第一篇：網絡教學系統的設計、實現及分析

高等教育網絡教學系統的設計、實現及分析

【摘要】本文主要是研究如何在普通高校中引入網絡教學。本文借用北京大學開發的基于網絡的輔助教學系統《北大網絡學堂》等其它網絡教學系統，來闡述在普通高校中引入網絡教學的設計思想及實現方式，并針對使用中存在的問題進行了分析，提出了相應的解決方法或建議。

【關鍵詞】網絡教育、高等教育、輔助教學、Internet

一、引言

網絡技術的高速發展，使人類的信息資源實現了高度共享，并從根本上改變了人類進行信息交流的方式，對高等教育的影響也必將是深刻的。從大的方面來說，它對高等教育的管理模式、教學模式、財政投入模式等都要帶來巨大的影響，從小的方面來說，它可以解決傳統課堂教學中存在的很多問題，過去一些不可能實現或很難實現的教學設計思想，現在就可以實現了。

目前網絡在教育中的最熱門的應用莫過于遠程教育了，但是，如何把網絡技術應用于高等教育的主體---傳統課堂教學也是一個非常重要的問題（李曉明 [1]），因為高等院校中的網絡輔助教學和遠程教育還是有區別的。

本文就是主要依據北京大學開發的網絡輔助教學系統《北大網絡學堂》（以下簡稱網絡學堂）（尚俊杰 2000 [2]），并參考其他人開發的一些有關軟件，來闡述在高等院校的傳統教學中引入網絡輔助教學的設計思想、實現方式以及使用分析，希望在高校開展網絡輔助教學時起到一定的參考意義。

二、為什么要采用網絡輔助教學

對于采用網絡輔助教學，也許有人會問，粉筆黑板不用的好好的嗎？能簡單為什么要麻煩呢？

1．它可以給教學工作帶來極大的方便

網絡給教學工作確實帶來了極大的方便，比如在教學中：教師可以將自己的講義及有關學習資源放在網上供學生課后復習，這樣學生隨時都可以上網瀏覽，也省去了復印的麻煩；學生可以通過email交作業，就省了收作業發作業的麻煩；師生可以隨時通過email交流，或通過網絡討論。事實上，目前很多老師已經不同程度的利用網絡輔助教學，比如提供電子講義、收作業等等。給它們提供一個更好的網絡輔助教學系統就成為比較迫切的問題。

2．可以更好的實現許多教學設計策略

網絡輔助教學在給教學工作帶來極大方便的同時，也使原來不太好實現或不可能實現的教學設計思想得以實現。比如，利用網絡開展基于資源的學習（Resource-based Learning）、基于問題的學習（Problem Solving）以及協作學習（Collaborative Learning）等等（Ron Owsto[3]）。通過有效的實現各種學習策略，就可以加強教學效果，提高教學質量。

3．它是“以教師為中心”的教學模式和“以學生為中心”的教學模式的完美結合的體現

目前有兩種教學設計理念（余勝泉 2000 [4]）：一種是“以教師為中心”的的教學設計理念，另一種是“以學生為中心”的教學設計理念。這兩種教學模式各有優缺點，但是又是相互互補、相輔相成的關系。考慮到目前高等院校還是以課堂教學為主，自然主要是以教師為中心的，如何才能協調使用這兩種教學模式呢？網絡輔助教學系統正好是一個良好的工具。在課堂教學中，仍然采用以教師為中心的教學模式，在課后的網絡輔助學習中，卻采用以學生為中心的教學模式，并且力爭通過輔助教學系統盡可能將這兩種教學模式互相融合。

二、網絡輔助教學系統的設計

基于以上考慮，我們確立了網絡輔助教學系統的設計思想如下：

1．要實現基本的教學功能

網絡輔助教學系統大體上應該主要實現以下幾個功能：(Schweizer, Heid 1999[5])

?教學管理、比如教師在網上開課，學生選課管理等管理功能。

?學生學習、提供電子講義、其它資源、課后復習、教學安排等。

?師生交流、提供師生實時或非實時的交流，比如通過信箱、留言板、課程論壇、聊天室等。

?作業管理、教師可以在線布置作業、批改作業，學生可以在線遞交作業。

?考試管理、因為現在高校仍是以筆試為主，所以主要提供一些課程的在線考試功能，以及考試分數管理等。

?提供資源、通過FTP資源庫和網絡導航庫為學生提供大量的有用的學習資源。

2．要盡可能為實現各種教學策略提供條件

如果網絡教學系統僅僅實現公布講義、在線作業等功能，畢竟還是低層次的，如何利用該系統使教師方便的實現各種教學策略才是一個質的提高。比如，利用資源系統為學生提供大量的有用的學習資源得以實現基于資源的學習。另外，通過課程論壇等模塊實現合作學習策略。設計系統時，就應該盡量使各種教學策略盡可能融合到系統中，讓教師實現起來非常方便。

3．一定要以學生為中心

前面講過，網絡輔助教學系統就是以學生為中心的教學模式的體現，所以，不論大的方面還是小的細節都應該堅持以學生為中心，一切為了學生學習，充分發揮學生的主動性和創造性。

4．一定要簡單實用

前面講過，網絡技術可以給教學帶來極大的方便，這是它最重要的優點。如果不幸把系統設計的使用非常復雜，那就適得其反了。事實上，確實有一些系統功能非常強大，但使用非常復雜，結果使一些教師望而卻步。

因此，在設計時，凡是可有可無的模塊堅決不要，對于較復雜的模塊，力爭使用界面簡單。在設計時期，我們還廣泛參考了目前比較流行的網絡教育系統，如WebCT、LearningSpace 等，并充分考慮了高等教育網絡輔助教學的特點，并一邊設計、一邊試用、一邊修改，力爭將先進的教育設計觀念融入到系統中（汪瓊 1999[6]）。

