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基于网络的多媒体教学系统 摘要 本文简要介绍了传统教育模式与现代教育模式之间的区别，阐述了开展网络 多媒体教学的必要性，并分析了在现有硬件环境的基础上开发多媒体教学课件和 网上考试系统的可行性。 论文中主要完成了计算机文化基础多媒体教学课件及其网上考试系统两 大部分。 多媒体教学课件部分包括课件导航、教学内容、实验内容等几个主要模块。 设计中利用v b 提供的各种控件以及a p i 函数将声频、视频、动画等多媒体技术 融合到课件中，使得课件具有良好的教学效果。论文中重点讨论了各种多媒体技 术的实现方法。 网上考试系统基于校园网，主体部分利用a s p n e t 技术完成，同时灵活运用 了v b n e t 、s q l 以及a d o n e t 等多种开发手段。其主要模块包括试题库的维护、 组卷、考试等。该系统的开发具有一定的应用价值。 关键词：多媒体课件v b 控件网上考试a s p n e t a d o n e t 基于网络的多媒体教学系统 a b s t r a c t t h i s p a p e rb r i e f l y i n t r o d u c e st h ed i f f e r e n c eb e t w e e no f t h e t r a d i t i o n a l e d u c a t i o n a lm o d ea n dt h em o d e r ne d u c a t i o n a lm o d e ，a n d d i s e u s s e st h a ti ti s n e c e s s a r y t o o p e n t h em u l t i m e d i a t e a c h i n g o n n e t w o r k ，a n da n a l y z e st h ef e a s i b i l i t yo fd e v e l o p i n gam u l t i m e d i ac o u r s e w a r ea n da no n l i n et e s t i n gs y s t e mo nt h ec u r r e n tf o u n d a t i o no fh a r d w a r e e n v i r o n m e n t t h i s p a p e rp r i m a r i l yi n c l u d e s t w op a r t ：“t h ec o m p u t e rc u l t u r e b a s i s ”m u l t i m e d i ac o u r s ew a r ea n do n l i n et e s t i n gs y s t e m m ujt i m e d i ac o u r s ew a r ei n c l u d e st h el e s s o nn a v i g a t i o n ，c o n t e n to f c o u r s e ，a n d c o n t e n to f e x p e r i m e n t ，e t c a 1 1 k i n d so fm u l t i m e d i a t e c h n o l o g ya r ei n t e g r a t e di n t ot h i sd e s i g n ，f o re x a m p l ea u d i o ，v i d e o ， a n d a n i m a t i o n ，e t c ，w h i c hm a k e st h ec o u r s e w a r et oh a v et h eg o o dt e a c h i n g r e s u l t t h i sp a p e rf o c u s e so nt h e r e a l i z i n gm e t h o di nd e t a i l w h i c h m a k eu s eo fa l lk i n d so fv bc o n t r o la n da p if u n c t i o n o n l i n e t e s t i n gs y s t e m i sb a s e do nt h e c a m p u sn e t w o r k ，w h i c h d e v e l o p e db yt h et e c h n o l o g yo fa s p n e t ，v b n e t ，s q l ，a n da d o n e t t h i s s y s t e m i s c o m p o s e d o ft e s td a t a b a s em a i n t e n a n c em o d u l e ，t e s t p a p e r g e n e r a t i n gm o d u l e ，t e s tm o d u l e ，e t c t h i ss y s t e m h a s t h ec e r t a i n a p p l i c a t i o nv a l u e k e y w o r d s ：m u l t i m e d i a ，c o u r s e w a r e ， v bc o n t r o l ，o n l i n et e s t i n g ，a s p n e t a d o n e t 2 苎王塑竺堕墨堡竺塾兰至竺 第一章网络教学概述 1 1 网络教学的定义及其特点 二十一世纪是人类全面进入信息化社会的新世纪，网络是信息化社会的重要 物质基础，网络无处不在，人类的活动将在很大程度上依赖于网络。