（交通信息工程及控制专业论文）网络教育系统——课件生成及资源管理.pdf

摘要 摘要 随着当代计算机技术的飞速发展与普及，i n t e m e t 、通信技术和多媒体技术对教育领 域的影响日渐明显。现代网络教育系统通过构建一个开放性的教育环境，克服了传统教 育在时间、空间上的限制，对于有效地发挥现有的各种教育的资源优势，实现资源的合 理配置，发展教育事业起着非常重要的作用。而且，该系统还能为用户提供图文并茂、 丰富多彩的交互式人机界面，提供大规模的知识库与信息库。方便教师生成规范的网络 课件，并将各种媒体资源运用于其中。还可以激发学习者的学习兴趣，从而达到让学习 者主动建构知识、实现自己获取知识、自我更新甚至创造新知识的理想目标。 本论文阐述了对网络课件生成及资源管理系统的研究和设计实现工作，该系统是网 络教学系统的一个重要组成部分。为利用网络进行教学提供了一个教学资源的共享平 台，是一种方便、迅速的共享信息手段。为了有效地提高系统的可维护性、可扩展性和 开发效率，在目前基于j 2 e e 架构开发w e b 应用的技术基础上，结合m v c 结构来构建 系统平台是一种较好的应用实现方案。论文分别从系统的设计目标、系统开发用的技术 方案、系统的结构模型、系统的设计与实现、系统的关键技术及程序设计技巧、系统安 全性与性能优化等几个方面对系统进行了详细的说明。其中重点讨论了课件生成模块和 考试模块的功能、结构和实现。 本系统使用e c l i p s e 作为系统的开发工具，使用d r e a m w e a v e r 、p h o t o s h o p 和f l a s h 来完成网页的设计，采用动态网页制作技术j a v a 、j s p 、j a v a b e a n 和s e r v l e t 编程，选用 m y s q l 作为后台数据库，数据库接口采用j d b c 技术连接m y s q l 。网络课件生成及资 源管理系统为实现学生的个性化教育提供了一种有效的实现方案，具有一定的使用价值 和现实意义。 关键词：网络教育；课件；m v c ；j s p 大连交通大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t hr a p i d s p e e dd e v e l o p m e n ta n dp o p u l a r i z a t i o no ft h et e c h n o l o g yo ft h ec o n t e m p o r a r y c o m p u t e r , t h ea p p l i c a t i o no fi n t e m e t ，c o m m u n i c a t i o na n dm u l t i m e d i at oi n s t r u c t i o nc a n n o t b en e g l e c t e d t h em o d e mn e t w o r ke d u c a t i o ns y s t e m ，i th a sc o n s t r u c t e da l lo p e ne d u c a t i o n e n v i r o n m e n ta n dh a so v e r c o m et h er e s t r i c t i o no nt h et i m ea n ds p a c eo ft r a d i t i o n a le d u c a t i o n i tw a sv e r yi m p o r t a n tt h a tg i v i n gp l a yt ov a r i o u sk i n d so fe d u c a t i o n a lr e s o u r c ee f f e c t i v e l y ， r e a l i z e dt h er a t i o n a ld i s p o s i t i o no fr e s o u r c e sa n dd e v e l o p e dt h ee d u c a t i o n a lu n d e r t a k i n g w h a t sm o r ei n t e r a c tc a l lp r o v i d ei n t e r a c t i v eh u m a n c o m p u t e ri n t e r f a c ew h i c hh a sa b u n d a n t i m a g ea n dw o r d s ，h a sl a r g es c a l e so fk n o w l e d g ea n di n f o r m a t i o nd a t a b a s e a l lo ft h e s ec a n m a k et h et e a c h e r sp r o d u c tn o r m a l i z e dn e t w o r kc o u r s e w a r ec o n v e n i e n t l ya n du s ev a r i o u s k i n d so fm e d i ar e