网络教学系统设计与实现

第一篇：网络教学系统设计与实现

智能化网络教学系统设计与实现

石河子大学信息科学与技术学院 高攀 郭理* 郑鸿英

摘 要：基于Web的智能教学系统综合传统的ITS系统优势，同时又结合Web的特点，系统具有智能性，能够智能地引导学生学习。本文提出了一种基于Web的智能教学系统模型，探讨了智能教学系统的知识库的设计、教学策略的设计及个性化教学的实现，最后给出系统实现的具体思路和解决方案。1 引言

智能教学系统(Intelligent Tutoring System，ITS)作为人工智能学科的重要研究应用领域，是21世纪人类社会数字化教育的必然发展方向。其研究涉及人工智能(Artificial Intelligence，AI)、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学等多个学科，研究的最终目的是由计算机系统负担起人类教育的主要责任，即使计算机系统具有智能，并在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。由于ITS涉及到多门学科，所用到的相关学科的技术即使在本学科也不够成熟以及人类对其自身的学习过程还认识不够，所以对ITS 的研究仍存在相当大的难度，存在知识的表示、对学生的评估、对学生错误的诊断、教学规划、人机自然语言对话处理等技术难题。2 基于Web的ITS的系统模型 2.1 传统的ITS模型

传统上，智能教学系统由四大部分组成：专家知识库(有关领域的知识描述)、学生模型(学生的知识水平和学习能力)、教师模型(知识的传授方法)和人机交互界面。模型如图1所示。其中人机交互界面部分是在智能教学系统和学生之间建立友好的通信交流方式，有时也被看成是教学方法的补充而作为教师模型的一部分。

传统的智能教学系统多数是单机或单独运行的(stand．alone)，系统费用昂贵，维护代价高，难以大范围推广应用。随着Web技术的发展和不断成熟，基于Web的智能教学系统研究越来越受到重视。在Web上构建智能教学系统，这种方式利用网络实现了分布式教学，可以同时接受多个用户的并发访问，资源利用率大大提高，又不受时间和空间的限制，可以在最大程度上满足“因材施教”的需要。

图1传统的ITS模型

2.2 基于Web的ITS系统模型

基于Web的ITS的系统模型如图2所示。其中，知识点库存放课程知识点，知识点可分为不同的类型和难度级别、重点度级别等；教学课件库存放各种形式的课件；教学方法库存放各种教学模板。学生学习能力是教师实施因材施教的依据，模型突出了其重要性。模型综合了传统ITS系统的优势，同时又结合了Web的特点，客户端结构简单，适用范围广，人机交互界面简洁明了。系统具有智能性，结合学生的特点进行教学，可以通过多种多样的交流工具进行有效的交互和即时的通信反馈，能够智能地引导学生学习，提供了丰富的信息来源和良好的导航结构，可以进行有效的信息过滤等等，实践证明，基于Web的ITS是ITS系统的发展方向。

图2基于Web的ITS系统模型

2.3 系统用户及其主要功能

系统的用户可分为管理员、教师和学生三类。管理员负责添加和删除一门课程，确认教师的身份和权限等。教师是领域专家，具有课程的领域知识，组织和管理教学资源，负责确定某门课程的教学策略和方法，制定教学方案，设计教学模板。学生在系统指导下学习，完成系统规定的测试。3 关键技术

3.1 学科知识库的设计

学科知识库由学科知识体系库和教学内容库构成。知识体系就是知识点的集合，并且包括知识点之间的相互关系结构[3]。知识体系库包含知识点属性和知识点链接两个数据库。知识点属性数据库是知识表示的基础，它反映知识点的集合；知识点链接数据库反映知识点之间的关系和层次结构，主要用于知识推理。

而教学内容库是根据知识点来安排的。知识点的属性包括以下几个内容：

(1)知识点的编号应该具有唯一性，根据知识点结构图进行编号，它能够反映知识点层次，可作检索和查找用；

(2)知识点内容的类型有：事实、概念、技能、原理、问题求解等5种类型；

(3)知识点的难度有：容易、一般、难、很难；

(4)知识点的重要程度有：选学、一般、重要；

(5)知识点的教学目标有：识记、理解、应用、分析、综合、评价。3.2 教学策略的设计

教学策略(instructional strategy)是对完成特定教学目标而采取的教学活动程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑。在ITS系统中，教学策略起着核心作用。在课件设计时，则要把这些总体考虑体现的教学内容的组织、教学任务的安排和教学交互活动的设计中。

教学元素是实现教学过程的基本元素。常见的教学元素有:呈现教学目标、呈现正例、呈现反例、呈现知识点、呈现辅助说明、呈现例题、呈现习题、呈现评价、呈现提示、测试和提问等等。

教学元素分为两类，一类是陈述性的，一类是操作性的。陈述性教学元素用于陈述教学材料以及评价信息等，学习者不能对其进行操作，只能读不能写。而操作性元素要求学生主动参与，同时根据学生的操作结果决定下一教学元素。

教学元素的结构可以描述如下:

Struct TeachElem en t {

Int teID;

Char teName [2 0];

Char tePath [2 0];

}

教学策略模板提供了一系列标准化的教学序列框架，用于对某一类知识点进行教学。它是由教学元素以一定的方式组织起来形成教学策略模块。

一般的知识点本文系统采用如图3所示模板:

