(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf_第1页
(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf_第2页
(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf_第3页
(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf_第4页
(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf_第5页
已阅读5页,还剩70页未读 继续免费阅读

(教育技术学专业论文)基于web的教学支撑平台专用组件设计与开发.pdf.pdf 免费下载

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

摘要 随着网络教学的广泛应用 越来越多的w e b 教学支撑平台被开发出来作为网络教学 的物质基础 伴随着平台数量的增长 网络教学支撑平台通用性和个性化之间的矛盾逐渐 凸显出来 许多平台表现出了低水平重复开发和个性化差的状况 随着这几年网络教育服 务行业的兴起 快速有效的平台开发成为行业的关键 为了解决平台通用性和个性化的矛 盾 提高网络教育服务的质量 必须采用更先进的开发方法来支持w e b 教学支撑平台的 构建 基于组件的开发是时下软件工程中倡导的开发模式 将其用在平台开发上 可以从 根本上提高平台的开发效率和保证平台良好的扩展性 而专业领域的组件和组件库工具是 基于组件的软件工程的基础 就目前来看 教育领域的专用组件和组件库还没有得到太多 的研究 因此 笔者提出了封装基于w e b 的教学支撑平台专用组件的研究问题 本研究的意义在于 为搭建良好架构的网络教学支撑平台提供支持 促进网络教学的 开展 促进解决网络教学支撑平台面临的通用性和个性化之间的矛盾 促进网络教育服务 的工业化开发平台的实现 笔者首先通过文献查阅 对国内外基于w e b 的教学支撑平台的研究现状 组件的相 关技术和研究领域以及目前组件技术在教学支撑平台中的应用进行了综述 通过对现状的 分析 阐明了封装w e b 教学支撑平台组件的必要性 确定了本研究的内容 包括组件的 教学领域性研究 组件的w e b 专用性研究和组件库管理工具的研究 提出了封装基于w e b 的教学支撑平台组件的解决方案 随后 笔者在对w e b 教学支撑平台的特点和功能进行 分析的基础上 实现了专用于w e b 教学支撑平台的组件和用于组件管理的组件库工具 笔者在研究中采用了 n e t f r a m e w o r k 下的组件技术来实现各层组件 使用s q l s e r v e r 2 0 0 5 作为组件的后台数据库支持 组件开发过程中综合应用了设计模式的知识和a j a x 技术 所开发的组件遵循组件接口设计和实现的规约 研究所得出的结论有 1 网络教学支撑平台的组件设计需要支持个性化学习和协作学习 2 基于w e b 架构层次的分层组件有利于构建基于w e b 的教学支撑平台 3 组件描述模型的建立有利于组件的管理和检索 关键词 w e b 教学支撑平台 w e b 组件 组件库 a b s t r a c t w i t ht h em o r ew i d e l ya p p l i c a t i o no fe l e a r n i n g m o r ca n dm o l ew e b b a s e di n s t r u c t i o n s u p p o r t i n gp l a t f o r m sa r ed e v e l o p e da st h em a t e r i a lb a s i so fe l e a r n i n g w h i l et h en u m b e ro f p l a t f o r m si sr i s i n g t h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e ng e n e r a l i t ya n di n d i v i d u a l i t yi si ne v i d e n c e l a r g e d u p l i c a t e dd e v e l o p m e n tw o r ka n dp o o ri n d i v i d u a l i t yi sr e c e n ts i t u a t i o n w i t ht h ea p p e a r a n c e a n dd e v e l o p m e n to fw e be d u c a t i o n a ls e r v i c e r a p i da n de f f i c i e n td e v e l o p m e n to fp l a t f o r m s b e c a m et h ek e yi s s u ef o rt h i si n d u s t r y i no r d e rt or e l i e v et h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e ng e n e r a l i t y a n di n d