（计算机应用技术专业论文）基于web技术的教学辅助平台的设计与实现.pdf

摘要摘要在信息技术高速发展的今天，计算机在教育领域的应用，使得计算机迅速成为最有发展i i i 景的教学媒体和教学管理工具。特别是把网络应用于教学中，更是为教育事业的发展丌拓了一个崭新的局面。因此，利用校园网资源，配合教学辅助平台教学，是对传统教学方式的一个重要补充，代表着现代教学技术发展的方向。本文主要研究把计算机技术和网络应用在教学中，结合多媒体网络技术和计算机辅助教学管理的特点，以及以建构主义理论为基础的网络化教学模式，设计并实现了一个适用于现代教育的、基于w e b 技术的网络教学辅助平台。在教学辅助平台的设计与丌发过程中，首先对学校已有的教学辅助系统进行了调查分析，找出其在实际应用中存在的不足，从而根据这些不足重新进行了系统的需求分柝。然后，根掘需求分析的结果，针对教学的需求，对整个平台的架构进行设计，并定义、划分各个模块的功能及任务，降低了各模块实现的复杂性，提高了软件的复用性，最终实现了整个教学辅助平台。本教学辅助平台基于w e b 技术，采用b s 体系结构，s q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库服务器，a s p 为中问件技术，运用计算机网络所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能，利用网络的主动、可控型交流的重要特性，在教学的过程中，实现交互的教育学习，并在学习模式上直接体现学习和主动学习的特点，从而体现了现代教育和终身教育的基本要求，因此，所设计的教学辅助平台更贴近学校管理需求，达到了校园内外信息资源的高度共享与交流。并能提供丰富的网络环境下的教学、辅导、考试等功能。经实际运行和测试，证明本平台具有良好的稳定性、可靠性、灵活性、易开发性和易维护性等特点，具有很高的实用价值。本文下一步的工作主要是进一步考虑整体系统和数据库系统的安全性问题，并进一步加强实时监控功能，同时更加完善试题类型及组卷过程。关键词：w e b 技术浏览器服务器教学辅助平台动态服务器页面a b s t r a c ta b s t r a c tn o w a d a y s ji n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi sd e v e l o p i n ga tt o ps p e e d ，t h eu s eo fc o m p u t e ri nt h ef i e l do fe d u c a t i o nm a d et h ec o m p u t e rb e c o m eat e a c h i n gm e d i u ma n dam a n a g ei n s t r u m e n tw i t ht h eb e s tp r o s p e c t e s p e c i a l l y , m a k i n gu s eo fn e t w o r ki nt e a c h i n ge x p l o r e dan e wl o o kf o rt h ed e v e l o p m e n to fe d u c a t i o n a lu n d e r t a k i n g s s o ，t a k i n ga d v a n t a g eo fc a m p u sn e t w o r kr e s o u r c ea s s o c i a t e dw i t ht e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r mi sa ni m p o r t a n tc o m p l e m e n tt ot r a d i t i o n a le d u c a t i o nm o d e i ti n d i c a t e st h ed i r e c t i o no f d e v e l o p i n gm o d e r nt e a c h i n gt e c h n o l o g y t h i sa r t i c l ei sm a i n l ya b o u td e v i s i n ga n df u l f i l l i n gat e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r mw h i c hi sb a s e do nw e bt e c h n o l o g ya n ds u i t a b l ef o rm o d e r ne d u c a t i o nb ya p p l y i n gt h ec o m p u t e ra p p l i a n c et e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt oe d u c a t i o n ，c o m b i n i n gt h ef e a t u r eo fm u l t i m e d i an e t w o r kt e c h n o l o g ya n dt e a c h i n gm a n a g e m e n ta s s i s t e db