图3一般知识点模板

对于重要的知识点，本文系统采用如图4所示模板:

图4 重要知识点模板

所有的教学策略模板构成教学策略模板库，教学策略模板的具体教学内容和控制流程都存放在该库中。对于系统中每一个知识点，它都根据学生的学习水平和目标，组合成不同的教学行为。3.3 个性化教学的实现

基于Web智能教学系统可以比较好的实现个性化教学。在教与学的过程中，它根据不同的学生模型和学习请求，经过推理，智能的选择最佳教学策略和教学素材来进行个性化教学。结合系统的教学需求和教学环境，本文系统采用如图5所示的方案来实现个性化教学。

图5个性化学习的实现

在教学过程中，个性分析模块依据学生的认知能力值选择适合该生的教学策略和教学素材。教学策略的选择在此过程中是最为关键的。如图6:

图6教学策略的具体实现过程 系统实现

由于网络教学应用的需要，以及考虑系统的可维护性和可扩充性，系统采用Browser／Web／DataBase的三层体系结构。

Web服务器接受请求，通过应用程序服务器执行一个Java服务器端小程序Servlet并返回其输出，从而实现与客户机进行信息资源的交互。其中，客户PC机为浏览器运行平台；提供教学内容的个性化展示的由HTML和JSP实现；Web服务器生成页面由JSP和Servlet实现；处理学生模型提取、动态规划，习题测试、学生模型的更新维护以及教学控制等则由Servlet及JavaBean实现；数据库服务器提供学生模型库、教学内容库、教学策略库、试题库等。5 结论

基于Web的智能教学系统的研究可以说仍然处于研究阶段，其主要的研究方法就是将远程教学技术与传统的智能教学系统相结合，运用人工智能技术来更加有效地实现教学的个性化和智能化。基金项目：石河子大学自然科学研究项目基金（ZRKX2006-Y15）作者简介：

高攀（1981—）新疆石河子大学信息科学与技术学院

郭理（1968—）新疆石河子大学信息科学与技术学院 通讯作者 郑鸿英（1981—）新疆石河子大学信息科学与技术学院

第二篇：浅析个性化网络教学系统设计与实现

浅析个性化网络教学系统设计与实现

发布时间:2012-04-01 来源:应届毕业生求职网

论文关键词:SSH;AJAX;B/S模式;网络教学

论文摘要:Internet技术的迅速发展以及学校信息化程度的不断提高,使得网络教育资源日益丰富;基于Internet的教学方式已经深入人心,推动了我国教育改革的进程,改变了人们的学习观念。个性化网络教学系统充分利用网络资源,强调学生自主个性学习,并采用AJAX、Struts、Spring、Hibernate等框架技术,使得项目开发过程简捷、结构清晰,并且系统具备很好的可扩展性和可维护性,提高了软件系统项目的可重用性。

一、网络教学的现状

随着Internet技术的日益普及, 计算机网络教学已成为现代教育技术发展的热点。在网络教学环境下, 可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性, 实现传统教育无法做到的“个性化教育”。但在目前的网络教学中, 以教师为主体的教学模式实质上并没有改变。对网络教学的理解也只是停留在教学手段和教学形式的改变上,同时系统开发一般采用Web技术,不能适应网络发展与内容更新带来的变化。为此我们采用ASSH框架技术研究并设计扩展性良好的网络教学系统,让学生根据自我水平进行个性化的学习,调用各种学习资源,自我设计学习进度直至达到学习目的。

二、系统框架技术

在程序开发时,我们选择已有的优秀架构可以集中精力处理业务逻辑。在开发网络教学系统时,我们选择了当前流行的J2EE Web 应用框架。它整合了AJAX、Struts、Spring、Hibernate4四个架构(简称ASSH 框架)。

AJAX全称为“Asynchronous JavaScript and XML”,在浏览器与 Web 服务器之间使用异步数据传输,这样就可使网页从服务器请求少量的信息,而不是整个页面。AJAX 可使因特网应用程序更小、更快、更友好。[1]

Struts中模型是一个Action类,开发者通过其实现商业逻辑。视图是由与Servlet配合工作的一整套JSP定制标签构成,利用它们可以快速建立应用系统的界面。控制器ActionServlet是模型与视图的联系纽带。[2]

Spring提供了轻量级管理业务组件的IoC容器。Spring通过依赖注入机制,可以在运行期间为组件配置所需要的资源,而无需在编写组件代码时指定,从而在相当程度上降低了组件之间的耦合,实现组件的即插即用。[3]

Hibernate实现对关系数据库的对象化。Hibernate不仅能够管理JavaBean(或者称之为POJO)到RDBMS 表的映射,还能够供应用查询和获取数据库中的数据。Hibernate事实上是标准的O/R 映射技术。[4]

三、系统分析与设计

系统基本形式为一个交互式动态网站。用户必须登录后才能访问系统,并且不同身份登录后,所拥有的权限是不同的。用户身份有:教师、管理员和已注册过的学生等。每个身份可以注册多个用户,用户可以操作自己权限内的模块。整个系统划分为网络教学模块、智能推荐模块、网上交流模块、答疑模块、网络测评模块、后台管理模块等。

1.网络教学模块

该模块主要有“课程选择”、“课件阅览”、“视频点播”等部分, 提供相关课程的在线教学内容, 如HTML 网页、PPT电子教案、DOC 教学文档、RM、ASF教学录像等,这部分是网络教学系统的主要部分,学生可以根据自己的需要进行选择性学习。

