基于Web的計(jì)算機(jī)公共課輔助教學(xué)系統(tǒng)研究與應(yīng)用

1、第29卷第9期西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 2007年9月Vol 129No 19Journal of Sout hwest University (Nat ural Science Edition Sep 12007文章編號:1673-9868(2007 09-0147-05基于Web 的計(jì)算機(jī)公共課呂家恪, 汪, , 重慶400716摘要:, 闡述了基于Web 的計(jì)算機(jī)公共課網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)總體思想, 、檢測訓(xùn)練、答疑探究和師生互動(dòng)等4個(gè)模塊的主要功能, 在此基礎(chǔ)上介紹了教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫的組成、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù), 并對系統(tǒng)的應(yīng)用前景做了展望.關(guān)鍵詞:Web 技術(shù); 輔助教學(xué); 計(jì)算機(jī)輔助

2、教學(xué)系統(tǒng)中圖分類號:TP399文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A2l 世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的世紀(jì), 計(jì)算機(jī)水平已成為衡量大學(xué)生素質(zhì)與能力的重要標(biāo)志1. 計(jì)算機(jī)公共課是非計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識和技能的重要途徑, 其基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、技能和信息化素養(yǎng)以及利用計(jì)算機(jī)解決問題的基本能力. 目前, 計(jì)算機(jī)公共課面臨的主要問題是學(xué)生生源地經(jīng)濟(jì)條件和師資條件的不同造成的計(jì)算機(jī)技能和信息化素養(yǎng)的差異. 眾多高校還不同程度存在著任課教師教學(xué)任務(wù)重、教學(xué)環(huán)境較差、實(shí)驗(yàn)條件不能夠滿足需要等諸多問題. 近年來, 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Comp uter Assistance Inst ructio n , CA

3、 I 已成為推動(dòng)計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)改革的重要途徑, 但傳統(tǒng)CA I 系統(tǒng)存在著課件內(nèi)容開發(fā)重復(fù)、缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的跟蹤和記錄、以及無法及時(shí)收集學(xué)生學(xué)習(xí)反饋信息等缺陷, 不能很好地實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)教學(xué)2.針對高校計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn), 計(jì)算機(jī)公共課網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)采用探索式的學(xué)習(xí)方式, 在校園網(wǎng)上全天候?qū)W(xué)生開放, 學(xué)生根據(jù)自己的知識水平和時(shí)間安排可自由地制定學(xué)習(xí)計(jì)劃和安排學(xué)習(xí)進(jìn)度, 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教育無法做到的個(gè)性化教育. 系統(tǒng)可以作為課堂多媒體教學(xué)的有效補(bǔ)充, 使日益健全的校園網(wǎng)變成強(qiáng)大的教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)境, 使教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的方式都更加靈活、有效, 可以有效彌補(bǔ)課堂教學(xué)在教育資源(師

4、資、教材、實(shí)驗(yàn)和演示設(shè)備等 和教學(xué)方法(統(tǒng)一進(jìn)度、集中式和固定時(shí)間等 等方面的限制.1系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)近年來, 高校校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展極其迅速, 使以Internet Explorer 等瀏覽器為統(tǒng)一用戶界面, 跨平臺、開放的輔助教學(xué)系統(tǒng)更具潛力. 因此, 系統(tǒng)主要采用B/S (Browser/Server , 瀏覽器/服務(wù)器 架構(gòu), 服務(wù)器端以Windows 2000Server +IIS510+1N ET 框架作為平臺, 師生可在校園網(wǎng)上任何一臺計(jì)算機(jī)上通收稿日期:2007-03-26基金項(xiàng)目:西南大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課分級分類教學(xué)改革與實(shí)踐”(2006J Y44 . 作者

5、簡介:呂家恪(1974- , 男, 四川蒲江人, 碩士研究生, 講師, 主要從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育和農(nóng)業(yè)信息資源利用研究.過瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)上學(xué)習(xí)、答疑、測試和系統(tǒng)維護(hù).111系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則計(jì)算機(jī)公共課網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程, 在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中應(yīng)遵循下列原則:開放性的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn), 共享性的政策和策略:設(shè)計(jì)遵循通用標(biāo)準(zhǔn)具有靈活的開放性, 是系統(tǒng)進(jìn)一步與其他系統(tǒng)兼容和進(jìn)一步擴(kuò)充的根本保證.實(shí)用性原則:系統(tǒng)應(yīng)具有友好的界面, 可操作性強(qiáng), 便于維持和管理以提高操作人員的工作效率. 整體性原則:系統(tǒng)的整體性要求從整個(gè)系統(tǒng)的角度考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 系統(tǒng)的代碼要統(tǒng)一, 設(shè)計(jì)規(guī)范要標(biāo)準(zhǔn), 傳遞語言要盡可