yc o m p u t e ra sw e l la st h en e t w o r kt e a c h i n gm o d eb a s e do nt h et h e o r yo fc o n s t r u c t i v i s m i nt h ep r o c e s so fd e v i s i n ga n dd e v e l o p i n gt e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r m ，i n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i ss h o u l db ed o n eo nt h ec u r r e n tt e a c h i n ga u x i l i a r ys y s t e mf i r s to fa l l ，a f t e rf i n d i n gt h es h o r t c o m i n g se x i s t i n gi nt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n ，t h ea n a l y s i so ft h es y s t e m n e e d ss h o u l db er e d o n e t h e n ，a c c o r d i n gt ot h er e s u l t so fa n a l y s i sa n dt e a c h i n g sn e e d s ，t h ec o n s t r u c t i o no ft h ew h o l ep l a t f o r mw i l lb ed e v i s e d ，t h ef u n c t i o na n dt a s ko fe a c hm o l db ed e f i n e da n dd i v i d e d ，w h i c hr e d u c e st h ec o m p l e x i t yo ff u l f i l l i n ge a c hm o l da n di m p r o v e st h er e u t i l i z a t i o no fs o f t w a r e ，a n df i n a l l yt h ew h o l et e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r mw i l lb ef u l f i l l e d t h i st e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r mw h i c hi sb a s e do nw e bt e c h n o l o g yu s e sb ss y s t e m a t i cc o n s t r u c t i o n ，t a k e ss q ls e r v e r2 0 0 0a sd a t a - b a s ea n da s pa si n t e r m e d l a t et e c h n o l o g y , a n dm a k e su s eo ft h en e t w o r k su n i q u ed a t a - b a s em a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya n dt w o w a ym u t u a lf u n c t i o na sw e l la st h ei m p o r t a n tf e a m r eo fn e t w o r k si n i t i a t i v ea n dc o n t r o l l a b l ec o m m u n i c a t i o n ，t of u l f i l lt h em u m a l s t u d yi nt h ep r o c e s so ft e a c h i n g t h i sp l a t f o r ma l s oe m b o d i e st h ef e a t u r eo fs t u d ya n di n i t i a t i v es t u d yd i r e c t l y , a n dt h e ne m b o d i e st h ee s s e n t i a lr e q u i r e m e n to f m o d e me d u c a t i o na n dl i f e l o n ge d u c a t i o n s o ，t h ed e v i s e dt e a c h i n ga u x i l i a r yp l a t f o r mi sm o r ec l o s et ot h ed e m a n d so ft e a c h i n gm a n a g e m e n t i tf o u n das o l u t i o nt ot h es h a r ea n dc o m m u n i c a t i o no fi n f o r m a t i o ni n s i d ea n do u t s i d ec a m p u s ，a n dp r o v i d e dt h ef u n c t i o n ss u c ha s ，t e a c h i n g ，t u t o r i n ga n de x a m i n i n gu n d e rt h ea b u n d a n tn e t w o r kc i r c u m s t a n c e t h r o t l i g ht h e! !