（计算机应用技术专业论文）网络教学平台的设计与实现.pdf

大连理工人学硕士学位论文 摘要 目前很多学校建设了校园网络，在硬件方面做到互连互通不成问题，但在构建适合 学校特点的网络化的课程资源与教学管理软件方面，仍处于滞后状态。很多学校的校园 网络的功能主要是提供信息的浏览，网站与用户的交互性较差，并未真正发挥网络的作 用。开发适合学校自身特点的灵活的基于b s 结构的课程资源与教学管理系统，将己往 课程资源与教学管理中的单机操作转变为多用户共同参与的网络操作，可以充分发挥校 园网络的作用，使得不同部门之间共享数据更加方便，数据的完整性和一致性加强，增 近师生间的交流，适应教学发展的需要。 本文围绕课程资源与教学管理系统的项目实施，首先系统地阐述了系统所涉及的需 求分析、开发工具、体系结构、开发方法和系统开发运行平台，其次从系统可行性分析 和数据流分析方面对系统进行了分析，然后从数据库设计和系统软件结构两个方面对系 统进行了详尽的设计。最后详细介绍了系统各个模块的程序设计以及各个模块中涉及到 的业务流程并对论文进行了总结和对系统的进一步完善提出了展望。 关键词：网络教学平台；设计；实现 网络教学平台的设计与实现 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fn e t w o r kt e a c h i n g p l a t f o r m a b s t r a c t n o w a d a y sm a n ys c h o o l sh a v eb u i l tc a m p u sn e t w o r k ，a st ot h ea s p e c to f h a r d w a r et h e r ei s n op r o b l e mt oc o m m u n i c a t eb e t w e e nd i f f e r e n tc a m p u sp a r t s ；h o w e v e r ，i tn o wl a c ko fs o f t w a r e s e r v i c e s t h en e t w o r ki nm a n ys c h o o l sj u s tp r o v i d e si n f o r m a t i o ne x p l o r a t i o n ，l a c k i n go f i n t e r - c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nw e b s i t ea n dt h eu s e r s t h a ti st os a yt h ec a m p u sn e t w o r ki sn o t m a d eg o o du s eo fb yu s t os e tu pt h ed a i l yt e a c h i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m so f b s - b a s e ds t r u c t u r e ，c a nm a k eag o o du s eo ft h ec a m p u sn e t w o r kr e s o u r c e s ，s h a r i n gd a t ai sm o r e c o n v e n i e n ta m o n gt h ed i f f e r e n ts e c t i o n s ，a n dt h ei n t e g r i t ya n dc o n s i s t e n c yo ft h ed a t ac a nb e i n s u r e d ，t h ec o l l a b o r a t i o nb e c o m e sm o r ep r a c t i c a l t h u s ，t h i ss y s t e mc a ns t r e n g t h e nt h e o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt e a c h e r sa n ds t u d e n t s ，s t r e n g t h e nt h ei n f o r m a t i o n e dd e g r e eo ft h e c o l l e g e ，a n dr a i s et h ee f f i c i e n c yo fw o r k t h i st e x ti sa b o u tc o u r s er e s o u r s ea n di n s t r u c t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m f i r s t l yi t s y s t e m a t i c a l l ys t a t e st h ea n a l a s i sw h i c ht h es y s t e m n e e d s ，d e v e l o