2.智能推荐模块

学习内容的选择上,系统根据学习历史记录和能力估计,选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容,这些学习内容是与当前学生能力最接近的。在学习内容的组织上,系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格,选择最适合学习者的内容呈现方式。

3.网上交流模块

该模块主要是通过“网络论坛”来实现,给老师和学生提供一个在线交流的平台。学生可以通过网络论坛充分发挥自主权和发言权,对课程的某些主题可以在网上展开讨论,发表各自见解,探讨学习心得、交流学习经验等。对疑难问题将设立专门的网页,分专题进行深入、系统、理性的探讨,为学生提供一个更为广阔的学习的平台。同时该模块接受来自各方面对教学的反馈信息,如教学问卷、学习要求及期望等。

4.答疑模块

该模块分为自动答疑和人工答疑两种方式。系统自动答疑是指当学生遇到疑难问题时,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,对问题库和领域知识库进行智能搜索,将对该问题的解答呈现给学生。当没有检索到对该问题的解答时,自动将问题发送到学科教师的留言信箱中,当教师对该问题进行回答后,系统通过发送留言通知该学生。之后,系统将对该问题的解答归纳到领域知识库中,以便其他学生遇到类似问题时,能给予自动应答。人工答疑则是学生将问题直接针对某个老师发送,老师一旦上线给出解答后即反馈给学生。

5.网络测评模块

该模块支持网上自测和正式考试两种类型。学生可以登录后进行网络自测,选择课程及内容进行测试, 可以自己设定章节、题型和难度系数等因素, 然后由系统随机生成测验卷, 自测完成后, 自动阅卷并给出正确答案;教师以合法身份登录后可以对试题库中试题进行添加、删除、修改,同时通过人工或智能组卷方式, 生成试卷对学生进行在线考试。系统可以自动生成并发布考试试卷, 并且能够对考试结果进行批改、统计和分析。

6.后台管理模块

该模块是网络教学系统中不可缺少的重要组成部分,主要包括:人员管理、课程管理、试题管理、论坛管理、成绩管理等。

四、系统关键技术的实现

1.页面设计

主要采用JSP和部分Servlet定制的标签来表现。为了加强用户体验与交互能力,在网页设计大量采用AJAX技术来实现,如自动完成、在线提示等功能。

2.课程信息录入流程实现

本系统采用ASSH框架进行开发实现,下面以课程信息录入为例阐述系统的实现。在响应新增课程数据页面请求时,通过导入课程管理模块的配置文件struts-course-config.xml来完成业务流程的部署。当点击course_add.jsp上的保存按钮时,将输入数据用set方法存入到courseForm中,然后根据struts-course-config.xml调用courseSave.do进行业务处理。在courseSave.do 中页面数据将从courseForm中读取。courseSave.do执行

第三篇：中小学网络教学论文：中小学网络教学系统的设计与实现

中小学网络教学论文：中小学网络教学系统的设计与实现

【中文摘要】随着互联网和信息技术的迅速发展,网络化教学的普及,中小学教学制度有了重大的改革,网络教学已成为我国现代教育技术发展和课程改革的一项重要内容。教学过程中,中小学生可能会存着不能及时到校、完成作业和参加自测的突发情况,给教师批改作业、统计自测增加了难度。一直以来,作为一种全新的教学方式,国内网络教育的发展处于较好状况,利用网络教学可以突破传统教学的时空限制,成为提高自主教育、学习的有效途径,更能适应信息社会,发展高素质人才的必然选择。在系统的开发过程中采用JAVA语言的分析与设计思想对需求进行了分析,对各个功能进行设计。技术上采用MVC模式,实现了数据与视图的分离,在技术上把系统打造成扩展性、维护性强的系统。详细介绍中小学网络教学系统的设计与实现,对系统结构、功能以及特点进行了详细阐述。应用证明中小学网络教学系统充分发挥了网络资源进行中小学网络教学的优势,既经济又方便,提高了中小学网络教学的管理效率和水平。本论文主要通过中小学网络教学的发展意义及发展趋势进行分析后对本文解决的主要问题进行说明。论文通过对系统总体业务描述针对具体业务进行分析,最后对系统具体实现的关键技术及界面进行展示。论文主要针对中小学网络教学业务进行分析,围绕教学业务开发的一套应用软件系统。场在线作业、在线自测、题库管理、成绩管理是中小学网络教学业务中的重要组成部分。通过对作业、自测数据的分析,可以更方便的对

学生因材施教。通过本论文对中小学网络教学业务的设计与实现,完成了中小学网络教学管理的基本流程,方便了教师批改作业,规范了中小学网络教学管理工作流程,提高了中小学网络教学管理质量、学生学习效率和教师工作效率。

【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.【关键词】中小学网络教学 JAVA B/S 【英文关键词】School network teaching JAVA B/S 【目录】中小学网络教学系统的设计与实现8-9ABSTRACT9-10

摘要

1.1 系

第1章 绪论11-15统发展背景11-121213-1415-3315-3121-2425-2729

1.2 系统研究现状及发展趋势

1.4 本文的主要工作第2章 需求分析1.3 解决的主要问题12-131.5 本文的组织结构14-152.1 系统概述15

2.2 功能性需求

2.2.2 在线自测2.2.4 题库管理2.2.6 课程公告2.3 非功能性需求2.2.1 在线作业18-212.2.3 留言板24-252.2.5 成绩管理27-292.2.7 常见功能29-31

