基于局域网的多媒体教学系统的设计与实现

第一篇：基于局域网的多媒体教学系统的设计与实现

基于局域网的多媒体教学系统的设计与实现

摘要：随着计算机网络技术和教育、教学理论的发展，网络教学越来越得到重视与研究。本文以建构主义学习理论为基础，对网络教学（NI）的定义和系统平台的设计作了分析与研究，提出了基于宽带IP网的分层网络教学系统模型以及系统的软、硬件平台模型。基于这一模型的网络教学系统目前的使用效果良好。

关键词：网络教学 建构主义 宽带IP网 计算机教育 教育技术

自二十世纪八十年代以来，为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战，国内外的学者作了许多探索，从CAI、ICAI、卫星电视、多媒体到教育网络，努力运用各种最新的信息技术手段来优化教育与教学过程，并且取得了显著的成效。到了九十年代，随着计算机网络技术和教育、教学理论的发展，计算机教育从传统的计算机辅助教学（CAI）向着网络教学（NI）发展。这主要表现为，多媒体化与网络化（指基于Internet 的教育应用迅速发展）的结合日益紧密；认知主义和建构主义在教学理论中日益得到重视。前者使教学条件、教学环境大为改观，后者使教师从传统的知识授予者转变为学习的促进者，学生不再是被动的知识接受者而是知识的主动建构者，媒体则由原来的简单的辅助工具向复杂的教学环境转变。因此，网络教学是现代教育技术理论研究的重点课题之一，也是现代教育技术的重要组成部分。

网络教学的概念和理论基础

网络教学（NI-Network Instruction）是以计算机网络作为传输教学信息的载体，将计算机网络技术与多媒体技术以及现代化教学设备相结合，使学习者从知识的被动接受者转为知识的主动建构者，使教学管理更为简便、科学的一种新型的教育技术。它改变了传统教师课堂授课的线性教学模式，而转变为学习者突破时间和空间限制的非线性自主学习模式。

网络教学是计算机网络技术在教育学中的应用，它是基于计算机科学、教育学、心理学、行为科学等多学科而发展起来的一门新兴技术。它日益受到重视的原因，除了技术和教学资源的支持之外，更重要的是现代教育、教学理论的发展为其提供了全面的指导。

1、建构主义学习理论

二十世纪计算机教育应用的理论基础曾有过三次大的演变。图1是计算机教育应用的三大发展阶段。

图1 计算机教育应用的三大阶段

行为主义学习理论强调教育就是要不断地对学生进行“刺激”，强化记忆，大部份CAI课件都是基于第一代行为主义学习理论而开发的。认知主义学习理论要求CAI课件作为一种辅助媒体，让学生自己选择学习的对象和内容，着重于引导学生内部心理结构、知识结构由“不平衡”向“平衡”的转变。由于加入了计算机多媒体技术，华丽的界面，加上播放课堂录像式的AVI文件，以及简单的跳转、链接是这类课件的共同特征。典型的有计算机学习软件“开天辟地”和“万事无忧”等。

建构主义学习理论强调以学生为中心。它不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，而且要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。这就意味着教师应当在教学过程中采用全新的教学模式、全新的教学方法和全新的教学设计思想，因而必然要对传统的教学理论、教学观念提出挑战，从而在形成新一代学习理论——建构主义学习理论的同时，逐步形成与建构主义学习理论、学习环境相适应的新一代教学模式、教学方法和教学设计思想。

网络教学正是基于建构主义学习理论而产生的。计算机网络为学习者提供了良好的建构学习环境，主要包括丰富的学习资源、信息检索与查询工具、各种通信工具等，支持学习者独立或合作获取知识。在网络教学的环境中，教师根据教学目标，确定问题的种类，然后利用网络技术中的信息检索与查询等工具，确立达到目标的最佳学习环境，促进学生进行建构学习。学习者则可以根据自己的实际情况建构知识，完成学习任务。

2、合作学习理论

合作学习理论强调在师生真诚的合作中实现目的与手段、教学与教育、教学与发展的深刻的一致性。学生在网络教学环境中，可以通过计算机的信息网络系统快速、准确地查阅有关的知识，在Internet和Intranet中，学生还可以通过BBS、Chat Room、E-mail、ICQ等计算机网络功能进行交流，学习者可以选择性地对某一问题展开讨论、协商、会话，每个人根据自己对问题的看法与解决方案发表意见，实现学习者之间的信息交流，同时培养学习者的社交能力与创造能力。