s o u r c e st ot h e m a n dc a nm a k ei n t e r e s tt h es t u d e n t sa n dm a k et h e mf o u n d t h es t r u c t u r eo ft h ek n o w l e d g e ，c a nm a k et h e i rd r e a m st og a i n ，r e f r e s h e da n de v e nc r e a t e d k n o w l e d g e t ob et r u e t h i sp a p e rh a se x p l a i n e dt h a tc o u r s e w a r es y s t e m a t i cr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to nt h e c o u r s e w a r ep r o d u c t i o na n dr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m t h i ss y s t e mi sa ni m p o r t a n t c o m p o n e n to fan e t w o r ke d u c a t i o ns y s t e m t h es y s t e mo f f e r e dap l a t f o r mo fs h a r a b l e r e s o u r c ef o ru t i l i z i n gt h en e t w o r ke d u c a t i o ns y s t e m ；i ti saf a s tm e a n st h a tc a ns h a r e i n f o r m a t i o n i no r d e rt oe f f e c t i v e l yi m p r o v et h em a i n t e n a n c e ，e x p a n s i b i l i t ya n dd e v e l o p i n g e f f i c i e n c yo fs y s t e m an e ws c h e m eb a s e do nj 2 e et e c h n o l o g yd e v e l o p i n gw e ba p p l i c a t i o ni s af a i r l yg o o di m p l e m e n tm e t h o d ，w h i c ha d o p t st h em v cp a r e m t h ep a p e ri n t r o d u c e st h e s y s t e m f r o mt h e f o l l o w i n ga s p e c t s ：t h ed e s i g nt a r g e t ，t h et e c h n o l o g yp r o j e c to f d e v e l o p m e n t ，t h es t r u c t u r em o d e l ，t h ed e s i g na n di m p l e m e n t ，t h ek e yt e c h n o l o g i e s ，t h es e c u r i t y a n do p t i m i z a t i o no fp e r f o r m a n c e t h ep a p e rf o c u so nt h ef u n c t i o n ，t h es t r u c t u r ea n dt h e p e r f o r m a n c eo fc o u r s e w a r ep r o d u c t i o ns y s t e ma n de x a m i n a t i o ns y s t e m ic h o o s ee c l i p s ea st h ed e v e l o p m e n tt 0 0 1 t h en e tp a g ei sd e s i g n e d 、析t 1 1d r e a m w e a v e r , p h o t o s h o pa n df l a s h a n di t i sp r o g r a m m e dw i t hj a v a , j s p ，j a v a b e a na n ds e r v l e t t h e d a t a d a s ei s p r o g r a m m e dw i t hm y s q l j d b ci sd o p t e da s t h ed a t a b a s ei n t e r f a c eo ft h e d a t a b a s e b a s e do nc o u r s e w a r ep r o d u c t i o na n dr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mo