（计算机应用技术专业论文）一个远程教学系统的设计与实现.pdf

硕士学位论文 入 1 入 5 r 5 下 i n s = 二 =一二=二=竺竺二二竺竺竺竺竺竺，竺竺竺竺竺，竺竺，竺竺竺吧 竺 二 竺 竺 二 竺 大 的 交 互 功 h rl i 提 供 了 各 种 导 航 ， 以 方 便 用 户 操 作 和 z fr 户 . 总之， 系统突破了 传统课堂教学的控制界限， 将课堂教学、 课外答疑等各 个环节紧密地联系起来， 真正体现了以学生为主体的教学方针，为广大用户提 供了一个基于互联网的先进的教学环境， 为教学改革提供了新的思路和实用的 远 程 教 学 平台 ， 其 研究 成 果 有 助 于 级 学 改 革 的 深 入 进 行。 关键字: 远程教学; u m l : 多媒体课件; 建构主义 d h t .d l; 软件工程;数据库; 现代教育技术 硕士学位论文 n 1 入 s t f r s1 i i s i s ab s t r a c t i n o r d e r t o m a k e t h e c o m p u t e r n e t w o r k p l a y i n g a i m p o r ta n t r o l e i n t e a c h i n g a d e q u a t e l y , f u rt h e r a d v a n c e d t h e r e f o r m o f t e a c h i n g m o d e , t e a c h i n g m e t h o d a n d m e a n s , t h i s t h e s i s b a s e d o n i n t e rn a t i o n a l a n d n a t i o n a l l o n g - r a n g e t e a c h i n g c o n d i t io n , m o d e m t e a c h i n g t h e o ry o f t e a c h i n g m o d e 4 a n d c u r r e n t c o m p u t e r s o ft w a r e , h a r d w a r e t e c h n o l o g y , n e t w o r k t e c h n o l o g y , s t u d y a n d d e v e l o p c o m p u t e r n e t w o r k m u l t i m e d i a t e a c h i n g t e rr a c e s y s t e m , l o n g - r a n g e a s s i s t r e p l y s y s t e m a n d s o ft w a r e e n g i n e e r m u lt i m e d i a s y s t e m . a b o v e t h r e e s y s t e m t h r o u g h i n t e g r a t e d m o d e , i n t h e c o n d i t i o n o f c u r r e n t l o n g - r a n g e t e a c h i n g t e c h n o l o g y , u n i t e d w a r e t h e i n f o r m a t i o n o f t e a c h e r , s t u d e n t a n d c o u r s e w e n t o n t o m a n a g e m a n y k i n d s o f t e a c h i n g m o d e a n d e v e ry k in d o f i n f o r m a t i o n . e ff e c t i v e l y , f o r m e d c o m p l e t e , p r a g m a t i c l o n g - r a n g e t e a c h i n g s y s t e m , m a d e t h e l o n g - r a n g e t e a c h i n g c a r r i e d o u t s m o o t h l y a n d e ff e c t iv e l y . t h i s s y s t e m尽 i r e c t e d b y c o m p u t e r s o ft w a r e e n g i n e e r i n g t h e o ry i n d e v e l o p in g p r o c e s s , u s e o r i e n t - o b j e c t m e t h o d d e s i g n i n g a n d c o m p l e t i n g . t h e p a s s a g e f ir s t u s e d u n i l ( u n i fi e