三、具體實現

具體來說，網絡輔助教學系統主要由六個子系統組成，學習系統、交流系統、作業系統、測驗系統、資源系統、管理系統組成，每一個子系統又由不同的模塊組成。

1．學習系統

學習系統主要包括教學安排、電子講義、電子黑板子模塊。

“教學安排”是一個比較小的模塊，主要是有關上課、考試時間安排及教學計劃的安排，老師可以隨時根據情況調整，學生可以清楚的知道當前課程的安排。

“電子講義”主要是給學生在網上提供比較詳細的講義，可以利用超媒體提供更多的信息資源，并可以方便更新，還節省學生記筆記的時間。

“電子黑板”子模塊是我們用來將教育技術運用到教室中去，方便教師課堂授課、學生課后復習的一個嘗試。利用該模塊，教師可以事先將課堂板書、課堂講義、以及其它各種課堂要用的素材事先在網上整理好，到教室后，教師連上網絡就可以講課，并提供了課堂備忘錄、點名等功能模塊。而學生在課后可以方便的瀏覽老師課堂講稿和整理課堂板書。盡管由于技術的原因，現在該模塊功能還不是很完善，但是已經在實際教學中起到了很大的作用，并展示了良好的發展前景。

2．交流系統

交流系統分為“信息中心”、“綜合論壇”、“在線交流”三部分

網絡在教育中最大的兩個用處，一是豐富的資源，二是快捷方便的聯系。所以說，交流系統是網絡輔助教學系統中非常重要的部分，它是實現個別化學習和協作化學習的物理基礎，也是實現因材施教的保障。

“信息中心”類似于留言本，它可以使大家方便的聯系。我們希望這里成為一個高度智能化的服務中心，師生一登錄這里，就可以知道整個網站的信息變化與否。

“綜合論壇”也是我們仔細考察其它系統后將一般的BBS和FAQ組合而成的，BBS和FAQ在很多地方都起著很大的作用，但是在高等教育中，由于一門課人數較少等原因，很多系統的這兩個模塊使用率都很低。我們把這兩個模塊組合，以FAQ為主，BBS為輔，綜合發揮兩部分的作用，基本得到了學生的認可。

“在線交流”就是提供一個師生交流的場所，類似于普通的聊天室，目前還是只支持文字聊天。我們正在嘗試開發一個綜合運用語音、圖象、文件等的高效交流中心。對于普通高校的校內教育，它沒有遠程教育那么迫切，不過如果發展的好，也有很好的應用前景。

3．作業系統

作業評估系統主要分為“作業”和“分數管理”等子模塊?？梢詫崿F教師在網上布置作業，學生在網上交作業的功能，教師可以方便的批閱及進行分數管理，學生可以查閱自己的分數和評語。

4．測試系統

測試系統主要包括“在線測試”和“分數管理”等子模塊。該模塊可以實現在規定時間內進行在線考試，學生也可以在此查詢分數。由于高校還是以筆試為主，所以該模塊目前主要是對有關需要上機考試的科目的支持。比如計算機課。考慮到高等院校目前實際情況，一般對于一門課不可能有專門的巨大的題庫的支持，我們還是采用教師在網上留考試題目，學生在線作答的方式。

5．資源系統

資源系統主要包括“課程資源”、“FTP資源”、“網絡資源”等。

為了給學生提供有效的資源，網絡學堂提供三種方式，一是課程資源，教師可以將有關資料、軟件等材料在線上傳到課程資源處；二是FTP資源，鑒于人力等原因，我們還利用FTP提供了大量的資源，如免費軟件、素材、源代碼等；三是網絡資源，鑒于網絡資源魚龍混雜，教師精心為學生提供一些好的網絡資源站點。當然學生也可以推薦。

實踐證明，一個好的資源系統是網絡輔助教學系統成功的一半。

6．管理系統

管理系統分為“個人信息”、“課程管理”、“學生管理”、“系統管理”等模塊，主要實現一些教學管理方面的事務。

該系統在開發過程中，我們就利用《計算機基礎與應用》課程和其它一些課程來進行測試，事實證明該形式的教學極大的調動了學生的積極性，學生不僅用到了課堂的知識，而且自學了更多的知識，更鍛煉了利用網絡學習的能力。

四、使用分析

一個學期的使用結果表明網絡輔助教學確實極大的方便了師生，確實有助于許多學習策略的實現，提高了學生的積極性，加強了教學效果，提高了教學質量。同時也鍛煉了學生利用網絡學習的能力。

在實際使用中，我們還注意到它非常有助于師生的交流。在學習中，師生的交流是非常重要的，不僅僅是回答問題和反饋信息，更重要的是營造一種師生平等、友愛的關系，這對于增強學生的積極性也是非常重要的。而課堂中由于時間等原因，不可能使每一位學生和老師都能充分的交流，而通過網絡，學生和老師的交流幾乎是全天候的，而且是非常快速和方便的。而且，通過網絡交流還有一個更重要的意義：就是有些內向的學生平時“不敢”提問，生怕說

錯了別人笑話自己，而通過網絡，他們就敢于和教師討論，并且在教師的鼓勵之下，慢慢的也敢于在課堂上和教師討論了，一些學生由此找到了自信，成績提高很快。

當然，實際使用中，我們也發現了一些網絡輔助教學需要注意的問題和需要研究的方向：

1、轉變教育觀念，加強教師培訓

采用網絡輔助教學對廣大教師不僅是一個機會，也是一個挑戰，它需要教師轉變教育觀念：在網絡輔助教學中，教師不再是知識的灌輸者，而是網絡教學的設計者、研究者和開發者和資源提供者。在系統中不是作為主導者，而是作為引導者引導學生進行學習，是學生學習過程中的幫助者和促進者（顧蘋 2000 [7]）。