i v i d u a l i t yo fp l a t f o r ma n di m p r o v et h eq u a l i t yo fw e be d u c a t i o ns e r v i c e s am o r e a d v a n c e da p p r o a c hf o rt h ed e v e l o p m e n to fw e b b a s e di n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r m ss h o u l d b ea d o p t e d c o m p o n e n t b a s e dd e v e l o p m e n t c b d i sah o ti s s u ei ns o f t w a r ee n g i n e e r i n g i t c a ni m p r o v ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c ya n de n s u r ew e l le x p a n s i o n d o m a i np r i v a t ec o m p o n e n t s a n dm a n a g e m e n tt o o l sf o rc o m p o n e n tl i b r a r ya r et h eb a s i so fc o m p o n e n t b a s e ds o f t w a r e e n g i n e e r i n g c b s e b u tr e c e n t l y t h er e s e a r c ho nc o m p o n e n ta n dc o m p o n e n tl i b r a r yo f e d u c a t i o n a ld o m a i ni ss op o o r s o t h ea u t h o rp r o p o s e dt h es t u d yo ne n c a p s u l a t i n gc o m p o n e n t s f o rw e b b a s e di n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r m s t h i ss t u d yi so fg r e a ts i g n i f i c a n c ef o rs u p p o r t i n gf o rt h ed e v e l o p m e n to fw e b b a s e d i n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r m sw i t hw e l la r c h i t e c t u r e h e l p i n gt os o l v et h ec o n t r a d i c t i o n b e t w e e ng e n e r a l i t ya n di n d i v i d u a l i t ya n da l s om a k i n gt h ed e v e l o p m e n to fw e be d u c a t i o n a l s e r v i c eb e c o m ei n d u s t r i a l i z e d d e p e n d i n go nt h el i t e r a t u r er e t r i e v a l t h er e c e n ts t u d ya b o u tw e b b a s e di n s t r u c t i o n s u p p o r t i n gp l a t f o r m b o t hi nd o m e s t i ca n da b r o a d r e l a t i v et e c h n o l o g i e sa n di s s u e sa b o u t c o m p o n e n t s a n dt h e i ra p p l i c a t i o ni ni n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f 9 珊i sf n s t l ys u m m a r i z e d w i t h t h ea n a l y s i so fc u r r e n ts i t u a t i o n t h en e c e s s i t yo fe n c a p s u l a t i n gc o m p o n e n t si se l a b o r a t e da n d s t u d yc o n t e n ti sf o c u s e d i n c l u d i n gc o m p o n e n tw i t he d u c a t i o n a ld o m a i nc h a r a c t e r s c o m p o n e n t w i t hw e bc h a r a c t e r sa n dm a n a g e m e n tt o o lf o