d m o d e l i n g l a n g u a g e ) c re a t i n g r e q u i r e m e n t a n d a n a l y z e m o d u l e f o r t h e s y s t e m , a n d c r e a t e d r e a s o n a b l e r e l a t i o n d a t a b a s e . b a s e d o n t h e o ry a n a l y z e d , i t d e s i g n e d d e t a i l f o r t h e s y s t e m , i n s p e c i fi c c a r ry o u t , u s e v i s u a l i n t e r d e v a s s y s t e m in t e g r a t e d d e v e l o p e n v i r o n m e n t , a l s o d i s c u s s e d h o w t o c a r r i e d o u t t h e s y s t e m. s e c o n d , t h e p a s s a g e a n a l y z e d l o n g - r a n g e n e t w o r k t e a c h i n g h e l p r e p l y s y s t e m a b o u t c u r re n t c i r c u m s t a n c e a n d e x h a u s t e d t e c hn i c a l p r o b l e m t h r o u g h l o n g s p a c e . i t p o s e d d e s i g n i n g t h o u g h t a b o u t u s i n g w e b p a g e c r e a t e t e c h n o l o g y a n d d a t a b a s e t o d e v e l o p h e l p r e p l y s y s t e m .i t a n a l y z e d d e t a i l a b o u t c o n s t r u c t i n g h e l p re p l y s y s t e m r e f e r r e d t o k e y t e c h n o l o g y . t h e h e l p r e p l y s y s t e m h a s s o m e i n t e l l i g e n t c h a r a c t e r ; i t s s t u d y a c h i e v e m e n t h a s w i d e l y叩p l i c a t i o n v a l u e i n l o n g - r a n g e n e t w o r k r e p l y _ _ _一 一 - - - . . 侧 . . . . . . _ 硕士学位论文 n l a s t e r s t i e s + s y s t e m. t h e t h e s i s d i s c u s s e d s o ft w a r e e n g i n e e r i n g m u l t i m e d i a c o u r s e w a r e s y s te m a u t h o r i n g m e t h o d a n d f l o w in t h e e n d . t h e c o u r s e w a r e a u t h o r e d b y fl a s h 5 a n d r e a m w e a v e r s d e v e l o p t o o l .n o t o n l y i s t h e c o n t e n t r ic h , g r a p h i c s a n d t e x t s a i l h a d , a u t o m a t i c p i c t u r e n o v e l a n d im a g e d , b u t a l s o t o o k u p s m a l l s p a c e , i t i s c o n v e n i e n t t o d e l i v e r y d a t e s i n 卯 c o n d it i o n o f c u r r e n t n e t w o r k i t u s e a u t o m a t i c e f f e c t b u tt o n , m o v e c h a r a c t e r c o n t r o l l e d , m a s k d i s p l a y a n d s o m a n y p e c u l i a r e ff e c t . i n