而且，網絡輔助教學只是將教師從一些具體的事務中解脫了出來，對教師在提供資源、引導學生學習方面要求卻更高了。因此，引入網絡輔助教學，教師不是輕松了，而是任務更重了，對此，各位教師和有關管理者要有清醒的認識。

要想更好的實行網絡輔助教學，就要加強對教師的培訓，包括計算機技術培訓和教育技術培訓。使老師能夠主動的去采用網絡輔助教學，并掌握基本的、必需的技術。有條件的話，還應該多舉行一些經驗交流活動。

2、加強校際交流和資源共享

前面已經講到，網絡輔助教學系統目的之一就是實現基于資源的學習，而基于資源的學習首先就要求具有一定的信息量，而在高等教育中，一般一門課程學生人數不多，雖然教師可以主動在系統中添加資源，但畢竟個人的力量是有限的，因此，最好能使各高校同類課程的資源共享，不僅切實方便了師生，而且有利于不同的學術思想的交流。

3、交流系統需要加強研究

在網絡輔助教學中，傳遞教案、師生交流、遞交作業是最實用的三塊。

實際使用中，我們發現了一個有趣的現象：本來希望學生有問題在“綜合論壇”里討論發言，這樣便于整理、檢索和別人學習，可是學生仍然傾向于使用Email和教師聯系，如《計算機基礎與應用》一門課中（學生110名），學生利用Email和教師交流300多次，利用“個人信息中心”交流150多次，而利用“綜合論壇”的只有20多次，而“在線討論”幾乎沒有好好用過。(由于是校內教學，師生面對面的交流次數無法詳細統計。)為此，我們專門研究了別的一些網絡教育系統的論壇一類的模塊，發現大部分利用率都比較低。

究其原因：

一、教師因素很重要，一學生就說：老師，我知道你一直在收Email，而“綜合論壇”你不經?？矗晕乙o你發Email；

二、還是上面說的，簡單實用的東西就有人用，學生問問題他不會去想這個問題以后怎么被他人用，他只要得到解答就行了，因此通過Email當然就是最簡單的選擇。

要解決該問題，也只能從技術和教師兩方面著手：從技術上來說，想辦法將email系統、留言板系統和綜合論壇系統后臺打通，使有機融合，學生通過Email發的問題很容易轉換到綜合論壇系統中，借以實現對資源的再利用。從教師方面來說，要積極參與，引導學生，并爭取自己盡可能多的在論壇里提供資料，組織討論等等。

至于在線交流，考慮到高等教育網絡輔助教學的實際情況，它的利用率不高不足為奇，不過，如果將最新的技術引入在線交流，實現聲音、文字、圖象的方便的交流還是很有前景的，比如，將ICQ技術引入。

4、如何進一步推廣網絡輔助教育

在推廣使用中，我們也發現，很多教師已經習慣了多年來黑板加粉筆的授課方式，一下子推給他一個復雜的網絡輔助教學系統，確實不太容易接受。

在實際摸索中，我們發現將新技術新理論應用到教學中必須分層次進行：第一層次、盡量幫助老師使他們的教學工作方便，我們提供教師在網上發通知、在線批改作業等功能，確實解

決了教師認為最重要的工作。第二層次、再逐漸將更復雜的功能推給教師，比如讓學生在網上分組協作學習等。實際證明，實行分層次要求，第一層次教師很容易接受，也很樂于使用。這也不難理解，讓我們看看PowerPoint，盡管它很簡單，然而它目前確是在教學中應用最廣的技術。還有Email.，盡管目前的Email系統在信息管理、檢索等方面很不方便，但是，它確是應用最廣的聯系手段。這兩個技術表明，“簡單、實用”仍然是教師選擇技術的最重要的條件，在進行網絡輔助教學系統開發時，第一要考慮的仍然是這四個字。

另外，現在的網絡輔助教學主要用在課后指導上，在教室中主要以黑板粉筆和放錄象、演示PowerPoint講稿為主，如何更好的把網絡技術引入到教室中呢？我們開發了“電子黑板”子系統來進行探索。教師在課前將自己的講稿及所需的各種文件先放到網上，并可以將板書（現在只支持文本）預先寫好在系統中，在課堂上教師可以演示講稿，也可以演示板書，板書還可以再修改，再保存。學生課后可以打開復習。當然還加入了些點名、課堂備忘等輔助功能。盡管由于技術原因，做的很簡單，但在實用中已經顯示了良好的應用前景。

要想更好的推廣，就需要最新的計算機技術的推動，比如手寫技術、OCR技術、語音識別技術等等。如果，教師在課堂上可以隨心所欲的從網上打開自己準備好的文件講課，并可以用手寫筆輕松的在屏幕上書寫、修改，還可以方便的保存，相信對很多教師都會具有吸引力的。

五、總結

隨著高等教育的深化改革，隨著計算機技術的發展，隨著教學設計理論的深入研究，網絡輔助教學系統的研究是沒有止境的。

高等教育的網絡輔助教學只要堅持三條：更多的資源、更方便的交流手段、更方便的教學管理，緊扣高等教育和輔助教學兩個特點，就一定能發揮巨大的作用，并反過來促進高等教育的深化改革。

參考文獻

1、李曉明，春苗破土充滿希望，4、余勝泉，網上教學、學習與課程設計，http://etc.elec.bnu.edu.cn/show/ysq/net_teach.htm，20005、Schweizer, Heidi., Title Designing and teaching an on-line course : spinning your web classroom / Heidi Schweizer, Publisher Boston : Allyn & Bacon, 19996、汪瓊，網上教學支撐系統現狀分析，19997、顧萍，網絡教學特點與高校教師腳色特征分析，教育技術研究，2000年第四期 The design strategy and synthesis of the Web-based Education System in Higher Education Shang Junjie*Fong-Lok Lee**