p i n gt o o l s 、s y s t e ms t r u c t u r e d e v e l o p i n gm e t h o d sa n dp l a t f o r mf o r s y s t e md e v e l o p m e n ta n di ti sr u n n i n g s e c o n d l y ，i t a n a l i z e st h es y s t e mf e s s i b l e a b o u tt h ea s p e c t so fs y s t e ma n a l y s i sa n dd a t as t r e a ma n a l a s i sa n d t h e nt h et e x t d e s i g n st h es y s t e mi nd e t a i lw h i c hi sr e l a t e dt od e s i g no f d a t a b a s ea n ds y s t e m s o f e w a r es t r u c t u r e 。a tl a s t ，i ti n t r o d u c e st h ed e s i g no fp r o g r a m m i n ge a c hm o d u l e a n dt h e o p e r a t i o nf l o wi ne a c hm o d u l e ，s u m m a n i e st h ep a p e ra n d s t a t e st h ef u t u r eo ft h es 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 g p l a t f o r m ；s y s t e ma n a l y s i s ；s y s t e md e s i g n i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：圆络熬堂壬金鲍遮! 土生塞趣 作者签名 ：宴z 趾望0 一日期：粤年鱼月三二日 大连理工人学硕十学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目：圆络熬堂壬佥鲍遮i 土生塞理 作者签名：立蠲装日期：垃里年月二上日 导师签名：鞘一一 日期：一年一月一日 火连理工大学硕士学位论文 引言 近年来，教育理念逐渐从“重教”开始向“重学 转化。人们意识到，学生才应该 是教育教学活动的主体，而教师在教学中应该起着主导作用，弓l 导和激发学生的求知欲 望、学习兴趣，为学生个性发展提供条件、创造环境。在当前的高等院校教育改革过程 中，为了体现学生学习的主体性，让学生自主学习，充分发挥学生的创新精神，教师在 课堂教学中讲框架，讲前沿，讲思路，讲方法，至于其它更细节的知识靠学生在教师的 指导下，主动去获取，去探索。 网络已经成为当代大学生获取学习资源的主要方式。然而，网络只是信息传播的载 体，信息资源的汲取和共享才是人们使用网络的目的所在。要发挥网络的功能，就必须 要有丰富的教学信息资源支持。网络课程资源库作为教学支撑环境，已经成为高等院校 校园网建设中很重要的一部分。 目前，我校建设了校园网络，在硬件方面做到互连互通不成问题：但在构建适合学 校特点的课程资源与教学管理软件方面，仍处于滞后状态。校园网作用的发挥只达 到了i n t e m e t 上网代理；对外宣传；利用f t p 等提供简单的文件共享这样三个层次。网 站与用户的交互性较差，并未真正发挥网络的作用。 课程资源在教学过程中起着指导和辅助的功能。如课程教学大纲、教学进度安排、 实验安排等给教师提供教学指导方向；与课程相关的教学资源，如教师的备课教案、 p p t 课件、以及院系组织开发的c a i 课件、网络课程等等对教师的教学起着辅助作用； 学生的作业、学生的作品等是教师了解学生学习情况最好的信息。但是，在实际的教学 工作中，这些资源往往分布在院系的行政人员、管理人员和任课教师各处，资源的分散 不但给教学工作带来不便，也使得学生难以接触这些资源，不利于学生的学习。 本课题针对这些情况，提出建立一个课程资源与教学管理系统，组织和建设院系教 师课程教学和学生课程学习全过程中所涉及到的课程资源。 此教学平台中的课程资源与日常教学管理系统，不但是数据管理软件，而且是多用 户进行交流的平台。该系统能够增强教师与教师间、教师和学生间的交流，进一步加强 学校信息化程度，提高办事效率。不但加快了学校教育信息化的进程，而且也实现课程 资源的共享，促进学习者学习能力的提高。 网络教学平台的设计与实现 1 研究背景及其意义 1 1网络教学的定义及其发展 1 1 1 网络教学的定义 所谓网络教学，就是运用技术手段数字化处理远程教育领域的知识和经验，并通过 网络使其得到传播、共享和访问，实现数据的共享性、互操作性、可维护性和可重用性， 最终通过网络平台为学员构建一个良好的学习支持服务体系网络教学平台是网络远程 教育实现的最终载体【l l 。从广义上讲，网络教学是指将网络技术作为构成新型学习环境 的有机因素，充分体现学习者主体地位的一种教学方式。 