垒璺! 坐竺!p r a c t i c a lo p e r a t i o na n dt e s t ，i tp r o v e dt h a t t h i sp l a t f o r mp o s s e s s e dh i g hp r a c t i c a lw o r t hw i t ht h ef e a t u r eo fs t a b i l i t y , r e l i a b i l i t y , b e i n ge a s yt oe x p l o i ta n dm a i n t a i n t h en e x tw o r ko ft h i sa r t i c l ei st of u n h e rc o n s i d e rt h es a f e t yo fw h o l es y s t e ma n dd a t a b a s es y s t e m ，a n da l s of u r t h e rr e i n f o r c et h es u p e r v i s o r yf u n c t i o n ，a tt h es a m et i m e ，i op e r f e c tt h et y p e so f t e s tq u e s t i o n sa n dt h ep r o c e s so f o r g a n i z i n gt e s tp a p e r k e y w o r d s ：w e b t e c h n o l o g yb r o w s e r s e r v e r ( b s ) t u t o r a u x i l i a r y p l a t f o r ma c t i v es e r v e rp a g e s ( a s p )独创性( 或创新性) 声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得西安电子科技大学或其它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己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：錾型鹭日期2 丝z 丝! 星关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本入保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。本人签名：氢窿叁始日期兰喀生! 壁：导师签名：第一章绪论第一章绪论在信息技术高速发展的今天，计算机在科学实验、生产活动及人类生活的各个领域得到了广泛的应用。从科学计算到工业控制，从数据处理到图像处理，从社会到家庭，计算机无处不在。计算机技术的发展规模、应用水平已经成为衡量一个国家现代化水平的重要标志。计算机在教育领域的应用，更是取得了一个巨大的突破，使得计算机迅速成为最有发展前景的教学媒体和教学管理工具。特别是把网络应用于教学中，更是为教育事业的发展开拓了一个崭新的局面。计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物。它是将地理位置不同并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完美的网络软件( 如网络协议、信息交换方式及网络操作系统等) 实现网络资源共享的系统。多年来，学校计算机( 演示型) 辅助教学的推广应用无疑为提高课堂教学效率，促进教师教育观念的转变起了一定的作用。但传统的计算机辅助教育毕竟是遵循了行为主义的理论模式，注重于学习指导，解决教学重难点练习等，其基本特点是以教师为中心呈现教学内容，学生被动或机械练习，个性化、因材施教的效果不够理想，传统教学模式的局限性变得越来越突出。而网络环境教学，是教师指导下的学生建构学习，是基于多媒体技术和网络技术下的新的学习理论，这种理论是将学生看成是知识学习的主动建构者。外界信息环境经过教师的组织、引导，学生主动建构，转变成为自身的知识，也是发挥教学活动中教师、学生、媒体、教学内容四要素中，教师和学生这两个决定性因素的作用，形成优化课章教学模式和结构，共同作用于教学过程，产生协调作用。这种开放性、创新性的教育思想和模式，有利于克服传统教学模式的弊端和固疾。在新形势下研究和探索网络环境下的教学，是适应新世纪教育的需要，对全面实施素质教育有着十分重大意义。基于网络的学习为学生提供了宽广、有弹性且极具创意的学习空间，使得以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实现。这对学生信息素养的提高、合作及创新精神的培养起着重要的作用，这代表着现代教学技术发展的方向。