同样新世纪 的教育也离不开网络，基于网络的教育模式冲击着传统的教育模式势必将成为新 世纪的主流教育形式。 网络教学是指在教学过程中运用了网络技术的教学活动，一般来讲有广义和 狭义之分。广义的网络教学一般也称为网络教育或远程网络教学，是指利用各种 形式的网络资源( 包括：卫星电视网、计算机网、电信网、邮政网等) 所进行的 教学。狭义上的网络教学则是指利用局域网、多媒体设备以及教学课件所实现的 教学活动。 在传统的教学过程中，最经典的教学模式是以教师为主，教师在讲台上讲， 学生在座位上听。传统教育的另一种模式是函授教育、广播电视教育等远程教育 模式。它们的最大缺点是不能充分发挥学习者的主动性、积极性和创造性思维， 扼杀了个性的发挥和创意的产生，教育模式封闭，尤其是当坐在一个教室的学生 层次不同、基础不同时，教师们在选择授课内容或确定教学进度时往往会觉得众 口难调，制订教学计划无从着手。 与传统的教学过程相比较，基于网络的教学具有如下特点： l 、基于网络的教学课程是一 种可以跨越时空的开放的课程体 系。传统的课程教学是基于课堂 的集体授课。教师面对面地在课 堂上将课程内容通过备课，转化 为自己的语言并以一定的结构传 图1 1 课堂教学模式中的信息交互 授给学生。师生之间可以进行面对面的交流，教师可以通过多种信息通道得到学 生的信息反馈，及时调整授课进程和方式。但当班级人数较多时，教师就不能很 好地照顾到每个学习者的个别需要。同时，这一课程模式要求教学同步进行，如 图1 1 所示，种种局限的存在使得课堂教学已经不能满足目前社会教育发展理念 茎主塑塑塑兰堡竺塾堂墨竺 和实践的需要。而网络教学的出现则一定程度上满足了这一需求，学习者可以不 再局限于课堂这一特定的空间，可以随时随地进行学习。 2 、基于网络的教学课程资源更为丰富。网络以资源丰富和信息递送方便见长。 除了提供相应参考书目和简单的内容介绍方便学习者选择和查阅外，网络课程还 推荐教师精心选择的与课程相关的资源链接，轻点鼠标，学习者就可以进入另外 一个缤纷的世界。教育心理学认为概念和理论的学习是要通过理解这一概念或理 沦在不同背景下的各种阐述和表现，才能完整、深刻地认识。网络提供的丰富资 源则适应了学习者的这需要。比较完善的网络课程还为学习者提供自我评价和 与他人交流、评价他人的环境，随着学习的进展，不断积累的学习者的资料成为 新的宝贵的学习资源。 3 、基于网络的课程是多点对 多点的交互，更强调协作学习。 在课堂教学( 如图卜1 所示) 中 一般是点对面的交互( 师一生) ， 信息集中在教师那里处理，学生 得到的信息量相对较少。在基于 网络的课程模式( 如图卜2 所 示) 中，师生可以通过多种交互图1 2 网络课程模式中的信息交互 手段如聊天室、b b s 、e m a i l 等进行交流，对信息的利用率大大提高了。 1 2 多媒体教学网络 计算机辅助教学( c a l ) 至今已经有了3 0 多年的发展历史。c a i 课件由单一 的文本形式发展成了多媒体形式，由单机环境向分布式发展。目前已进入了多媒 体网络化交互式教学阶段。 多媒体教学网络，从技术上讲主要包含多媒体技术和网络技术。多媒体技术 是指利用计算机把文字、图形、影像、声音、动画等多种媒体合成处理并组成一 个交互系统的技术；而网络技术则可以把分散独立的计算机通过通信设旌互联起 来，从而实施异地通讯和资源共享等功能。将多媒体技术融进网络技术并应用于 课堂教学就产生了多媒体教学网络。因此，多媒体教学网络可以描述为：把计算 基于网络的多媒体教学系统 机技术、多媒体技术、网络技术和现代教学方法有机结合起来的一种辅助教学手 段。多媒体教学网络系统又称为网络型电子教室，它是在局域网和教学网络管理 软件的基础上又增加了一套视频传输系统。 多媒体c a i 网络化教学是使用计算机作为工具、利用网络技术、多媒体技术 和现代教学技术进行教学活动的一种崭新的教学形式。利用多媒体编制各类c a i 课件、由计算机，声像设备和电子投影设备进行广播式或交互式教学活动，与传 统教学模式相比具有生动形象、主动灵活、因材施教、资源共享等特点。能根据 学生的经历、学习风格采取不同的教学策略，并能根据反馈信息为学生提供学习 指导。教学形式从面对面的教师教、学生听的单一课堂教学方式，变成广播式学 习，个别化学习和协同式学习等多种教学形式，实现了课堂教学的变革。多媒体 c a i 网络化教学的诞生是教学形式的一场革命。这种教学形式教学信息内涵丰富， 精简课时，提高教学质量和教学管理效率，可以预测它将成为2 1 世纪教育的重 要模式之一。 