网络教学是通信、网络和计算机技术与远程教育、现代教育技术发展到一定规模的 产物。与原有的远程教育办学模式、教学模式、实现方式等方面相比，具有管理方便、 学习方便等众多突出优点，受到社会的日益重视。 1 1 2 国外网络教学的发展现状 国外的网络技术起步早，发展也比较快，网络教学开始实验和正式投入使用也比较 早。目前，在美国，许多人都选择了业余的学习方式，尤其是那些已经参加工作的人， 经常出差，而网络教学突破了时间、空间的限制恰好迎合了这些人的学习要求。特别是 网络技术、多媒体技术和教育技术等几大技术的融合，使网络教育变成现实。而美国政 府也十分重视现代信息技术在教育中的应用，大量学者投入到网络教育的研究中来，积 极推进了网络教育的发展利用。 现有几百所大学和学院提供了函授和因特网教育的远程学习学位，基本覆盖了美国 高校的所有专业和学科。目前美国通过网络教学获得高等教育学位的学生比例在逐年增 加，网络教育得到应用广泛，效果十分显著。英国也是较早开展网络教育的国家，而且 现在一些高校正通过网络教育模式，积极开拓中国的教育市场，提供一些硕士学位课程， 使学生可以通过在线方式获得学位。网络教学已成为经济合作与发展组织国家高等教育 体系的重要组成部分。他们看到了网络教育的巨大市场，不仅在本国积极开展网络教学， 而且着手通过互联网占领更多的国际高等教育市场份额。 1 。1 。3 国内网络教育的发展概况 我国的网络技术起步相对较晚，但近几年发展速度迅猛，加上全国众多者对教育技 术、多媒体技术的深入研究应用，网络教学逐步进入了快速发展阶段。我国从1 9 9 4 年 大连理工大学硕士学位论文 开始酝酿实行远程教育，1 9 9 8 年批准4 所高校开展远程历教育试点，短短的几年时间， 高校远程教育有了一个突飞猛进的发展。国务院1 9 9 9 年1 月转发教育部制订的“面向 2 l 世纪教育振兴行动计划中明确提出了实施现代远程教育工程，并在第三次全国教育 工作会议上提出在2 0 1 0 年初步实现高等教育大众化的目标，建立现代远程教育网络， 构建终身教育体系为此，国家对教育信息基础设施投入大量的人力物力，建成中国教育 科研网，并开展地区性区域教育信息网络建设和校园网络建设【2 - 3 】我国民经济的快速提 高，计算机普及率也大大提升，这大力推动了网络教育的发展。从起初全国3 8 所试点 大学网络教育开始发展，目前经教育部批准进行远程教育的试点高校已有6 8 所，全国 各地已建成多个学习中心，在册学生高达2 0 0 多万人。至今许多高校都有了自己的网络 学习平台，也开发出了一批网上课程和教学资源，形成了校内基于校园网的多媒体教学 与校外远程教学同时进行并相互融合的开放式办学格局。 网络教育同时满足了开放、自由、无时空限制等特点，通过网络进行教育，逐步实 现远程教育的普及。我国教育范围涵盖普通及成人本专科和研究生课程、第二学位、非 学历培训等各个层次，上百个专业。网络教育蓬勃发展，试点规模不断由小到大，己经 取得了可喜的经验和成果。 1 2 网络教学发展的意义 1 2 1网络教学的功能简介 网络教学以网络教学平台为载体，通过局域网、互联网等技术来实现教育信息传输 和交流手段，再加上教育技术、多媒体技术的综合应用，便可实现整个教学平台所需的 大多数教学功能，能够覆盖网络教、学、管理和公共服务的各个方面，相当于在网络上 再建一个学校。通常，平台可分为前台门户网站、学习平台、教师课件发布平台、师生 交流平台、管理平台、邮件服务和公共服务平台等部分【4 】。门户网站是整个平台的切入 点及各平台的综合体，管理平台处于整个平台的中心地位，是其它几个平台协调运作的 基础，是实现彼此间数据共享、数据交换、整个网络教学平台正常运行的保证。大多的 网络教学平台开发都是以满足学校实际教学需求为根本出发点，面向用户，综合考虑学 校在教学管理、资源共享、信息交互等方面的复杂需求，精心设计各个功能模块，确保 真正解决教学中的各类实际问题，再加上一系列推广措施，让学习者可以尽快的融入到 平台中来，尽早的成为平台的受益者，网络教学就会充分发挥其价值。 网络教学平台的没计与实现 1 2 2 网络教学的优势特征 网络教育打破了传统的封闭的教育环境，突破了时间、地点的限制，建立起一种基 于w e b 的开放教学与学习环境。在这种环境中，学生的学习形式变得灵活多样，学生 可以在多元化的学习环境中获取更多更有用的知识，完全打破了原有的区域和时间的限 制。通过网络教学，学生可以接触到网络上大量的相关信息，视野扩大，同时学生的学 习方式、思维方式也逐渐地改变，学生的地位由被动的受教育者变为主动学习者，自主 化学习得到进一步加强。网络教学平台的研究、设计和开发是在充分吸取教育技术理论 与方法最新研究成果的基础上，应用网络技术，根据不同教学模式、不同教育对象的特 点，为开展网络教学提供灵活的，可缩放的，适合于多种层面、多种对象及多种网络环 境的交互式教与学支撑平台。网络教育将新的教育观念和学习理念有机结合在一起，依 托互联网强大的交互性、自主性和个性化服务等技术优势，并且借鉴传统教育的某些优 秀教学管理模式和教学方法，对传统教育的弊端加以改造，以个性化的服务帮助人们进 行有目的的学习，将学习者置于中心地位【5 1 。