所以说，基于i n t e r n e t 的多媒体网络教学管理及其应用，有着十分重要的意义。因此，必须依据现代教育理论，利用多媒体网络技术为核心的现代教育技术，构建新型的教学模式、教学策略和方法，去培养提高学生的信息素养和创新精神，体现学生学习的主体性，适应学生个体差异的需要，从而提高教学效益，适应信息社会的发展需要。2第一章绪论在这种教学方式h f ，人们突破了时空的局限，随时可以从网上获取最新、最形象表示的前沿知识。通过基于w e b 环境的合作学习，学生可以与其他在线学习者彼此讨论，汇集集体智慧，达到合作学习的效果。网l ：教学不仅仅是简单的将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之日j 、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要。另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，但是现有i n t e r n e t 技术并没有提供这些工具，因此迫切需要一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全丽的工具支持，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成个充满交互与交流的虚拟学习社区。另一方面，当前宽带校园网的建设为构建网上多媒体教学平台奠定了相关的硬件基础，同时b s 作为一种“瘦客户”开发模式，采用了三层体系结构，即包括数据库系统、应用服务器、客户浏览器三部分，具有开放性好、易维护、易扩展等特点。特别适合于网上发布信息。基于b s 的w e b 数据库技术和交互式动态页面技术的发展成熟也为其提供了可靠的软件支撑。计算机在教育领域的应用，导致了教学手段、教学方法、教学形式、课章教学结构等方面发生了深刻的变化，从而促进了教育思想和教育理论的变革和发展。一系列相关的思想、理论和技术在实践中r 积月累、不断丰富和完善，为开展网上教学奠定了峰实的基础。网络在教育中的发展r 益成为一个值得探讨的重大课题，网络在教学中应用的各种研究成为了一种热潮。网络教学辅助平台的研究正是在这种环境下开始的。本文结合多媒体网络技术以及计算机辅助教学管理的特点，以及以建构主义理论为基础的网络化教学模式，设计并实现了基于w e b 的网络教学辅助平台。所谓建构主义理论“即：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。从而使该教学辅助平台具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力，把信息技术作为终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。因此，教学辅助平台为学生提供了宽广、有弹性且极具创意的学习空问，使得以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实现，这对学生信息素养的提高、合作及创新精神的培养起着重要的作用。利用校园网资源，配合教学辅助平台教学，是对传统的教学方式的一个重要补充，代表着现代教学技术发展的方向。第一章绪论1 1 计算机网络教学网络教学是一种新生事物，是一个丌放的概念。网络教学是指以网络为依托、以多媒体信息为传输媒介的丌放式、远程化的教学系统。在先进理念指导下，运用网络资源。在教师指导下，促进学生积极自主学习，加强师生交流，加强师生协作研讨，优化教学过程。它结合了教育学知识和计算机科学知识，推出了晟有生命力的网络化教学，利用现代信息技术发展高素质教学的教学形式，突破了传统的师生面对面的交流，打破了时i 日】和空问对教学活动的限制，显著增强了教与学的交互能力，教学质量显著增加。网络教学主要包括以下几方面的内容：1 网络教学是通过网络进行的教学方法在这一过程中，网络作为知识与信息的载体而存在，可看作为书籍、视听、媒介等教育媒体的自然延伸，所不同的只是网络具有更高的信息容量，也继承了某些教育媒介的特点；不但可代替传统教育媒介而存在，功能与效率方面也更强，网络教学这一概念，可以视为教学的工具或媒体。2 网络教学是开发和利用网络知识与信息资源的过程网络教学是指以网络为依托、以多媒体信息为传输媒介的开放式、远程化的教学系统。在此意义上，网络成为学习资源，网络教学则是对此资源的丌发、利用与再生。3 网络教学还意味着把网络作为教学的一种环境j 下如传统的教学发生在教室之内，网络教学则视网络为一个大的教室，只不过这个教室已经超越了时空的界限，大得能覆盖全球，没有教师与学生之分，没有区域与时间的判别，因任何时间、任何地点，向任何人去进行学习，你同样也可成为他人的老师。因此网络教学概括起来就是：网络作为教学的工具，网络作为教学的资源，网络作为教学的环境。1 1 1 背景信息时代的逼近使众多有识之士看到了教育信息化这一必然趋势世界各国，特别是发达国家把中小学的教育信息化列为政府的重大改革项目予以推动和落实。美国从1 9 9 6 年开始全面推进基础教育信息化以来，至2 0 0 0 年已基本完成了第一章绪论教育信息基础发施建设。掘统计，美国已有9 5 的中小学和7 2 教室联上了互联网，平均每5 名学生捌有一台计算机；英国规划到2 0 0 2 年，学校罩每4 名学生要有一台计算机：欧愠国家和r 本、新加坡等国在2 0 0 3 年前后也将完成教育信息基础设施的建设：泰国提出到2 0 0 2 年每一所乡村小学要与互联网联通。