3、个别化学习理论

个别化学习理论是以个体各自特点为出发点，以发展个性为目标，以服务社会为归宿，以适应个人需要为原则，以学生自我管理和自主学习为活动方式的教学。从教学活动本身看，个别化教学包括两方面：第一，在个别化教学中，教学活动让位与学习活动，教学从学习者本人出发，把教学的对象变成自我教育的主体，受教育的人成为自我教育的人；第二，学习者成为教育与教学活动的中心，随着个体的发展允许他有的自由越来越大，并且学习者决定其学习内容、学习方式以及学习时间与地点、教学内容与方法。网络教学中的电子阅览室就是个别化学习理论的最好体现，它为学习者提供了种类繁多、数量庞大的知识信息，既有面向教学需要的系统教学内容，又有扩大学习者知识面的各种学习资源。学习者可以根据自己的能力、水平、爱好，选择所需要的知识内容，明显适合于个别化自主学习。自学能力强的学习者可以从中获取个人所需的大量信息，自学能力差的学习者可以根据自己的实际情况适当的选择学习内容，循序渐进地学习知识。因此，在目标明确的条件下，学习者可以自己找到问题的答案，问题解决的过程就是自学能力锻炼成长的过程。

随着计算机网络技术和教育、教学理论的发展，教学不再是教师简单地课堂讲授，而是通过网络教学实现教师、学生之间的相互合作、相互促进的关系。网络教学系统平台是网络教学得以实现的关键所在，设计一个好的网络教学系统平台是网络教学成功与否的基础。

网络教学系统平台的设计

网络教学是一种新兴的教育技术，也是一种全新的教学模式，它可以完全按照个人的需要进行，不论是教学内容、教学时间、教学方式甚至指导教师都可以按照学习者自己的意愿或需要进行选择。由于在这种教学模式下，能为学习者提供图文音像并茂的、丰富多采的交互式人机界面，能为学习者提供符合人类联想思维与联想记忆特点的、按超文本结构组织的大规模知识库与信息库，因而很易于激发学习者的学习兴趣，并为学习者实现探索式、发现式学习创造有利条件。从而有可能在这种教学模式下，真正达到让学习者主动建构知识的意义、实现自己获取知识自我更新甚至创造新知识的理想目标。

1、网络教学系统的组成结构

根据建构主义学习理论、合作学习理论、个别化学习理论，网络教学系统的设计应考虑可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性，既保留传统的教师授课模式，又可以进行个别化学习，以及合作学习，还可以将“个别化”与“合作”二者结合起来。这就要求网络教学系统应具备Internet接入、网络化多媒体教室子系统、音视频子系统、信息数据库子系统、教学资源网站子系统、电子阅览室子系统、课件制作子系统、教学管理子系统、Internet远程教育子系统以及BBS、E-Mail、Chat-Room、ICQ等子系统。图2是网络教学系统结构示意图。

图2 网络教学系统结构

2、分层的网络教学系统

经过对网络教学系统的研究与实践，网络教学系统可以分为四层：即网络层、软件层、资源层、应用层。图3是分层网络教学系统示意图。

图3分层的网络教学系统

网络层(NetworkLayer)是网络教学系统的基础。由于音视频是网络教学不可缺少的教学手段，而MPEG1格式提供VCD质量的画质，带宽为200Kbps~1.5Mbps，MPEG2则提供广播级的DVD质量图像，带宽为1.5Mbps~15Mbps，同时，为满足网络信息资源的查询以及远程教育，与互联网相连也是必不可少的，因此，只有宽带IP网才能满足网络教学的需要，这也适应当代网络发展的方向。

软件层(Software Layer)是网络教学的手段和桥梁。通过聊天室、电子邮件和电子论坛等，可以实现教师与学生、学生与学生、教师与教师之间跨时间、跨空间的交流，使用音视频点播、音视频实时转播可以取代传统的广播式电视教学和非网络多媒体教学模式，同时它增加了学习者学习的随时性和现场感。基于BROWSER/SERVER模式是网络教学软件开发的基本模式。

资源层(Source Layer)是网络教学实现的关键。所有的教学内容都集中在资源层。各教学资源网站、信息资源数据库为学习者提供了广泛的学习资源，同时也为教师提供教学资源。教学资源网站包含各种教师和学生所需要的教学内容，教师的教案以及课程辅导内容均存放在网站内；信息资源数据库包含各种光盘数据库、图书资料信息以及试题库等；教学管理不仅包含所有教师和学生的个人信息、课程设置以及课表等，还是整个网络教学系统运行的中枢。