f f e rak i n do f e f f e c t i v er e a l i z a t i o ns c h e m ef o rr e a l i z i n gs t u d e n t s i n d i v i d u a l i z a t i o no fe d u c a t i o n ，h a v ec e r t a i n p r a c t i c a lv a l u ea n dr e a l i s t i cm e a n i n g k e yw o r d s ：n e t w o r ke d u c a t i o n ；e o u g s e w a r e ；m v c ；j s p h 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文课题的研究背景 近年来，随着科学技术的飞速发展、教育思想观念的不断转变、教育理论的发展和 教育改革的需要，现代网络教育出现了明显的快速发展趋势。现代网络教育为人们提供 了一种全新的授课、学习方式：为教师提供了简单快捷的授课形式，为学习者提供了个 性化学习的环境。特别是当开放教学和终身学习思想观念的不断成熟，更促使网络教育 向社会进一步开放，以实现基础教育、职业教育、成人教育和高等教育相互之间的衔接 与沟通，并为学习者提供多种层次、多种形式的受教育机会。现代网络教育系统为实现 优质教育资源共享，无疑会发挥更大的作用。网络教育有助于实现交互式学习，有利于 促进教育社会化和学习社会化j 。 许多国家都高度重视网络教育，努力扶持和发展这一全新的教育方式，为推进网络 教育的普及与发展投入大量资金，不断扩大网络教育的普及化程度，增加教学培训的层 次，丰富教育内容。随着中国逐步地进入国际经济竞争的大舞台，中市场开放和劳动力 市场走向国际化将不可避免，人才需求的变化必然带来教育体制的变革。终身教育对现 代社会来说己不仅是理论，而且还是活生生的现实，而要实现终身教育仅仅依靠传统的 教育方式显然是不可能满足要求的，我们迫切需要更多的教育方式和手段来满足人们学 习的需求。网络的出现恰恰解决了这样的问题网络由于其广泛性、便捷性、无时间地域 的差异性等特点成为传播教育的有效途径。与传统教育相比网络教育是一种全新的教育 模式，它可以突破时间和空间的限制帮助人们随时随地学习让更多的学习者共享优秀教 育资源。网络教育具有开放性、交互性、协作性自主性等特点，可以使更多的人尤其是 无法到校园内学习的人们接受高等教育，它将成为终身教育的首选形式。 国家现代网络教育工程己于2 0 0 0 年启动，目的是要通过建立全国开放式教育网络 以及提供大量的网络资源来构造我国的终身教育体系。按照教育部有关现代网络教育工 程的总体部署，2 0 0 0 年1 月3 1 日，教育部高教司在实施我国现代网络教育的总方针“统 筹规划、需求推动、扩大开放、提高质量”的指导下，发布了“关于启动网络课程教学 试点项目的通知 ，组织包括北方交通大学、北京大学基础医学院和桂林医学院、上海 中医药大学、华南理工大学等1 6 所高校从2 0 0 0 年3 月开展了首批共有2 0 门网络课程 的试点。该2 0 门网络课程将列入教育部现代网络教育资源建设计划。 中日友好大连人才培训中心是中日两国政府间合作项目，是具有公立、非盈利性质 的教育机构。项目设计的目标即是培养日本语和专业技术相融合的国际复合型专业人 才，以提高在职人员和待就业人员能力及业务资质、支援当地企事业单位( 特别是日资 企业1 ，发展大连、支持辽宁、振兴东北区域经济。因此，作为政府项目，在承担地区 大连交通大学工学硕士学位论文 人才培养尤其是紧缺的日语软件人才培养方面肩负着重任。近年来，以软件和信息服务 外包为主要业务特色的大连软件产业获得了超常规快速发展，形成了产业和企业的集聚 效应，大批跨国公司、日本公司和国内软件企业在大连设立了研发中心和服务中心。但 是，从企业快速发展对人才的需求来看，供需矛盾依然越来越突出。为了解决这一问题， 大连市政府出面，组织资源，投入专项资金，在短期内解决部分人才供给的同时，宣传 大连软件产业形象，形成长期可持续的人才吸引策略，推动环境建设，构建人力资源招 聘、培养的有效渠道。 1 2 现代网络教育及其特点 现代网络教育是以现代通信网络技术为基础，实现的一种由组织机构实施，师生相 对分离，应用多种媒体，实现双向通讯对话，以个别化教学为主的一种工业化教学形式。 现代网络教育是一种新型的教育模式，它是随着互联网的发展而逐步发展、壮大、完善。 它的主要特点是开放性、远距离学习方式和现代化。它作为一种新兴的教学思想和教育 技术，可以很好地满足不同地点和不同学习时间人们的需要，提高教育效率，是2 0 世 纪8 0 年代以来国际教育发展的共同趋势，到目前为止世界上已有1 0 0 多个国家开展了 网络教育。 网络教育突破了传统的“三中心 ( 教师中心、课堂中心、书本中心) 教学模式，是 对学校教育观念、教学方法乃至整个教育体制的重大的变革，与传统的教学活动相比具 有如下特点： ( 1 ) 采用网络教育方式，学生学习不再受地域的限制，学生甚至可以在自己家里完 成学业，这样不仅方便了学生的学习，也减轻了学校的负担； ( 2 ) 在网络教育方式中，学生成为主体，对课程的选择和学习时间的安排更自主、 灵活，有利于调动学生的积极性和主动性； ( 3 ) 教师和学生不在是传统的面对面的形式，教师和学生间的交互一般是通过计算 机网络实现的； ( 4 ) 可以充分发挥计算机网络的优势，能够突破单一学校的限制，实现跨部门、学 校甚至跨地区的资源共享。 