t h e m a k i n g p r o c e s s , a n d a c h i e v e d f o r m i d a b l e i n t e r a c t i o n fu n c t i o n , p r o v i d e d a l l k i n d s o f n a v i g a t i o n , i t i s c o n v e n i e n t t o o p e r a t e a n d u s e f o r u s e r s i n a w o r d , t h e s y s t e m b r e a k t h e c o n t r o l l i m i t o f t r a d i t i o n a l c l a s s t e a c h i n g , i t in s e p a r a b l e r e l a t i v e w i t h c l a s s t e a c h i n g , o u t o f c l a s s r e p l y a n d s o m a n y l i n k , i t r e a l l y e m b o d y t h e t e a c h in g g u i d e p r i n c i p l e d e p e n d o n s t u d e n t , i t o r o v id e a n a d v a n c e d t e a c h i n g e n v i r o n m e n t b a s e d o n i n t e rn e t f o r w i d e u s e r s , it a l s o p r o v i d e n e wt h a n d p r a g m a t i c l o n g - r a n g e t e a c h i n g t e r r a c e f o r t e a c h in g r e f o r m , i t s a c h i e v e m e n t i s u s e f u l f o r f u r th e r g o i n g o n w it h t e a c h i n g re f o r m , u g h t s t u d y k e y wo r d : r e m o t e i n s t r u c t i o n a l;u ml ; mu l t i m e d i a c o u r s e w a r e c o n s f r u c t i v i s m ; d h t ml ; s o ft wa re p r o j e c t ; d a t a b a s e ; m o d e r n e d u c a t i o n t e c h n o l o g y 硕士学位论文 n t k s t e r s 丁 i i e s i s 第一章绪 论 现代科学技术的迅速发展， 为教育特别是教育手段的 现代化提供了前所未 有的契机。 各种新型的网络大学、 虚拟大学、网络教育基地逐渐形成，并成为 现代远程教育蓬勃发展的重要标志。 现代远程教育的形成与发展己 经成为现代 教育事业的重要组成部分， 现代远程教育的发展实际上也体现了现代科学技术 的发展历程及在教育领域的应用。 由于 工 n t e r i ne t网上不仅具有丰富的教育信息资源，而且不受时空限 制， 所以 基于i n t e r n e t 网的远程教育近几年来得到了大力发展。工 n t e r n e t 远程教 学系统正历经从低速、以数据传输为主的第一代 i n t e r n e t到支持调整、宽带 的视音频信号的第二代 i n t e r n e t的转移，体现了现代科技在教育现代化中的 重要地位。 远程教育的发展不仅促进了教学手段的现代化。 而且也促进了教育 思想、教学方法、教学手段甚至教育模式的深刻变革。 1 . 1 远程教育的三种模式 按照远程教育模式的发展历程， 可以将我国远程教育的模式划分为如下三 类: ( i ) 起步 于7 0 年 代 末的 函 授 教 育。 该 远 程教 育 模式 采 用文 字、 印 刷品 等 邮寄函授形式来传授知识，该模式无需太大的投资， 学生常常以自 学为主。 这 种远程教学模式自 今仍然在广泛使用。 对我国教育事业的发展也起到了一定的 促进作用。 ( 2 )以广播电 视教学的远程教育模式。该远程教学模式主要通过收看广 播电视或播发录像带的形式来传播教学内容， 其代表是各地的广播电视大学。 ( 3 ) 9 0年代后期兴起的现代网络远程教育，该远程教学模式是通过计算 机网络接收课件或通过 工 n t e r n e t直接传输课件的形式进行远程教学。由于该 教学模式具有实时交互性和学习主动性，因此学生何时想学， 想学什么， 都可 - - - - 一一 硕士学位论文 w s t e a s t 1 j l s i s 以由学生自己选择。该远程教学模式将成为最具有广阔发展的教学模式。 1 . 