rc o m p o n e n tl i b r a r y t h e n e n c a p s u l a t i o ns o l u t i o n i sp r o v i d e d o nt h eb a s eo ft h ea n a l y s i sf o rt h ec h a r a c t e r sa n df u n c t i o n so fe x i s ts y s t e m s t h e c o m p o n e n t sf o rw e b b a s e di n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r ma n dt o o l sf o rc o m p o n e n tl i b r a r ya r e i m p l e m e n t e d t h ec o m p o n e n tt e c h n o l o g yu n d e r n e tf r a m e w o r ki s a d o p t e dt oi m p l e m e n t a l l c o m p o n e n t s w i t hs q ls e r v e r2 0 0 5 弱t h ed a t a b a s es u p p o r t i n g t h ek n o w l e d g eo fd e s i g n p a t t e r na n da j a xt e c h n i q u e i sa l s ou s e d d e v e l o p e dc o m p o n e n t sc o n f o r mt op r i n c i p l e sa b o u t c o m p o n e n ti n t e r f a c ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n t h ed r a w nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s 1 c o m p o n e n t s f o rw e b b a s e di n s t r u c t i o n s u p p o r t i n gp l a t f o r m s s h o u l d s u p p o r t p e r s o n a l i z e dl e a r n i n ga n dc o l l a b o r a t i v el e a r n i n g 2 c o m p o n e n t sd i v i d e db ya r c h i t e c t u r el a y e rw i l lb ec o n d u c i v et od e v e l o pt h ew e b p l a t f o r m 3 c o m p o n e n tm o d e lw i l lb ec o n d u c t i v et om a n a g e m e r i ta n dr e t r i e v a l k e yw o r d s w e b b a s e di n s t r u c t i o ns u p p o r t i n gp l a t f o r m w e bc o m p o n e n t c o m p o n e n tl i b r a r y u 图表清单 图2 1 n e t 组件相关类的类层次结构图 1 1 图2 2 传统软件开发阶段与c b s e 软件开发阶段比较 1 2 图2 3 基本的组件库的构建流程图 1 3 图3 1 研究方案流程图 1 6 图3 2 开发过程的总体解决方案 1 7 图4 1 基于w e b 的教学组件特性对网络教学的支持 1 9 图4 2m o o d l e 提供的小组编排界面 2 1 图4 3b p 神经网络正向传播过程 2 4 图4 4b p 神经网络推导学生知识点掌握水平的网络拓扑图 2 5 图4 5 存储教学活动关系的策略表的结构 2 9 图4 6 网络教学环境下的评价过程 3 0 图5 1 组件关系的u m l 示意图 3 3 图5 2 客户应用系统更换组件的过程 3 6 图5 3f a c a d e 设计模式 3 7 图5 4 采h jf a c a d e 模式设计组件接口后的客户应用系统更新 3 8 图5 5 表示层组件在v i s u a ls t u d i o 中的设置环境 4 5 图5 6 表示层组件的运行时态 4 6 图6 1 组件库的用例图 4 7 图6 2 组件库的功能层次图 4 8 图6 3 组件的存储结构 4 8 图6 4 组件基本信息表结构 4 9 图6 5 组件描述模型语义概念实体关系图 4 9 图6 6 组件模型存储及关系结构 5 l 图6 7 路径编码下的索引树 5 2 图6 8 多维描述模型下相等的无序标签树 5 3 图6 9 构件树示例图 5 4 图6 1 0 组件的术语索引表 5 7 图6 1 1 不同级别下的树匹配 5 9 图6 1 2 高级检索页面 6 2 图6 1 3 组件入库流程 6 2 图6 1 4 组件版本的层级结构 6 4 图6 1 5 组件关系信息表 6 5 表4 1 不同教学环节的教学活动组件设计 1 