31-333333-3535-3637-3838-40计40-42第3章 总体设计33-403.2 系统架构设计33-363.2.2 系统部署架构353.3 数据库建模36-403.3.2 概念结构设计38第4章 系统详细设计40-48

3.1 系统目标和原则3.2.1 系统安全架构3.2.3 系统技术架构3.3.1 逻辑模型设计3.3.3 数据字典设计

4.1 系统包结构设第5章 系统的实

5.1.1 在线5.1.3 留5.1.5 成5.2 系4.2 核心类详细设计42-48

5.1 业务系统实现

48-58现与测试48-60作业实现49-51言板实现52-54绩管理实现56-57统测试58-6061-63致谢

5.1.2 在线自测实现51-525.1.4 题库管理实现54-565.1.6 课程公告实现57-58第6章 总结与展望63-64

60-61

参考文献

学位论文评阅及答辩情况表

第四篇：网络教学系统的设计、实现及分析

高等教育网络教学系统的设计、实现及分析

【摘要】本文主要是研究如何在普通高校中引入网络教学。本文借用北京大学开发的基于网络的辅助教学系统《北大网络学堂》等其它网络教学系统，来阐述在普通高校中引入网络教学的设计思想及实现方式，并针对使用中存在的问题进行了分析，提出了相应的解决方法或建议。

【关键词】网络教育、高等教育、辅助教学、Internet

一、引言

网络技术的高速发展，使人类的信息资源实现了高度共享，并从根本上改变了人类进行信息交流的方式，对高等教育的影响也必将是深刻的。从大的方面来说，它对高等教育的管理模式、教学模式、财政投入模式等都要带来巨大的影响，从小的方面来说，它可以解决传统课堂教学中存在的很多问题，过去一些不可能实现或很难实现的教学设计思想，现在就可以实现了。

目前网络在教育中的最热门的应用莫过于远程教育了，但是，如何把网络技术应用于高等教育的主体---传统课堂教学也是一个非常重要的问题（李晓明 [1]），因为高等院校中的网络辅助教学和远程教育还是有区别的。

本文就是主要依据北京大学开发的网络辅助教学系统《北大网络学堂》（以下简称网络学堂）（尚俊杰 2000 [2]），并参考其他人开发的一些有关软件，来阐述在高等院校的传统教学中引入网络辅助教学的设计思想、实现方式以及使用分析，希望在高校开展网络辅助教学时起到一定的参考意义。

二、为什么要采用网络辅助教学

对于采用网络辅助教学，也许有人会问，粉笔黑板不用的好好的吗？能简单为什么要麻烦呢？

1．它可以给教学工作带来极大的方便

网络给教学工作确实带来了极大的方便，比如在教学中：教师可以将自己的讲义及有关学习资源放在网上供学生课后复习，这样学生随时都可以上网浏览，也省去了复印的麻烦；学生可以通过email交作业，就省了收作业发作业的麻烦；师生可以随时通过email交流，或通过网络讨论。事实上，目前很多老师已经不同程度的利用网络辅助教学，比如提供电子讲义、收作业等等。给它们提供一个更好的网络辅助教学系统就成为比较迫切的问题。

2．可以更好的实现许多教学设计策略

网络辅助教学在给教学工作带来极大方便的同时，也使原来不太好实现或不可能实现的教学设计思想得以实现。比如，利用网络开展基于资源的学习（Resource-based Learning）、基于问题的学习（Problem Solving）以及协作学习（Collaborative Learning）等等（Ron Owsto[3]）。通过有效的实现各种学习策略，就可以加强教学效果，提高教学质量。

3．它是“以教师为中心”的教学模式和“以学生为中心”的教学模式的完美结合的体现

目前有两种教学设计理念（余胜泉 2000 [4]）：一种是“以教师为中心”的的教学设计理念，另一种是“以学生为中心”的教学设计理念。这两种教学模式各有优缺点，但是又是相互互补、相辅相成的关系。考虑到目前高等院校还是以课堂教学为主，自然主要是以教师为中心的，如何才能协调使用这两种教学模式呢？网络辅助教学系统正好是一个良好的工具。在课堂教学中，仍然采用以教师为中心的教学模式，在课后的网络辅助学习中，却采用以学生为中心的教学模式，并且力争通过辅助教学系统尽可能将这两种教学模式互相融合。

二、网络辅助教学系统的设计

基于以上考虑，我们确立了网络辅助教学系统的设计思想如下：

1．要实现基本的教学功能

网络辅助教学系统大体上应该主要实现以下几个功能：(Schweizer, Heid 1999[5])

Ø教学管理、比如教师在网上开课，学生选课管理等管理功能。

Ø学生学习、提供电子讲义、其它资源、课后复习、教学安排等。

Ø师生交流、提供师生实时或非实时的交流，比如通过信箱、留言板、课程论坛、聊天室等。

Ø作业管理、教师可以在线布置作业、批改作业，学生可以在线递交作业。

Ø考试管理、因为现在高校仍是以笔试为主，所以主要提供一些课程的在线考试功能，以及考试分数管理等。

Ø提供资源、通过FTP资源库和网络导航库为学生提供大量的有用的学习资源。

2．要尽可能为实现各种教学策略提供条件

如果网络教学系统仅仅实现公布讲义、在线作业等功能，毕竟还是低层次的，如何利用该系统使教师方便的实现各种教学策略才是一个质的提高。比如，利用资源系统为学生提供大量的有用的学习资源得以实现基于资源的学习。另外，通过课程论坛等模块实现合作学习策略。设计系统时，就应该尽量使各种教学策略尽可能融合到系统中，让教师实现起来非常方便。