1 3 多媒体网络教学的研究现状与存在的问题 一、多媒体网络教学的由来与发展 自8 0 年代以来，为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战，国内外的学 者进行了许多探索，从c a i 、卫星电视、多媒体到教育网络，努力运用各种最新 的信息技术手段优化教育与教学过程，并取得了显著成效。当前以多媒体和网络 为标志的新的信息技术革命已经引起教育领域的深刻变革，将使教育体制与教学 模式产生重大的飞跃。 目前网络教学主要是通过网络虚拟教室、校园网和i n t e r n e t 等形式在网上 进行教与学的活动。 在网络虚拟教室中，通过网络能为学习者实时和跨地域地提供图文音像并茂 的、丰富多彩的人机界面，提供符合人类联想记忆特点的、按超文本结构组织的 大规模知识库与信息库，因而易于激发学习者的学习兴趣。 在基于校园网的教育网络环境下，可以最大限度地发挥学生的积极性、主动 性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学，还可以将“个别化”与“协 作型，结合起来，是一种全新的网络教学模式。这种教学模式可以完全按照个人 基于网络的多媒体教学系统 的需要进行，包括对教学内容、教学时间、教学方式、学习地点甚至指导教师的 选择，将传统的以教为中心的教学模式和现代的以学为中心的教学模式有机的结 合在一起，形成了适应新形势的“双主教学”模式。 ：二、多媒体网络教学的研究现状 目前，国内很多高校教师根据自己的教学需要，开发具有一定实用价值的教 学系统。如清华大学、南京大学等开发的网络教学平台、西安交通大学开发的计 算机教学课件等。 清华大学网络教学平台包含网上课堂、课件点播、网络考试等功能。网上课 堂是实施网上教学的主要场所，教师和学生通过网上课堂实现课前、课后和课上 的实时与非实时交流，完成教学的各个环节；课件点播主要是解决学生自学环境 问题；网络考试系统具有命题、题库管理、自动组卷、考试平台、自动判卷、考 生管理、考试评估、成绩发布等功能。 西安交通大学开发的计算机文化基础教学课件在内容上，包含了计算机 基础知识与组成原理、w i n d o w sx p 操作系统与o f f i c e2 0 0 2 的三大套件、网络 基础及应用等；在技术上，课件主要应用了网络流媒体与网络软件技术，分为 h t m l 版和f l a s h 版。h t m l 版以图文并茂的方式介绍计算机和网络多媒体的各种 知识，适用于远程教学。f l a s h 版配有动画、视频和解说，教学手段更为直观、 生动、形象，适合于在局域网和宽带远程网络传输学习：在适用对象上，课件可 作为普通高校理、工、农、医类非计算机专业计算机基础普及、课堂电化教学、 网络教学及学生自学教材，也可作为各类成人、函授专业及社会人士计算机网络 入门学习的参考教材。这套课件曾经获得了“2 0 0 2 年全国多媒体课件大赛”一 等奖。此外，清华大学开发的基础物理等课件多采用p o w e r p o i n t 制作成幻 灯片演示文稿格式。 三、存在的问题 分析这些教学系统发现主要存在以下不足： 1 网络教学平台主要提供了开展网络教学的环境，并没有提供具体的教学 内容，因此教学内容课件仍需继续开发；网络教学平台是一个通用环境，其网络 考试系统是面向所有课程设置开发的，因而不能很好的体现具体课程的教学特 点。 基于网络的多媒体教学系统 2 已开发的教学课件在内容上一般有两种设计思路：一是按照本学校的学 科性质和学生特点有针对性的组织课件素材，由于各学校的教学需求不同，这类 课件在很大程度上不适合我校的具体教学要求；二是按照课程大纲要求组织课件 素材，这类课件优点是涵盖课程的所有知识点，但由于重点不够突出，不能满足 课堂教学及学生自学的需要。 3 从课件的使用效果上看，p o w e r p o i n t 开发的教学课件，在信息组织方式 上主要采用顺序方式，这种方式不利于学习者对所学课程建立一个宏观的概念， 对知识点之间的关联关系体现不足，另外，p o w r e p o i n t 对多媒体信息的支持非 常有限，使课件风格过于枯燥、呆板。 网页方式的教学课件在信息组织方式上体现了超链接的网状结构，也提供了 对声频、音频等多媒体信息的支持。但在使用这类教学课件时，教师只能按照课 件提供的信息进行讲解，如果教师需要对个别的知识点进行进一步的展开、解释， 课件本身不能提供一个相应的环境，例如，电子黑板等工具供教师板书用，因而 不适合网络环境下的课堂教学。 四、我校开展多媒体网络教学的情况 近年来，随着全国教育信息化推进的热潮，我校各学院、系、教研室都配备 了大量配置合理的多媒体计算机，校园网系统已经逐步完善，并且形成了很多成 熟的应用，如：考试成绩的网上录入和查询、校园新闻发布、图书馆图书借阅信 息查询等。 然而，位于高等院校工作重点第一位的教学却出现了一种奇怪的现象。一方 面是教师在教育思想、理论和观念上正逐渐的接受了现代教育技术理念，在有关 教学的各种会议上，关于教学方法、教学手段的改进、提高经常成为重点议题； 另一方面，在教学的实践环节上，我校教学手段基本上是停留在传统的教学模式 上，具体表现为： ( i ) 课堂教学手段采用传统的粉笔+ 黑板模式。该模式使得课堂教学效率极 低，教学内容的表现手法陈旧； ( 2 ) 课下答疑由任课教师规定具体时间和地点。