*Graduate School of Education, Peking University

http:///

**The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong

fllee@cuhk.edu.hk

Abstract

This paper investigates how the network can be used to assisted instruction in higher institutes.We first describe the design strategy and the methods of implementation by taking the system

developed by Peking University and other similar systems as examples.Then followed by a discussion on how to solve the problems encountered.Keywords

Network Education, High Education, CAI, Internet

第二篇：網絡教學系統設計與實現

智能化網絡教學系統設計與實現

石河子大學信息科學與技術學院 高攀 郭理* 鄭鴻英

摘 要：基于Web的智能教學系統綜合傳統的ITS系統優勢，同時又結合Web的特點，系統具有智能性，能夠智能地引導學生學習。本文提出了一種基于Web的智能教學系統模型，探討了智能教學系統的知識庫的設計、教學策略的設計及個性化教學的實現，最后給出系統實現的具體思路和解決方案。1 引言

智能教學系統(Intelligent Tutoring System，ITS)作為人工智能學科的重要研究應用領域，是21世紀人類社會數字化教育的必然發展方向。其研究涉及人工智能(Artificial Intelligence，AI)、計算機科學、認知科學、教育學、心理學和行為科學等多個學科，研究的最終目的是由計算機系統負擔起人類教育的主要責任，即使計算機系統具有智能，并在一定程度上代替人類教師實現最佳教學。由于ITS涉及到多門學科，所用到的相關學科的技術即使在本學科也不夠成熟以及人類對其自身的學習過程還認識不夠，所以對ITS 的研究仍存在相當大的難度，存在知識的表示、對學生的評估、對學生錯誤的診斷、教學規劃、人機自然語言對話處理等技術難題。2 基于Web的ITS的系統模型 2.1 傳統的ITS模型

傳統上，智能教學系統由四大部分組成：專家知識庫(有關領域的知識描述)、學生模型(學生的知識水平和學習能力)、教師模型(知識的傳授方法)和人機交互界面。模型如圖1所示。其中人機交互界面部分是在智能教學系統和學生之間建立友好的通信交流方式，有時也被看成是教學方法的補充而作為教師模型的一部分。

傳統的智能教學系統多數是單機或單獨運行的(stand．alone)，系統費用昂貴，維護代價高，難以大范圍推廣應用。隨著Web技術的發展和不斷成熟，基于Web的智能教學系統研究越來越受到重視。在Web上構建智能教學系統，這種方式利用網絡實現了分布式教學，可以同時接受多個用戶的并發訪問，資源利用率大大提高，又不受時間和空間的限制，可以在最大程度上滿足“因材施教”的需要。

圖1傳統的ITS模型

2.2 基于Web的ITS系統模型

基于Web的ITS的系統模型如圖2所示。其中，知識點庫存放課程知識點，知識點可分為不同的類型和難度級別、重點度級別等；教學課件庫存放各種形式的課件；教學方法庫存放各種教學模板。學生學習能力是教師實施因材施教的依據，模型突出了其重要性。模型綜合了傳統ITS系統的優勢，同時又結合了Web的特點，客戶端結構簡單，適用范圍廣，人機交互界面簡潔明了。系統具有智能性，結合學生的特點進行教學，可以通過多種多樣的交流工具進行有效的交互和即時的通信反饋，能夠智能地引導學生學習，提供了豐富的信息來源和良好的導航結構，可以進行有效的信息過濾等等，實踐證明，基于Web的ITS是ITS系統的發展方向。

圖2基于Web的ITS系統模型

2.3 系統用戶及其主要功能

系統的用戶可分為管理員、教師和學生三類。管理員負責添加和刪除一門課程，確認教師的身份和權限等。教師是領域專家，具有課程的領域知識，組織和管理教學資源，負責確定某門課程的教學策略和方法，制定教學方案，設計教學模板。學生在系統指導下學習，完成系統規定的測試。3 關鍵技術

3.1 學科知識庫的設計

學科知識庫由學科知識體系庫和教學內容庫構成。知識體系就是知識點的集合，并且包括知識點之間的相互關系結構[3]。知識體系庫包含知識點屬性和知識點鏈接兩個數據庫。知識點屬性數據庫是知識表示的基礎，它反映知識點的集合；知識點鏈接數據庫反映知識點之間的關系和層次結構，主要用于知識推理。

而教學內容庫是根據知識點來安排的。知識點的屬性包括以下幾個內容：

(1)知識點的編號應該具有唯一性，根據知識點結構圖進行編號，它能夠反映知識點層次，可作檢索和查找用；

(2)知識點內容的類型有：事實、概念、技能、原理、問題求解等5種類型；

(3)知識點的難度有：容易、一般、難、很難；

(4)知識點的重要程度有：選學、一般、重要；

(5)知識點的教學目標有：識記、理解、應用、分析、綜合、評價。3.2 教學策略的設計

教學策略(instructional strategy)是對完成特定教學目標而采取的教學活動程序、方法、形式和媒體等因素的總體考慮。在ITS系統中，教學策略起著核心作用。在課件設計時，則要把這些總體考慮體現的教學內容的組織、教學任務的安排和教學交互活動的設計中。

教學元素是實現教學過程的基本元素。常見的教學元素有:呈現教學目標、呈現正例、呈現反例、呈現知識點、呈現輔助說明、呈現例題、呈現習題、呈現評價、呈現提示、測試和提問等等。

教學元素分為兩類，一類是陳述性的，一類是操作性的。陳述性教學元素用于陳述教學材料以及評價信息等，學習者不能對其進行操作，只能讀不能寫。而操作性元素要求學生主動參與，同時根據學生的操作結果決定下一教學元素。