2 基于! n t e r n e t 的 远程教育的特征 基于 i n t e r n e t的远程教育本身的性质，决定了它在当今社会经济中的地 位，以及与传统教育模式所无法比拟的优势， 可以将其优势归纳为以下几个方 面的特征: ( 1 ) 广域性 基于 工 n t e r n e t的远程教育不受时间和空间的限制。随 着通 信技术和计算机技术的飞速发展，全球信息资源网络的形成，基于 i n t e r n e t 的远程教育将进行全科学和全球性的教学。利用 i n t e r n e t的远程教育方式就 可以把一流的教授请到学生身边。比如: 可以通过网上的学术论文， 与一些知 名专家和教授就某一个问题进行对话， 不出门便知天下事。同时，网络的双向 交互和图文、声形并茂的多媒体界面又消除了师生 “ 远在千里”的隔阂。 基于 i n t e r n e t的远程教育还特别关注那些由于工作或其他原因无法到学 校或专门的培训中心去接受教育的人。从而这种基于 i n t e r n e t的远程教育模 式将成为终身学习体系的重要组成部分。专家曾预言由于计算机网络的普及， 没有围墙的学校将成为2 1 世纪全民教育与终身教育的主渠道。 ( 2 ) 个性化 现代远程教育具有传统学校所不具备的教学行为个人化和学 习行为个人化的特征。 传统的 教育一直都局限在确定的群体中， 特定的教师与 学生相互交流， 这不可避免地导致能力分组问题的产生。 所谓能力分组是指受 教学生 在学习 课程的 准备、 智 商和学习 能 力 上是各不 相同的。 理 想状况 下， 教 学内容应与学生的个别特征相适应， 而在传统教育中是难以做到的。 在远程教 育的理论和实践中则可以采用多种方法使内容个别化， 从而达到与每个学生的 能力和水平相一致。远程教育打破了群体结构，把学生作为一个个体来看待， 把个体学生在学生群体中分离出来， 把他放在一个更为个人化的情景中。 这种 个人化的形式，适合在日益个人化的社会中发展终身学习。 ( 3 )即时性与双向性 一般情况下， 教育滞后于科技的发展。而现代远程 教育利用互联网和卫星传播，比 其他通信媒体更迅速快捷， 从而可使专业领域 硕士学位论文 n t s t e r s 丁 1 i l s i s 新技术、新知识的传播获得即时性的效果。促进教育与科技发展同步。 ( 4 ) 经济性 远程教育具有非常显著的规模经济性， 远程教育网络的建设、 网 络教学资源的开发等， 都属于前期投入的固定资本， 这个投入一般来说是巨 大的， 而一旦建立起来，当用户达到相当规模后， 其经济效率就相当可观， 而 且用户越多， 效益越好。因此， 远程教育成本会随着学生数量的增加呈不断下 降的趋势。 研究表明，英国开放大学的开支远远低于传统大学， 一般学位的开 支为传统大学的3 9 % - - 4 7 % 。 法国通过国家远程教育中心开展的教育， 其开支是 传统大学的一半。经济上的优势将是人们选择远程教育方式的重要因素。 1 . 3 基于 i n t e r n e t 的远程教育的几种模式及其特点 1 . 3 . 1 基于 ! n t e r n e t 的远程教育的几种模式 归纳起来网上远程教育具有以 下几种模式; ( 功计 算 机 支 持 合 作学 习模 式 :计 算 机 支 持合 作 学 习 ( c o m p u t e r - s u p p o r t e d c o o p e r a t i v e l e a r n i n g 或 c o m p u t e r - s u p p o r t e d c o l l a b o r a t i v e l e a r n i n g ; c s c l ) 强调利用计 算机支持学生之间的交互活动， 在计算机网络通讯工具的支持下， 学生们可突破地域和时间上的限制， 进行同 伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动。 ( 2 ) 虚拟教室模式:虚拟教室是指在计算机网络上利用多媒体通讯技 术造的学习环境， 允许身处异地的教师和学生互相听得着和看得见， 不但可以 利用实时通讯功能实现传统教室中所能进行的大多数教学活动， 还能利用异步 通讯功能实现前所未有的教学活动，如异步讨论，异步辅导等。 ( 3 ) 教学模拟与游戏模式: 教学模拟是利用计算机建模和仿真技术来 表现某些系统( 自 然的、 物理的、 社会的) 的结构和动态。比如为了 完成实验教 学，加深对知识的理解，模拟实验环境，建立 “ 模拟实验室”，进行人机交互 的模拟实验演示。 多数教学游戏本质上也是一种模拟程序，只不过在其中刻意加入趣味性、 竞争性、参与性的因素，做到 “ 寓教于乐”。 3 硕士学位论文 n l a s t l r s t i i e s i s 教学模拟和游戏中利用多媒体技术，不但可使模拟的现象变得更加逼真， 而且可创造在现实世界中难觅的 “ 虚拟现实”情景。 ( 4 ) 案例调研模式: 此类系统为学生提供一种丰富的信息环境，系统 中包含从实际案例中抽取的资料， 让学生以 调查员的角色去调查案情 ( 犯罪案 件、医疗事故、道德伦理问题等)，通过资料收集、分析和决策，得出问题的 结论。 ( 5 ) 教学查询模式:教学查询本质上是数据库系统和情报检索技术的 教学应用， 能按照学生的提问从学科数据库或其它资源中检索出有关信息。学 生利用系统的信息服务功能， 通过信息收集和推理之类的智力活动， 得出对预 设问题的解答。 ( 6 ) 多媒体课件模式:网上有着丰富的教学资源，学生可以通过上网 浏览课件获取知识。 集文本、声音、图形、图像、动画于一体的课件，不仅生 动直观， 而且交互性强， 以超媒体为基础的信息环境为学生创造了自由 探索的 学 习 条 件。 (17 1 . 3 . 2 基于 ! n t e r n e t 的远程教育模式的特点 基于i n t e r n e t 的 远程教育模式主要有以下几个特点: ( 1 ) 它大幅度提高了教育传播的范围 和时效。 使教育传播不受时间、 地点、国界影响，真正打破了明显的校园界限，改变了传统 “ 课堂”的概念， 学生能突破时空限制，接受来自 不同国家教师的指导。 ( 2 ) 远程教育使得教学资源更加丰富，最终达到国际共享。现代信息技 术的发展，通过网络可获得除文本以外更丰富、 直观的多媒体信息， 共享世界 各地图书馆的资料及其它各领域的信息，网络上有取之不尽、 用之不尽的信息 资源。 ( 3 )利用网络的 通讯方式， 进行一对多的教学信息传播、多对多的教 学信息交流、 e - m a i l 和b b s的信息交流， 实现网络的双向交互， 使任何一个用 户既可以是信息的接收者， 也可以是信息的发送者， 从而有利于教学过程中教 与学的双向交流，远程教学的反馈也不是难题。 硕士学位论文 a 认s t e r s t he s i s 1 . 4基于 ! n t e r n e t的远程教育的现状 发展以互联网为主要手段的现代远程教育已成为一种不可阻挡的发展趋 势。 2 0 0 0 年， 世界上己经有 1 0 0 多个国家开展了现代远程教育。 全世界8 5 % 的 大学在网上拥有自己的网站。 其中的1 / 4 推出了网络教育课程。由于网络风暴 首先席卷欧美， 他们的网络教育很自 然走在了世界的前列， 己具有不小的规模。 美国已 有 6 0 % 的高校开展了以 互联网为主要手段的 现代远程教育，远程教 育开设的学历、学位课程数己达到4 . 9 万个， 基本上覆盖了美国高等学校的所 有学科和专业，通过网络学习的人数正以每年3 倍的速度增长。 德国也有将近一万所学校上网，其中1 / 4 开设了网络教育课程。 英国政府甚至把普及网络化教育作为保证英国人才培养紧跟世界潮流的 战略性举措。 韩国的教育网站目 前己达到2 0 0 多个， 而且还以每天一至两个的速度增加。 据韩国 教育开发院的 预测， 今年韩国网上教育市场规模约为5 0 0 亿韩元 ( 一美 元约为1 1 0 0 韩元) ， 约占 整个教育市场的2 % ， 到2 0 0 5 年将达到5 0 0 万亿韩元 的规模。 在我国，目 前己 有 3 8所高等学校开展了现代远程教育项目 。以北京地区 重点高校招生为例，8 5 % 的网上大学的招生数额超出了实际在校生的数量:人 民大学2 0 0 0 年网上招生接近1 万人; 北京大学2 0 0 0 年参加远程教育的学生有 2 0 0 0 人， 录取率达到6 0 9 6 - 7 0 % 。 据不完全统计， 2 0 0 0 年底全国 接受 现代远程教 育的学生已达5万人左右，而湖南大学投资 1 06 亿元的现代远程教育平台到 2 0 0 3 年将能满足 1 0 0 万人的再教育。 中央广播电视大学与t c l 合作组建的全球 最大的现代远程教育系统，每年约有2 0 0 万在校学生， 约有 3 0 0 0 万人接受职 业教育， 形成了中央电大和4 4 所省级电大、 8 0 0 多所地市电大分校和近2 万个 教学点的现代远程教育系统。 1 . 5 小结 本章首先介绍远程教育的三种模式，分析了基于 i n t e r n e t的现代远程教 育的特征，讨论了现代远程教育的发展现状，以及基于 工 n t e r n e t的远程教育 的几种模式和特点。 由于基于 工 n 七 e r n e t的网上远程教育方式可以帮助人们方便地达到获取知 识的目 的， 满足他们知识更新的需要， 因而是一种非常重要的教育模式。 但是. 网上远程教育的质量与发展受到远程教学软件的制约。 因此，网上远程教育的 进一步发展的一个关键因素是能否提供高质量的远程教学软件。i7 7 硕士学位论文 ma s t e r s r i s gs 第二章现代远程教育的理论 在提倡教育创新的今天，建构主义学习理论在世界范围内的影响日 益扩 大。有许多专家认为建构主义学习理论，特别适合于网络教学中的学习环境， 并把它看作是指导网络教学的重要理论基础之一。 本章将介绍如何在现代远程 教育中体现建构主义学习理论。 2 . 1 建构主义的学习理论 建构主义. ( c o n s t r u c t i v i s m )的学习理论是 9 0 年代得到并迅速发展的 现 代学习理论。 建构主义认为:知识不是通过教师传授得到的， 而是学习者在一 定的情境即社会文化背景下，借助他人 包括教师和学习伙伴)的帮助， 利用 必要的学习资料， 通过意义建构的方式而获得的。