1 3 国内外研究现状 现代网络教育以计算机网络( 以及卫星数字通讯) 技术为支撑，具有时空自由、资源 共享、系统开放、便于协作等优点。现代网络教育作为一种新的教育模式，将最大限度 利用现有教育资源，是实现教育的大众化、现代化、终身化和国际化的新型教育形式和 必然途径。同时现代计算机技术和网络技术的发展，为网络教育的发展提供了强有力的 技术保障条件。现代网络教育是区别于传统教育模式的一种新型远程教学形式，它以计 第一章绪论 算机通信技术和网络技术为依托，采用远程实时多点双向交互式多媒体现代化教学手 段，实现跨越时间和空间的教育模式。与传统教育相比，网络教育具有办学开放性的特 点，它打破传统的、封闭的办学模式，实现了在任何时间、任何地点，学习任何课程的 一种新型教学模式，并将有助于建立起一种满足终生学习需求的教育保障体系。 世界各国在发展网络教育的同时深刻认识到，学习资源的可共享性和系统的互操作 性对于网络教育的实用性和经济性具有决定性意义。虽然目前的网络技术己为教育资源 在低水平上的自治与共享( 例如通过h t t p 和h t m l ) 、学习活动的合作( 例如通过各种通 信工具) 提供了基本技术条件，但是允许教学资源在课程知识和教学管理水平进行交换 的标准却没有很好地认定，因此妨碍了教学资源的大范围共享与交流。有鉴于此，国际 上已有不少国家和组织致力于现代网络教育技术标准的研究。在美国，有航空工业计算 机辅助训练委员会( a i c c ) 最早提出的计算机管理教学标准；美国国防部提出的可共享课 程对象参照模型( s c o r m ) ；还有p a s 全球学习联合公司提出的学习系统技术规范。在 欧洲，有a r i a d n e ( 欧洲网络教育多媒体制作与销售网联盟) ，p r o m e t e u s ( 促进欧洲 社会教育和培训中使用多煤体工程) ，c e n i s s ( 欧洲标准委员化信息社会标准化系统) 等组织进行多媒体和网络教育技术标准的研究、国际合作及本土化工作。目前在国际电 气和电子工程师协会学习技术标准委员会( 简称i e e el t s c ) 的主持下，若干个工作小组 正开展网络远程教育技术标准的制定和修订工作，将形成i e e e l 4 8 4 标准。国际标准化 组织i s o 于1 9 9 9 年成立了一个j t c l s c 3 6 委员会，专门从事学习、教育、培训技术标 准的征集、修订和批准工作，目前己有美国、英国、德国、日本、乌克兰等国提交了标 准议案。世界上许多国家十分重视教育技术国际标准的采用，组织力量参与国际标准制 定与本土化工作，其中法国、德国、西班牙已完成了部分i e e el t s c 标准的本土化工 作，荷兰、希腊、意大利等国家即将推出他们的教育技术标准草案。美国i m s 公司从 1 9 9 9 年开始在美国、澳大利亚、新加坡以及欧洲一些国家推广i e e el t s c 的标准并收 集各地的反馈结果以丰富和完善标准l l j 。 在我国，教育部对网络教育技术标准化建设工作极为重视。2 0 0 0 年1 1 月，组织国 内8 所重点高校的有关专家开展网络教育技术标准研制工作，并成立了教育部教育信息 化技术标准委员会，简称c e l t s c ( c h i n e s ee - l e a r n i n gt e c h n o l o g ys t a n d a r d i z a t i o n c o m m i t t e e ) 。该委员会同时也是国家信息技术标准化技术委员会的专业分委员会以及国 际标准组织i s o1 t c l s c 3 6 和i e e el t c s 的团体会员。该委员会以研究、制订、推广 与教育信息化相关的技术标准为使命。委员会的专家们经过一年的努力工作，提出了一 个比较完整的中国现代远程教育技术标准体系结构，并且产生了1 1 项规范，目前已经 发布作为部颁试用标准。这套标准既可作为现代远程教育系统开发的基本技术规范，也 可作为在网络条件下开发其他各种教学应用系统的参考规范。 3 大连交通大学工学硕+ 学位论文 1 4 我国网络教育系统存在的问题和缺陷 和发达国家相比，我国的现代网络教育不但起步较晚，而且基础设施条件较差。尽 管经过多方努力，我国现网络程教育在短短的几年内从无到有取得了长足的发展，取得 了一些成果和经验，但和先进国家相比，无论在技术措施，还是在体系结构方面都存在 一些问题【2 刀。 ( 1 ) 缺乏标准 一方面，缺乏衡量软件质量、性能、用户使用界面等方面的标准，导致开发者几乎 可以随心所欲，而使用者无所适从；另一方面，由于不同的开发平台性能差异极大、不 同开发者，甚至是同一开发者推出的不同的产品之间都有很大不同。对于学习者来说， 为了学习不同开发者的产品，或同一开发者的不同课件产品，需要不断更换或维护自己 的软硬件平台。 ( 2 ) 交互性差 良好的交互性能是现代网络教育能够取代传统网络教育的重要因素之一。