美国技术教育研究中心设计了一个联网项目，这就是将教育与专业科学家之1 日j 联接起来，让学生与科学家一道探索一些全球性紧迫的问题。其中最著名的要算是酸南研究：全美各地的学校按照一定要求收集当地酸雨，并对其进行分析，再通过计算机网络把数掘传到国家数据中心。科学家与学生起对各地酸阿数据进行分析对比，与学生进行交流，回答学生的问题、评价学生的数据。同时美国还组织了好几种网络研究计划，如“太多的垃圾”，“我们的水中有什么元素? ”，“天气活动”，“我们吃的是什么? ”与“太阳能”。在每个计划中，学生都要调查当地的一个主要的问题，然后通过与其他地区的学生的数据来进一步进行研究和探索，专业科学家参加这些研究，与网络上的学生进行交流。韩国在9 5 年发表题为建立主导世界化、信息化时代的新教育体制教育改革方案，方案要求“果断勇敢地剖析今天的教育，使我们的教育脱胎换骨”，并且认为这是“到达耸立在世界中心的新韩国”的最佳之路。因此不难看出，i n t e r n e t 的教育网络已经对传统的教育思想、教学观念产生的巨大的冲击，2 1 世纪必须培养具有发散性思维、批判性思维和创造性思维的人才，即其有高度创新能力的创造性能人才，而不应当只接受教师传授的知识，只会记忆与背诵前人经验、不善于创新也不敢于创新的知识型人才。1 1 2 特点计算机网络教学是以网络为依托，以多媒体信息为传输媒介的开放式、远程化教学系统。它的特点是：1 网络教学过程的交互性计算机网络教学最大特点是它的实时交互性。实时交互性是指在网络上的各个终端可以即时实施回答。交互的方式有学生和教师之间，学生和学生之间，以及教师和教师之自j 。通过课件还可以有效地获得图、文、声、像并茂的教育信息。师生之i 日j 的交互可以获得教师的指导，学生之l 日j 的交互可以进行协作学习，这种双向交互活动不仅使学生通过视，听手段获取教学信息，而且它还代表着一种学生所能接受到的、前所未有的兴趣。在课掌学习的过程中，通过交互学生能及时地了解自己的进步与不足，并按要求调整学习，从而极大地提高了学习的质量与效率。第一章绪论2 网络教学资源的共享性学生通过网络可以共享资源，其中包括硬件的共享和软件的共享，核心是软件的共享。网e 资源丰富多彩、图文并茂，形声兼备，学习者在链接或教师指导下，可轻松自如地在知识的海洋中冲浪。取之不尽、用之不竭的信息资源，神奇的网络环境，对教育个性化的形成，对学生创造思维的培养，对实现教学过程要素关系的转变，对促进从应试教育向素质教育转轨都将产生重大而深远的影响。3 多媒体信息的综合性多媒体网络融超媒体和超文本于一体，集图形、图像、图表、声音、文字于一体，有利于学生多种感官参与认知，促进学生对知识的建构，有利于激发学生的兴趣，培养学生的情感，有利于素质教育的实施。4 。教学方式的先进性传统教学的中心是教师地教，网络教学的中心是学生地学。在网络教学中，教学不再是满堂灌，学生应在教师的指导下根据自己的需要进行学习。学生之间也应是自由的，教师的作用主要是组织、调控，并以作业评价的方式帮助学生。至于学生的步调、方式、进度、内容的数量和难易程度等则由学生本人决定。5 教学目标的多样性学生的个体差异，如学生的学习方法、学习风格、学习的起点等决定了教学目标的多样性。在传统的“教学流水线”上难以实现因材施教，网络教学克服了这些弊端。多媒体网络课堂教学，带来了许多真实的情境，将生活中五光十色的现象带进了课掌，学生的学习效率将得到提高，有利于学生的身心健康。6 教学内容的丰富性网上的教学内容不仅有本校学科教师编制的课件，而且有来自于不同类型、不同地区、不同学校的课件内容，学生通过比较借鉴，选取那些内容结构组织严密的优秀网站或课件进行学习，从而提高单位时间内的学习效率。1 1 3 教学模式教学模式。”。是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下的、在某种环境中展丌的教学活动进程的稳定结构形式。教学活动进程的简称就是通常所说的“教学过程”。学校中心工作是课章教学，课章教学也是实施素质教育的主阵地，学校要真正为培养一代新人发挥效能就必须从课堂主阵地着手。现代建构主义理论。”1 认为“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素，在建构6第一章绪论主义学习环境中，课章教学中心从教师转向学生，核心在于学生主动将新的信息和经验与其原有的知识基础相融合的过程，因此网络教学正是适应了建构主义理论的需要通过两种理论的互补而提出的“学教并重”教学结构是目前比较理想的一种教学结构，基于这种理想教学结构的网络教学模式大体可以分为：1 讲授型模式在传统的教学过程中，最经典的教学模式是以教师为丰，教师讲、学生听，它是一种单向沟通的教学模式。在i n t e r n e t 上实现这种教学方式的最大优点在于它突破了传统课掌中人数及地点的限制。在i n t e r n e t 上实现讲授，其学习人数可以无限多，而且世界各地的学生都可以参与学习，不必集中于同一地点。其最大缺点是缺乏在课堂上面对教师的那种氛围，学习情景的真实性不强，利用i n t e r n e t 实现讲授型模式可以分为同步式和异步式两种：( 1 ) 同步式讲授这种模式除了教师、学生不在同一地点上课之外，学生可在同一时问聆听教师教授以及师生间有一些简单的交互，这与传统教学模式是一样的。