也就是说， 获得知识的多少 取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义的能力， 而不是取决于学习 者记忆和背诵教师讲授内容的能力。 建构主义学习理论的基本内涵是: 强调以 学生为中心， 认为学生认知的 主体， 是知识意义的主动建构者。 教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用， 并不要求教师直接向学生传授和灌输知识。 强调“ 情境” 对意义建构的重要 作用， 认为学习总是与一定的情景相联系的， 学习者在实际情况下利用自己原 有的认识结构中的有关经验去同化和索引当前学到的知识， 并赋予新的知识某 种意义。 如果原有经验不能同化新知识， 则要重组原有知识结构。 强调“ 协 作学习” 对意义建构的关键作用。 认为学习者与周围环境的交互作用对知识意 义的建构起着关键性的作用。 强调对学习环境的设计， 认为学习环境是学习 者进行自由探索和自由学习的场所， 在学习环境中学生可以利用各种工具和信 息资 源 ( 如文字材料、书籍、音像资料、多媒体c a i 课件以 及工 n t e r n e t 上的 信息等) 来达到自己的学习目 标。 强调利用各种信息资源来支持“ 学”， 认 为在学习过程中， 教师要为学习 者的主动探索和完成意义建构。 强调学习 过 程的最终目的是完成意义建构， 认为在建构主义学习环境中， 学习的最终目 的 硕士学位论文 ,aa s t e a s t i i g s i s 是学生对知识的意义建构。1. j 2 . 2 基于建构主义学习理论的远程教学系统的开发模型 采用 i n t e r n e t 传递教学内 容已 经变革了 传统的教学方法，为学生自 己 决 定学习内容和控制学习节奏提供了更大的空间江n t e r n e 七 学习环境特别适合于 建构主义的学习方法，因此，基于 i n t e r n e 七的远程教育系统的开发应该以建 构主义的学习理论为指导思想， 遵循建构主义学习 环境下的教学设计原则， 这 样才有利于学习者对知识的获取， 促进学习 者对知识意义的建构。 建构主义学 习理论强调以学生为中心，学生是知识意义的主动建构者， 教师只对学生的意 义建构起帮助作用， 并不要求教师直接向 学生传播和灌输知识。 它强调学习过 程的最终目的是完成意义建构， 而非完成学习目 标。以建构主义学习理论为指 导， 基于 i n t e r n e t的远程教育教学系统的开发过程可以分为五个阶段:分析 阶段、 设计阶段、 实现阶段、 评价阶段和传递阶段。 下面对各阶段 进行详细阐 述。 ( 1 ) 分析阶段 在分析阶段， 教师需要对教学目 标和学习对象进行分析和对教学单元进行 教学目 标分析，目 的是确定当前所学知识的 主题， 以便围绕这个主题进行意义 建构。同时，教师还应该对学习者认知、 社会、 个性及生理方面的特征进行辨 别和分析， 为课程设计提供设计依据， 在此基础上， 把精力主要集中于对教学 内容的开发，明确各知识单元和教学目 标层次， 分析学习条件和明确教学目的 是开发教学内容必要的工作。 因为课程将被传送到异地， 在课程设计中对这些 因素加以 考虑将会有助于学习者对课程内容的理解， 使教学做到“ 有的放矢” 。 通过对搜集到的学习者特征和反馈信息的分析能够有效地选择教学内容传递 策略和传递技术。虽然搜集所有的因素的信息是不太可能的， 但是， 可以 充分 利用过去学生的已有知识并结合搜集到的信息来指导课程设计， 以便确定在异 步教学中 视听教材的类型和数量。 19 1 ( 2 ) 设计阶段 教学内容的开发策略需要在设计阶段进行拟定， 这一阶段最重要的工作是 硕士学位论文 ma s t e r s t i i l s i s 对教 学方 法的 确定和学习 环境的 设 计， 以 及实 现教学方法与异步学习 环境的 有 机结合。 这要求设计者必须对教学模型和指导课程计划的教学交互性要有深刻 的理解。 在建构主义学习环境中，强调以学生为中心，教师在学习中已不同于传统 的教学方式， 绝大部分课堂内容将基于学生的线性化讨论和分组讨论的教学交 互性。 在这种情况下， 教师不是异步讨论的协调者或领导者， 而仅仅是参与者. 学生是认知的主体， 是知识意义的主动建构者。 根据教学内容确定与之相适应 的教学方法，例如支架法、 抛锚法、随机进入法等。 也可以将两种以上的方法 结合在一起灵活运用， 以利于激发学生的学习兴趣、 学习动机和主动探索精神， 最终达到知识意义建构的目的。 在教学内容开发策略确定以后， 就可以采用适 当的超媒体设计工具进行设计。在 i n t e r n e t 环境中，教学系统的设计应该保 证教学方案的灵活性， 应该遵循建构主义学习环境下的教学设计原则， 这些原 则将会促进课程内容的传递， 有利于学生对知识意义的建构。 事实上， 在超媒 体设计中应特别重视影响认识方面的因素， 比如课程 w e b 配置的相关性和施加 在课程站点导航的认知负荷。 设计者的目 标是增加相关性， 减少与认知成反比 的认知负荷因素。 基于 i n t e r n e t学习 环境的交互性是优于其它教学方式的一大优点。 