8 表5 1 不同w e b 架构层的组件责任 3 2 表5 2w e b 自定义控件和用户控件的区别 3 9 表6 1 刻面定义及术语描述 5 0 v 首都师范大学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导下 独立进行研究工作所取 得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 燃 獬 扫榀 日期 加寥年朋 j 同 首都师范大学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留 使用学位论文的规定 学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版 有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅 有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版 保密的学位论文在解密后适用本规 定 学位论文作者签名 伤秒 心 日期 砑年 月弓j 日 第一章引言 1 1 研究背景 第一章引言 网络教育是互联网时代的产物 是利用网络来实现的一种计算机辅助学习的方式 计 算机辅助学习环境的支撑基础是多方面的 有哲学 心理学 教育学等理论基础以及物质 技术基础 l j 物质技术基础包括计算机硬件技术和软件技术基础 网络教育的基础硬件技 术是网络通信技术 而软件技术则是支持网络教育的网络教学支撑平台的开发技术 包括 w e b 应用开发技术 数据库技术 面向对象技术 组件技术 人工智能技术等一系列计算 机科学领域的应用技术 这些年随着信息技术的快速推进 网络教学平台被大量开发出来 用以支持形式更加 丰富的e l e a r n i n g 活动 就现在国内外已有的网络教学支撑平台来看 形式主要有三类 商业性平台 开源平台以及机构内部自行开发的平台 商业性教学平台以国外的b l a c k b o a r d 和w 曲c t 最为著名 但其价格也较为昂贵 以美国b b b l a c k b o a r d 为例 如果考虑用于有 4 0 0 0 名注册学生的高校 则每套b l a c k b o a r d 需要4 2 8 万元人民币 高昂的费用让国内许 多学校对这些平台望而却步 因此部分学校的教育学者开始将目光投向了开源免费的软件 上 国外比较有名的开源网络教育平台有美国的s a k a i 澳大利亚的m o o d l e 英国的 b o d i n t o n 加拿大的a t u t o r 等 其功能与b l a c k b o a r d 不相上下i z j 在开源教育平台中 m o o d l e 是其中的佼佼者 到目前为止 m o o d l c 已经提供对7 5 种语言的支持 以迅猛之势在全球 得到推广和应用 根据2 0 0 7 年3 月的统计表明 全球用m o o d l e 构建的站点已经达到2 1 8 3 0 个 遍及世界1 7 1 个国家 其主要应用于从小学到大学的各类学校 企业培训以及家庭学 校 在欧美已经形成了热点 而我国已经有许多学者和机构对此投入了关注的目光 开始 进行推广和应用m o o d l e 的工作 一些中小学也积极参与进来 截止2 0 0 7 年3 月 m o o d l e 在中国的站点数已经达到1 2 8 个1 3 j 除了直接利用像m o o d l e 这样的开源软件来生成平台外 国内更多机构都自行开发网络教学支撑平台 这里面有商业性的 也有为了满足自我需要 有针对性地进行开发的 例如 清华教育在线 电大在线 网梯教学平台等等 就上述几 种类型的平台而言 不管是采用购买 还是直接使用免费资源 或者是采用自行开发的形 式来构建 总而言之 网络教学支撑平台已经成为网络教育的一种重要物质基础 但就现今的网络教学支撑平台来看 虽然其规模越来越大 但在快速发展之时 却存 在许多问题 低水平重复开发和个性化差1 4 j 是存在问题的两个表现 笔者认为这正是网络 教学支撑平台所面临的通用性和个性化的矛盾所引起的表象 网络教学支撑平台需要支持 学生与教师之间 学生与学生之间的充分沟通与交流 并提供传统教学过程中一些保证教 学质量的关键环节 如作业 考试等 5 1 这些基本活动以及活动的基本功能保证了网络教 学支撑平台的通用性 使其可以支持网络教学 但为了适应自身的需要 平台更多时候需 要提供一些基于应用环境的特殊功能 即个性化功能 而在时间和技术有限的情况下 往 往难于同时保证两方面的需求 于是造成了前面所提到的重复开发和个性化差的情况 因 此在开发网络教学系统时 需要解决网络教学系统中的支撑平台的通用性与教学应用特殊 第一章引言 性的矛盾 6 1 网络教育服务是伴随着网络教育而形成的为网络教育提供平台 课件 资金 管理的 行业 7 l 就目前我国的网络教育服务提供商来看 主要通过和重点院校的合作来实施服务 如国内涉足现代远程教育领域较早的弘成科技发展有限公司就是典型的网络教育服务公 司 通过和众多网院的合作 研发了许多网络教学支撑平台 并提供相应的商业服务 网 络教育服务行业在高等院校的学术研究和企业的应用开发之间搭建了一个桥梁 为高质量 的教育服务提供了一种可行的解决方案 伴随着网络教育服务的兴起 服务提供商需要以 工业化的方式来开发平台 而软件工程则是这里的关键 当把目光从基于w e b 的教学支撑 