3．一定要以学生为中心

前面讲过，网络辅助教学系统就是以学生为中心的教学模式的体现，所以，不论大的方面还是小的细节都应该坚持以学生为中心，一切为了学生学习，充分发挥学生的主动性和创造性。

4．一定要简单实用

前面讲过，网络技术可以给教学带来极大的方便，这是它最重要的优点。如果不幸把系统设计的使用非常复杂，那就适得其反了。事实上，确实有一些系统功能非常强大，但使用非常复杂，结果使一些教师望而却步。

因此，在设计时，凡是可有可无的模块坚决不要，对于较复杂的模块，力争使用界面简单。在设计时期，我们还广泛参考了目前比较流行的网络教育系统，如WebCT、LearningSpace 等，并充分考虑了高等教育网络辅助教学的特点，并一边设计、一边试用、一边修改，力争将先进的教育设计观念融入到系统中（汪琼 1999[6]）。

三、具体实现

具体来说，网络辅助教学系统主要由六个子系统组成，学习系统、交流系统、作业系统、测验系统、资源系统、管理系统组成，每一个子系统又由不同的模块组成。

1．学习系统

学习系统主要包括教学安排、电子讲义、电子黑板子模块。

“教学安排”是一个比较小的模块，主要是有关上课、考试时间安排及教学计划的安排，老师可以随时根据情况调整，学生可以清楚的知道当前课程的安排。

“电子讲义”主要是给学生在网上提供比较详细的讲义，可以利用超媒体提供更多的信息资源，并可以方便更新，还节省学生记笔记的时间。

“电子黑板”子模块是我们用来将教育技术运用到教室中去，方便教师课堂授课、学生课后复习的一个尝试。利用该模块，教师可以事先将课堂板书、课堂讲义、以及其它各种课堂要用的素材事先在网上整理好，到教室后，教师连上网络就可以讲课，并提供了课堂备忘录、点名等功能模块。而学生在课后可以方便的浏览老师课堂讲稿和整理课堂板书。尽管由于技术的原因，现在该模块功能还不是很完善，但是已经在实际教学中起到了很大的作用，并展示了良好的发展前景。

2．交流系统

交流系统分为“信息中心”、“综合论坛”、“在线交流”三部分

网络在教育中最大的两个用处，一是丰富的资源，二是快捷方便的联系。所以说，交流系统是网络辅助教学系统中非常重要的部分，它是实现个别化学习和协作化学习的物理基础，也是实现因材施教的保障。

“信息中心”类似于留言本，它可以使大家方便的联系。我们希望这里成为一个高度智能化的服务中心，师生一登录这里，就可以知道整个网站的信息变化与否。

“综合论坛”也是我们仔细考察其它系统后将一般的BBS和FAQ组合而成的，BBS和FAQ在很多地方都起着很大的作用，但是在高等教育中，由于一门课人数较少等原因，很多系统的这两个模块使用率都很低。我们把这两个模块组合，以FAQ为主，BBS为辅，综合发挥两部分的作用，基本得到了学生的认可。

“在线交流”就是提供一个师生交流的场所，类似于普通的聊天室，目前还是只支持文字聊天。我们正在尝试开发一个综合运用语音、图象、文件等的高效交流中心。对于普通高校的校内教育，它没有远程教育那么迫切，不过如果发展的好，也有很好的应用前景。

3．作业系统

作业评估系统主要分为“作业”和“分数管理”等子模块。可以实现教师在网上布置作业，学生在网上交作业的功能，教师可以方便的批阅及进行分数管理，学生可以查阅自己的分数和评语。

4．测试系统

测试系统主要包括“在线测试”和“分数管理”等子模块。该模块可以实现在规定时间内进行在线考试，学生也可以在此查询分数。由于高校还是以笔试为主，所以该模块目前主要是对有关需要上机考试的科目的支持。比如计算机课。考虑到高等院校目前实际情况，一般对于一门课不可能有专门的巨大的题库的支持，我们还是采用教师在网上留考试题目，学生在线作答的方式。

5．资源系统

资源系统主要包括“课程资源”、“FTP资源”、“网络资源”等。

为了给学生提供有效的资源，网络学堂提供三种方式，一是课程资源，教师可以将有关资料、软件等材料在线上传到课程资源处；二是FTP资源，鉴于人力等原因，我们还利用FTP提供了大量的资源，如免费软件、素材、源代码等；三是网络资源，鉴于网络资源鱼龙混杂，教师精心为学生提供一些好的网络资源站点。当然学生也可以推荐。

实践证明，一个好的资源系统是网络辅助教学系统成功的一半。

6．管理系统

管理系统分为“个人信息”、“课程管理”、“学生管理”、“系统管理”等模块，主要实现一些教学管理方面的事务。

该系统在开发过程中，我们就利用《计算机基础与应用》课程和其它一些课程来进行测试，事实证明该形式的教学极大的调动了学生的积极性，学生不仅用到了课堂的知识，而且自学了更多的知识，更锻炼了利用网络学习的能力。

