问题，本系统在设计过程中，设计 开发了智能导航功能。学习者在学习网络教学内容时，经常出现非线性阅读的情 况，而这种非线性的阅读，将会由于知识点不连续而出现读不懂的情况。当学习 者在学习过程中遇到困难时，可以通过智能导航功能实现知识点的连接。 3 、有较强的互动表现形式 网页上出现的文字，插图结构应较合理，否则会显得枯燥，容易让学习者产生 反感，或者会分散学习者的注意力，影响学习效果。适当地引入虚拟现实技术， 可以更好的表现教学内容，尤其是对于那些理论性较强，通过实验无法观察的理 论或微观现象。因此，交互界面的设计和实现非常重要。其次通过本系统的考试 模块以及客观题的自动阅卷功能的设计与实现，实现了教学评测系统的交互功能； 通过论坛、留言版等模块的设计，实现了教学交流的人人交互。 第三章系统的特点和教学模式 第三章系统的特点和教学模式 3 1 本网络教学系统的特点和功能 网络教学系统是网络教育的一种重要表现形式，是通过网络表现的教学内容以 及设施等教学活动的总和。网络教学系统的教学信息主要集中在课程所提供的各 种资料媒体的组合上，并以学习者自主学习的方式进行。教师提供丰富的学习资 源，并使教学从传统的密集型课堂走向个别化、分散化1 。 。 3 1 1 本系统的特点 从网络教育的实际需求出发，针对目前网络教学的特点，在设计和开发本网络 教学系统时，本着教学目标和教学策略这两个方面来组织页面。因此，本系统具 有以下特点： 。1 、开放性、可扩展性 该系统所有教学资源的管理具有开放性，根据网络教学系统建设的需求，用户 不通过登陆系统就可以使用该网络教学资源，提高了资源的利用率。在本系统开 发过程中，各个功能模块作为独立的超链接模块集成在系统中，根据今后教育资 源不断扩充以及教学系统发展的新需求，可以灵活地添加或删除相应的功能模块， 而不会影响其他模块的工作，从而为将来的升级预留了扩展接口。当有新的需求 时，可以定制新的功能模块，添加到系统中。 2 、界面友好、具有交互性 用户界面是人和计算机进行信息交换的通道，它友好与否将直接影响到学习者 的使用和最终学习效果。因此，在设计时应特别注意界面的友好性和交互性。本 系统的整体界面具有以下特点： ( 1 ) 采用传统网页形式布局，界面美观，给用户以亲切感； ( 2 ) 整体设计风格统一。在单个页面中，采用统一的色系，不杂乱；在各个 页面之间，搭配不同的色调，唤起学习者的兴趣。 ( 3 ) 虽然功能模块较多，但操作简单，具有交互性。 3 、集成性 本系统将教学资源、学生管理、测试管理等多种教学活动集成于一体，反映了 教学过程中的不同侧面。并采用数据库技术来更好地支持系统各个教学功能模块 的实现。 第三章系统的特点和教学模式 4 、安全性保证 本系统对不同的用户施与不同的权限。系统设置了管理用户与普通用户，管理 用户具有资源管理的操作权限，而普通用户只有资源浏览的权限。用户登陆使用 存储过程进行身份验证后，只能对授权的功能模块进行操作，从而保证了系统的 安全性。 5 、独特的知识点导航 本系统考虑到学习者学习的随意性，在系统中设置了知识点的智能导航功能， 当学习者对某些学习内容感兴趣时，如果直接学习该问题，可能出现无法读懂的 现象。通过知识点导航，使学习者了解学习该问题前需要什么基础知识，这样有 利于学习者有针对性的学习。通过关键字搜索功能，使学习者轻松地搜索到不明 白的词或句的解释和连接，进行解读。 6 、以任务驱动和问题解决引入教学内容 任务驱动是基于建构主义学习理论的一种教学方法，它强调学生要在任务驱动 下，在探究完成任务或解决问题的过程中，在自主和协作环境中，在讨论和会话的 氛围中进行学习活动口】。为了引起学习者对所学内容的关注，以及了解章节重点知 识，我们在每单元中都以“任务驱动一和问题解决作为学习和研究的线索。在单 元页面之前，以提问区的方式列出问题，引导学生的学习重点和方向，最终学习 者以对相关问题的解答，并比较答案来了解学习效果。通过这种方式，在有具体 意义的情境中确定学习策略，激发学习者的学习兴趣，引导学习者学会探究知识， 对问题归类和解决的途径、方法。 