师生之间不能及时沟通、 互动，容易造成教、学脱节，影响教学进度和教学效果； ( 3 ) 考试由任课教师手工组卷、阅卷、核分。由于各种因素，在组卷环节 基于网络的多媒体教学系统 上容易出现知识点覆盖不够全面、试题难易比例分配不够合理等问题；在阅卷环 节，类似于英语、计算机文化基础等客观题占较大比例的课程目前也只是 停留在读卡机和人工阅卷相结合的“半自动化”阶段，其他考试课程仍然采用人 工阅卷；另外每个学期考试结束后，成绩的统计、试卷分析、网上录入要耗费每 个任课教师大量的时间和精力，疲劳工作很容易造成很多人为的错误。 分析以上现象，不难发现，问题的症结在于： ( 1 ) 在主导观念上，过分强调了教育信息化的“硬”环境的资金投入，忽 视了“软”环境的协调发展，造成大量设备闲置而教学效率低的怪现象； ( 2 ) 在客观上，由于教学手段陈旧，加之最近几年，高等院校扩招，造成 我校师生比例失调，以我院计算中心教研室为例，在每年新生入学的第一学期， 一般是由6 7 名教师担任全校非计算机专业9 0 多个班级、将近2 0 0 0 名学生的 计算机文化基础课程的教学任务。在这种教学形势下，教师疲于“应付”超 负荷的教学工作，没有时间系统全面的掌握一种或几种实用的现代教育技术，提 高教学效率，长此以往，形成一种恶性循环；另外，即使从其他院校或市场上购 买到相关课程的教学软件，也往往由于不能完全符合我校的教学大纲要求和教学 规律，成为典型的“高投入、低产出”。 1 4 本系统的研究内容 鉴于以上各种原因，出于本人教学工作的需要和对教育事业的热爱，我的硕 士研究生毕业论文课题选择了开发一套适用于我校计算机文化基础课程的多 媒体教学系统。 多媒体教学系统是基于我校计算中心局域网和我校校园网的。该系统目前开 发了两部分： 第一部分是适合于我校计算机文化基础课程的课堂教学用多媒体教学课 件，该课件既能在计算中心的多媒体教学网上实现网络教学，也能在我校的各多 媒体教室中实现多媒体教学，能大幅度提高计算机文化基础这类操作性强的 课程的教学效率。 第二部分是配合计算机文化基础课程开发的网上考试系统。该系统主要 是在我校校园网系统上实现网络在线考试，使用该系统可以避免在传统考试中由 9 基于网络的多媒体教学系统 于各种人为因素导致的错误，减少教师工作量，并且可以与我校正在逐步完善的 计算机学籍管理、计算机成绩管理等接轨，为教育信息化做了一个初步的探索。 1 5 多媒体网络教学系统的硬件支持 “多媒体教学局域网”的设计方案，是在现有设备的基础上以期用较少的投 入，较大幅度的提高计算机文化基础课程的课堂教学效率，满足该课程的一 般和特殊要求。本系统的硬件方案是由服务器、2 0 0 台多媒体学生工作站以及一 套多媒体教师机构成的教学网络系统。 一、多媒体教学局域网的设计原则 ( 1 ) 先进性：网络应采用先进、成熟的技术，所选硬件和软件能适应高等 教育计算机公共基础课程的要求。 ( 2 ) 开放性：网络能适应不同的使用环境，有利于逐步发展和扩充。 ( 3 ) 适应性：网络能够充分利用学校现有设备和资源，并且可以随需要不 断发展，保证用于计算机基础教学设备的利用率。 ( 4 ) 可靠性：系统在运行过程中安全、可靠，能够保证较高质量的教学实 践活动。 ( 5 ) 易维护性：网络要能充分解放系统使用和维护人员的工作。 二、实现目标 ( 1 ) 可实现硬盘、光驱、打印机等硬件资源和大部分软件资源的共享。 ( 2 ) 操作方便，易于进行网络维护。 ( 3 ) 可实现教学的计算机化、多媒体化，可把图像、声音、动画、v c d 等实 时融入教学中。 ( 4 ) 网络操作系统采用w i n d o w sn t 系统，工作站系统支持w l i n d o w s9 5 、 w i n d o w s9 8 和w i n d o w s2 0 0 0 等流行的微机操作系统。 ( 5 ) 网络具有很好的扩展性，能方便地实现与校园网，进而与国际互联网 ( i n t e r n e t ) 的互联。 三、多媒体教学局域网的硬件方案 1 0 基于网络的多媒体教学系统 综合以上的设计原则和预定目标，多媒体教学局域网的硬件解决方案为：采 用星型拓扑结构，利用r j - 4 5i o i o o m 自适应网卡和h u b ( 集线器) 将网络服务器、 教师机、学生工作站等连接在一起，如图卜3 所示。 图1 3 多媒体教学局域网不慈图 教师用机使用能支持w i n d o w s9 5 9 8 2 0 0 0 的p i v 多媒体计算机，带全双工声 # 、光驱、话筒、耳机或音箱。学生用机使用能支持w i n d o w s9 5 9 8 的p e n t i u m 以上的多媒体计算机，带全双工声卡、话筒、耳机等外部设备。 另外，多媒体教学局域网通过交换机和服务器实现了与校园网的连接，如图 1 4 所示。 瓣瓣瓣瓣 图1 - 4 多媒体教学局域网和校园网的互连 第- i 多媒体网络教学系统的分析与设计 2 1 多媒体课件系统 一、多媒体课件教学信息的组织结构 在网络教学中，网络课程是通过计算机网络表现教学内容并实施教学活动 的。在有限的计算机屏幕上如何完美展示教学内容，以及如何将繁杂的教学信息 按教学特点组织在一起将直接影响到网络教学的效果。 