现代网络 教育应不仅仅提供资料和实现网上阅读，而是更应注重于学习中的交流、讨论。但日前 几乎所有的网络教育系统在交互性，特别是在学生和教师之间的互动性能方面还有许多 不足，基本停留在资料传递阶段。 ( 3 ) 个性化差 网络教育和课堂教育最显著的不同之一，或者说最具吸引的特点之一是可以实行个 性化教育，不但学生可以按照自己的兴趣、爱好、时间等自主的安排学习进度、选择学 习内容，而且教师也可以根据学生的基础、能力等因素提出相应的建议。而现在绝大多 数的网络教育系统不具备这方面的能力，基本上只是课堂教育的翻版。 ( 4 ) 系统的智能性不够 目前国内网络教育系统的智能性主要体现在低水平的机器对人类自然语言的理解、 自动资源库检索和相关信息的反馈，利用自然语言进行查询的精确性和有效性较低。 ( 5 ) 系统能力弱 规模小大多数的网络教育系统在可扩充性、网络负载均衡和请求响应等方面的能力 不同程度存在问题。 ( 6 ) 低水平重复开发 我国软件产业发展缓慢的重要原因之一就是低水平重复开发、缺乏长远的发展目标 和具有较强操作性的规划。而现在的网络教育系统也存在着这个问题，缺乏平台级产品。 ( 7 ) 系统的资源库内容不丰富 比起浩瀚的网络资源，网络教育系统的资源是非常有限的，无论从资源的涉及领域 还是表现形式都需要大力扩展。 第一章绪论 因此，在基于w e b 的网络教育系统设计过程中，研究新的课件描述方法、表现形 式和辅助的教学手段成为目前的主要问题。一个理想的网络教育系统应该具有良好的跨 平台性、广泛的覆盖性、高度的交互性、个性化、智能型、界面友好等特点。 随着我国大批优秀教学资源的涌现，建设一个具有科学性、实用性、方便性的大型 知识库已成为必需。目前迫切需要从系统工程的角度建设网络教育系统，利用j s p 技术 和i e e el t s c 标准来促进网络课件设计的标准化和规范化。我国正在逐步完善网络教 学标准的建立。因此，实用中的网络教育系统不可避免地要进行经常性的更新，并不断 完善。 1 5 本论文研究的主要内容与意义 为了克服传统网络教育系统的弊端，我通过对本论文课题的深入研究，提出了解决 上述问题的方案，并设计出了一个新型的基于w e b 的课件生成及资源管理系统，并在 此基础上扩展了考试管理系统、作业管理系统、答疑管理系统、讨论管理系统、课程公 告管理系统等辅助教学系统1 2 3 l 。 新型的课件生成及管理系统极大程度地解决上传统网络课件管理系统的弊端，在功 能上有了很大的改进，系统实现了教师和学生的双向交流，系统采用w e b 技术和j s p 动 态交互技术进行系统开发，新系统极具动态交互功能。新系统可以存储多媒体的网络课 件，课件内容图文并茂，具有超媒体连接。系统不仅能实现课件的在线浏览功能，还能 实现课件的附件下载功能。课件的浏览通过使用动态目录树按级查询( 按领域一课程一 课件) 。同时系统改变传统的由系统管理员发布和更新课件的习惯，改由教师直接向服 务器提交课件和更新课件。通过使用新系统学生可打破时空界限，学生不论何时何地都 能利用网络根据自己的学习需要选择相关的课件进行有针对性的学习。由于系统课件的 读取速度极快和系统页面极具交互性和界面的友好性，学生的学习积极性和主动性有了 极大的提高。另一个方面，教师可能利用网络不断增加和更新课件资源库的课件，使学 生在学习过程中能及时做到温故而知新。通过研究和开发这样一个极具个性化和智能化 的课件生成及管理系统，使学生充分利用网络的课件资源来丰富和充实自己的课堂知 识，还能使教师能做到因材施教，从而激发起学生的学习兴趣，提高学习的积极性和创 造性，对提高网络教学效果和教学成绩起到极大的促进作用。 课件生成及资源管理系统采用文字、图片、视音频等素材作为教育资源，一改传统 的网络教育只能采用单调的文字的状况，使得网络教育的形式更加丰富多彩，使得学生 可以从更多方面、更多角度学习知识。网络课件可以通过影像声光等多方面去刺激学习 者的感知细胞，加深了学习者对于新的知识的印象，提升了网络教育的服务质量。课件 生成及资源管理系统可以跟踪学生的学习进度控制和管理学生学习进度，学习者无论在 何时何地登陆网络教育进行学习，都可以从自己未学习的章节开始学习，同时由于系统 5 大连交通大学工学硕十学位论文 遵循简单序列化规范，学习者或是教师都可以根据学习的实际情况为自己或是学生定制 特定的学习顺序，学习者在这种智能化的学习环境中提高了学习的效率，同时网络教育 的服务质量也被提高了。课件生成及资源管理系统采用教育资源的描述信息代替教育资 源的实体，传递信息在有限的网络带宽下既压缩了网络带宽，又增加了网络上传输的有 效信息量，同时教育资源提供者、教育资源发布者、教育资源使用者这三者的关系通过 教育资源的描述信息有机的联系起来，方便了课件的添加、修改、删除、查找、评估和 管理。还提供了考试、作业、交流、评论等辅助教学系统。该系统应该具有以下几个特 点： ( 1 ) 开放性：就是对其它的网络教育系统是开放的，实现资源共享，不但能够充分 利用分布在整个网络上的信息资源，也能够提供接口供其它的系统使用该系统的资源。 开放性的另一个方面体现在系统的跨平台性上。它不应该局限在一些有限的技术和运行 环境中，应当更方便移植和扩展。 ( 2 ) 可扩展性：可扩展性是对开放系统设计的基本要求。