6、能一致, 對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集要做到數(shù)出一處、次利用.安全性原則:對用戶權(quán)限進(jìn)行分級密碼管理, , , 對用戶的操作進(jìn)程進(jìn)行日志記錄, 112系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的用戶分為學(xué)生、, . 系統(tǒng)利用用戶登錄認(rèn)證來識別其類型, . 從功能體系上, 系統(tǒng)分為自主學(xué)習(xí)、檢測訓(xùn)練、, 其功能框架如圖1所示. 圖1網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)功能框架11211自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)包括教材講授、電子課件和視頻點(diǎn)播3個(gè)部分, 是網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的重要環(huán)節(jié), 學(xué)生可根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)日歷的要求進(jìn)行的有計(jì)劃、有目的的個(gè)人學(xué)習(xí)活動(dòng). 教材講授是教師通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施授課的教學(xué)活動(dòng); 學(xué)生通過視頻播放軟件與流媒體服務(wù)器(如Helix Server 連接

7、通信, 進(jìn)行教學(xué)視頻點(diǎn)播, 另外還可以與同時(shí)觀看的同學(xué)在線討論.11212檢測訓(xùn)練檢測訓(xùn)練是對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的評價(jià), 包括章節(jié)練習(xí)、綜合練習(xí)、自測自評和在線考試等四個(gè)部分. 章節(jié)練習(xí)和綜合練習(xí)是對學(xué)習(xí)過程中的每一章節(jié)或階段性學(xué)習(xí)內(nèi)容的練習(xí)題目. 在自測自評時(shí), 客觀題由系統(tǒng)給出參考答案與解釋, 主觀題學(xué)生可自行查看題庫中所準(zhǔn)備的參考答案或請求教師評閱. 在線考試是專門用于試題(卷 錄入、查詢、修改、刪除、組卷和在線考試的1N ET 應(yīng)用程序. 學(xué)生通過瀏覽器進(jìn)行身份驗(yàn)證登錄后, 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行答題. 試卷采用隨機(jī)抽題, 客觀題自動(dòng)閱卷, 而主觀題在提交后將保存于數(shù)據(jù)庫中由教師評閱, 可提高教

8、師的閱卷效率.11213答疑探究答疑探究主要包括在線討論、離線答疑、示例分析、優(yōu)秀習(xí)作、電子詞典和參考文獻(xiàn)等部分. 在線討論主要是師生在線答疑和討論, 以網(wǎng)絡(luò)為媒介而進(jìn)行的答疑活動(dòng), 可以使學(xué)生擺脫羞澀心理, 調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性. 而在離線答疑系統(tǒng)中, 學(xué)生可以把自己的問題提交到答疑區(qū), 尋求老師和同學(xué)的幫助. 示例分析將重要的知識點(diǎn)和操作要領(lǐng)提取出來, 集中演示. 師生可共同對示例的得失優(yōu)劣進(jìn)行討論和分析. 而電子詞典和參考文獻(xiàn)術(shù)語查詢和相關(guān)知識點(diǎn)的參考文獻(xiàn)文檔, 供同學(xué)在學(xué)習(xí)和看書時(shí)查閱使用.11214師生互動(dòng)師生互動(dòng)主要包括作業(yè)系統(tǒng)、教學(xué)公告、專題論壇和教學(xué)博客. 作業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教師在網(wǎng)上布

9、置作業(yè)、批改作業(yè), 學(xué)生在網(wǎng)上做作業(yè)、查看批改結(jié)果整個(gè)作業(yè)流程. 系統(tǒng)提供計(jì)算機(jī)公共課教師博客群, 教師可以方便地用文字、多媒體等方式, 將自己日常的生活感悟、教學(xué)心得、教案設(shè)計(jì)、研究成果和課件等在博客上傳與發(fā)表, 形成屬于教師個(gè)人的資源積淀3, , 113系統(tǒng)架構(gòu)及其組件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)采用1N ET 平臺部署, 3層構(gòu)成, 結(jié)構(gòu)靈活, 可任意擴(kuò)展且性能頗佳. J 、Photo shop 、Flash 等技術(shù)美化用戶界面; 在服務(wù)器端利用ASP N , 并借助于ADO 1N ET 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作; 數(shù)據(jù)的SQL Server 2000, 其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示. 圖2計(jì)算機(jī)公共課輔助教學(xué)平臺總體結(jié)構(gòu)

10、1 WEB 展示層(Presentation Layer WEB 展示層主要通過接受用戶的請求, 以及返回?cái)?shù)據(jù), 為客戶端提供應(yīng)用程序的訪問. 在ASP 1N ET 中, 該層包括Asp x 頁面、用戶控制、服務(wù)器控制以及某些與安全相關(guān)的類和對象. 在設(shè)計(jì)上, 該層界面采用Windows 桌面應(yīng)用程序風(fēng)格, 系統(tǒng)主體色采用藍(lán)色, 所有頁面使用自定義右鍵菜單, 以提供方便的導(dǎo)航.2 邏輯事務(wù)層(Business Logic Tier 邏輯事務(wù)層是系統(tǒng)核心部分, 擔(dān)當(dāng)主要的應(yīng)用處理任務(wù), 包括處理接口的H T TP 請求以及與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接和交互, 通常被劃分成業(yè)務(wù)邏輯子層和數(shù)據(jù)訪問子層. 在