它像一个“教育超市”，许多教学资源和 学习资源开架展示，学习者可以有目的“购买”所需的知识；同时，网络教学平台又是一 个虚拟化的教室，在这个特殊的“教室”里，有许多同学，可以有自己的档案，可以存 放自己的学习资料或工具，也可以像在真实的教室中一样可以进行实时交流，接受来自 同学、教师或专家的意见、咨询建议、帮助等等，而且，网络教学还可以通过留言板实 现异步交流。 在网络教学中，学习系统可以对学习者的学习情况进行跟踪，记录，并可将结果统 计给管理部门或直接提供给学习者本人。无论是学习者还是教学管理部门都能及时的掌 握各种学习情况信息，以便下一步更好的做好学习工作。这些学习情况信息可以是：学习 者点击过的内容、访问次数、访问时间、参与交互的次数乃至学习者学习日志等等。系 统可以利用相关技术手段对这些信息进行综合分析，数据挖掘，形成决策支持信息，以 便于管理部门针对学习者的需要调整教学策略、教学内容以及传送手段等，更好地为学 习者服务，真正体现“以学习者为中心 的理念。 一个优秀的网络教学平台的建立，将大大推动教育的快速发展，无论是作为受教育 者学习的主要方式还是辅助方式，都将为学习者提供高效、优质的学习支持服务，通过 声音、图像等多媒体技术手段的综合应用，有效的提高学习者的学习效率与兴趣，同时 也可以实现整个教育信息的电子化统计。网络教学平台也可以实现不同的学校之间学分 互认、课程资源共享以及课程互选等，可以逐步将国的网络教育凝聚为一体1 6 j 。网络平 大连理工大学硕士学位论文 台的使用将节约大量的人力、物力和财力；有助于决策者做出相应的正确决策；将为我 国教育走向国际化提供有力的前提件。 1 。2 。3 网络教学平台的服务性 网络教育的管理模式必须随着教育市场的需要而随时进行调整，可以说，传统的校 园教育是一种计划经济，而网络教育是一种市场经济。教育观念和管理制都要相应地发 生变化，不能一味地照搬校园教育中全日制教学的一套理念及理模式。开展网络远程教 育的指导方针是：统筹规划，需求推动，扩大开放，提高质量。扩大开放就是要转变观 念，用现代教育思想作指导，突破传统教师面授的局限，逐步实现教育对象、教育时空、 教育内容形式和教育手段的开放；提质量就是要把先进的教育思想和方法与信息技术结 合起来，改革教学内容、方法、体系，加强对创新能力的培养，实施素质教育；要积极 完善现代远程教育的质量保障体系，建立学生主动地、创造性的学习环境。作为影响网 络教育实施的关键问题，学习支持服务体系的建设引起了国家教育部、各级教育行政部 门和各试点高校的关心和重视【7 】。说到支持服务，国外同行有所谓“2 4 x 7 5 2 的说法， 也就是要为学生提供全天候、全方位服务的意思了，即我们的网络平台能够实现学生想 学的时候就能学，不要因为学生有积极性学习，而我们的系统却关闭的情况，当然我们 有时出于要规范学员上网时间，保证学员正常办公学习时间的目的，我们可能对系统开 放时间加以规定。 综上所述，网络教育功能的数字化、全面化、复杂化，在它的开展过程中涉及了大 量的人力、物力、财力和资源，另外，它的市场性与时效性迫切需要一套开发网络教学 平台的大众化方案，通过该方案，可以快速的建立一套网络教学服务体系，以便各种人 员、组织之间能够安全、快速、准确地进行信息交流、信息互换和信息共享，以及网络 教育的各个支撑平台能够协调运作，实现彼此间的数据共享和数据互换，更好地为学习 者服务，真正体现网络教育“以学习者为中心”的服务理念。 1 3 本论文的研究意义 网络教学平台凭借强大、高效、灵活方便的教学功能吸引着越来越多的学校或个人 对其进行研究、开发。但是限于技术条件、经费、开发周期等因素的限制，平台开发工 作要么迟迟不能开展，要么周期过长，大大影响了网络教学平台的推广。本文的主要目 的是研究在网络教学平台开发过程中，如何避开以上各种因素的限制，使广大学校能够 快速构建一个实用、高效的网络教学平台 其主要意义在于通过避繁就简，将需要大量技术支持的网络教学平台的构建工作， 转化为对己有的网络免费工具的教育功能研究应用上来，既避免了网络重复建设，节约 网络教学平台的设计与实现 时间、节约财力物力，又达到快速推广网络教学平台，使其尽早为教育服务的目的，解 决学校因为种种因素不能及时开发网络教学平台的困难。总结出一套构建容易，通用性 强，易于推广网络教学平台开发方案，更有利于缩小地区间的网络教育差距。 大连理工大学硕士学位论文 2 网络教学平台构建的理论基础 网络教学是现代教育发展的必然趋势，而是否贯彻现代教育理念成为衡量网络教学 平台先进性的重要标准。本章主要阐述有关现代教育理论研究的最新成果，并将其作为 网络教学平台设计的理论基础和指导思想。 2 1网络教育技术标准 网络教育技术的标准化为解决学习资源的共享、网络教学系统的互操作和网络教学 质量的提高提供了有效的途径和有力的保障。通过对某些基本教学和学习技术进行规范 化，如数据技术、通讯技术、学习协作技术、学习者电子档案技术等，为学习资源的共 享和互换、学习系统的数据传输提供基础；通过对教学资源、教学环境、教学管理的规范 化评估，保证教学资源、教学活动和教学管理质量。通过对其他相关信息技术标准或规 范的引用，引导开发部门采用国际或国内通用的标准，保证产品的通用性和兼容性。 