四、使用分析

一个学期的使用结果表明网络辅助教学确实极大的方便了师生，确实有助于许多学习策略的实现，提高了学生的积极性，加强了教学效果，提高了教学质量。同时也锻炼了学生利用网络学习的能力。

在实际使用中，我们还注意到它非常有助于师生的交流。在学习中，师生的交流是非常重要的，不仅仅是回答问题和反馈信息，更重要的是营造一种师生平等、友爱的关系，这对于增强学生的积极性也是非常重要的。而课堂中由于时间等原因，不可能使每一位学生和老师都能充分的交流，而通过网络，学生和老师的交流几乎是全天候的，而且是非常快速和方便的。而且，通过网络交流还有一个更重要的意义：就是有些内向的学生平时“不敢”提问，生怕说

错了别人笑话自己，而通过网络，他们就敢于和教师讨论，并且在教师的鼓励之下，慢慢的也敢于在课堂上和教师讨论了，一些学生由此找到了自信，成绩提高很快。

当然，实际使用中，我们也发现了一些网络辅助教学需要注意的问题和需要研究的方向：

1、转变教育观念，加强教师培训

采用网络辅助教学对广大教师不仅是一个机会，也是一个挑战，它需要教师转变教育观念：在网络辅助教学中，教师不再是知识的灌输者，而是网络教学的设计者、研究者和开发者和资源提供者。在系统中不是作为主导者，而是作为引导者引导学生进行学习，是学生学习过程中的帮助者和促进者（顾苹 2000 [7]）。

而且，网络辅助教学只是将教师从一些具体的事务中解脱了出来，对教师在提供资源、引导学生学习方面要求却更高了。因此，引入网络辅助教学，教师不是轻松了，而是任务更重了，对此，各位教师和有关管理者要有清醒的认识。

要想更好的实行网络辅助教学，就要加强对教师的培训，包括计算机技术培训和教育技术培训。使老师能够主动的去采用网络辅助教学，并掌握基本的、必需的技术。有条件的话，还应该多举行一些经验交流活动。

2、加强校际交流和资源共享

前面已经讲到，网络辅助教学系统目的之一就是实现基于资源的学习，而基于资源的学习首先就要求具有一定的信息量，而在高等教育中，一般一门课程学生人数不多，虽然教师可以主动在系统中添加资源，但毕竟个人的力量是有限的，因此，最好能使各高校同类课程的资源共享，不仅切实方便了师生，而且有利于不同的学术思想的交流。

3、交流系统需要加强研究

在网络辅助教学中，传递教案、师生交流、递交作业是最实用的三块。

实际使用中，我们发现了一个有趣的现象：本来希望学生有问题在“综合论坛”里讨论发言，这样便于整理、检索和别人学习，可是学生仍然倾向于使用Email和教师联系，如《计算机基础与应用》一门课中（学生110名），学生利用Email和教师交流300多次，利用“个人信息中心”交流150多次，而利用“综合论坛”的只有20多次，而“在线讨论”几乎没有好好用过。(由于是校内教学，师生面对面的交流次数无法详细统计。)为此，我们专门研究了别的一些网络教育系统的论坛一类的模块，发现大部分利用率都比较低。

究其原因：

一、教师因素很重要，一学生就说：老师，我知道你一直在收Email，而“综合论坛”你不经常看，所以我要给你发Email；

二、还是上面说的，简单实用的东西就有人用，学生问问题他不会去想这个问题以后怎么被他人用，他只要得到解答就行了，因此通过Email当然就是最简单的选择。

要解决该问题，也只能从技术和教师两方面着手：从技术上来说，想办法将email系统、留言板系统和综合论坛系统后台打通，使有机融合，学生通过Email发的问题很容易转换到综合论坛系统中，借以实现对资源的再利用。从教师方面来说，要积极参与，引导学生，并争取自己尽可能多的在论坛里提供资料，组织讨论等等。

至于在线交流，考虑到高等教育网络辅助教学的实际情况，它的利用率不高不足为奇，不过，如果将最新的技术引入在线交流，实现声音、文字、图象的方便的交流还是很有前景的，比如，将ICQ技术引入。

4、如何进一步推广网络辅助教育

在推广使用中，我们也发现，很多教师已经习惯了多年来黑板加粉笔的授课方式，一下子推给他一个复杂的网络辅助教学系统，确实不太容易接受。

在实际摸索中，我们发现将新技术新理论应用到教学中必须分层次进行：第一层次、尽量帮助老师使他们的教学工作方便，我们提供教师在网上发通知、在线批改作业等功能，确实解

决了教师认为最重要的工作。第二层次、再逐渐将更复杂的功能推给教师，比如让学生在网上分组协作学习等。实际证明，实行分层次要求，第一层次教师很容易接受，也很乐于使用。这也不难理解，让我们看看PowerPoint，尽管它很简单，然而它目前确是在教学中应用最广的技术。还有Email.，尽管目前的Email系统在信息管理、检索等方面很不方便，但是，它确是应用最广的联系手段。这两个技术表明，“简单、实用”仍然是教师选择技术的最重要的条件，在进行网络辅助教学系统开发时，第一要考虑的仍然是这四个字。