对于一个新型网络教学系 统应当充分考虑未来技术发展的需要，不但要预留可编程接口，还应当尽可能利用更多 的设计模式使得系统易于重构。 ( 3 ) 交互性：这里的交互性不仅体现在学生终端界面的交互上，而且体现在用户信 息与系统信息的交互上。系统根据用户信息给出教学内容，用户学习系统提供的教学内 容，并参加测试，向系统提供反馈，系统根据用户的反馈信息进一步预测学生的水平和 能力，规划下一阶段的教学策略。 ( 4 ) 智能性：为实现交互性，网络教学系统必须是一个智能的系统。就是系统采用 各种教学手段和方法，能够对用户的输入信息进行判断，或者对不同类型的用户提供不 同的教学方案、提供导航示意或者构造式的给出学习任务。 ( 5 ) 个性化：就是以学为中心，而不是以教为中心。为每个学生建立模型，对于不 同的学生，他们看到的系统是不完全相同的。采用测试等方法对用户的学习情况进行跟 踪。这实际上也是智能性的一个体现。个性化除了指对学生学习的个性化，也指对教师 教学的个性化。对于不同的教师和不同的课程，系统应该给出不同的内容和样式。每个 教师可以安排自己独特的教学方案，可以定制符合个人习惯的课件风格。 ( 6 ) 协同性：所谓协同，是指不同领域的教师协同编著课件，甚至可以让学生协同 参与课件设计，使设计的课件更方便教学，系统数据库迅速丰富，大大减轻系统开发和 维护人员的负担。同时优秀的课件作为模板，实现信息和资源的高度共享，促进教师和 学生共同提高知识水平。这同时也体现了个性化的特点。 ( 7 ) 可检索性：就是提供多种方式、不同粒度的信息检索，这也是实现最大程度上 资源共享的要求。利用公共的信息格式使得外部系统或人员可以准确抽取有用数据，实 第一章绪论 现网络教学的社会化、公共化。 本章小节 本章通过对论文课题的研究背景、国内外网络教育的研究现状和发展趋势、我国网 络教育系统存在的问题和缺陷、论文课题的研究目标、内容以及论文课题研究的意义作 了详细的阐述。在了解了现在大多数网络教育系统的不足的情况下，结合中日友好大连 人才培训中心的实际教学模式，提出开发一个基于w e b 的网络课件生成及资源管理系 统。因此，本系统的实现具有非常重要的价值。 7 大连交通大学丁学硕+ 学位论文 第二章网络教育课件的概述 2 1 课件 课件是指网络教育中教学使用的由一系列知识点组成的实施相对完整教学的辅助 教学软件。以课件为主的课件库是网络教学的前提和基础，是学习者获取知识的主要媒 介。课件主要涉及教育学科和计算机学科，自然地，分析课件主要角度有两个：从教育 学科角度和从计算机学科角度。现在我们主要从计算机学科角度来分析课件。 2 1 1 课件的定义 ( 1 ) 课件的定义 课件( 1 i p e o u r s e w a r e ) 可定义为：是教师或程序设计人员根据教学要求，用某种计算机 语言或课件写作系统编制的教学应用软件，如单机化的c a i 课件。 ( 2 ) 课件的基本特点 这一定义概括了课件的两个基本特点： 课件的作用是教学； 课件是一个软件，或者说是一个计算机软件。 ( 3 ) 课件的优势 课件作为网络教育系统内容的主要载体，其特有的优势为： 表现力丰富：课件采用多种媒体效果，可以把一些在普通条件下无法实现或无 法用肉眼观测得到的现象生动直观地模拟出来，呈现客观事物的时间顺序、空间结构和 运动特征等。这种视听结合的教学手段，可以活跃课堂教学气氛，激发学生的学习兴趣， 扩宽学生的知识视野。 交互性强：课件可以根据学生输入的信息，理解学生的意图，并运用适当的教 学策略，指导学生进行有针对性的学习。利用及时反馈信息，调整教学的深度和广度， 保证学生获得知识的可靠性与完整性。 2 1 2 课件的分类 课件按照不同的分类标准划分，可以得到以下不同的结果。 ( 1 ) 以课件载体的不同来划分，可分为光盘版和网络版； ( 2 ) 以课件的表述方式来划分，可分为浏览式、演讲式、模拟式、群组讨论式和综 合型等的课件； ( 3 ) 以课件的内容不同来划分，可以根据学科专业等进行划分，如：软件类课件、 硬件类课件、外语类课件、经济类课件等； ( 4 ) 以不同的开发方式来划分，可分为通用课件和定制课件； r 第二章网络教育课件的概述 2 1 3 课件的功能 简单地说，课件的功能就是辅助教学，相当于教师的助手作用。从课堂教学的角度 看，课件既可以部分代替教师进行课堂教学，也可以辅助教师进行个别化教学；从教学 内容及教学目标来看，课件既可以用于知识的教学，又可以用于技能与综合应用的教学； 从课件的规模上看，课件既可以用于某一小的教学目标，又可以用于较广范围知识的教 学。 一般地，课件完成如下功能中的一项或几项： ( 1 ) 由不知到知的新知识教学； ( 2 ) 由知道到熟练的巩固与练习； ( 3 ) 知识水平的测试； ( 4 ) 课堂教学； ( 5 ) 个别化教学； ( 6 ) 教学研究。 2 1 4 课件的组成 ( 1 ) 从教与学的角度看，课件由教材、教学策略、学习者模型三个部分组成； ( 2 ) 从软件研制角度看，课件由数据、控制、人一机接口三个部分组成； 2 2 网络课件 2 2 1 网络课件的定义 网络课件是基于b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器j r 务器) 模式开发、能在i n t e r n e t 或i n t r a n e t 上 发布的c a i 课件。