2 1 1国外网络教育技术标准现状 国外许多国家长期致力于网络教育技术标准的研究工作。在美国，“工业计算机辅 助训练委员会”最早提出了计算机管理教学标准，用于解决计算机管理系统的互操作现 在己经成为广泛采用的行业标准。美国国防部发起的“高级分布习网络 借鉴c m i ( 计 算机管理教学) 标准建立了可共享课程对象参考模型，该模型定义了基于w e b 的学习内 容聚合模型和学习对象行环境，包括课程对象元数据、内容包装、课程编列和的w e b 运行环境等。美国大学校际交流委员会和美国高校信息资理与利用协会( c a u s e ) 于1 9 9 8 年合并成为e d u c a u s e ，旨在利用信息技术促进校教育改革，于1 9 9 6 年设立了教学管 理系统研究项目，后来发展成为“i m s 全球胜学习联盟 ，它致力于开发便于在线分布 式学习活动的开放标准1 9 1 ，这些分式的学习活动包括定位和使用教育资源、跟踪学习 过程、报告学习成绩和在管系统之间交换学生记录等。为了保证北美学校和各区域不同 的教学管理信系统问能交换和使用彼此的信息，积极开展合作和协同上作，美国还制定 了“校互操作框架 旨在共学信息资源。m i c r o s o f t 推出的l r n ( l e a m i n gr e s o u r c e i n t e r c h a n g e ) 软件，人称之为m s l r n 产业标准，它提供了一套工具组件来创建、更新、 封装和打于i m s 标准的教程。在欧洲，“欧洲远程教育多媒体制作与销售网联盟 洲基 金会提供支持，是基于计算机和远程信息处理支持的远程写作、教学和服务的工具，着 重强调电子学习资源的共享和重用，它在开发元数据和可操基础框架方面对国际标准化 项目有很大贡献1 8 】。“促进欧洲社会在教育和培训用多媒体组织”是欧洲委员会建立的 网络教学平台的设计与实现 部级项目，负责阐明网络教育规范的需要、收集不同部门的意见，并为欧洲标准化委员 会提供参源。 国教育技术互操作标准中心 ( c e t i s ) 代表英国的高等教育和继续教育机构开展国 习技术标准项目研究。在亚洲，“日本先进学习架构协会”( a l i c ) 的宗旨是为任何具有 学习动机的人依据他们求提供学习机会，该委员会包括执行委员会，负责a l i c 的发展 方向，安排各委会的工作进度和彼此的协作活动：互操作性委员会，促进学习系统的互 操作性内容的可重用性；先进技术委员会，研究下一代学习技术系统特别是合作学统的 架构：内容委员会，到公司和学校实地考察网络教育的情况，了解网络用户的真实需求， 开发网络教育的质量评价标准。些国际标准化组织也在积极从事学习技术标准的研究 工作。从1 9 9 6 年始，“国际电气和电子工程师协会学习技术标准化委员会”负责研究 制定教育统中与信息技术相关的标准。国际标准化组织i s 0 于1 9 9 9 年成立了一个囤际 标化组织，国际电工技术委员会( i s o i e c ) “联合技术员会第3 6 分委员会 ，它是一个 专门从事个人、小组或组织的学习、教育和培域的网络技术标准制定、开发和推广的国 际性标准化组织，旨在促进学习资学习工具的互操作性和可重用性。许多l t s c 开发标 准将由国际标准化组子委员会提升为国际标准。由此可见，世界上许多国家都十分重视 采纳国际标准组织制定的学习技网络教育技术标准，组织力量参与国际标准的制定与本 地化工作，为网络教发展打下了良好的基础。 2 1 2 国内网络教育技术标准现状 我国从2 0 0 1 年开始启动中国网络教育技术标准研究项目，在教育部科的领导下成 立了全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委，由祝智庭教授担任标委会主 任。该项目以国际国内网络教育的展与大竞争为背景，以促进和保护我国网络教育的发 展为出发点，以实现资享、支持系统互操作、保障网络教育服务质量为目标，通过跟踪 国际标准研作和引进相关国际标准，并根据我国教育的实际情况修订与创建我国网络教 术标准的各项子标准，最终形成具有中国特色的网络教育技术标准体系 ( c h i e - l c 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 ) p j 。 c e l t s c 由全国1 0 多所重点高等院校和有关单位的二十几位教育技术领计算机领 域的专家组成，主要通过参考国际有关学习技术标准化组织l t s c 、i m s 、a i c c 、a d l 、 1 5 0 腥c 、c e n 1 5 5 5 等的相关标准，在进行本地化的基础上，拓展适合我国教育的相关 部分，形成我国的网络教育标准体系，我国网络教育的规范化和良性化发展。经过几年 的工作，c e l t s c 在网络教育标体系方面取得了一定的进展，并逐步得到了国际标准化 组织和我国许多院校和司的关注与认可。 大连理工大学硕十学位论文 2 1 3 我国网络教育技术标准体系框架 通过分析国际上关于网络教育技术标准的研究成果，特别是参i e e e l 4 8 4 的框架， 祝智庭教授提出了一个比较完整的我国网络教育技术标准系。