教學元素的結構可以描述如下:

Struct TeachElem en t {

Int teID;

Char teName [2 0];

Char tePath [2 0];

}

教學策略模板提供了一系列標準化的教學序列框架，用于對某一類知識點進行教學。它是由教學元素以一定的方式組織起來形成教學策略模塊。

一般的知識點本文系統采用如圖3所示模板:

圖3一般知識點模板

對于重要的知識點，本文系統采用如圖4所示模板:

圖4 重要知識點模板

所有的教學策略模板構成教學策略模板庫，教學策略模板的具體教學內容和控制流程都存放在該庫中。對于系統中每一個知識點，它都根據學生的學習水平和目標，組合成不同的教學行為。3.3 個性化教學的實現

基于Web智能教學系統可以比較好的實現個性化教學。在教與學的過程中，它根據不同的學生模型和學習請求，經過推理，智能的選擇最佳教學策略和教學素材來進行個性化教學。結合系統的教學需求和教學環境，本文系統采用如圖5所示的方案來實現個性化教學。

圖5個性化學習的實現

在教學過程中，個性分析模塊依據學生的認知能力值選擇適合該生的教學策略和教學素材。教學策略的選擇在此過程中是最為關鍵的。如圖6:

圖6教學策略的具體實現過程 系統實現

由于網絡教學應用的需要，以及考慮系統的可維護性和可擴充性，系統采用Browser／Web／DataBase的三層體系結構。

Web服務器接受請求，通過應用程序服務器執行一個Java服務器端小程序Servlet并返回其輸出，從而實現與客戶機進行信息資源的交互。其中，客戶PC機為瀏覽器運行平臺；提供教學內容的個性化展示的由HTML和JSP實現；Web服務器生成頁面由JSP和Servlet實現；處理學生模型提取、動態規劃，習題測試、學生模型的更新維護以及教學控制等則由Servlet及JavaBean實現；數據庫服務器提供學生模型庫、教學內容庫、教學策略庫、試題庫等。5 結論

基于Web的智能教學系統的研究可以說仍然處于研究階段，其主要的研究方法就是將遠程教學技術與傳統的智能教學系統相結合，運用人工智能技術來更加有效地實現教學的個性化和智能化?；痦椖浚菏幼哟髮W自然科學研究項目基金（ZRKX2006-Y15）作者簡介：

高攀（1981—）新疆石河子大學信息科學與技術學院

郭理（1968—）新疆石河子大學信息科學與技術學院 通訊作者 鄭鴻英（1981—）新疆石河子大學信息科學與技術學院

第三篇：淺析個性化網絡教學系統設計與實現

淺析個性化網絡教學系統設計與實現

發布時間:2012-04-01 來源:應屆畢業生求職網

論文關鍵詞:SSH;AJAX;B/S模式;網絡教學

論文摘要:Internet技術的迅速發展以及學校信息化程度的不斷提高,使得網絡教育資源日益豐富;基于Internet的教學方式已經深入人心,推動了我國教育改革的進程,改變了人們的學習觀念。個性化網絡教學系統充分利用網絡資源,強調學生自主個性學習,并采用AJAX、Struts、Spring、Hibernate等框架技術,使得項目開發過程簡捷、結構清晰,并且系統具備很好的可擴展性和可維護性,提高了軟件系統項目的可重用性。

一、網絡教學的現狀

隨著Internet技術的日益普及, 計算機網絡教學已成為現代教育技術發展的熱點。在網絡教學環境下, 可以最大限度地發揮學習者的主動性、積極性, 實現傳統教育無法做到的“個性化教育”。但在目前的網絡教學中, 以教師為主體的教學模式實質上并沒有改變。對網絡教學的理解也只是停留在教學手段和教學形式的改變上,同時系統開發一般采用Web技術,不能適應網絡發展與內容更新帶來的變化。為此我們采用ASSH框架技術研究并設計擴展性良好的網絡教學系統,讓學生根據自我水平進行個性化的學習,調用各種學習資源,自我設計學習進度直至達到學習目的。

二、系統框架技術

在程序開發時,我們選擇已有的優秀架構可以集中精力處理業務邏輯。在開發網絡教學系統時,我們選擇了當前流行的J2EE Web 應用框架。它整合了AJAX、Struts、Spring、Hibernate4四個架構(簡稱ASSH 框架)。

AJAX全稱為“Asynchronous JavaScript and XML”,在瀏覽器與 Web 服務器之間使用異步數據傳輸,這樣就可使網頁從服務器請求少量的信息,而不是整個頁面。AJAX 可使因特網應用程序更小、更快、更友好。[1]

Struts中模型是一個Action類,開發者通過其實現商業邏輯。視圖是由與Servlet配合工作的一整套JSP定制標簽構成,利用它們可以快速建立應用系統的界面?？刂破鰽ctionServlet是模型與視圖的聯系紐帶。[2]

Spring提供了輕量級管理業務組件的IoC容器。Spring通過依賴注入機制,可以在運行期間為組件配置所需要的資源,而無需在編寫組件代碼時指定,從而在相當程度上降低了組件之間的耦合,實現組件的即插即用。[3]

Hibernate實現對關系數據庫的對象化。Hibernate不僅能夠管理JavaBean(或者稱之為POJO)到RDBMS 表的映射,還能夠供應用查詢和獲取數據庫中的數據。Hibernate事實上是標準的O/R 映射技術。[4]

三、系統分析與設計

系統基本形式為一個交互式動態網站。用戶必須登錄后才能訪問系統,并且不同身份登錄后,所擁有的權限是不同的。用戶身份有:教師、管理員和已注冊過的學生等。每個身份可以注冊多個用戶,用戶可以操作自己權限內的模塊。整個系統劃分為網絡教學模塊、智能推薦模塊、網上交流模塊、答疑模塊、網絡測評模塊、后臺管理模塊等。