其本质是一种w e b 应用程序，如今企业培训多采用网络课件。 2 2 2 网络课件的优点 网络课件较传统的c a i 教学软件有如下优点： ( 1 ) 共享性：一个网络课件可以同时有很多人使用。 ( 2 ) 易用性：网络课件体积小，传输速度快，通过浏览器直接使用，客户端无需安 装和维护，学习方式简单统一。 ( 3 ) 个性化：学习不受时空限制，学习者可自定学习步骤，灵活性强。 ( 4 ) 协作性：网络的通讯功能实现在线交流与协作，实时交互性强，信息反馈快。 2 2 3 网络课件的特殊性 网络课件除具有以上网络课件的一般特点外，还有其特殊性，因此，在设计网络课 件时，要重点考虑以下几方面内容： 9 大连交通大学工学硕士学位论文 ( 1 ) 内容设计要符合成年人学习的特点，成年人学习不同于青少年，其具有丰富的 知识经验背景，学习针对性和功利性强。 ( 2 ) 各种表现形式要使用合理，搭配得当；知识结构要层次分明、易于操作：屏幕 设计清晰高雅，色调搭配适中，生动活泼而又不失严肃。 ( 3 ) 课件设计要符合国际标准( 如i m s ，a i c c ，s c o r m 等) ，因为课件要实现与平台 的无缝连接，必须满足国际标准。 ( 4 ) 课件要具有开放性，方便课件内容的更新，以满足现代教育不断发展的需求。 ( 5 ) 课件内容的选择要得当。 ( 6 ) 课件要具有跨平台性。 2 3 网络课程 2 3 1 网络课程的定义 在现代远程教育资源建设技术规范中对网络课程做了如下的定义： 网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和，它包括 两个组成部分：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。 2 3 2 网络课程的教学内容 教学内容是以知识点为基本教学单元，以文本、图像、动画、音频和视频为综合表 现手段的课程内容，教学内容应具有科学性、系统性和先进性等属性和特征，表达形式 应符合国家的有关规范标准，符合本门课程的内在逻辑体系和学生的认知规律。每一个 教学单元的内容一般应包含如下内容：学习目标、课时安排、学习方法说明、教学内容、 练习题、测试题和相关资源( 包括相关文章、网站、视频、动画等教学资源) 等。 2 3 3 网络课程的网络教学支撑环境 网络教学支撑环境特指支持网络教学的教学资源、教学平台以及在网络教学平台上 实施的教学活动。 教学资源是教育信息化的基础，是需要长期建设与维护的系统工程。教学资源的复 杂性和多样性，使得人们对它的理解各不相同，出现了大量不同层次、不同属性的教学 资源，因而不易管理和利用。为了更有效地建设好各级各类教学资源库，促进各资源库 系统之间的数据共享，提高教育资源检索的效率与准确度，保证资源建设的质量，教育 部教育信息化技术标准委员会发布了现代远程教育技术标准( d l t s ) 术语规范( 草案) ， 对教学资源的内涵进行了准确的规定。在该规范中，网络课程中的教学资源专指与网络 课程相关的媒体素材、题库、课件、试卷、案例、文献资料、常见问题解答库和资源目 录索引等资源。 第二章网络教育课件的概述 教学平台是指支持网络课程教学活动的各个环节的教学软件系统，是一个统一的教 学、学习，内容整合、网上辅导及讨论、自我测验的系统平台。在教学平台上实施的网 络教学活动是网络课程的核心内容。 在一门完整的网络课程中，至少需要设计如下教学活动：实时讲座、实时答疑、分 组讨论、布置作业、作业讲评、协作解决问题、探索式解决问题、练习自测、考试阅卷 和教学分析等。 2 4 国内外网络教育技术规范 我国从2 0 0 1 年开始启动了教育信息化技术标准( c e l t s ：c h i n e s ee l e a r n i n g t e c h n o l o g ys t a n d a r d s ，简称c e l t s ) 研究项目，该项目以国际国内现代网络教育的大发 展与大竞争为背景，以促进和保护我国现网络程教育的发展为出发点，以实现资源共享、 支持系统互操作、保障网络教育服务质量为目标，通过跟踪国际标准研究工作和引进相 关国际标准，根据我国教育实际情况修订与创建各项标准，最终形成有中国特色的现代 网络教育标准体系。下面，我们对这些规范进行简要的介绍。 2 4 1i m s ( i n s t r u c t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e m ) 公开发布的i m s 元数据规范是i e e e 一系列规范中第一个定义基于i n t e m e t 的教学体 系的。i m sg l o b a ll e a r n i n gc o n s o r t i u m 主要制定课件内容在线发布的一些框架，包括存 放和使用教学内容、教学进度跟踪、学生程度报告、交换学生记录等。 i m s 已经发布了一系列的教育规范有：m e t a d a t a 、c o n t e n tp a c k a g i n g 、e n t e r p r i s e 、 q u e s t i o n & t e s t 等等。