该标准体系包含以下6 类 标准项目：指导性标准、数据与元数据标准、学习环境相关标准、学习资源相关标准、 学习者相关标准以及教育管理相关准。这个标准体系的特点是具有比较广泛的涵盖面， 与诸多国际标准有较强兼容能力，对我国网络教育技术及其应用的发展具有很强的实际 指导意义。 我国的c e l t s 标准体系目前包括2 9 个项目，在标准体系的分类基础上，进从标准 的层次这一维度把标准分为三类：通用规范、应用规范和跟踪研究项其中通用规范是标 准体系中核心标准集，包括可供教育领域各种层次和各种对采纳和使用的网络教育技术 标准；应用规范侧重标准在特定行业、层次和领的应用，是某些基础标准在具体层次和领 域中的应用，如学习对象元数据标准可针对学习资源这一特定领域形成教育资源建设规 范，又可针对基础教育层成基础教育资源元数据应用规范；跟踪研究项目主要包括教育 技术和学习技术域一些前沿的研究项目，对此国内外学者还没有得到比较好的解决方 案。 总而言之，从国内外网络教育技术标准的研究现状来看，在网络教育技术准化领域， 人们普遍比较关注用标准化的手段实现学习资源的可复用性和教学台的互操作性。 2 2 网络教学平台开发的理论基础 2 2 。1 学习理论基础 ( 1 ) 学习理念的演变 随着网络技术在教育中的应用深入，人们发现，由于教师和学生在地理位置上的分 离，传统以教师为中心来展开的教学模式迁移到网络上的效果并不好而必须以学生为中 心；学生已经成为教学过程中的主体，所有的教学资源与活动都必须围绕学生学习来进行 优化配置，教师不再是知识的唯一源泉，而最大的知识源泉是网络：教师的任务是指导 学生如何获取信息，帮助学生解决学习过程中的问题，并帮助学生形成一套有效的学习 方法和解决问题的方法。学生的地位也应该由原来的被动接受者转变为主动参与者，学 生应该成为知识的探究者和意义建构的主体。学生的头脑不再被看作是一个需要填满的 容器，而是一支需要点燃的火把。这些实践认识与近些年来建构主义和情境认知、分布 式认知等教学理念的流行相互印证，形成认知建构型的网络教学范式。这种教学范式认 为，学习应该以学生已有的经验为基础，学生的学习过程是一个个性化的学习过程，学 生成为教学的核心，教学过程由面向课程转为面向学习过程。认知建构教学方式认为， 一9 一 网络教学平台的设计与实现 学习是一个社会过程，主张通过活动与协作来完成知识的建构，并且强调学生已有经验 的重要性以及个体差异所导致不同的知识构建过程【1 0 】。 网络学习环境不再是教师讲解的辅助工具，而变为帮助学生探索、发现、学习的认 知工具。网络教学应该围绕如何促进学生的自主学习、促进学生思维的深度与广度发展、 组织学生的自主学习活动来展开，而这些内容构成了支撑新一代网络教育教学平台发展 的基石。 因而，在这种教学范式指导下的网络教学平台具备以下特征： 不仅仅是关注学习内容，更强调学习过程中对学习活动的设计与规划，网络教 学平台对教师课程规划的支持由支持内容规划转向支持活动设计，强调平台要通过各种 学习活动的实施激发学生去主动建构知识的意义( 诱发学习的内因) u 。 强调个体差异，主张为不同的学习者提供符合其特征的学习材料、策略和方法。 强调分布式小组协作，这就要求网络教学平台必需提供对虚拟社区和小组协作 的支持。 强调分布式认知，课程内容不再是由教师单向提供，而是由师生共同建设并完 善的过程，平台要支持课程内容的协同编辑和个性化标注，要支持学生参与到课程内容 的生成过程。 强调面向学习过程的评价，采用基于电子档案袋的发展性评价。 ( 2 ) 自主学习理论 自主学习既可以看作是一种学习过程或活动，又可以被看作是一种学习能力。作为 一种活动过程，自主学习既需要内在的必要条件，也需要外部支持条件；作为一种能力， 自主学习是学习者与外部环境长期相互作用的结果，是个体在不同的情境中表现出来的 一种相对稳定的学习特征。 在高等教育中，自主学习既是一种教育目标、教学模式，也是一种以学生为主体的 综合教育体系。自主学习是在教师的引导下，让学生自主选择教学内容、学习方式，强 调学生本人对自己的学习负更多的责任。 基于网络环境的自主学习是一种全新的学习方式。它是指学习者自行利用网络，主 动地运用和调控自己的元认知、动机和行为进行学习的一种形式。它具有以下基本特征： 自主性 在网络环境中，学生可以根据自己的学习情况自主确定学习内容和学习方法，自主 确定学习进程，学习活动由学生自身激活。 共享性 大连理工大学硕十学位论文 在网络环境中，具有共享性。学生在学习的过程中通过对网络资料的运用，获取与 学习内容有关的信息。 独立性 网络环境中，学生可以独立开展学习活动，独立进行练习测试，而不必依赖教师与 他人，学习的效果很大程度上取决于学生自觉学习的能力。 互动性 在网络环境中，要体现出学生与学生、教师与学生之间的互动，学生与教师可以在 这个环境中进行交互，教师能及时指导学生、提供反馈信息，学生、教师之间也可针对 某一问题展开讨论。 ( 3 ) 协作学习理论 协作学习是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略。小组成员的 协同工作是实现班级学习目标的有机组成部分。