这种教学模式要结合普通电话线路和i n t e r n e t 的w w w 技术。在教学过程中，教师事先准备好讲授的材料，这些材科通常是以多媒体信息方式呈现，包括文本、图形、声音，甚至还有些视频内容。它们以超文本的方式组织，并存储在w e b 服务器上。教师通过w e b 服务器呈现教学内容，通过电话对这些内容进行讲解，并馒学生浏览这些内容时达到同步。另外，在这些教学内容的w e b 页面中，都内嵌有一个表单( f o r m ) ，供学生输入提问及反馈信息，浏览器通过启动与之相连的公共网关接口( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，c g i ) 程序，将信息送回w e b 服务器。在教师端的w e b 服务器上，运行个读取这种信息的程序，此程序将反馈信息呈现给教师，教师根据学生的反馈信息再作进一步的解释和应答。这种简单易行的基于i n t e r n e t 的同步集中教学系统的最大特点是实现的技术相对简单，只需附加电话即可，价格比较低廉。缺点是交互性不强。要解决这一问题，必须采用实时交互式远程教学系统，该系统将网络、多媒体及虚拟现实技术结合起来，达到双方或多方实时交互，即要求能够实现实时传送音频和视频。这就不仅要求较高的网络传输率，而且需要一些硬件设备( 如摄像机、话筒等) 。这类系统一般适合于专用高速网络或者是局域网。( 2 ) 异步式讲授异步式讲授也可以很简单地实现，只要利用i n t e r n e t 的w w w 服务及电子邮件服务就可以满足基本要求。这种模式是由教师将教学要求、教学内容、以及教学评测等教学材料，编制成h t m l 文件，存放在w e b 服务器。i ：，学生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，便以电子邮件的方式询问教师，第一章绪论教师再通过电子邮件对学生的疑难问题给予解答。在此过程中，学生还可阅读一些教师提供的参考资料，就像是在学校图书馆中查找资料一样。学生不仅可以通过b b s 或电子邮件向教师请教，也可以通过b b s 或电子邮件与其他学习者讨论交流。这种模式的特点在于教学活动可以全天2 4 小时进行，每个学生都可以根据自己的实际情况确定学习的时间、内容和进度，可随时在网上下载学习内容或向教师请教。其主要缺点是缺乏实时的交互性，对学生的学习自觉性和主动性要求较高。这种教学模式要取得比较好的教学效果，首先，必须要有一套能充分体现学习者的特点，并能适合网上信息表达与传输的图、文、声并茂的优秀电子教材；其次，要为学生提供与该课程紧密配合的大量信息资料( 最好能建立一个虚拟的图书馆) ；此外，还要建立一个专门负责解答学生疑难问题，并能对学生作形成性评价的应答与评测反馈系统。2 个别辅导模式这种教学模式可通过基于i n t e r n e t 的计算机辅助教育( c o m p u t e ra s s i s t a n ti n c u l c a t i o n ，c a i ) 软件以及教师与单个学生之1 日j 的密切通信来实现。在i n t e r n e t 上应用c a i 软件有三种方式。第一种是各种c a i 软件以软件资料库形式存放在i n t e r n e t 上，供学习者自由下载。学习者将c a i 软件下载到本地计算机，然后再运行该软件进行个别化学习。在这种模式中，i n t e r n e t 所起的作用类似于资料库的作用，实现这种作用的主要技术是f t p 服务。第二种方式是直接在网上运行用j a v a 语言编写的c a i 软件。由于j a v a 语言编制的程序可被目前的主流浏览器解释执行，故可实现软件的跨平台运行，这对基于i n t e r n e t 的教学应用具有重要意义。因此利用j a v a 语言编写嵌在w e b 网页中的c a i 软件是j a v a 应用程序开发的主要内容之一，也是目前开发网络c a i 软件的主流方向。内嵌在w e b 页面中的j a v a c a i 软件大大增强了教学材料的交互性与实时性。这种教学模式的最大优点在于它有很高的性能价格比，一次编制c a i 程序可以跨所有平台运行，成千上万的学习者几乎可以同时使用该软件。显然，这将极大地拓展c a i 软件所涵盖的范围。第三种在i n t e r n e t 上应用c a i 的方式是基于网络的协作学习系统。个别指导可以在学生和教师之间通过电子邮件异步非实时地实现，也可以通过i n t e r n e t 上的在线交谈( i n t e r n e tr e l a yc h a t t i n g ，i r c ) 方式实时实现。前者的优点在于学生可以随时向教师请教，但不能马上得到辅导；后者可以得到教师的即时讲解，就象面对面一样。但它要求学生和教师同时连入网络。这对距离较远的教师和学生来说，这种时间同步性的要求往往难以满足。第一章绪论3 讨论学习模式在i n t e r n e t 上实现讨论学习的方式有多种，最简单实用的是利用现有的电子布告牌系统( b b s ) 。这种系统具有用户管理、讨论管理、文章讨论、实时讨论、用户留言、电子信件等诸多功能，因而很容易实现讨论学习模式。这种模式一般是由专职教师监控，即由各个领域的专家或专业教师在站点上建立相应的学科主题讨论组，学生可以在自己学习的特定主题区内发言，并能针对别人的意见进行评论，每个人的发苦或评论都即时地被所有参与讨论的学习者所看到。