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1、基于W e b 的多学科远程教学平台的设计与实现昊志刚，杜俊俐( 中原工学院计算机科学系，河南郑州4 5 0 0 0 7 )【摘要】本文对多学科远程网络教学支撑平台进行的研究和开发加以介绍。在结台教学实践的基础上，设计并实现了一个基于W e b 的多学科远程网络教学平台，该平台不仅能提供一个全开放的智能化多学科交叉渗透的远程网络教学环境，而且能为各专业的任课教师开发网络课程、实施网上教学提供简易的、全面的工具支持。从而提高网络课程的连贯性，开放性和教学资源的可重用性。【关键字】W e b ；远程教学；体系结构；多学科D e s i g na n dI m p l e m e n to fW e
2、 b - b a s e dA l l - p u r p o s eD i s t a n c eE d u c a t i o nS u p p o r t P l a t f o r mD UJ u n - l i ，W UZ h i - g a n g( C o m p u t e rS c i e n c eD e p t Z h o n g y u a nI n s t i t u t eo f T e c h n o l o g y ，H e n a nZ h e n g z h o u4 5 0 0 0 7 ，C h i n a )A b s t r a c t ：I t su
3、 r g e n tt oc o n s t n l c tap o w e r f u l 、m a s o n a b l ea n di n t e r r e l a t e dm u l t i - s u b j e c td i s t a n c ee d u c a t i o ns y s t e mT h e p a p e r i n t r o d u c e s t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t o f a g e n e r a l d i s t a n c ee d u c a t i o n p l
4、 a t f u n n b a s e do n t h ec u r r e n ts i t u a t i o na n dr e q u e s to f d i s t a n c ee d u c a t i o n Aw e b - b a s e dm u l t i - p u r p o s ed i s t a n c ee d u c a t i o np l a t f o r mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e da c c o r d i n gt oap r a c t i c a lt e a c h i
5、n g I tn o to n l ys u p p l i e saf u l l - e x o t e r i c ，i n t e l l i g e n t i z e dM u l t i s u b j e c tr e m o t eo n - l i n el e a r n i n ge n v i r o n m e n t , b u ia l s op r o v i d e st e a c h e r sw i t hi t sa l l - p o w e r f u lt o o l st od e v e l o pn e t w o r kc o u r
6、s e sa n dt e a c ho n l i n e T h u si ti m p r o v e st h en e t w o r kC O U l 3 e S c o n t i n u i t ya n dt e a c h i n gr e s o u r c e ss h a r eK e yw o r d s ：W e b ：D i s t a n c ee d u c a t i o n ；S y s t e i ns t r u c t u r e ；M u l t i - s u b j e c t1引言随着计算机多媒体技术和网络技术的不断发展，现代远程教育的研究
7、和应用也取得长足的进展I 【# J ，然而在实际应用中仍存在一些亟待解决的问题”2 】。如尚未能突破传统教育的框架模式，将传统教育网络化，对所有学生采用统一的教学模式和管理机制：，缺少必要的评价与反馈，仅有教师对学生的评价，丽无师生自身、师生相互之间的评价：课程设置单一、孤立，优秀教学资源不能共享，远程教育重复开发且周期长等。因此，如何利用现有的整合技术，建成功能强大、结构合理、多学科交叉的远程教学体系，是目前远程教学需要考虑和解决的重要问题。本文正是基于目前远程教学发展的现状和要求，在结合教学实践的基础上，详细介绍了设计并实现一个基于W e b 的多学科远程网络教学及开发平台的具体过程。2
8、系统功能特点本系统面向大中专院校提供一种全开放的、兰! 兰塾兰苎!智能化的、多学科交叉的远程网络教学环境和资源共享的网络课程开发平台，具有如下明显特点：多学科性：注册用户( 来自不同学科专业)在学习过程中，不脱离本环境就可以随时检索到与本次所学知识点相关的相同学科或不同学科的参考资料，加强学科问的联系；经授权后，不同学科的任课教师即可以自由地实施网上教学，也可利用开发平台提供的学科教学设计模板和教学资源简单方便地开发各自的网络课程。全开放性：注册用户在权限范围内可充分共享全开放的各种网络教学资源，灵活多样的适应性学习策略及其支持；任课教师可自由地选择和扩充相应学科的功能模块，自由组合教学内容，
9、以开发适宜本学科的网络教学环境，也可自由地扩充和修改相应的各种教学资源。智能化、个性化：系统能根据学习者的个别特征的不同，在教学内容的组织与呈现、系统导航和学生自主选择学习策略方面进行适应，同时能提供人性化的测评、智能答疑和学习诊断等，以提高教学效果。3网络教学平台体系结构与功能的设计一个完整的网络教学平台应该由四个子系统组成；网上教学支撑系统、网上教务管理系统、网上课程开发工具和网上教学资源管理系统，其体系结构如图1 所示。这种教学平台不仅能提供一个全开放的、智能化、多学科交叉渗透的远程网络教学环境，而且能为各专业的任课教师开发网络课程、实旌网上教学提供简易的、全面的工具支持，屏蔽程序设计的