1.網絡教學模塊

該模塊主要有“課程選擇”、“課件閱覽”、“視頻點播”等部分, 提供相關課程的在線教學內容, 如HTML 網頁、PPT電子教案、DOC 教學文檔、RM、ASF教學錄像等,這部分是網絡教學系統的主要部分,學生可以根據自己的需要進行選擇性學習。

2.智能推薦模塊

學習內容的選擇上,系統根據學習歷史記錄和能力估計,選擇學生沒有掌握或是沒有學習過的教學內容,這些學習內容是與當前學生能力最接近的。在學習內容的組織上,系統將根據對學生估測的能力和學生的認知風格,選擇最適合學習者的內容呈現方式。

3.網上交流模塊

該模塊主要是通過“網絡論壇”來實現,給老師和學生提供一個在線交流的平臺。學生可以通過網絡論壇充分發揮自主權和發言權,對課程的某些主題可以在網上展開討論,發表各自見解,探討學習心得、交流學習經驗等。對疑難問題將設立專門的網頁,分專題進行深入、系統、理性的探討,為學生提供一個更為廣闊的學習的平臺。同時該模塊接受來自各方面對教學的反饋信息,如教學問卷、學習要求及期望等。

4.答疑模塊

該模塊分為自動答疑和人工答疑兩種方式。系統自動答疑是指當學生遇到疑難問題時,通過網絡遠程提交問題的描述,系統將根據學生提交的問題描述,對問題庫和領域知識庫進行智能搜索,將對該問題的解答呈現給學生。當沒有檢索到對該問題的解答時,自動將問題發送到學科教師的留言信箱中,當教師對該問題進行回答后,系統通過發送留言通知該學生。之后,系統將對該問題的解答歸納到領域知識庫中,以便其他學生遇到類似問題時,能給予自動應答。人工答疑則是學生將問題直接針對某個老師發送,老師一旦上線給出解答后即反饋給學生。

5.網絡測評模塊

該模塊支持網上自測和正式考試兩種類型。學生可以登錄后進行網絡自測,選擇課程及內容進行測試, 可以自己設定章節、題型和難度系數等因素, 然后由系統隨機生成測驗卷, 自測完成后, 自動閱卷并給出正確答案;教師以合法身份登錄后可以對試題庫中試題進行添加、刪除、修改,同時通過人工或智能組卷方式, 生成試卷對學生進行在線考試。系統可以自動生成并發布考試試卷, 并且能夠對考試結果進行批改、統計和分析。

6.后臺管理模塊

該模塊是網絡教學系統中不可缺少的重要組成部分,主要包括:人員管理、課程管理、試題管理、論壇管理、成績管理等。

四、系統關鍵技術的實現

1.頁面設計

主要采用JSP和部分Servlet定制的標簽來表現。為了加強用戶體驗與交互能力,在網頁設計大量采用AJAX技術來實現,如自動完成、在線提示等功能。

2.課程信息錄入流程實現

本系統采用ASSH框架進行開發實現,下面以課程信息錄入為例闡述系統的實現。在響應新增課程數據頁面請求時,通過導入課程管理模塊的配置文件struts-course-config.xml來完成業務流程的部署。當點擊course_add.jsp上的保存按鈕時,將輸入數據用set方法存入到courseForm中,然后根據struts-course-config.xml調用courseSave.do進行業務處理。在courseSave.do 中頁面數據將從courseForm中讀取。courseSave.do執行

第四篇：網絡教學系統的分析與設計

網絡教學系統的分析與設計

一、準備階段

選題：網絡教學系統的分析與設計 *將課題所涉及的問題列出來 1.網絡教育是什么？

2.系統分析和設計怎么進行？ 3.網絡教學系統設計原理是什么？

二、實施階段

2013-11-12 地點：潮海村我的寢室

活動：打開“維普資訊”網搜索引擎，在空格上填寫“網絡教學系統 分析 設計”點開

結果：得到“網絡教學資源元數據描述框架分析與設計” 備注 計劃：繼續在本網搜索相關文獻 2013-11-13 地點：江漢大學圖書館電子閱覽室

活動：打開圖書館首頁的“中國期刊全文數據庫(CNKI)”搜索引擎，在空格上填寫“系統分析 設計”點開

結果：得到“基于Web的網絡教學系統分析與設計” 備注 計劃：在“CNKI”里搜索文獻

2013-11-14 地點：江漢大學圖書館電子閱覽室

活動：打開圖書館首頁的“萬方數字化期刊全文數據庫”搜索引擎，在空格上填寫“網絡 教學”點開

結果：得到“網絡教學系統中數據庫的設計與分析”

備注 計劃：在“萬方數字化期刊全文數據庫”里搜索文獻

三、整理階段 時間2013-11-15 1.網絡教學資源元數據描述框架分析與設計

【作者】段升強 尹洪峰 程潔

【摘要】教學資源的共享以及統一管理必須解決的是對資源的語義描述，本文采用元數據資源描述的方法，設計實現教學資源的元數據描述規范框架，并給出基于RDF元數據框架的描述實現，從而實現教學資源的可管理、可查詢、可評測，為資源的集中管理、統一服務提供基礎數據通信規范。

【出處】西安建筑科技大學教育技術中心,陜西·西安710055

2.基于Web的網絡教學系統分析與設計

【作者】韓璐

【摘要】本文論述了網絡教學模式的現狀及其前景,并依據其特點,提出了實施網絡教學所需構建的主要功能及實現模式,闡述了在實施網絡教學中應注意的網絡設施建設和安全保密方面的問題。