平台的开发放大到软件的开发上来看 现代软件开发经历了从开始的面向过程 到后来的 面向对象 发展到现在所提倡的面向组件开发的过程 面向组件的开发是面向对象技术发 展的升华 它体现的是粗粒度 松耦合及更高层次上的抽象 组件又被称作为构件 当今 世界发达国家的r r 业界无一不在关注着 软件构件化 的实现 美国 印度 爱尔兰等软 件产业发达的国家更是投入巨资和人力 建立能适应各种开发目标的构件库 一些跨国巨 型1 1 r 企业也纷纷建立 构件系统开发与设计 的研发机构l 引 笔者在分析了作为网络教学物质基础的w e b 教学支撑平台的现状后 结合组件技术 提出了构建基于w e b 的教学支撑平台专用组件的研究问题 并在综合分析各种因素后 选 择m o o d l e 作为重点研究对象 将m o o d l e 提供的教学活动模块封装成组件的形式 成为基 于w 曲的教学支撑平台的专用组件 并在封装组件的过程中结合计算机领域内已有的算法 和新技术来完善这些组件 提供适当的组件接口 并通过设计出一个组件库的管理工具 来管理这些组件 为组件的积累和共享打下基础 使其能成为网络教育服务快速有效开发 w e b 平台的有力支持 1 2 研究意义 基于以上的研究背景 笔者认为基于w e b 的教学支撑平台专用组件设计与开发主要有 以下三个方面的意义 1 为搭建良好架构的网络教学支撑平台提供支持 促进网络教育的开展 网络教学支撑平台是网络教育的物质基础 只有基础牢固了 才能使网络教育更加流 畅顺利地开展 目前有平台引入了模块化或者组件化的思想来构建整个平台系统 例如 m o o d l e 所使用的教学模块 在一定程度上提高了平台的可伸缩性和可维护性 但这些模块 或组件更多是目标系统开发的方法和手段 插拔性限于系统本身 接口对平台的依赖性较 大 在做架构升级时 将可能引起所有模块的更新 边界清晰 对系统具有较低耦合的组 件将有利于软件平台的更新和维护 实现无缝升级 从根本上保证系统的可伸缩性和可维 护性 从这方面来看 专用组件的开发将有利于搭建出架构更良好的网络教育的物质基础 对促进网络教育的开展具有重要的意义 2 促进解决网络教学支撑平台面临的通用性和个性化之间的矛盾 网络教学支撑平台一方面需要具备教学的基本功能 另一方面 需要根据应用环境的 2 第一章引言 特殊要求具备个性化的功能 这两者本来不完全矛盾 但在实际开发中 往往限于时间和 精力 很难得到兼顾 这导致某些平台在通用功能的实现上进行了一些低水平的重复开发 平台的个性化表现不足 组件的复用性将有利于避免重复性开发 可扩展的组件接口设计 能作为平台个性化功能实现的条件基础 因此 开发一套服务于网络教学支撑平台的组件 使组件以接口的形式暴露给平台或者其他组件 将大大降低开发人员的时间和精力消耗 从而促进网络教学支撑平台所面临的通用性和个性化之间矛盾的解决 3 促进网络教育服务的工业化开发平台的实现 网络教育服务是新兴的行业 服务提供商需要开发众多的网络教学支撑平台 这里面 存在许多可复用的功能模块可以封装成组件 组件的开发是一个积累的过程 需要长时间 的坚持以及众多开发人员的参与 组件的积累过程需要一个统一的维护工具 并提供给复 用人员获取组件的途径 这就是组件库的管理维护工具 在组件数量达到一定规模时 完 整的组件库系统将能有效地支持平台的开发 对提高网络教学支撑平台的开发效率 实现 以装配形式组装系统的工业化开发具有重要意义 1 3 论文的组织结构 本研究是在已有的基于w e b 的教学支撑平台的基础之上 抽取和封装了其中的模块单 元 并以组件的形式提供共享 本文的组织结构如下 第一章引言 介绍了研究背景 研究意义以及论文的组织结构 第二章文献综述 讨论了基于w e b 的教学支撑平台 组件和组件库的相关概念 并 对国内外在网络教学支撑平台和组件技术上的研究现状和已有成果进行了详细的介绍 第三章研究内容及研究方案 介绍了本研究中主要的研究内容 以图示的方式展示 了研究的整个流程 并根据研究内容制定了总体的解决方案 第四章w e b 教学支撑平台组件的教学领域性 阐述了教育教学理论与组件设计开发 的关系 详细介绍了相关算法和接口设计对这些理论的支持 第五章w e b 教学支撑平台组件的w e b 专用性 按照w e b 架构的层次介绍了各层组件 的设计原则 实现重点和使用方法 第六章w e b 教学支撑平台专用组件库的实现 详细介绍了组件库维护工具所采用的 组件描述模型以及建立在该模型之上的组件检索和组件管理 第七章结论与建议 对整个研究的过程和所完成的工作进行了总结 得出了研究结 论 并对相关领域的进一步研究给出了建议 3 第二章文献综述 第二章文献综述 2 1 相关概念界定 2 1 1 基于w e b 的教学支撑平台 基于w e b 的教学支撑平台又可说成网络教学支撑平台 与其相似的名词有 远程教学 支撑平台 e l e a r n i n g 平台等 余胜泉在阐释远程教学支撑平台时说 9 远程教学支撑平台应该是建立在通用的 i n t e r n e t i n t r a n e t 基础之上的 专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务 的软件系统 它应该具有资源管理 网络课程开发 网络教学 网络教务管理四个方面的 功能和支持 汪琼认为1 1 0 l 一个完整地支持基于w e b 教学的支撑平台应该由三个系统组成 网上课 程开发系统 网上教学支持系统和网上教学管理系统 