在设计计算机文化基础多媒体教学课件逻辑结构的组织过程中，主要从 以下两个方面考虑： ( 1 ) 保证学习者能够灵活选择感兴趣的知识点内容； ( 2 ) 保证课件结构清晰，使学习者能在最短的时间内抓住所学课程的要 点。 教学信息的组织结构有线性组织结构、树型层次组织结构和超媒体组织结构 等多种方式。 ( 1 ) 传统的文字教材、音像教材的信息组织结构是线性的和有序的，这对 于保证教材的规范性、完整性、系统性，使教学内容的传达循序渐进，符合条理 性和逻辑规律等方面具有肯定的价值。适合于以书本为媒体，以知识教育，应试 教育为主导的教育方式，也是长期以来以教为中心的教育观念的一脉相承。但学 生对信息的接受是被动的、固定的、模式化的、单一的和千篇一律的。包括电视 教材在内。科学研究表明，人类的记忆是网状结构。线性结构客观上限制了人类 联想思维能力的发挥。因为信息间的联系是丰富多彩、复杂多样的，可以是形象 的抽象的、逻辑的，也可以是跳跃的，可以是色彩、质感、声音、数字的，也可 以是几何的、静止的、动态的、还可以是多种组合的。 ( 2 ) 树型层次组织结构是通过知识点之间的层次、归属、类推等关系，反 映节点内容的语义逻辑联系。这种组织方式的优点是层次结构清晰，能准确的反 映节点之间在教学内容上的相关性，便于学习者从宏观角度了解教学内容，对所 学课程建立一个整体脉络，是一种较好的组织形式。但当树型层次过深、分支过 多时，使用者需要逐层深入或逐层后退才能达到所需的节点，因而造成使用者的 基于网络的多媒体教学系统 不便，反而破坏了该组织结构的整体感。 ( 3 ) 超媒体组织结构是一种非线性网状的信息组织方式，是由节点和表达 节点之问关系的链组成的网，可分成不同的关系和思维单元，符合人类认识记忆 的规律。使用者在进行浏览、查询、注释等操作，不必按教材原有的模式进行， 可以任意组合、跳转，是一种新的表达思想的方法，是一种新的思维工具，也是 超媒体区别于其它媒体的一种先进的高级的表现形式和学习方式。超媒体结构的 信息组织特性，能根据不同情况提供有效的信息呈现方式，使学生自由地选择最 适合自己的方式，成为信息处理的决策者，是一种学习者主动参与的知识结构的 重组和建构活动。可以给教学和学习带来信息交流、思维方式的革命性变化。使 加强课堂上教与学的交流，调动联想思维，进行启发式、发现式教学，提高学习 主动性，激发学生的创造性思维，很容易成为可能，起到了其它媒体难以达到的 作用。但是由于超媒体链接信息结构中的信息量大，内部信息之间形成复杂的网 状交织关系，很容易使学习者产生所谓的“信息迷航”现象。 通过对比以上几种常见的信息组织结构，结合计算机文化基础课程的教 学要求，课件系统的逻辑组织没有单一的选择超媒体组织结构或树型层次组织结 构的信息组织方式，而是按照本课程的教学内容和教学特点，将三种信息组织方 式有机的结合在一起，采用了以树状结构为主兼有部分网状结构和线形结构的综 合结构形式。即在总体布局上采用树状结构，同时为每个页面设置功能齐全的导 航条，用户既可以在上下层页面间切换，也可自由进入课程导航模块，选择感兴 趣的知识点进行跳跃性学习，实际上是一种隐含的超链接组织方式；另外对于部 分段落内较小的知识点不再进一步组织为树型层次结构，而是采用线形组织结 构，这样既可以保证树型结构的层次不至于过深，也能保证相关性强的知识点学 习的连贯性。具体如下： ( 1 ) 主体结构采用树型层次结构组织教学内容。 课件内容逻辑组织的主层次结构为：书一章一节一小节一段落一知识点( 一 个或多个) 。内容实体的表现形式多种多样，其中包括文字、图片、声音、视频 等，充分体现了多媒体的特点。相应地，版面布局设计与内容逻辑组织相对应， 可以分成课程一页面( 窗体) 一框架一多媒体信息节点( 文字图片声音视频 等内容实体) ，位于同一逻辑组织层次上的版面采用相同的布局，在视觉上增强 基于网络的多媒体教学系统 课程的整体感，帮助学习者加深记忆。系统的逻辑组织结构与版面布局设计的对 应关系如图2 - i 所示。 图2 - i 逻辑结构与布局结构的对应关系 ( 2 ) 页面内部采用超媒体链接方式组织教学内容 在每个知识点的页面内部，设置多个页面切换按钮，如：“课程导航”按钮， 可以帮助学习者灵活的切换到课程导航页面，并从此页面进入其他知识点页面； “演示”按钮，可以从当前文字讲解页面，切换到视频播放页面，演示相关知识 点的操作步骤，播放完成自动返回知识点文字讲解页面，避免“信息迷航”现象 发生；“操作”按钮，可以从当前文字讲解页面，切换到“m i c r o s o f tw o r d9 7 ” 或“m o c r o s o f te x c e l9 7 ”操作平台，配合当前知识点，由学习者自己动手操作， 图2 - 2 多媒体教学课件模块图 1 4 基于网络的多媒体教学系统 加快对所学知识的理解、记忆，力争达到即时学习、即时掌握，加快学习进度， 提高学习效率。 综上所述，多媒体教学课件的模块如图2 - 2 所示。 二、课件开发工具的选择 目前，用于开发教学课件的软件平台很多，但总体上可以分为以下三大类。 