【出處】中國高新技術企業，2007年 12期

3.基于多Agent網絡教學系統設計與分析

【作者】郭勤;何詠梅;劉穎;【摘要】實體識別是根據記錄所包含的各種描述信息來確定與之相對應的現實實體,記錄的相似匹配是數據集成中最具挑戰的工作。分析了常見實體識別算法,提出了實體識別過程框架,用以實現數據ETL的數據規約功能。在開發的實現了語義數據集成的聯通統一客戶資料系統(UCIS)中,用實體識別算法進行測試,得到的平均返回率和精度分別為86.3%,96.5%,能夠滿足工程應用的要求。

【出處】中小學電教，2007年 06期

4.網絡教學系統中數據庫的設計與分析

【作者】郭智華

【摘要】在介紹了關系數據庫規范化設計的理論基礎上,針對數據安全、提高運行效率兩個問題,分析了冗余數據的積極意義,提出了保留合理冗余數據的方法.在設計的網絡教學系統中,適當引入了冗余數據,簡化了前端程序并提高了程序性能。【出處】江蘇大學學報(自然科學版)，2006年 S1期。

5.網絡教學系統中數據庫的設計與分析

【作者】郭智華

【摘要】在介紹了關系數據庫規范化設計的理論基礎上,針對數據安全、提高運行效率兩個問題,分析了冗余數據的積極意義,提出了保留合理冗余數據的方法.在設計的網絡教學系統中,適當引入了冗余數據,簡化了前端程序并提高了程序性能。【出處】江蘇大學學報(自然科學版)，2006年 S1期

6.基于Web的網絡教學平臺的建設與研究

【作者】王萍 羅穎昕 楊培龍 王利軍 林孔元

【文摘】為使電網圖成為電力系統應用軟件的通用I/O接口，同時解決電網圖的自動繪制問題,構建了一種基于面向對象知識庫的電網圖智能CAD系統.通過把專業圖形的基本元素處理成知識對象，再將關系數據庫作為實事型知識的重要載體、繪圖規則編成過程寫入知識對象，以及將繪圖方法和經驗轉化成推理策略，并選用產生式專家系統的工作模式,使系統成功獲得自動繪圖、識別圖面細節以及維護知識庫繪圖知識等多項智能行為。【出處】電力系統及其自動化學報，2006 16(5)

四.文獻檢索利用撰寫論文

網絡教學系統分析與設計

作者：郭樹文 班級：11級信管 學號：201106190105 摘要：網絡教學系統是計算機技術、網絡通信技術、多媒體技術、電視技術和數字壓縮技術等多學科、多領域交叉融合的產物它為用戶提供了時間分散、資源共享地域廣闊、交互式的教學方式。

關鍵詞：網絡教學 系統 分析 設計

1）網絡教學

隨著網絡技術的發展和國際互聯網的開通，全球信息傳播環境發生了本質的變化。在這種背景下，網絡教學應運而生。網絡教學為學生的學習創設了廣闊而自由的環境、提供了豐富的資源、拓展了教學空間。網絡教學在學校中的推廣和應用改變了傳統的教學模式和乎段，同時也從本質上改變了傳統的教學思想和觀念，促進了教育的終生化、現代化、社會化和國際化。雖然從日前來看，網絡教學還存在許多與現實狀況不相適應的地方，但從人類教育進化的歷史進程和現代信息化社會的發展趨勢來看，網絡教學對于更快、更大限度地傳播文明和知識、簡化學習進程、推進全民學習、終身教育方面確實具有更大的優勢和潛力。

（2）系統分析

網絡教學系統是計算機技術、網絡通信技術、多媒體技術、電視技術和數字壓縮技術等多學科、多領域交叉融合的產物它為用戶提供了時間分散、資源共享地域廣闊、交互式的教學方式。強大的系統管理功能可通過設立多級管理機制獲得如一級系統管理員主要完成服務器的配置和維護，為各單位指定一級管理員和二分配各單位所管理的課程;一級管理員為木中一位教師在系統中開設帳號，教師僅對自己負貢的課程具有管理權限;教師可添加素材、教材，Jl二利用所添加的素材教材進行虛擬教室的配置，利用虛擬教室進行教學。

（3）系統設計

隨著互聯網絡的普及，網絡教學這種全新的教學模式應運而生。這種系統的主要思想是:將課程以課件的形式放在網絡上，學生通過互聯網進行自學，并在網絡上與教師進行交流。該系統突破傳統授課的模式，充分利用了網絡的優越性.隨著網絡教學系統的課程和用戶量的增大，傳統的開發模式已不能滿足需要。問題主要突出在以下兩個方面：執行效率低、安全性差。

鑒于以上原因，在開發網絡教學系統B/S結構部分時，采用了組件化的設計思想。組件的可重用性和易維護性提高了系統的效率;利用組件的封裝性，將敏感信息以及核心算法都封裝起來，即使對B/S開發人員也不可見，提高了系統安全性。

（4）網絡教學系統設計

教學活動的方法(或稱教學方法)是指實現師生相紅作用的方法，常見的教學方法如講授法、演示法、問答法、討論法、角色扮演法、辯論法、競爭法、協同法、實驗法、練習法等.教學活動的形式是對教學活動的時間、空間和人員組合等方面的考慮一般而言，教學活動的形式包括集體授課、個別化學習和小組相互作用等形式[1]。

上述六種教學策略是能夠兼顧網絡教學的特點，并適于通過網絡教學系統實現的教學策略。這六種教學策略只代表了教學策略的典型形式，它們分類的依據是教師與學生相勻_作用方式的差異。如若將以上教學策略與網絡教學系統的功能進一步結合，那么可以演變出更為豐富多彩的變式.教學實踐者(教師)可以在此基礎上通過對教學程序和教學方法的綜合，形成各種有利于“教”或有利于“學”的教學策略。