分别完成w e b 课程开发 w e b 教学 实施和w e b 教学管理的功能 本研究认为基于w e b 的教学支撑平台应该能支持教学的整个过程 包括对教学的分 析 教学策略的设计和实施以及对教学的评价 2 1 2 组件 组件的英文原词为 c o m p o n e n t 国内将其翻译为组件 构件或部件 组件是比较常 用且准确的翻译 组件这个术语并不源于计算机领域 而是来自于传统行业 特别是建筑业和制造业 以工业生产中的汽车制造为例 先生产出来的是发动机 轮胎这些部件 而这些部件都留 有一些接口 通过这些接口 将各个部件组装在一起 最终制造出汽车 软件行业中的组 件技术可以说是对这种组装方式的效仿 设计组件作为构建软件的基础 通过组件的接口 来组成系统或平台 组件自从被引入到软件行业后 人们对它的理解经历了好几个阶段 从简单的代码重用单元到满足一定规范要求的实体 人们对组件的定义不断在发展和更 新 欧洲面向对象编程 e c o o p 会议在1 9 9 6 年 定义组件是 一个具有规范接1 2 1 和确定的 上下文依赖的组装单元 能够被独立部署和被第三方组装 而微软公司认为 组件是一 个通过接口向外界提供服务的软件包 8 l c m u s e i 的f e l i xb a c h m a n 等人在一份关于基于组件的软件工厂的报告中给出的定义 为 1 1 l 一个不透明的功能实现 能被第三方组装 符合一个组件模型 类似对组件的定义还有很多 但一直以来都没有形成一个统一权威的定义 不过在这 些对组件的界定中 存在着某些共同的要素 正是这些共同要素 形成了对组件基本特征 4 第二章文献综述 的描述 本研究在综合各种定义后 认为计算机领域中的组件是可以独立交付的软件单元 个不透明的功能实现 并通过接口与其他组件或系统平台进行胶合 从而向外界提供服 务 2 1 3 组件库 组件库的英文原词为 c o m p o n e n tl i b r a r y 主要的翻译有组件库和构件库 其定义主 要用来描述它所具有的功能 组件库是由支持组件运行和管理的组件库框架和组件字典组成 建立组件库管理系统 类似数据库管理系统 它提供一套组件库管理语言 如组件定义语言 c o m p o n e n td e f i n e l a n g u a g e c o l 和组件操纵语言 c o m p o n e n tm a n i p u l a t i o nl a n g u a g e c m l 等来实现对组件 库的一般管理和特殊管理 1 1 2 l 组件库是一个可以被潜在的用户检索 评估 提取的支持环境 嘲 以上定义主要侧重于对组件管理维护工具的描述 在借鉴这些定义后 笔者认为组件 库是按照一定的方法被组织起来的组件的群集以及维护这个群集并使它不断被更新和利 用的工具的总和 2 2 国内外研究现状 2 2 1 网络教学支撑平台的发展 随着互联网技术对教育的渗透 网络教育在现代化教育中发挥着越来越重要的作用 越来越多的学校把网络教学引入到了教学活动中来 网络教学借助先进的互联网技术 能 为教学设计提供充分的舞台 为学生提供自主性的学习环境 有利于促进教学理念和教学 方法的改革 提高教学的效果 并充分发挥学生的主观能动性 使学生在学习中不再是被 动的接受者 而是知识的主动获取者 2 2 1 1 网络教学支撑平台的应用概述 网络教学支撑平台是用来实施网络教学的网上环境 而网络教学根据其应用范围的不 同 可以分为狭义和广义的概念 狭义的网络教学往往指一些教学单位或机构 比如中小 学 大学以及社会培训机构 为了辅助面授教学 或者实施完全的远程教学而搭建网上教 学平台来从事部分或全部的教学活动 而广义的网络教学除了应用于传统的教学单位和机 构外 还在企业中得到广泛的应用 即用于现今十分热门的企业培训 与网络教学很接近的一个词是e l e a r n i n g 由于e l e a r n i n g 这个词来源于国外 现在 国内对其的翻译也不一致 主要的译法有网络化学习 电子化学习和数字化学习 北京师 范大学的何克抗教授在深入剖析了美国教育部2 0 0 0 年度 教育白皮书 中关于e l e a r n i n g 概念的论述后 稍做修改 给出了e l e a r n i n g 的定义 1 3 l e l e a r n i n g 是指通过因特网或其 他数字化内容进行学习与教学的活动 它充分利用现代信息技术所提供的 具有全新沟通 5 第二章文献综述 机制与丰富资源的学习环境 实现一种全新的学习方式 这种学习方式将改变传统教学中 教师的作用和师生之间的关系 从而根本改变教学结构和教育本质 在这个定义中 何教 授强调了数字化内容 包括c d r o m 数据文件 计算机模拟 数字音视频等 与网络资 源的结合 并根据这样的理解 建议将e l e a r n i n g 翻译为 数字化学习 由于e l e a r n i n g 必须要借用网络资源 搭建网络平台是实施e l e a r n i n g 的基础 不同 类型的e l e a r n i n g 平台有着不同的侧重点 提供的主要功能以及平台的应用环境也是不一 样的 就现在的应用来看 以下几种类型的e 1 g a m i n g 平台经常见到 也较为典型 1 4 j c m s c o u r s em a n a g e m e n ts y s t e m c m s 即课程管理系统 是为基于网络课程的教学而搭建的平台 