对于 网上远程教育，其交互性设计是尤为重要的。 建构主义认为。 学习者与周围环 境的交互作用， 对于学习内容的理解起着关键作用。 在设计阶段， 还应重视为 学习者创造一个有助于学习者学习的环境， 这包括学习者个别学习的个别化学 习环境和学习者进行协作学习环境。 提供按学习者思维方式组织学习内容以及 学习者自 行控制和检测的机制。 ( 3 ) 实现阶段 开发阶段将会形成基于超媒体设计阶段规范的课程设计和课程内容。 在这 个阶段， 对教学媒体进行开发和数字化处理， 然后将其与课件选择的应用软件 结合在一起，对开发工具 ( h t m l , j a v a , f l a s h )的选择要考虑开发者的技术 硕士学位论文 ma s t e r s t i i bi s 专长和学习者掌握的难易程度。对于在 工 n t e r n e t 上传播的远程教育课程，不 能照搬或模仿传统教室的教学方法， 否则将达不到远程学习的预期目 标。 在教 室或教育电 视节 月中 应用的教学模型不适用于高度交互的工 n t e r n e t 环境，需 要进行修改和调整， 例如在网上传播的视听内容。 考虑到目 前网络通信流量的 限制， 必须把视频和高频剪辑成较小的单元， 以便网上传输和学习者自 主选择， 提供各种交互机会对于保持学生踊跃参与的积极性是至关重要的。 ( 4 ) 评价阶段 评价阶段是远程教学系统开发的一个重要环节， 它包括在课件制作期间的 形成性评价和课件制作完成后的总结性评价。 形成性评价是课件设计开发各个 阶段的反馈过程， 它的目的是在课件的最后版本完成以前， 利用这些反馈信息 对每个阶段的课程设计开发进行调整和修改; 总结性评价是在课件的最后版本 完成以后， 对教学方案和策略的 整体有效程度进行评估的过程。 ( 5 ) 传递阶段 传递阶段涉及教学内容的实际传输， 同时也蕴涵着对教学内容在工 n t e r n e t 上的传递效果和传递效率进行评估的过程。 在这个阶段必须促进学生对教学内 容的理解， 支持学生对学习目 标的掌握， 保证学生从教学环境到他们的学习环 境的转移，以 利于知识意义的建构。幻 2 . 3小结 本文讨论了现代远程教学环境下的建构主义学习理论。 分析了 建构主义学 习理论的基本内涵， 并在此基础上探讨了基于建构主义学习理论的远程教学系 统的开发模型。 网络教育，内容为先.网络远程教学软件应具有现代的教学指导思想，丰 富的创意和先 进钓技术手段。 这是保证网上教学课件实用高效的重要方面。 这 需要课件制作者更新设计理念，以建构主义理论为基础，注重以“ 学”为主， 充分提供建构环境与情景，以使教学软件胜任高智商的 “ 电子教师”的角色， 使网络远程教学的质量与效率迅速提高。 t o 硕士学位论文 m as r r a s t i i r s i s 第三章远程教学系统 ( r i s s )的设计 3 . 1 r i s s 设计目 标 现代远程开放教育理论和建构学习理论强调在开放学习模式下， 每个学生 应基于自己与世界相互作用的， 独特经验和赋予这些经验的意义， 去建构自己 的知识， 而不是等待知识的传递。因此我们在设计r 工 s s 时，应强调如下目 标: ( 1 ) 学习者应通过发展重构过程，促进这些技能和态度的形成，以 支 撑自 动调节的学习。 ( 2 ) 学习者应通过学习能够成为自 我控制的学习者。 ( 3 ) 诱发学习者提问题并利用它们刺激学习活动或确认某一个问题， 使学习者迅速地将该问题作为自己的问题进行分析。 ( 4 ) 学习活动必须为学习者提供知识的多元表征并鼓励学习者对知识 进行多种方式的表征。 ( 5 ) 教学应基于情境、案例，基于问题解决，强调学习者对知识的建 构，而不是信息的传递与接受。 ( 6 ) 教学设计应注意建构由 概念与案例交织组成的 “ 十字形 “ ，以 保 证知识的高度概括性与具体性的结合，使知识富有弹性，以适应变化的情景， 增加知识的迁移性和覆盖面。 3 . 2 系统模式 3 . 2 . 1 系统平台模式的分析 式、客户机/ 服务器模式 ( c l i e n t / s e r v e r . 简称 式 ( b r o w s e r / s e r v e r 简称 b / s )。 : 主机终端模式、 文件服务模 c / s )和w e b 浏览器/ 服务器模 当今投入使用的计算机网络模式主要有四种 ( 1 ) 主机终端模式由于硬件选择有限， 硬件投资得不到保证，已 被逐步 淘汰。 - - 分 州 目 一 硕士学位论文 s l a s 丁 r s i i g s s ( 2 ) 文件 服务器模式只适用于小规模的局域网， 对用户多、 数量大的情 况，就会产生网络瓶颈。尤其在互联网上不能满足用户的需求。 ( 3 ) 客户机/ 服务器模式 c / s模式)它在应用过程中也存在着一定的 缺陷。