[參考文獻] [1]郭智華，網絡教學系統中數據庫的設計與分析[j]，江蘇大學學報(自然科學版)，2006年 S1期

第五篇：中小學網絡教學論文：中小學網絡教學系統的設計與實現

中小學網絡教學論文：中小學網絡教學系統的設計與實現

【中文摘要】隨著互聯網和信息技術的迅速發展,網絡化教學的普及,中小學教學制度有了重大的改革,網絡教學已成為我國現代教育技術發展和課程改革的一項重要內容。教學過程中,中小學生可能會存著不能及時到校、完成作業和參加自測的突發情況,給教師批改作業、統計自測增加了難度。一直以來,作為一種全新的教學方式,國內網絡教育的發展處于較好狀況,利用網絡教學可以突破傳統教學的時空限制,成為提高自主教育、學習的有效途徑,更能適應信息社會,發展高素質人才的必然選擇。在系統的開發過程中采用JAVA語言的分析與設計思想對需求進行了分析,對各個功能進行設計。技術上采用MVC模式,實現了數據與視圖的分離,在技術上把系統打造成擴展性、維護性強的系統。詳細介紹中小學網絡教學系統的設計與實現,對系統結構、功能以及特點進行了詳細闡述。應用證明中小學網絡教學系統充分發揮了網絡資源進行中小學網絡教學的優勢,既經濟又方便,提高了中小學網絡教學的管理效率和水平。本論文主要通過中小學網絡教學的發展意義及發展趨勢進行分析后對本文解決的主要問題進行說明。論文通過對系統總體業務描述針對具體業務進行分析,最后對系統具體實現的關鍵技術及界面進行展示。論文主要針對中小學網絡教學業務進行分析,圍繞教學業務開發的一套應用軟件系統。場在線作業、在線自測、題庫管理、成績管理是中小學網絡教學業務中的重要組成部分。通過對作業、自測數據的分析,可以更方便的對

學生因材施教。通過本論文對中小學網絡教學業務的設計與實現,完成了中小學網絡教學管理的基本流程,方便了教師批改作業,規范了中小學網絡教學管理工作流程,提高了中小學網絡教學管理質量、學生學習效率和教師工作效率。

【英文摘要】With the rapid development of the Internet and the information technology, the popularity of network teaching, primary and secondary education system have been major reforms, online teaching has become an important part of China’s modern educational technology development and the curriculum reform.In the process of teaching, the emergency situation of pupils may not being in time to the school, complete assignments and participate in self-test increases the difficulty for teacher correcting homework, statistical self-test.All the time, as a kind of new teaching mode, with the development of domestic network education in good condition, using the network teaching can break through the traditional teaching of space and time limits, has become an effective way to improving self-directed education and learning, and it is an inevitable choice for adapting to the information society and cultivating high quality talent.In the process of system development, using JAVA language’s idea of analysis and design analyzes it’s requirements and have a design for each function.Technically，using MVC pattern to achieve the separation of data and view makes it scalability, maintenance strong systems.Describing detailed primary and secondary online teaching system design and implementation and the system structure, function and characteristics are described in detail.Application shows that primary and secondary online teaching system;give full play the advantages of online teaching primary and secondary schools using the network resources, both economical and convenient to improve the efficiency and level of network teaching management in primary and secondary.This paper mainly analyzes the development significance and the development trend of the primary and secondary online teaching and then describes the main problems of this solution.This paper uses the description of system overall business to analyze the specific business, and finally the key technology of system implementation and interface are displayed.This paper analyzes the primary and secondary online teaching business, developing a set of teaching application software systems around the teaching business.Online homework, online self-test, exam management, performance management is an important part of the primary and secondary online teaching business.Based on the analysis of the operation, self-test

data, it is convenient to teach students in accordance with their aptitude.Through this paper for primary and secondary school network design and implementation of the teaching business, completing the basic flow of the primary and secondary school network teaching management, facilitates teacher correcting students’ papers and standardizes the schools network teaching management process, improves the network teaching management quality and primary students learning efficiency and teachers’ work efficiency.【關鍵詞】中小學網絡教學 JAVA B/S 【英文關鍵詞】School network teaching JAVA B/S 【目錄】中小學網絡教學系統的設計與實現8-9ABSTRACT9-10

摘要

1.1 系

第1章 緒論11-15統發展背景11-121213-1415-3315-3121-2425-2729

1.2 系統研究現狀及發展趨勢

1.4 本文的主要工作第2章 需求分析1.3 解決的主要問題12-131.5 本文的組織結構14-152.1 系統概述15

2.2 功能性需求

2.2.2 在線自測2.2.4 題庫管理2.2.6 課程公告2.3 非功能性需求2.2.1 在線作業18-212.2.3 留言板24-252.2.5 成績管理27-292.2.7 常見功能29-31

31-333333-3535-3637-3838-40計40-42第3章 總體設計33-403.2 系統架構設計33-363.2.2 系統部署架構353.3 數據庫建模36-403.3.2 概念結構設計38第4章 系統詳細設計40-48

3.1 系統目標和原則3.2.1 系統安全架構3.2.3 系統技術架構3.3.1 邏輯模型設計3.3.3 數據字典設計

4.1 系統包結構設第5章 系統的實

5.1.1 在線5.1.3 留5.1.5 成5.2 系4.2 核心類詳細設計42-48

5.1 業務系統實現

48-58現與測試48-60作業實現49-51言板實現52-54績管理實現56-57統測試58-6061-63致謝

5.1.2 在線自測實現51-525.1.4 題庫管理實現54-565.1.6 課程公告實現57-58第6章 總結與展望63-64

60-61

參考文獻

學位論文評閱及答辯情況表