教师可以在其上发布 课程大纲 教学计划以及每堂课的教学内容 布置 批改作业 公布学生成绩 编辑测验 试卷 评分试卷等 学生可以在教师的指引下利用平台进行课程的学习 另外 c m s 一般 还提供一些通讯工具 例如讨论区 聊天室等 来支持师生之间 生生之间的交流 b l a c k b o a r d 和w e b c t 都是著名的商业性质的课程管理系统 而m o o d l e 则是开源的课程管 理系统 l m s l e a m i n gm a n a g e m e n ts y s t e m l m s 即学习管理系统 侧重于对教务教学 行政事务进行管理 其目的是简化对学习 和培训进行管理的程序 对于学习者来说 l m s 帮助他们自主安排学习过程 并提供与其 他同伴交流的空间 对管理者和教师来说 可以通过l m s 来了解学习者的学习情况 以 作出正确的决策 l m s 在教学上提供的功能很多都与c m s 是相类似的 只是c m s 更明 确在对课程的管理上 而l m s 也许会包含对教学行政事务的管理 l c m s l e a r n i n gc o n t e n tm a n a g e m e n ts y s t e m l c m s 即学习内容管理系统 经常容易与l m s 混淆 但其目的和侧重点都与l m s 不 相同 l c m s 是内容管理系统的一种 其重点是以学习物件 1 e a r n i n g o b j e c t s 来管理内容 而大多数l m s 并不具备创建教学内容的功能 它的最小可管理单位定位在某一门课程 现在对l c m s 的认识并不一致 存在着分歧 一种观点认为l c m s 是l m s 以及课程管理 系统这样平台的基础 为它们提供学习内容及相关信息 与l m s 是相辅相成的 l m s 偏 重网上教务 教学管理 而l c m s 偏重于学习物件的开发 编辑 管理 整合和发布 另 外一种观点认为 l c m s 是l m s 发展演变的结果 是l m s 教务 教学管理功能与 c m s c o n t e n tm a n a g e m e n ts y s t e m l 勾容管理系统的的集合 l 引 就现有的情况来看 这两种观点都反映了l c m s 的现状 l c m s 的确提供了部分l m s 功能 因此是有内含的关系存在 但由于其侧重点在内容的编辑和开发上 因此大部分 l c m s 并不具备l m s 的完整功能 需要根据应用环境 选择与l m s 进行配合应用 2 2 1 2m o o d l e 课程管理平台 m o o d l e 是由澳大利亚专家m a r t i nd o u g i a m a s 开发的一个免费并且开源的软件包 采用 6 第二章文献综述 p h p 语言编写 可以用来建设一个基于w e b 的课程管理系统 m o o d l e 是m o d u l a r o b j e c t o r i e n t e dd y n a m i cl e a r n i n ge n v i r o n m e n t 的缩写 其中文意思为模块化面向对象的动 态学习环境 其设计主要建立在社会建构主义理论之上 鼓励交互和发现学习 学生的学 习体验是非线性的 m o o d l e 提供了充足的教学活动模块 使得教师能够像搭积木一样来进 行教学设计 将各种资源按照课程的要求进行组合 设计出合理的教学过程 在m o o d l e 中包含静态和动态的资源 其中静态的资源都是些基本的网页元素 网页 链接 文本页 标签 而动态的资源是具有交互功能的可用于教学的活动模块 这其中包括了聊天室 论 坛l l 酬 在m o o d l e 的名称中就已经表明了其开发所遵循的思想 那就是模块化的思想 也 正是因为基于这样的思想 使得m o o d l e 的教学活动模块是可插拔的 即可以增加或屏蔽 活动模块 教师还可以根据自己的需求从m o o d l e 的网站 h t t p m o o d l e o r g l 下载一些模 块 将其添加到系统平台中 m o o d l e 目前提供了作业 触s i 驴m e n t 聊天 c h a t 投票 c h o i c e 讨论区 f o r u m 词汇表 g l o s s a r y 课 l e s s o n 测验 q u i z 以及问卷调查 s u r v e y 这些基本的教学活动 用它们可以支持基本的课程设计和开发 除此以外还提供 s c o r m a i c c 专题讨论 w o r k s h o p w i k i b l o g 这样的高级活动1 1 7 2 0 1 由于m o o d l e 开放源代码 具有跨平台和多国语言支持的特性 因此在全球得到了广 泛的应用 在我国m o o d l e 的应用比欧美国家要晚 最近几年才得到较多关注 国内一些 学者为m o o d l e 的应用和推广做出了很大的贡献 上海师范大学的黎加厚教授在自己的b l o g 上撰写了许多关于m o o d l e 的文章 并为了m o o d l e 在国内能得到更好的应用普及 为其翻 译了中文的名称 魔灯一 意为 m o o d l e 就是教师魔术师手中的 魔灯 现在国内 已经有越来越多的中小学和高校加入到了使用m o o d l e 的行列中来 鞍山一中 上海师大 以及哈尔滨工业大学都是较早使用和推广m o o d l e 的学校 2 