第一类是专门用于制作课件的软件平台，比较有影响的如m a c r o m e d i a 公司 推出的基于流程的多媒体创作工具a u t h o r w a r e 、a s y m e t r i x 公司推出的基于脚本 的创作工具m u l t i m e d i at o o lb o o k 等；这类软件的优点是使用比较简单，创作 速度快；缺点则是创作者的随意性不大，只能在它所规定的范围内进行创意， 从而使创作者的设计创意受到一定程度的限制。同时这类软件一般不提供与数据 库的接口功能，在处理大量数据信息时，只能将数据作为文本文件形式存储， 然后以文字的形式粘贴到某种载体上，使得结构不够灵活并且在程序运行过程 中不能动态修改数据库内容，也影响了课件的交互性能。 第二类是可视化通用程序设计语言，比较有影响的如m i c r o s o f t 公司的 v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 等。这类软件对程序员的编程能力要求较高，但其 优点则是为程序设计人员提供了多种设计手段灵活为设计人员提供了广阔的创 作空间；另外，该类软件都提供了数据库引擎工具，支持对数据库的多种访问方 法。 第三类是网页制作工具类软件，代表性的有f r o n t p a g e 系列，该类软件最大 的优点是所见即所得，且适合于网络发布；但缺点是代码量过大，对于多媒体信 息的处理手段不够方便。 综上所述，任何一类创作工具都具有其优缺点，在课件的制作过程中，综合 考虑本课件的主要应用场合是课堂教学，本课程的特点是操作性强等多方面因 素，我采用了v i s u a lb a s i c a6 o 平台作为课件开发工具。v b6 0 开发系统允 许设计人员使用动画、图形、声音、视频等多种媒体信息创作交互式的多媒体应 用程序，并且根据课件的特点，在v b 中可以利用对a c t i v e x 对象的引用，切换 到m i c r o s o f tw o r d 或m i c r o s o f te x c e l 等其它应用软件的环境下，由教师根据 教学内容进行实际的操作讲解。 基于网络的多媒体教学系统 2 2 网上考试系统 一、网上考试系统的逻辑结构 计算机文化基础课程的考试特点是客观题所占比例大，目前的考试方法 采用传统考试方式，其流程如图2 3 所示的步骤 手工出卷( 由本教研室教师完成) 山 学生答卷( 分：机读答题卡和印刷试卷) 教师阅卷( 分：机读、人工) 0 核分( 机读成绩+ 卷面成绩) 第一步：打印机读成绩第二步：与卷面成绩相加 士 试卷分析( 题型、各程度试题分数、班级平均分等) 0 网上成绩录入 图2 - 3 传统考试沉程图 对比上述步骤，我开发的网上考试系统主要解决了如下问题： ( 1 ) 试题库：在网络服务器上建立了试题库，该库只能由具有权限的教师 根据教学内容进行维护、更新，对其他人员完全屏蔽。 ( 2 ) 组卷：根据考试前确定的题型、难度系数按照一定的算法对每个考生 随机组卷，也可以为所有考生组织相同的试卷。 ( 3 ) 答题：学生答题直接从网上登录，经过身份验证无误后，方可进入答 题界面开始考试，因而可以避免机读答题卡时由于学号填写错误导致的成绩丢失 问题。 ( 4 ) 阅卷：计算机文化基础课程的考试题型分为客观题和主观题，其中 客观题的题型为单项选择题和多项选择题两种，共占7 0 左右。对于该类题型在 考生提交考试答案后，网上考试系统可以自动阅卷，并将考试分数写入考生成绩 数据库的相关字段。主观题的题型主要是填空题，该类试题的特点是答案虽然简 基于网络的多媒体教学系统 单但一般不具备唯一性，需要由教师人工阅卷。本系统采取的解决方法是首先将 考生的答案保存到相关的数据库中，考试完成后，阅卷教师登录，打开答案库， 完成主观题的阅卷工作，并且将得分直接写入网页，从而由系统写入到考生成绩 库，完成与客观题得分的核分工作。 ( 5 ) 试卷分析：试卷组卷完成后，系统可以自动填写我校试卷分析中要求 的题型、每种题型中高难度题目、中等难度题目、低难度题目的所占的分值；并 且考生成绩库形成之后，系统可以自动按班级统计统计试卷分析中要求的最高 分、最低分、平均分、及格率、优秀率以及各分数段的人数的统计工作，将教师 工作量减少为0 。 ( 6 ) 网上成绩录入：本系统目前仍然采用原始的手工录入方法，但随着我 院教务管理信息化进程的推进，我相信将来可以将计算机文化基础网上考试 的学生成绩库直接上传教务处的学生成绩数据库，实现真正的网络考试。 二、网上考试系统开发工具的选择 网上考试系统的运行平台是w i n d o w sn t 操作系统，且该系统中典型两个技 术是动态网页设计和w e b 数据库处理。目前在w i n d o w s 操作系统上流行的动态网 页设计工具和w e b 数据库处理工具有： ( 1 ) 公共网关接口c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) c g i 是较早实现的技术。适用于多种服务器平台，如u n i x 、w i n d o w s 等，在 i i s ( m i c r o s o f ti n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ，i n t e r n e t 信息服务器) 上，用 c g i 程序可以调用操作系统所提供的所有功能，并使用o d b c 建立数据库连接来 使用数据库功能。 