每一个规范由三部分组成：信息模型、x m l 捆绑规范以及最优实 践指南。其中元数据规范是其他规范的基础。i m sc o n t e n tp a c k a g i n gs p e c i f i c a t i o n s 描述 的是远程教育管理系统的数据结构，目的是为了实现内容的数据交换。它不限定文档中 的具体内容和文件格式，而是将着眼点放在文档管理结构上，并提出实现这种结构的系 统方法。 2 4 2s c o r m ( t h es h a r a b l ec o n t e n to b j e c tr e f e r e n c em o d e l ) s c o r m 是美国联邦政府下的组织a d l ( a d v a n c e dd i s t r i b u t e dl e a r n i n gi n i t i a t i v e ) $ i 定 的一份规范。它主要提供一套基于现有的教育标准的实现准则和例子，为国防部提供了 网络教育的实现及应用指南，在美国的军队各兵种之间可以共享、重用。该文当主要集 中讨论以下两个主题：内容聚集型c a m ( c o n t e n ta g g r e g a t i o nm o d e l ) 和运行环境 ( r u n t i m ee n v i r o n m e n t ) 。 2 4 3i e e ep 1 4 8 4 标准简介 l t s c 是远程教育规范的一个基准，在此基础上，其他国际组织相继开发了一系列 大连交通大学t 学硕十学位论文 基于i n t e m e t 的教育标准。如元数据l o m 等。在i e e el t s c ( i e e el e a r n i n gt e c h n o l o g y s t a n d a r d sc o m m i t t e e ) 的主持下，若干工作小组正在展开网络远程教育技术标准的制定和 修订工作，将形成i e e ep 1 4 8 4 标准。现在p 1 4 8 4 已经为基于构件的数学技术系统建立了 一个复杂的总体构架的参考模型。围绕该模型，将制定出一系列规范，其中与课程及应 用相关的标准有：p 1 4 8 4 1 0 课件语言互换模范、p 1 4 8 4 6 课程编列规范、p 1 4 8 4 1 7 内容包 装规范。 2 4 4c e l t s 通过分析国际上关于监狱信息技术标准的研究线索，特别是参照i e e ep 1 4 8 4 的框 架，中国现代远程教育技术标准化委员会提出了我国现代远程教育标准体系，并于2 0 0 1 年4 月2 9 日颁布了现代远程教育技术规范( 教学资源部分) 1 0 版。 本章小节 本章对课件、网络课件、网络课程的定义、内容及特点等进行了详细的介绍。并列 举出比较成熟的国内外网络教育技术规范。 第三章开发环境及相关技术 第三章开发环境及相关技术 3 1 系统开发环境 ( 1 ) 服务器环境 最低硬件： c p up i i5 0 0 ，内存2 5 6 m b ，硬盘1 0 g ，支持8 0 0 x 6 0 0 的显卡。 操作系统： 无操作系统相关性( 推荐w i n d o w sx p ) 软件环境： j d k 1 5 1 0 r e l 4 o ) 以上； 应用服务器( 推荐j b o s s 3 3 以上) ； j s p 容器w e b 服务器：t o m c a t5 5 ( j s d k 2 0 以上，推荐t o m c a t 4 以上) ； w e b f l 艮务器：推荐a p a c h e 2 ； 开发语言：j a v a 、j s p 、j a v a s c n p t 、j a v a b e a n 、s e r v l e t 等。 开发工具：e c l i p s e 3 2 ( m y e c l i p s e 插件) 、j c r e a t e r 、d r e a m w e a v e r 、p o t o s h o p 、f l a s h ； 数据库：m y s q l ( 2 ) 客户端环境 无硬件和操作系统要求，只需装有浏览器； 支持h t t p l 1 ；a c t i v e x ；建议i e 5 5 以上。 ( 3 ) 客户端设置 客户端浏览器( m i c r o s o f ti n t e m e te x p l o r e r ) 为例设置：如果您使用m i c r o s o f ti n t e m e t e x p l o r e r6 ，请选择“工具i n t e m e t 选项”，设置“安全 附签中“n t e r n e t 和“本地i n t e m e t 安全等级为“自定义”，并单击“设置”，设置a c t i v e 控件和插件所有选项为“启用”。 下面将简单描述上面所介绍的各种相关技术。 3 2 相关技术支撑 3 2 1b s 结构 ( 1 ) c s 结构与b s 结构的比较 目前，计算机信息管理系统比较流行的系统体系结构有两种：客户端服务器 ( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 结构、浏览器j j f 务器( b r o w s e r s e r v e