2 1 3 网络教学支撑平台现状分析 大约是在1 9 9 6 年底 1 9 9 7 年初开始出现支持网上教学的软件平台 近年来更是层出 不穷 1 0 1 随着计算机技术 网络技术的发展和虚拟现实技术 人工智能技术 智能代理技 术在教育中的应用 各类新型学习支持工具 教学系统不断产生 促使网络教学支撑平台 朝着多元化的方向发展 2 1 1 不同类型的网络教学支撑平台 其功能侧重点是不同的 大体 包括四种主要功能 网络教学资源库 网络教学支持 网络教学管理和社区服务 捌 伴随 着众多不同类型的网络教学支撑平台的开发 许多研究者开始对已有平台进行总结和反 思 1 网络教学支撑平台由支持单一教学模式向支持多教学模式发展 教师的教学策略和教学活动是灵活的 随着教学对象 教学内容和教学进程的不同而 不断发生着变化 因此 目前网络教学支撑平台开始由支持单一和固化的教学模式向适合 多种教学模式和教学策略的弹性的网络教学环境发展 1 4 1 2 网络教学支撑平台对课程或教师教学的个性化学习支持 原有的一些通用网络教学支撑平台不能满足部分教师与课程的个性化教学要求 支持 7 第二章文献综述 教师在不掌握w e b 编程技术的情况下自行定制个性化网络教学环境的动态虚拟课程网站 成为一个研究方向f 1 4 l 3 网络教学支撑平台走上产品化道路 网络教育服务公司的介入 使网络教学支撑平台逐渐走上了产品化的道路 在原有集 成性教学支撑平台系统的基础上 根据教育教学工作的需要形成了一系列具有针对性的产 品 4 网络教学支撑平台中构件技术的应用 网络教学支撑环境是由许多教学子系统和工具组成的 无论是考虑针对不同教学模式 构建特定的教学平台 还是考虑系统的可扩展性与维护便利性 采用插件引擎技术 构建 构件库都是可行的技术路线1 1 4 网络教学支撑平台经过十余年的发展 积累了许多开发经验 形成了一些开发模式 但就现有网络教学支撑平台的开发来看 仍存在着一些较为明显的问题 1 相似功能模块在平台内部的重复出现 对于网络教学支撑平台 所有的行为都是围绕 对象 如教师 学生 作业 及其对象的动作 如教师布置作业 学生完成作业 学生 提交作业 展开的 而相同或相似的对象及其动作往往需要在多个不同的功能模块中 重复出现 2 3 1 2 支持平台通用性的基本教学活动模块在不同平台中重复进行开发 来自某研究者对我 国普通高校网上教学平台及网站建设的研究数据 2 4 l 表明 诸如b b s 在线聊天这样的 教学活动 大部分平台都是支持的 但由于这些平台归属的网络教育学院的不同 在 采用自行开发时必须完成一些重复性的开发工作或者进行代码级的白盒复用 3 基于不同平台的模块很难集成 系统的扩展性和伸缩性比较差 2 5 1 就网络教学支撑平 台的发展趋势来看 需要能较好地适应需求的快速变化 通过小代价的服务替代升级 或者流程重组就能实现 按需定制 的要求 矧 而系统内部的强耦合性 使其在更新 换代时 难于扩展 修改的困难远远大于重新设计 4 教育理论与技术开发结合不理想 国外有研究者在研究教育软件组件的开发中指出 2 7 1 由于开发人员缺少和学习者的直接接触 使得他们不能直接开发出优秀的教育软件 而专业教育工作者又不能成为教学平台的高效生产者 正是这样的原因 导致许多现 实存在的网络教学支撑平台缺乏理论支持 在应用到教学实践时遇到障碍 2 2 2 组件技术 2 2 2 1 组件产生的原因 组件技术产生的 个重要原因源于对软件复用研究的活跃 随着软件规模的增大 为 了提高软件开发效率 早在1 9 6 8 年 软件复用的概念就在北大西洋公约组织 n 瑚r o 软件 工程会议上被提出 后来还为此制定了一套软件复用的指导标准 其中包含了利用标准组 8 第二章文献综述 件实现软件复用的基本思路 在这次会议上 m c l l r o y 在题为 m a s s p r o d u c e ds o f t w a r e c o m p o n e n t s 的报告中提出了s o f t w a r ec o m p o n e n t s c o m p o n e n tf a c t o r y 等概念 1 羽 软件复用是从根本上提高软件生产率 降低成本 提高质量的有效途径 而组件技术 是解决复用的一个重要途径 对于软件复用 存在着两种形式 分别是黑盒复用和白盒复 用f 2 8 1 黑盒复用 是指复用资源被原封不动地集成到宿主系统中 不做修改 黑盒复用不要求用户知道 复用资源的设计或实现细节 只知道其功能及其调用协议即可 当用户必须设置一些参数 作为调用协议的一部分时 可以看作是黑盒复用的实例 白盒复用 复用资源在被集成到宿主系统之前 要进行分析和修改 因为这些资源不一定满足宿 主系统的需求 白盒复用需要用户分析和理解资源的实现细节 与黑盒复用不同 白盒复 用不能只通过设置参数来实现复用资源的变更 而必须通过修改源代码来实现变更 对于上述两种形式的复用 其应用场合是不同的 在用户对复用资源非常熟悉的前提 下 进行白盒复用是可行的 但用户如果事先并不了解这些复用资源 那么深入分析和透 彻理解它们会耗费大量的时间 开发效率将受到极大影响 很多时候从头编写组件比试图 改编类似的组件更容易 因此也有人提出要尽可能地避免使用白盒复用 不同的复用形式 决定了对组件的不同定义 但就现今的情况来看 业界对组件的定义往往是按照黑盒复用 的

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论