这种学习过程必须由具有特权的领域专家监控，以保证学生的讨论和发占能符合教学目标的要求，防止讨论偏离当前学习的主题。学生参与b b s 讨论时，一般都是通过t e l n e t 登录到一台主机上。然后j 一进入b b s 系统参加讨论。但t e l n e t 的操作是基于仿真的u n i x 终端，操作命令复杂，一般人难以掌握；而且又是基于字符界面，信息表现的形式单一，不能从多个感觉通道柬促进学生的认知。除此以外，对于仿真终端来说，用户每输入一个字符，它都要先传送，然后再确认信息，因而在这种教学模式下，网络的使用效率是比较低的。4 探索学习模式这种模式在i n t e r n e t 上涵盖的范围很广，从简单的电子邮件、邮件列表，到大型、复杂的学习系统都有。该模式般都是由某个教育机构( 如中学、大学或研究机构) 设立一些适合由特定的学生对象来解决的问题，通过i n t e r n e t 向学生发布，要求学生解答。与此同时提供大量的、与问题相关的信息资源供学生在解决问题过程中查阅。另外，还设有专家负责对学生学习过程中的疑难问题提供帮助。给学生的帮助并不是直接告诉他答案，而是给以适当的启发或提示，例如“请查阅某某节点上的某某文章”之类。这种学习模式彻底改变了传统教学过程中学生被动接受的状态，而使学生处于积极主动的地位，因而能有效地激发学生的学习兴趣和创造性。实现这种模式的学习，并不需要很复杂的技术和昂贵的设备，只要利用电子邮件功能，便可实现。探索学习模式有四个基本要素：即问题、资料、提示和反馈。将这四个要素组织和衔接好，便能在简单的技术背景下，达到良好的教学效果。实施这种教学模式要注意的一点就是应防止学生产生过强的挫折感，为此要有比较敏感的反馈系统，以便及时给予学生帮助。探索学习模式实现的技术简单，价格相对低廉。而又能有效地促进学生的积极性、主动性和创造性，能够克服传统教学过程中的最大弊病，所以有广阔的应用前景。5 协作学习模式第一章绪论协作学习和个别化学爿相比，有利于促进学生高级认知能力的发展，有利于学生健康情感的形成，因而受到广大教育工作者的普遍关注。基于网络的协作学习是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术，出多个学习者针对同一学习内容彼此交互和合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。另外，根据学习主体的特性，网络教学模式又可以分为：1 集体教学模式教师先用常规教学中的讲授法创设情景，激发学生的兴趣。同时将概念、原理等讲述清楚，提供途径，让学生在计算机上收集信息，或者分组讨论、协作交流，并交待任务情景，利用计算机的迅速和反馈及时等功能，提供化难释疑、强化应用的目的，放手让学生自行练习。当学生出现疑问，可用电子举手教师通过监视管理等功能，选定部份有疑问的学生，组成一个特定的学习小组，学生可以利用语音对话、b b s 论坛等展丌讨论，进行经验交流。教师同时也可接受学生的咨询，指导学生解疑，提供帮助。对学生进行“手把手”的辅导；利用广播功能，可以对典型错误在小组或全班进行广播，迅速进行纠正，引起学生注意，对有创造性的见解，在小组或全班广播后进行表扬或肯定，以供学生学习和借鉴。这些以群体辅导教学模式对学生来说可以在轻松环境中学习新知识，促进了学生共同合作的意识，同时也避免了缺少教学网络时学生上机变成学生自己的活动，使教学处于失控状态，并较好的解决了学生个别差异性，实现了因材施教，改善了“优生吃不饱，差生吃不了”的状况。对教师来说，能迅速有效地收集到学生的学习反馈信息。做出更加符合实际的教学内容的变更和教学方案的调节。2 自主学习模式该模式是利用光盘服务器功能，使每个学生机都能享受c d _ r o m ，充分利用硬件资源，使有限设备发挥最大的效率，学生利用光盘自主选择学习内容的难易、进度、并随时与教师、同学进行交互，一张光盘相当于一个小型图书馆，学生可以共享光盘上的大量信息，在网络环境中进行个别学习，使课章教学逐步摆脱传统的教师中心模式。学生由传统的被迫学习变为主动学习。l 。2 网络教学辅助平台的现状分析为了适应知识经济社会的需要，建构终身教育和终身学习的教育体系，我国普通高校从1 9 9 6 年丌始，提出利用普通高校优势资源，开展网络教育的设想。经过这些年的努力，网络应用水平正在大幅度提高，随之网络教与学的模式也不断变革，网络教育的数字化、网络化、交互性的特点正在同益凸显，网络教育正在成为最重要的教学模式之一。9o第一章绪论我国普通高校的网络教育在教学平台建设方面已经上了一个新台阶，从网上发布信息和共事资源为主，走向了利用网络辅助教学过程为主，一些学校已经丌始进入了基于网络的教学，在实时授课的同时，积极探索和鼓励学生采用网上自主学列方式学爿。一些能够突出网上教学优势的功能得到采用，如学习自测管理、网上作业提交、作业评分管理，网上选课、分学科分课程的答疑等等。这些功能的应用，使网络教学辅助平台不仅能够发挥信息技术在知识传播方面准确、快捷、交互性强、易于存储等优势，而且能够发挥信息技术在组织和管理方面的优势，为网络教商小断提高质量和扩大开放度创造了条件，网络教学辅助平台的优势正在教学的实践中得到发挥。但还应该看到，虽然我国高校网络教学已经取得了突出的进展，但一些存在的问题也不容忽视，对教学辅助平台的应用还有待深入。在网络教学中，网络教学辅助平台起着关键性作用。