3 1 2 本系统的功能 目前，许多学校都在建设自己的网络教学系统。网络教学系统作为面授型课堂 教学的辅助和延伸，是传统课堂教学活动的拓展。因此，网络教学系统在实现传 统课堂教学功能的基础上，更重要的是向学习者提供主动学习、协作学习的环境 与手段。本网络教学系统具备有下列功能： 1 、时空不限的强大教学功能 网络教学系统即可以实现异步学习，也可以实现在线学习，从而打破了学习在 时间与空间上的限制。任何被授权的学生都可以通过网络轻松地学习教学的所有 内容，并参与讨论和探究等其他教学活动。 2 、教学资源的共享 网络教学系统中可以含盖丰富、优秀的课程资源，它们是许多教师多年来的教 第三章系统的特点和教学模式 学经验和成果的展示。如果担任相同课程的教师能围绕同一门课程，将彼此的教 学资源共享、融合、提高，最终体现在网络教学系统中，那么网络上的教学资源 将是最优资源。同时，发布的优质网络教学系统本身又为广大师生所共享，从而 使各学校的教育资源得到充分的利用。 3 、提供师生问的多向互动 一般情况下，非远程教育的学生大多只能在上课的时候见到教师，与教师讨论、 交流问题的机会很少。网络教学系统中设置的教学讨论区将为教师与学生、学生 与学生间的交流提供空间。学生在学习中遇到的各种问题，都可以以帖子的形式 在讨论区中发布，教师和同学都可以参与讨论。师生间的交流增加了，不仅促进 了学生的学习，也对学生的个性发展有所帮助。 4 、记载课程动态发展历程 课程的教学大纲、教学内容、教学进度和作业、实验等内容，是根据课程实施 过程中学生的反馈信息而不断修改和调整的。在教学安排中，一门课程往往有多 个教师任教，因而课程的内容也具有多样性。网络教学系统以课程为单位，课程 相关的所有内容以文件或数据库的形式存放于服务器上，就可以完整记录课程的， 发展历程。 5 、培养学生的自主学习和协作学习能力 设计良好的网络教学系统不仅是学习内容的载体，也是展现隐性知识、培养学 生良好的学习习惯和提高认知水平的途径之一。网络教学系统的“相关资料”可 以满足学生的不同个性化需求，利于学生进行探索和发现；“讨论区 使得学生 在交流中主动思考，开展的专题小组学习能够促进学生的协作学习能力。 6 、培养学生的信息技术素养 信息技术素养指确定何时需要信息，并具有信息检索、评价和有效使用信息的 能力。在当今信息时代，学生信息素养的培养与形成也是至关重要的，而网络教 学系统的使用，正是培养他们信息技术素养的途径之一。一方面，网络教学系统 中教学资源的设计融入和体现了信息技术素养的培养，另一方面，网络教学系统 的学习本身就是通过网络获取信息。通过网络课程的学习，学生就在不知不觉中 培养了自身的信息技术素养3 。 3 2 本网络教学系统的教学模式 学习是人类获取知识、经验和技能并使之向能力转化的一种特殊的行为过程。 传统的教学模式是以教师讲，课堂灌输为基础，教学方法和教学手段单一，使学 第三章系统的特点和教学模式 习者获取知识和技能的主要渠道仅仅依赖于教师和他人的直接传授，缺乏更多的 学习途径和手段。随着社会的不断发展和进步，生产力水平的逐渐提高，新的教 学模式不断出现哺1 。 网络环境下的教学模式以学生、教师或系统、信息内容、学习环境作为四要素， 以学生为中心。学生在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中发挥积极性、 主动性，对当前所学的知识进行意义建构并用所学知识来解决实际问题。在这种 模式中，学生是知识的主动建构者；教师是教学过程的指导者与组织者，是意义 建构的促进者和帮助者；信息所携带的知识不再是教师传授的内容，而是学生主 动建构的对象j 计算机、多媒体、网络也不再是帮助教师传授知识的手段，而是 作为学生主动学习、协作探索的认知工具n 1 。 网络是巨大的教育资源，并且能够实现资源共享。网络教育使教育从学校走向 社会、走向家庭或走向任何信息技术存在的地方。在网络教学中，整合了多种教 学模式，使它们成为了有机的整体，从多个侧面促进学习者的学习过程，调动学 习者的学习主动性和积极性，创设良好的学习情景。 ， 1 、讲授型模式 网络教学的最大优点是突破了传统课堂中人数及地点的限制，在因特网上实现 讲授，其学习人数可以无限多，世界各地的学习者都可以参与学习。 在本网络教学系统中，引入了异步式的讲授模式，教师事先准备好讲授的内容 材料，以超文本的方式组织，并存储在网络服务器中。学习者通过浏览这些页面 来达到学习的目的。当学生遇到疑难问题时，可以在留言板或讨论区中向教师提 问，由教师在相应的交互区进行解答。异步式的学习方式使学习者可以全天2 4 小 时进行学习，每个学生可以根据自己的实际情况确定学习时间、内容和进度，可 随时在网上向教师请教。 2 、个别化学习模式 这种教学模式可以通过因特网上教师与单个学生之间的通信来实现。在本网络 教学系统中，每位学习者可以在自己方便的时间，根据自己的学习特点，自由地 通过网络调用自己所需要的教学资源，个人条件较好的学生，可以在较短的时间 实现较高的学习目标；个人基础差的学生可以按照自己的认知水平循序渐进学习。 3 、讨论学习模式与协作学习模式 协作学习模式是学习者利用计算机网络以及多媒体等相关技术由多个学习者 针对同一学习内容彼此交互与合作，以达到对学习内容比较深刻的理解和掌握的 过程。在因特网上实现讨论学习方式，最简单实用的方法是利用电子公告牌系统， 即b b s 。在本网络教学系统中，将协作模式与讨论模式相结合，引入了讨论区功能， 第三章系统的特点和教学模式 即实现了分组讨论，又实现了协同的协作学习。在讨论区中设置不同的讨论组， 当多个学习者共同完成某一个学习任务时，可以通过讨论组，使学习者各自发挥 自己的认知特点，相互争论、互相帮助、互相提示以及分工合作。 4 、其他学习模式 本网络系统中引入了问题驱动型学习模式，在系统主页中设计有提问区，针对 不同的章节提出不同的问题，以引导学习者的学习过程，使学生在解决问题的过 程中获取知识。 学习内容是教学目标的知识载体，教学目标要通过教学内容才能体现出来。本 网络教学系统中，根据不同的教学目标要求将教学内容分解为相对独立的知识结 构，通过为学习者设置非线性学习的智能知识点导航，通过明确不同教学内容间 的结构关系，引导学习者的非线性学习过程。 本系统中设计了学习评价模块，即在线测试功能：每章的小测验针对该章教学 目标、教学内容进行设计。学习者通过在线测试中的章节测试，链接到每章测验； 通过单击“提交 按钮进入成绩列表与正确答案页面，即显示出正确选择、本次 测验总分等信息；学习者通过登录本系统的“在线测验”模块进行课程考试，系 统根据学习者对知识点掌握的情况给出反馈和测试的成绩。通过评价系统的设计 促进学习者的学习过程。 总之，在网络教学系统的教学设计中，要注重学习目标以及学习内容分析；设 计教学方法、交互方式，设计教师活动、学生活动等工作。同时注意教学内容的 科学性、系统性和先进性，表达形式的规范性；教学内容可以采用模块化的组织 方法，模块的划分要具有相对的独立性；关键知识结构要具有开放性和可扩展性。 网络教学系统的教学设计应当对教学活动和学习环境做重点设计，两者缺一不 可。因为网络教学很大程度上依赖于学生的自主学习，所以网络教学系统的基本 结构也应按学生自主学习的要素来设计n 刚。本网络教学系统中，为了满足不同课 程的教学需要，设计采用了上述多种网络教学模式。 3 3网络教学系统的多媒体技术 多媒体素材包括文字、图形、图像、音频、动画和视频等。在教学系统设计时， 必须把媒体素材制作并编辑好，才能在此基础上安排好这些素材的组织、显示方 式。这部分工作在多媒体网络教学系统开发工作中占有相当大的比重“。 3 3 1 文本的制作 文本素材是网络教学系统最主要的媒体之一，将文本信息按不同结构组织，并 第三章系统的特点和教学模式 以文本文件的形式存储，可以方便不同制作工具的调用。计算机的文字编辑软件 有很多，支持不同格式的文本文件，选用文字素材文件格式时要考虑系统集成工 具软件是否能识别这些格式，以避免准备的文字素材无法插入到系统集成工具软 件中。纯文本文件格式( 木。t x t ) 可以被任何程序识别n 2 1 。 3 3 2 图片的采集与制