但是，从开发人员的角度来看，这些应用程序在维护和调试时都十分困难。 并且，从w e b 服务器的性能上来看，使用c g i 的一个更大的缺点是对于每一个客 户的请求，c g i 都要产生一个进程来进行处理。这样，当服务器的访问量很大时， 系统内部用于处理用户响应的进程就十分多，这样多的进程会让服务器的资源很 快地消耗掉，很容易导致机器的崩溃。 因此，可以看出来，使用c g i 的优点是可以创建功能强大的应用程序：缺点 是难以维护和调试，系统资源消耗大。 ( 2 ) i n t e r n e t 服务器应用程序接口i s a p i ( i n t e r n e ts e r v e ra p p l i c a t i o n 1 7 基于网络的多媒体教学系统 p r o g r a n l f n i n gi n t e r f a c e ) 使用i s a p i 的优点是可以避免像c g i 程序那样，对每一个客户请求都产生一 个进程，所以它就成为一种既可以产生功能强大的应用程序，又能减少性能损失 的一个程序设计环境。i s a p i 应用程序是通过d l l 实现的，并且可以加载到服务 器的进程空间，这可以保证执行得更快。用i s a p i 可以创建过滤程序和扩展程序 两种不同的应用程序。 过滤程序对于客户来说是透明的。它用于监视请求、自定义身份验证方案、 随机数据转换，以及更多的事情。在服务器打开时，过滤程序就加载到w e b 的进 程空间，并一直驻留在内存中，直到服务器关闭为止。 扩展程序与c g i 应用程序的工作类似，i s a p i 扩展程序用于处理表单、从数 据库中检索数据、执行业务逻辑等。与过滤程序一样的是，扩展程序也是加载到 w e b 服务器的进程空间，但是只在第1 个用户从扩展程序请求服务时才发生，而 不是在服务器启动时发生。扩展程序也可以用来获得操作系统级别的访问。 由于i s a p i 的d l l 是被加载到w e b 服务器的进程空间的，所以这种方法的最 大缺点是，如果编写的i s a p i 应用程序对性能的考虑不是很好，就会导致服务器 的崩溃。它还有另外一个缺点，就是它仍然要使用c 语言这样的十分复杂的语言 来进行编写。对于程序员来说，调试和维护仍然不容易。 ( 3 ) i n t e r n e t 数据库连接器i d c ( i n t e r n e td a t a b a s ec o n n e c t o r ) i d c 通过o d b c 建立与数据库的连接，进行数据访问，并创建动态的页面把 结果显示给用户。这样，使用i d c 可以很容易地实现数据库的功能，不用创建 c g i 、i s a p i 程序。 使用i d c 要建立查询文件和模板文件两种文件。查询文件用于保存对数据库 访问的s q l 语句，模板文件用于保存命令文件，它用h t m l 模板合并查询的结果。 用i d c 进行数据库前端程序的设计是十分容易的。但是，用它只能进行数据库的 编程，不能添加其他的逻辑功能。如果要进行服务器端的深入设计，就不能使用 i d c 。 ( 4 ) 动态服务器页面a s p a s p n e t ( a c t i v es e r v e rp a g e ) 可以说，a s p a s p n e t 结合了前面三种方法的所有优点：用它可以建立强大 的应用程序，而且实现的效率很高，在这一点上它可以与c g i 和i s a p i 相媲美； 基于网络的多媒体教学系统 用它也很容易建立数据库连接，实现数据库访问，在这一点上它可以与i d c 相媲 美。并且，对于第三方开发人员，还可以开发自己的自定义控件来扩展它的功能。 用a s p a s p n e t 进行服务器端的程序开发相比较而言是十分容易的。对于 程序员来说，它的开发不复杂，不用使用很多时间就可以开发出效率高、易维护 的应用程序。可以很容易地把程序的执行结果与h t m l 结合起来显示给用户。 a s p 现在已经成为i i s 上编写动态网页的标准。并且可以进行事务处理以保 证数据操作的正确性和完整性。 2 0 0 0 年7 月开始微软推出了a s p n e t ，它几乎完全是基于组件和模块化的， 网络应用程序的开发人员使用这个开发环境可以实现更加模块化的、功能更强大 的应用程序。因而，在网上考试系统的开发中我选择使用a s p n e t 作为开发平台。 与a p s 比较，a s p n e t 使用的是一种全新的运行环境框架，即n g w s ( n e w g e n e r a t i o nw e bs e r v e r s ) 。n g w s 框架并不是单单为a s p n e t 而存在的，它的目 标是支持基于w i n d o w s 的所有应用。它在系统中处于操作系统内核与应用程序之 间，使得应用程序可以更好的利用操作系统提供的功能，并使程序开发更快更简 单。n g w s 在系统内部的位置如图2 - 5 所示。 图2 - 5n g i s 在系统内部的位置 n g w s 框架的一个最大的特点就是它是一个中间语言执行环境。