另外，现在的网络辅助教学主要用在课后指导上，在教室中主要以黑板粉笔和放录象、演示PowerPoint讲稿为主，如何更好的把网络技术引入到教室中呢？我们开发了“电子黑板”子系统来进行探索。教师在课前将自己的讲稿及所需的各种文件先放到网上，并可以将板书（现在只支持文本）预先写好在系统中，在课堂上教师可以演示讲稿，也可以演示板书，板书还可以再修改，再保存。学生课后可以打开复习。当然还加入了些点名、课堂备忘等辅助功能。尽管由于技术原因，做的很简单，但在实用中已经显示了良好的应用前景。

要想更好的推广，就需要最新的计算机技术的推动，比如手写技术、OCR技术、语音识别技术等等。如果，教师在课堂上可以随心所欲的从网上打开自己准备好的文件讲课，并可以用手写笔轻松的在屏幕上书写、修改，还可以方便的保存，相信对很多教师都会具有吸引力的。

五、总结

随着高等教育的深化改革，随着计算机技术的发展，随着教学设计理论的深入研究，网络辅助教学系统的研究是没有止境的。

高等教育的网络辅助教学只要坚持三条：更多的资源、更方便的交流手段、更方便的教学管理，紧扣高等教育和辅助教学两个特点，就一定能发挥巨大的作用，并反过来促进高等教育的深化改革。

参考文献

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*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

第五篇：基于网络的教务教学管理系统的设计与实现

基于网络的教务教学管理系统的设计与实现 黑龙江科技学院

摘要：基于网络的教务教学管理是21世纪教务教学管理的发展方向，大多数高校已经充分认识到了这个形势，都在努力去研究和开发，但实现效果大都不很理想，或实质上仍然处于单机管理状态，无法实现信息的高效共享，本文结合我院实际情况，采用B/S结构的开发模式，针对网络化教务教学管理信息系统进行了设计和实现，并提出了实现网络教务教学管理系统时应该注意的一些关键问题。

关键词：教务教学管理系统浏览器/服务器结构教务教学 电子计算机和网络应用技术的普及为学校的教务、教学管理及改变传统的教学模式提供了新的手段和思维模式，随着高校教育体制的改革，特别是扩大招生以后，给高校的教学管理工作提出了许多新的课题，教学管理信息化水平不高在我校表现的尤为明显。为了改善目前的尴尬状况，从繁琐、复杂、混乱的教务教学工作中解脱出来，发挥高校的信息技术和硬件资源集中的优势，借助计算机和网络技术实现高等学校教学管理信息化，促使教学管理的选课、排课、考评与工作量核算系统实现自动化、现代化，并使现有的教育资源特别是教师资源效用最大化，我们设计开发了基于网络的教务教学管理系统。问题提出

由于学校规模的扩大，学生和教师的人数快速增加，使我校原有的一套教务教学管理模式受到了极大的冲击，具体表现如下：

学生选课无法适应跨专业、跨年级的要求，这严重影响了学生学习的积极性，也使教学资源不能按需最优分配；

教育资源大量闲置，配置不合理，未能最大限度地发挥其效用；

在对教师教学质量的监控中，仍然采取原有的一套管理方法，既不能发挥学生的主体作用，也不能很好的对教学质量进行监控；

在考试中未能发挥出计算机的效用，成绩查询也较为困难而且出错率高；

在院、系两级的教师工作量核算中，也存在着重复计算与手工计算效率低等问题。教务教学管理系统的设计功能设计

基于网络的教务教学管理系统主要包括以下五个功能模块（如图1），这几个模块中学生选课管理、学生成绩管理、共享教学资源管理这三个模块在处理时对数据库结构的要求较高，所以，在数据库的设计上要在能够保证信息全面的基础上，尽量保证表格的精简。图1 管理功能模块示意图

基于网络的教务教学管理系统的开发过程 体系结构

系统体系结构采用三层结构模型，即前端客户机为浏览器，表示层放在前端，应用层放在应用服务器上，数据层单独用一个服务器。三层结构与传统的客户/服务器方式相比，充分利用现有浏览器软件，减轻了网络和客户机的负载，维护相对简单，且支持跨平台。系统开发环境

根据系统要求结合当前实际，系统的开发选择开发环境如表1示，表1 系统开发环境 网络操作系统

Windows 2000 Server

Web服务器管理程序

IIS4.0

数据库管理系统

NT SQL Server 2000

Web服务器与数据库连接

ISAP(IDC)

Client端开发工具

HTML、Frontpage、VbScript、ASP

浏览器

IE 5.0 及以后版本

数据转换开发工具

Visual Basic 6.0

首先，Windows 2000 Server 是Microsoft公司推出的新一代网络操作系统，代表了Windows的新技术，是完全支持32位体系结构的开放式的多任务操作系统，提供了强大的网络功能，完全符合网络操作系统的选取原则，是PC级服务器代替小型机服务器的最佳操作系统。其次，Microsoft公司的SQL Server 2000作为面向中小型企业的网络数据库服务系统，提供了与众多高级数据库管理器相同的运行性能。它基本符合管理信息系统对数据库平台的要求，而且能够与Windows 2000 Server 很好地兼容。

再次，ASP是微软公司推出的IIS3.0的一个组件，利用它可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。其工作原理如图：