小组协作活动中的个体( 学生) 可以将其 在学习过程中探索、发现的信息和学习材料与小组中的其它成员共享，甚至可以同其它 组或全班同学共享。在此过程中，学生之间为了达n 4 , 组学习目标，个体之间可以采用 对话、商讨、争论等形式对问题进行充分论证，以期获得达到学习目标的最佳途径。学 生学习中的协作活动有利于发展学生个体的思维能力、增强学生个体之间的沟通能力以 及对学生个体之间差异的包容能力1 1 2 1 。此外，协作学习对提高学生的学习业绩、形成学 生的批判性思维与创新性思维、对待学习内容与学校的乐观态度、小组个体之间及其与 社会成员的交流沟通能力、自尊心与个体问相互尊重关系的处理等都有明显的积极作 用。 协作学习目前己经成为一种学习模式，在传统的班级授课和信息技术学习环境中得 到了广泛的应用。协作学习模式是指采用协作学习组织形式促进学生对知识的理解与掌 握的过程，通常由4 个基本要素组成，即协作小组、成员、辅导教师和协作学习环境。 协作小组。协作小组是协作学习模式的基本组成部分，小组划分方式的不同， 将直接影响到协作学习的效果。通常情况下，协作小组中的人数不要太多，一般以2 4 人为宜。 成员。成员是指学习者，按照一定的策略分派到各协作小组中。人员的分派依 据许多因素，如学习者的学习成绩、知识结构、认知能力、认知风格、认知方式等，一 般采用互补的形式有利于提高协作学习的效果。如学习成绩好的学生和成绩差的学生搭 配，可有利于差生的转化，并促进优生在辅导差生的过程中实现对知识的融会贯通：认 知方式不同的学生互相搭配，有利于发挥不同认知类型学生的优势，从而促进学生认知 风格的 相互强化“。协作学习成员不限于学生，也可能是由计算机扮演的学习伙伴。 网络教学平台的设计与实现 辅导教师。辅导教师在协作学习模式中并非可有可无，因为有辅导教师存在， 协作学习的组织、学习者对学习目标的实现效率、协作学习的效果等都可以得到有效控 制和保证。协作学习对辅导教师提出了更高的要求，即要求辅导教师具有新型的教育思 想和教育观念，由传统的以教为中心转到以学为中心，同时还要实现二者的最优结合。 写作学习环境。写作学习是在一定环境中进行的，主要包括协作学习的组织环 境、空间环境、硬件环境和资源环境。组织环境是指协作学习成员的组织结构，包括小 组的划分、小组成员功能的分配等。空间环境是指协作学习的场所，如班级课堂、互联 网环境等。硬件环境指协作学习所使用的硬件条件，如计算机支持的协作学习、基于互 联网的协作学习等。资源环境是指协作学习所利用的资源，如虚拟图书馆、互联网等。 使用其意义如下： 信息技术教学提供了一种新的教学组织形式。 信息技术教学需要协作学习。 信息技术教学过程中的许多问题需要通过小组协作讨论、解决。 协作学习为所有学生提供了成功的机会和发展创造性思维的空间，这种学习模 式充分体现了以学生为本。 ( 4 ) 自主学习与协作学习相结合的意义 协作学习的兴起和发展对网络教学平台提出了新的挑战和要求。在传统的学习理念 的支持下，网络教学平台只需提供对自主学习的支持。协作学习的兴起要求网络教学平 台在支持学习者的自主学习之外，更要支持小组协作学习， 其中有以下几项意义： 可以培养网络素养，学会自主学习的方式。 可以培养积极检索信息的态度，学会使用何种工具和方法去寻找答案 可以培养运用综合媒体开展灵活运用信息的实践能力。 可以培养以与人协调合作为重的态度。 可以开展基于原始资料和实际事物并带有现实感的学习。 可以根据综合媒体资料使学习得到深化。 可以超越地区、国界和不同年龄者开展协作学习和协同工作。 2 2 2b s 体系结构 自从计算机技术诞生以来，计算机技术大体经历了三种计算模式：i - i tc o m p u t e r 一层结构体系( 或主机一终端计算模式) ：c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n g 二层结构体系( 或客户 服务器计算模式) ；w e bc o m p u t n i g 三层结构体系( 或w e b 计算模式) 。h tc o m p u t e r 大连理工大学硕十学位论文 层结构体系指的是以主机一终端为主的体系模式，用户可通过终端直接使用计算机，利 用终端和应用程序进行交互。但是，由于大型主机的维护的复杂性和相对性能的低下， 以主机一终端为主的计算模式已经走向衰亡，并退出了历史舞台。随着p c 机的出现和 网络技术的成熟，分布式c l i e n t s e r v e r 二层结构体系的计算模式开始逐渐发展并兴盛起 来。p c 机虽然资源有限，但应用程序不仅可以利用本机资源，还可以通过网络有效地 利用其他计算机上的资源【l 引。c s ( 客户服务器) 结构在企业及其它的局部网络上应用的 极为广泛。在服务器上运行各种不同服务器的程序模块，如文件服务器、数据库服务器 等等，而客户端程序则通过访问服务器端提供的资源来实现自己的功能。c s 模式现在 依然在许多部门使用，如银行、邮政等部门。但由于它在客户端需要大量的应用程序， 成本相对较高，维护也较为复杂，因此它并不适用于现在的i n t e r n e t 网络。