10、复杂性，使得教师能够集中精力于教学。国l 尾络教学平台体系结构3 1 网络教学系统 网络教学系统是一整套提供网上远程教学服务的系统软件，它以网络课件为核心，在教学管理系统的支持下，合理有效地利用学科教学资源，为实施全方位的现代远程教学提供服务p J ，它将网络课件与学校的远程教学服务进行了有机的集成。( 1 ) 适应性超媒体学习系统适应性超媒体学习系统能根据学生的个别能力特征，动态呈现与学习者当前学习能力最相关的基于超媒体的教学内容。本系统的主要功能有：教学内容的动态适应，教学内容导航的适应和自主选择学习镶略的适应。( 2 ) 流媒体课件点播系统流媒体课件点播系统能同步播放任课教师的授课实况，
11、包括同步播放视频、音频和教师的讲稿。同时，系统还应提供学科课程的有关算法或过程的动态演示点播。( 3 ) 师生交流工具师生、学生之间的交流是教学活动中的一个十分重要的环节。本系统可提供两种交流方式：实时的( 基于W e b 的音频、视频和文本的交流功能) 和非实时的( E m a i l 和B B S ) 。( 4 ) 智能辅导答疑系统当学生在遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的问题描述，对领域知识库进行智能搜索，按照检索内容基于W e b 的多学科远程教学平台的设计与实现3 7相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。学生如果对已有解答不满意，还可以进一步把问题
12、提交给答疑系统发给任课教师或发布到 公告板上，等待教师或同学解答撤师解答后再将该问题和答案存入常见问题库中，实现问题库的不断增长。这样就可以大大减轻教师重复答疑的工作量。( 5 ) 作业批阅系统作业批阅系统是基于w w w 的协作式作业批改系统，学生可以通过该系统提交作业、获取作业批改结果，并根据教师建议来修改和编辑作业。经过几轮交互后，教师可对最后作业做出点评。( 6 ) 网络题库与考试系统基于W e b 的题库与考试系统用于支持教师和学生通过网络进行多种组卷并进行各种类型的适应性测试。教师和学生均可以根据不同的测试目的，通过网络自动组卷后下载到本地进行使用。系统能够完成一般的题库管理功能，
13、还应能对学生的测验结果进行统计分析。 ( 7 ) 基于W e b 的虚拟实验室 基于W e b 的虚拟实验就是在W e b 中创建出一个可视化的三维环境( 在H T M L 页面中嵌入V R M L 生成实时三维实验场景供用户操作) ，其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标的点击以及拖曳操作，用户可以进行虚拟的实验。( 8 ) 教学评价系统包括教师评价和学生学习评价。其中教师评价是对教师的教学情况作综合评价，又分为教师自身的评价和学生对教师的评价。学生学习评价包括学生选择学习内容的深浅程度评价；学生的作业情况评价；学生的答疑情况评价；学生的考试情况评价；最后通过加权评分作综合评价
14、。3 2 远程教学管理系统 教学管理起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。远程教学管理系统基本覆盖教学活动的各个环节，如从学生入学到学生毕业的各项活动，其管理的范围不仅仅是管理机构和行政部门，而且包括教学涉及的所有对象和资源，如学生、教师、课件等。同时，它将以学生为中心，为学生创造一个个性化、智能化的远程学习环境，其具体功能有；用户注册：学生学籍管理；教师档案管理 专业与课程的管理；数据统计分析；信息查询功能；计费；行政公文管理；系统设置维护。3 3 网络课程开发工具及管理 网络课件开发工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的
15、教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并提供相应资源库的支持，有了丰富的资源和使用简单的教学设计模板，就可方便地完成多媒体课件对交互性的要求。在课件编写过程中，从总体的教学设计到具体的教学方法，从版面设置到对象属性设置，由于每一步都有模板和提示支持，经过较短时间的学习，普通教师就能够方便地构建网络课件和相关内容( 备课、考试等) 。另外，该工具能够与远程教学系统进行紧密的配合，可直接将开发的网络课件发布到网上实施远程教学。该平台支持网络多媒体开发功能，制作视频课件，提供素材库与素材库管理软件，支持多种网络化学习模式。3 4 教学资源管理系统 教学资源包括媒体素材库、试题素材库、案例库、网络课件
16、库、文献资料库等，是远程教学的基础。为了更好地发挥远程教育的优势，将优秀教学资源划分成各种素材，进行系统化、科学化的分类，并以多媒体化的电子信息形式存储于各种数据库中，构建成统一的教学资源库，形成数字化的电子图书馆，为任课教师和学习者提供内容丰富的优秀教学资源，使远程教育建立在丰富的教育资源基础之上，减轻任课教师建立大量教育资源的负担，减少学校的重复开发。资源库系统主要功能是对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用，按资源类型划分，可分为媒体素材、试题、网络课件、案例、文献资料等多个管理模块。4 系统实现系统中有关网页和简单功能模块设计的技术难度不大，在此主要阐述系统实旋过程中的关键技术的实现思路、方法和途径。4 1 系统软件体系结构考虑到远程教育系统是基于I n t e r n e t 和W e b技术，本系统软件体系结构采用的是开放性、跨平台性好的浏览器，服务器( B S ) 网络计算模式【5 】，采用基于组件三层体系结构，即包括客户浏览器层、应用服务器层、数据库服务器层三部分。其结构示意图如图2 所示。计算机与教育图2 基于组件的三