图2 ASP的工作原理

从软件的技术层面看：无须编译；易于生成；独立于浏览器；面向对象；存取数据库方便，可使用ADO组件；与任何ActiveX Script语言兼容；源程序码不会外漏；安全性高。Web与数据库技术的结合应用 实现动态网页关键技术之一是Web与数据库的接口技术。系统中用户登录、维护信息、共享教学资源管理、成绩判定、成绩分析、教职工工作量核算、教学考评信息管理等功能本质上都是对数据库的一系列SQL操作。

ASP中使用ADO(ActiveX Data Objects)组件访问后台数据库。ADO工作在服务器端，它是一组优化的访问数据库专用对象集，为ASP提供了完整的站点数据库访问技术方案。通过ADO组件，用户可以在浏览器画面中输入、更新和删除站点数据库信息。在浏览器/服务器（B/S）的三层结构下实现对数据库的访问应满足以下两个基本要求。(1)信息安全。

防止非法用户的访问和防止授权用户对数据非法的操作。数据库的安全性通过用户名和口令字来实现，若在客户端直接输入数据库名、用户名/口令，就将数据库的安全性暴露在大众面前。非法用户一旦得到了数据库名，用户名/口令便可进入数据库，任意修改数据记录，这样将会导致例如考试成绩、考评信息等敏感信息受到威胁。解决的方法是用Web切断客户端和数据库的直接联系。Web用户名记录在服务器端变量中，可以通过检查此变量使用户只能访问与身份相对应的页面。服务器端通过ADO组件访问数据库。不同的DB用户，对数据库有不同的操作权限。Web用户名和DB用户名存在对应关系，通过ASP脚本完成两者之间的转换。采用这种方法，数据库名、数据库用户名/口令被严格限制在Web和数据库之间，根据不同Web用户的权限控制用户对数据库的操作，客户端必须了解Web用户名/口令，才可完成对数据库的相应操作。(2)保证信息的完整、可靠、一致性。在数据库中，数据之间相互是有关联的，必须保证一个事务在一定时间内对所有相关数据进行全部修改，要么不成功，要么一次完成，即保证信息的完整性。在网络传输和通信的过程中随时可能中断，另外，由于所有的浏览器都支持BACK和FORWARD操作，用户在任何时刻可任意回到某一步骤，这都将造成数据的不一致性。解决问题的方法是：将一个事务的完整处理过程安排在一个HTM页面上，要么一次性提交数据库系统处理，要么不提交，另外，Web服务器具有超时判断的能力，在会话结束时检查事务的操作是否全部收到，若未全部收到应主动退回所有事务，防止数据不一致。系统特点分析

1)先进的管理思想，本系统将学生入学到毕业的所有数据统一管理，纳入到本系统当中，改变了以往教务模块分散，不全面的弊端。教务数据集中管理，最大程度地实现了数据的共享，从而避免管理漏洞的产生，同时为学校管理层的决策支持提供详尽的数据。它为促进学校教务管理的科学化、信息化，保障学分制的顺利实行提供了强有力的支持。

2)先进的技术，模块化的软件结构。系统运行于Internet上，采用C/S结构与B/S结构相结合的体系结构既满足教务管理用户集中、大量处理数据的要求，又满足学生最大范围地使用该系统。各子系统即可独立运行，也可联合运行，实现数据共享。

3)系统操作的友好性，本教务系统是标准的Windows程序，全部采用了以图形化的界面来显示和修改数据。其中的每个模块都采用统一的数据记录定位操作和数据编辑操作。学会了对一个模块的数据操作后即可操作系统所有的模块，让教务管理人员真正将精力花在教务管理上，而不是简单和繁重的信息处理上。

4)强大的权限管理功能，提供全面的安全策略，教务管理流程复杂，因而在本系统可为每个进入本系统的用户设置不同的权限。权限控制可细到记录、字段级，例如可控制用户是否可看某些数据显示窗口中的字段列，以及不同系的教务人员只能修改本系的数据。权限最大可设到模块，即是否可对某一模块有操作权限。通过集中的用户权限管理可使不同的教务能以最安全的模式协调工作。配合多种数据备份策略，保障教务数据的安全性。

5)跨越时间、空间限制，学生选课采用WEB平台和数据库结合的技术，实现了网上选课。学生可以在任意时间通过网上进行选课，不受时间、地点的限制。结论

根据我院教务教学管理的种种不足进行了此次系统设计与开发，从现有软硬件资源条件出发，吸收了其他院校的一些经验的基础上有所突破，实现了系统的安全、适用、简单、快捷，切实根据实际要求，吸收和采用了如B/S与C/S混合结构技术、ASP数据上传组件等先进技术，系统已经基本解决了现有的问题，能够方便地协调好教师、学生、教室三者的关系，使资源达到最大化的利用。系统已初步顺利运行，将在以后的实践中不断摸索、完善，强化其功能，优化其性能。参考文献：

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Hei Long jiang Institute of Science and Technology

Miaohui

Gao taiguang

Sun yongbo Abstract :The educational administration and teaching management which based on network is the direction of the teaching management development in the 21st century , Most colleges have known this situation ,and they all did a lot of R&D work, But the effect is not ideally or in fact the management is still stand-alone ,and the information can not be shared with high efficiency.This article designed and carried out the MIS of teaching management based on network with the development mode of B/S structure.And the article also put forward some key questions about the realization of educational administration an teaching management system Keywords: Educational administration and teaching management system

Browser/Server structure

Educational administration and teaching