首先， 这种模式在一定程度上限制了网上信息的发布工作，其次， 如果 请求终端的数量较大， 服务器因产生的进程增多， 造成服务器系统资源的枯竭 或进程间的死锁，使得系统不稳定甚至崩溃， 第三，由于每一个客户端都要安 装应用程序，因此不便于系统的维护， ( 4 ) 浏览器/ 服务器模式 ( b / s 模式)，在应用过程中采用 b / s模式有 着较为突出的优势，首先在客户端安装的是标准，易用的、通用浏览器，无须 像c / s 模式那样在不同的客户机安装不同的客户应用程序; 其次b / s 模式的功 能都在w e b 服务器上实现，使开发和维护工作简单易行，第三， 它使用户的操 作变得简单，使系统维护的限制因素更少，第四，b / s 模式适用于网上信息的 发布。 正因为b / s 模式的新颖性和先进性。因此我们在设计远程教学系统平台 中采用了浏览器/ 服务器模式 ( 简称b / s )， 3 . 2 . 2 b / s 模式的结构 b / s 模式把传统的c / s 模式中的服务器部分分解为一个数据服务器和一个 或多个应用服务器 ( w e b 服务器)，从而构成一个三层结构的客户服务器体系 结构，其结构如图3 一 工 所示 图3 - 1 b / s 模式结构图 硕士学 井论文 1 认s l 王r 5 1 i i e s i s 客户端 ( 前段)为i e 或n e t s c a p e 等浏览器，中间层为w e d 服务器，后端 为数据库服务器、w e b 服务器与数据库服务器之间为中间接口。以前在应用过 程中大多数采用了公共网关接口c g 工 ，但由于c g i 每次访问都要打开和关闭数 据库， 而且每次打开和关闭c g i 均要开销w e b 服务器系统时间，因 此c g i 程序 运行速度较慢， 容易造成网络瓶颈。 现在m i c r o s o f t 公司的i s a p 和n e t s c a p e 公司的n s a p i 技术就大大提高了c g i 程序的性能， 但是他们与活动服务器主页 a s p 相比较起来，只能相形见拙。 a s p ( a c t i v e s e r v e r p a g e s ) 是微软创立的服务器脚本运行环境，可以 支 持v b s c r i p t 和j a v a s c r i p t 等多种脚本语言。 a s p 应用的优点在于 ( 1 ) a s p与h t m l 文件完全结合。 ( 2 ) a s p 甩开了c g i , i s a p i , n s a p i 等复杂的技术，集 h t m l , o d b c 数据库访问和其它许多新技术于一体实现了网页的可编程化。 ( 3 ) a s p提供了一种简单的面向对象的脚本制作语言 ( 例如 j a v a s c r i p t , v b s c r i p t 等) 从而简化了w e d应用程序的开发工作。 ( 4 ) a s p所有的 脚本代码都在服务器端执行，客户端收到的仅是通过 解释的标准纯 h t m l文件，这一方面减低了客户端对浏览器的要求 ( 与浏览器 无关)， 另一方面也由于a s p 原程序代码不会传送到客户端， 从而提高了系统 的 安 全 性 。 cs 1 、 a s p技术的出现，使得快速开发和及时维护动态网页成为可能。同时也使 得动态交互式w e d 网页的设计和开发成为一项轻松愉快的工作， 只要编写几行 脚本语句， 就能将后端的数据库信息发布到工 n t e r n e t / i n t r a n e t ， 在编程和网页 脚本的可读性方面也大大优于传统的技术方案。 a s p 可以与任何a c t i v e x 脚本 语言兼容， a s p 脚本集成与h t m l 之中， 不需要编译或链接即可执行。 我们在开 发时， 选用了v b s c r i p t 脚本语言， 用脚本语言v b s c r 工 p t 作为粘接剂， 数据库 访问控件作为数据库访问手段，将程序嵌入到超文本标记语言 h t m l c _一 - - - - - - - - 一 一 一 - - - -一 硕士学位论文 , l u s t e r s i i i e s i s h y p e r t e s t m a r k u p l a n g u a g e)文档中，所有的执行程序放置在服务器端。由 服务器解释执行其中的脚本语句，执行完以后，以 标准的h t m l 形式发送到浏 览器。 它除提供了程序设计手段之外， 还提供了 一组内 建对象以 及部件， 具有 了良 好的开发环境。 在我们的教学软件中 主要是用数据库访问 控件， 该控件使 用o d b c 与数据库相连完成数据的操作工作。ca : 3 . 3 系统结构 r i s s 远程教学系统置于w e b服务器中， 通过a s p 与w e b服务器相连， 客 户端采用标准的i n t e r n e t 浏览器来访问 或使用该远程教学系统， 其系统结构 如图3 - 2 所示 i n t e rne t 浏览器 学生、教师、管理员 网络 用户接口子系统 藻葡 asp- 7 =11 11 t*v31-ta-q 应用对象子系统 子系统 数据库 图3 - 2 系统结构 根据此系统结构， 我们可以 将它从逻辑上分为三个子系统，即用户接口 子 系统、 应用对象子系统和数据库子系统， 这些子系统之间的关系为前者依赖后 硕士学位论文 ma s t e r- s t 3 e s s 者。三个子系统应