随看网络技 术的进一步发展，基于w e bc o m p u t i n g 计算模式b s 三层体型结构的应有程序开始占有 越来越重要的位置，在b s 三层体系构中，用户可通过浏览器向分布在网络上的服务器 发出请求，服务器对浏览器请求进行处理，然后将用户所需信息返回给浏览器，这对 c s 体系中客户端许多处理进行了简化，客户端只需配置少量的客户端软件，或者仅仅 只需一个览器就可以。这样，服务器将负担更多的工作，对数据库的访问应用程序的执 行将在服务器上完成。浏览器发出请求，其余的工作如数据的请求加工、结果返回以及 动态网页生成等工作全部由服务器来完成。实际上，b s 体系结构是把c s 两层结构中 的事务处理逻辑模块专门从客户端分离出来，由w e b 服务器专门组成一层来负担其任 务，这样客户机的压力减轻了，其负荷由w e b 服务器来完成。b s 体系结构与c s 体系 结构相比有以下一些优点： 无须开发客户端软件，维护和升级方便。 可跨平台操作，客户端只需装有w e b 浏览器。 具有良好的开放性和扩充性。 可以减少网络流量，大大缓解网络的带宽问题。 鉴于以上的优点，本系统采用b s 三层体系结构。 2 2 。3 网络教学平台建设过程中的关键技术 本系统采用的开发平台是w i n d o w ss e r v e r2 0 0 0 + i i s 5 o + a s p n e t ，后台数据库采 用的是s q l s e r v e r2 0 0 0 。平台包括用于创建和操作新一代服务的n e t 基础结构和工 具：用于建立新一代高度分布式的数以百万计的n e t 积木式组建服务；用于启用新一 代互联网设备的n e t 设备软件。 ( 1 ) 网络流式传输a s f 技术 网络教学平台的设计与实现 m i e r o s o f t 公司的w i n d o w sm e d i a 的核心是a s f ( a d v a n c e d s t r e a m f o r m a t ) 。微软将 a s f 定义为同步媒体的统一容器文件格式。a s f 是一种数据格式，音频、视频、图像以 及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒 体内容发布。 a s f 最大优点就是体积小，因此适合网络传输，使用微软公司的最新媒体播放器 ( m i c r o s o f tw i n d o w sm e d i ap l a y e r ) 可以直接播放该格式的文件。用户可以将图形、声音和 动画数据组合成一个a s f 格式的文件，当然也可以将其他格式的视频和音频转换为a s f 格式，而且用户还可以通过声卡和视频捕获卡将诸如麦克风、录像机等等外设的数据保 存为a s f 格式。另外，a s f 格式的视频中可以带有命令代码，用户指定在到达视频或 音频的某个时间后触发某个事件或操作。 a s f 的特征： 可扩展的媒体类型a s f 文件允许制作者很容易地定义新的媒体类型。a s f 格式提 供了非常有效的灵活地定义符合a s f 文件格式定义的新的媒体流类型。任一存储的媒 体流逻辑上都是独立于其他媒体流的，除非在文件头部分明显地定义了其与另一媒体流 的关系。 可伸缩的媒体类型a s f 是设计用来表示可伸缩的媒体类型的“带宽 之间的依赖 关系。a s f 存储各个带宽就像一个单独的媒体流。媒体流之间的依赖关系存储在文件头 部分，为客户机以一个独立于压缩的方式解释可伸缩的选项提供了丰富的信息流的优先 级化一现代的多媒体传输系统能够动态地调整以适应网络资源紧张的情况( 如：带宽不 足) 。多媒体内容的制作者要能够根据流的优先级表达他们的参考信息，如最低保证音 频流的传输。随着可伸缩媒体类型的出现，流的优先级的安排变得复杂起来，因为在制 作的时候很难决定各媒体流的顺序。a s f 允许内容制作者有效地表达他们的意见( 有关 媒体的优先级) ，甚至在可伸缩的媒体类型出现的情况下也可以。 多语言一a s f 设计为支持多语言。媒体流能够可选地指示所含媒体的语言。这个功 能常用于音频和文本流。一个多语言a s f 文件指的是包含不同语言版本的同一内容的 一系列媒体流，其允许客户机在播放的过程中选择最合适的版本。 目录信息- a s f 提供可继续扩展的目录信息的功能，该功能的扩展性和灵活性都非 常好。所有的目录信息都以无格式编码的形式存储在文件头部分，并且支持多语言，如 果需要，目录信息既可预先定义( 如：作者和标题) ，也可以是制作者自定义。目录信息 功能既可以用于整个文件也可以用于单个媒体流。 ( 2 ) 虚拟现实v r m l 技术 大连理工大学硕士学位论文 v r m l ( v i r t u mr e a l i t ym o d e l i n gl a n g u a g e ) b p 虚拟现实建模语言。v r m l 是一种基于 可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技 生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的 方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受 和体验。v r m l 思