不论是用什 么语言编写的代码，在编译时都会自动翻译成为一种标准的中间语言( i l ) ，然 后由n g w s 生成最后可执行的二进制代码。这些二进制代码保存在缓存中，直到 源代码改变为止。由于这个特点，所以无论使用的语言是v i s u a l b a s i c 、c # 、 j s c r i p t 还是p e 订，只要是n g w s 支持的语言，所有的中间代码都是相似的。这 样完全可以实现多种语言编写的程序之间的相互调用，为程序员提供了一个十分 方便快捷的实际环境。 在a s p n e t 既可以使用v b 作为脚本语言，也可以使用c # 作为脚本语言，因 1 9 基于网络的多媒体教学系统 而对于v b 或c 程序员来说，都可以利用a s p n e t 很快进入到动态网页开发的工 作中去。 2 0 基于网络的多媒体教学系统 第三章主要技术问题 3 1 多媒体教学课件涉及的技术问题 3 1 1 音频采集与播放 一、解说文字的录制 声音是多媒体课件中重要的组成元素之一，计算机中广泛应用的数字化声音 文件有两类：一类是专门用于记录乐器声音的m i d i 文件( m i d 文件) ；还有一类 是采集各种声音的机械振动而得的数字文件( 也称为波形文件即w a v 文件) ，其 中包括乐器的数字音乐、数字语音及数字化的自然界的效果音( 音效文件) 等。 波形文件是将模拟的声音信号经过声卡的采样、量化、编码，得到数字化的 结果。采样的频率和量化的精度直接影响声音的质量和数据量。一般有3 种采 样频率4 4 1 k h z ( 每秒取样4 4 1 0 0 次，用于c d 品质的音乐) ；2 2 0 5 k h z ( 适用于 语音和中等品质的音乐) ；1 1 0 2 5 k h z ( 低品质) 。量化精度分8 位字长量化( 低 品质) 和1 6 位字长量化( 高品质) 。 “采样率”和“采样精度”是数字化声音的两个最基本要素。1 1 0 2 5 k h z 、 8 b i t 是课件类应用中最常见的标准。 通常，课件中音频素材的采集和制作可以有以下几种方式： ( 1 ) 利用一些软件光盘中提供的音频文件。在一些声卡产品的配套光盘中 往往也提供许多w a y 或m i d i 格式的音频文件。 ( 2 ) 通过计算机中的声卡，从麦克风中采集语音生成w a v 文件。如制作课 件中的解说语音就可采用这种方法。 ( 3 ) 通过计算机中声卡的m i d i 接口，从带m i d i 输出的乐器中采集音乐， 形成m i d i 文件；或用连接在计算机上的m i d i 键盘创作音乐，形成m i d i 文件。 ( 4 ) 使用专门的软件抓取c d 或v c d 光盘中的音乐，生成声源素材。再利用 音频编辑软件对声源素材进行剪辑、合成，最终生成所需的音频文件。 在计算机文化基础多媒体课件中需要两类音频文件，一是课件播放的背 2 1 苎主塑竺竺童塑竺墼兰墨竺 景音乐；二是课件中每个知识点的文字解说。 本系统的背景音乐直接从软件光盘中获取，为m i d i 文件，在此我想主要介 绍的是文字解说声音的录制。 录制解说文字可以使用w i n d o w s 操作系统中附带的“录音机”工具，“录音 机”小巧易用，但是录音的最长时间只有6 0 秒，并且对声音的编辑功能也很有 限，因此在音频的制作过程中不能发挥太大的作用。此外，很多专业多媒体制作 公司都开发了专门用于音频编辑的软件，如c o o le d i tp r o 2 0 0 0 、s o u n df o r g e 、 w a v ee d i t 、g o l d w a v e 等音频编辑器，这些软件对声音的录制和编辑的功能都很 强大，因此，在本课件的声音录制中我选用了g o l d w a v e4 2 5 作为音频编辑器录 制、编辑解说文字。 二、音频文件的播放 在v b 中播放音频文件通常有如下几种方法： ( 1 ) 利用o l e 控件 o l e 控件的工作方式是通过该控件将其它能够播放音频文件的w i n d o w s 应 用程序嵌入到当前应用程序中，实现音频文件的播放，这就要求在使用该课件的 计算机上，都必须提前安装有课件中要求的播放工具，否则，将导致不能正常播 放。由此可见，使用o l e 控件并不是播放音频文件的最好的方法。 ( 2 ) 利用a p i 函数 a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ) 是w i n d o w s 操作系统提供给w i n d o w s 程序员的一个应用程序接口，其中包含大量的函数。调用a p i 函数播放音频文件， 是早期v b 程序员非常熟悉的一种手段。 ( 3 ) 利用m m c o n t r o l 控件 高版本v b 中提供了许多a c t i v e x 控件，其中多媒体控制接口m c i ( m e d i a c o n t r o li n t e r f a c e ) 控件就是其中一个，它包括了一套控制音频和视频设备的功 能。使用该控件的优点主要在于两点。首先，在v b 中把a p i 函数中所有的支持 多媒体设备工作的命令串，以控件属性表达出来，既符合v b 程序员的设计习惯， 又简化了程序设计过程，只要借助v i s u a ls t u d i o 平