11、ASP 1N ET 中, 該層包括使用SQL Client 或OL EDB 從SQL Server 或Access 數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)及刪除數(shù)據(jù), 并把取得的數(shù)據(jù)放到Data Reader 或Dataset 中返回給WEB 展示層.3 數(shù)據(jù)服務(wù)層(Data Service Tier 數(shù)據(jù)層位于底層, 以ADO 1N ET 為接口, 主要處理邏輯事務(wù)層對數(shù)據(jù)的請求, 包括文件數(shù)據(jù)存儲服務(wù)和數(shù)據(jù)庫存儲服務(wù), 實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上建立的教學(xué)數(shù)據(jù)資源高效訪問. 教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫是實(shí)施計(jì)算機(jī)公共課網(wǎng)絡(luò)輔助教育的基礎(chǔ)4, 也是系統(tǒng)建設(shè)過程中的核心步驟, 教學(xué)資源庫主要包括教案庫、試題庫、案例庫和素材庫4個(gè)

12、部分, 其組成如圖3所示. 3 教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫組成2211開發(fā)工具在開發(fā)工具的選擇上, 兼顧技術(shù)領(lǐng)先、安全穩(wěn)定、產(chǎn)品運(yùn)行速度和運(yùn)行效率等因素, 系統(tǒng)采用微軟的Visual St udio 1N ET 開發(fā)工具, 使用Visual St udio 1N ET 集成環(huán)境對ASP 1N ET 程序進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試. 在數(shù)據(jù)庫連接上, 采用ADO 1N ET 技術(shù)連接數(shù)據(jù)庫, 并直接在Web 窗體事件中編寫連接數(shù)據(jù)庫的代碼, 對數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、更新、刪除等維護(hù)操作.212關(guān)鍵技術(shù)1 斷點(diǎn)續(xù)傳系統(tǒng)在資源上載時(shí)以多線程技術(shù)和Socket 技術(shù)為依托, 采用了自主開發(fā)的支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳的F TP 客戶端工具, 以解

13、決大文件通過Web 頁面上傳時(shí)常出現(xiàn)的上載中斷問題5.2 個(gè)性化服務(wù)系統(tǒng)對課件素材資源進(jìn)行瀏覽次數(shù)登記和使用情況登記, 在統(tǒng)計(jì)與分析的基礎(chǔ)上為學(xué)生推薦最受歡迎的課件素材, 同時(shí)得出使用者的學(xué)習(xí)狀況以及興趣點(diǎn), 為不同的學(xué)生提供各自所需的內(nèi)容6.3 安全策略在保證Windows 安全性和IIS 安全性基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)主要采取以下安全策略:基于ASP 1N ET 頁面的表單身份驗(yàn)證; 基于學(xué)生、教師及管理員等多重角色的授權(quán)策略; 采用SSL/TL S (安全套接字層/傳輸層安全 來保護(hù)瀏覽器和Web 服務(wù)器之間的通道安全; 數(shù)據(jù)類型的驗(yàn)證與非法輸入過濾. 3結(jié)語計(jì)算機(jī)技術(shù)更新?lián)Q代很快, 計(jì)算機(jī)公共課

14、的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源也需要及時(shí)更新, 計(jì)算機(jī)公共課的教學(xué)研究和改革是一項(xiàng)長期的任務(wù), 而網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)是解決這一問題的有效手段. 基于Web 的計(jì)算機(jī)公共課輔助教學(xué)系統(tǒng)建成后, 在西南大學(xué)計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)活動(dòng)中采用, 有效地緩解了計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)過程中的矛盾, 為學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識提供了較好的平臺. 計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)質(zhì)量的保證不僅是一個(gè)結(jié)果, 更應(yīng)該是一個(gè)過程, 在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)的建設(shè)、改進(jìn)和深入應(yīng)用還需要投入大量的人力、物力和財(cái)力.051西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 第29卷參考文獻(xiàn):1許賽華. 高校計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)探討J .株洲師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào), 2006, 11(5 :77-

15、78.2揚(yáng)麗萍. 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.上海海運(yùn)學(xué)院學(xué)報(bào), 2001, 22(4 :76-79.3黎加厚. 智慧資源聯(lián)合時(shí)代已經(jīng)來臨? 教育博客的實(shí)踐反思與未來展望J.上海教育, 2006(08A :7-8.4張敬齋. 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫構(gòu)建的研究J.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化, 2006(9 :21-23.5馮常青, 師明珠. 多線程文件斷點(diǎn)續(xù)傳J.電腦編程技巧與維護(hù), 2006(8 :54-58.6丁書靈. 分布式e 2Learning 環(huán)境中的個(gè)性化J.計(jì)算機(jī)教育, 2005(3 :53-55.Study and 2CAI L , Xuan , L A I Fan , ZOU Xian 2ch

16、unand Information Science , Southwest University , Chongqing 400716, ChinaAbstract :The instruction of comp uter common courses in Chinese colleges is facing great opport unities and challenges. This paper illust rates t he general p rinciples for t he develop ment of web 2based comp uter com 2mon course CA I systems and gives a detailed description of t he f unctions of t heir major modules :self 2learning module , testing &trainning module , FAQ &Knowledge Exploration module and inst ructions inter 2action module , and introduces t he component s of t he system teaching resources da