目前，多数院校都有自己专门的网络教学辅助平台，有的是自行丌发的，有的是通过技术公司专门开发的，还有的是联合开发的。这就不可避免的出现各种问题：一方面，学校通过教学实践得到了大量的好的教学经验，但是开发水平和技术能力层次不同，这就导致优秀的教育理念无法很好地用技术实现。而技术公司虽然技术力最雄厚，却缺乏教学经验，容易造成“为技术而技术”的现象。平台的功能不是从学习者的需求出发，从满足学习者需要而设计的教学过程出发，而是从技术能否实现出发，结果是技术上实现了，但可能没有学习者使用。另一方面，现在多数教学辅助平台中的课件开发不是因教学要求而设计确定的，而是单纯追求直观和生动，忘记了作为主体存在的学生的主动性，只强调教师的教而忽略了学生的学，全部教学设计理论都是围绕如何教而展开，很少涉及学生如何学的问题。学生的主动性、积极性很难发挥，更不利于创造型人才的培养。l - 3 网络教学辅助平台的发展前景基于w e b 的网络教学辅助平台以其不受时空、学习人数限制，低成本、高质量、适应学习者个性化需要，并可管理、跟踪、量化学习效果等优势引起了人们日益浓厚的兴趣。特别是在高校教育信息化发展方面，越来越扮演着重要角色，具有非常广泛的应用前景。目前，我国的网络教学平台的发展萨处在一个起步阶段。相对于传统的教学形式而言。，网络教学平台的优势不仅在于它是很好的内容载体，可以随时随地地访问，还在于它提供了很多交流渠道，可以促进师生之间、学生之i 日j 的充分交流和沟通，这对于提高教学质量、促进学生高级认知能力的开发和促进学生自主学第一章绪论习能力以及终身学习习惯的培养是十分重要的。在网络飞速发展的今天，真i f 基于w e b 技术的教学辅助软件，其前景是广阔的。在数字时代中，拥有新的数掘库技术、新的结构、新的交付模式和新的系统概念，甚仝教师与学生所扮演的角色也有所不同。教师要做的不仅仅是上课，他们还要教导学生并提出建议；而学生也不仅仅是听课，他们要学会如何学习，更要学会在学习过程中发挥董动性和创造性。个别辅导模式、讨论学习模式、探索学习模式、协作学习模式以及同步异地讲授、异步式讲授等远程教学模式的丌展，都有赖于网络辅助教学软件的大发展。1 4 本文工作本文的目的是将计算机技术和网络应用在教学中，结合多媒体网络技术和计算机辅助教学管理的特点以及以建构主义理论为基础的网络化教学模式，运用计算机网络所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能，利用网络的主动、可控型交流的重要特性，设计并实现一个基于w e b 技术、能够对传统教学进行补充的网络教学辅助平台。在教学辅助平台的设计与开发过程中，本文主要的工作如下：l 、进行了需求分析对学校已有的教学辅助系统进行了调查分析，找出了其在实际应用中存在的不足，从而根据这些不足重新进行了需求分析，设计了一个适用于现代教育的基于w e b 技术的教学辅助平台。2 、完成教学辅助平台的架构设计首先本文针对教学的需求，总体设计了基于w e b 技术的网络教学辅助平台系统。对整个平台的架构进行设计，并对各个模块的功能及任务进行定义和划分。从两提高了软件复用性，降低了各模块实现的复杂性。3 、实现了教学辅助平台的各功能模块本辅助平台采用了基于n t 技术的w i n d o w s 2 0 0 0a d v a n c e ds e r v e r 操作系统，采用u s 体系结构，i i s5 0 作为w e b 服务器，s q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库服务器，a s p 为中间件技术，实现了教学辅助平台的各功能模块。4 、对教学辅助平台的测试通过对本教学辅助平台的初步使用，以及对准确性与完整性的测试，说明了本平台具有较强的准确性与完整性、实用性，对传统教学是一个很好的补充。本教学辅助平台具有良好的稳定性、灵活性、可靠性、易丌发性和易维护性等特点。第一二章系统分析与设计第二章系统分析与设计本章首先对所设计的教学辅助平台进行了功能需求分析，给出了本平台所具有的功能特点。然后进行了技术需求分析，即分析了相关的考试理论和所采用的考试系统模型结构，以及实现该教学辅助平台所采用的主要技术。2 1 1 功能需求分析2 1 需求分析我国高校网络教学虽然已经取得了突出的进展，网络教学辅助平台的优势在教学的实践中得到发挥。网络教学辅助平台从网上发布信息和共享资源为主走向了利用网络辅助教学过程为主，使网络教学辅助平台不仅能够发挥信息技术在知识传播方面准确、快捷、交互性强、易于存储等优势，而且发挥了信息技术在组织和管理方面的优势，为网络教育不断提高质量和扩大丌放度创造了条件。但是，一些存在的问题也不容忽视，对教学辅助平台的应用还有待深入。在网络教学中，网络教学辅助平台起着关键性作用。目前，多数学院都有自己专门的网络教学辅助平台，有的是自行丌发的，有的是通过技术公司专门开发的，还有的是联合开发的。因此，教学辅助平台在实际应用中就不可避免的出现了一些问题：1 、教育理念与开发技术不匹配学校通过教学实践得到了大量的好的教学经验，但是丌发水平和技术能力层次不同，这就导致优秀的教育理念无法很好得用技术实现。而技术公司虽然技术力量雄厚，却缺乏教学经验，容易造成“忽视教学经验，为技术而技术”的现象。所设计出的教学辅助平台的功能不是从学习者的需求出发，也不是从满足学习者需要而设计的教学过程出发，而是从技术能否实现出发，结果是技术上实现了，但可能没有学习者使用。2 、