应用层(Application Layer)是网络教学实施的场所。教师可以通过网络化多媒体教室形象、生动地传授知识，学生也可以通过电子阅览室查询和访问分布在世界各地的各种信息，跨时间、跨空间地与学生或教师进行咨询、辅导、讨论和交流，和教师或其他学习者共享或共同操纵某个软件或文档资料的内容，也可以自己选择所需要的知识，完成自主对知识的建构，培养自己的社交能力。由于采用宽带IP网，真正意义上的远程教育也就变得不再遥远。

3、网络教学的实践

基于分层的网络教学系统模型，我校网络中心经过系统设计，系统建设，功能模块开发，功能组合，试验运行等发展阶段，初步在我校建立起了新型的网络教学系统，并在教学区和家属区全面建立了以光缆为骨干的宽带IP网络，保证教师、学生方便有效地在网上备课、制作网络化教学课件以及自主学习。我校研制和实施的网络教学系统与传统的广播式电视教学及非网络多媒体教学相比，具有以下特点： ·基于统一的浏览器(Web)使用模式，降低了使用难度，便于教师和学生普遍掌握使用。

·基于网络的教学系统信息传播模式多样、灵活。视频点播、音频点播、网络动画以及音、视频实时转播等技术代替了传统电视广播教学中的录像、录音等材料的使用。

·可以提供适合互联网的交互式超文本课件。使教材、教案结构立体化，非线性化。·可以提供交互式的电子公告板、电子留言板、电子邮件、课件下载等多种教学交互手段。并将这些材料的使用由单向改变为双向可交互式使用。

·突破了时间和空间的限制。改变了远程教学的模式，学生在网上的学习可以不受时间和和空间的限制，同时由于可以使用交互功能，为远程解答问题、辅导、交流、讨论等创造了条件，还可以简单方便地利用广域网中的教学资源，共享全球各地的各种知识和信息资源。

·对课堂教学模式产生了重大影响。网络化多媒体教室的使用效果特别明显，受到校内外的重视，目前出现供不应求的局面，同时，电子阅览室的使用率也相当高。

结束语

网络教学解决了原来教育技术存在的瓶颈和限制。教师可以在计算机网络环境下，不受时间和空间的限制，在广阔的网络空间中编辑、制作、存储和使用教学材料，利用新型教学设备展示网络上的教学材料，更有效地进行课堂教学和课后辅导，高效率的进行教学活动。学员可以在网络环境下，突破时间和空间的限制，充分利用多种手段自主地获取知识。教学管理部门也可以通过网络更加有效地检查和管理教学。由于网络教学是一种新兴的教育技术，目前存在的主要问题是软件平台设计中的动态性与复杂性，如何把各种网络软件集成在一起，并与理想的教学模式相结合，有待于教育工作者的进一步研究。

随着网络化教学系统的实施和发展，教育模式、教育结构和教学管理体系必将进入一个崭新的阶段。参考文献

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第二篇：多媒体课件系统及实现

目 录

内容摘要 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 关键词 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 Abstract „ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 Key Words„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 前言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1．什么是多媒体课件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2．多媒体信息的类型及特点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 2.1文本 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2 图象 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.3 动画 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.4声音 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.5 视频影像 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3．多媒体课件的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.1确定教学目标 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.2 多媒体制作软件„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.3PowerPoint的主要功能和注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 4．多媒体教学的利与弊„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 5．结束语 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

多媒体课件系统及实现

周口 淮阳中学南校区 李巷 mylove1004@163.com ***

摘要：本文首先说明了多媒体课件发展现状，说明多媒体课件的概念、内容及特点，介绍多媒体课件开发的工具与方法，重点从总体设计、教学设计、软件开发、界面设计、文档完整性 等方面阐述多媒体课件的设计与评价标准,进一步强调现代教育技术应以教学设计为先导，以视听技术为基础，以计算机技术为核心，以多媒体技术为纽带的必要性和可能性。

关键字：多媒体； 集成；交互性；软件；网络 Abstract：This paper shows the status of multimedia courseware development on the concept of multimedia courseware, content and features, introduce multimedia courseware development tools and methods, focusing on the design, instructional design, software development, interface design, Document integrity on the aspects of the multimedia courseware design and evaluation criteria, further stressed that modern educational technology should be designed to guide teaching, audio-visual technology, computer technology at the core, multimedia technology to link the necessity and possibility.Key Words： Multimedia;Integration;Interactive;Software;Network 引言

随着电脑技术不断地被广泛应用，传统的教学模式已经越来越不适应现代教育的需要，多媒体技术不断被引入到教学领域，不管是大学、高中还是小学，老师可以根据自己所任学科的需要，自己设计出课程的课件，能使自己的课堂达到意想不到的效果。近年来，尤其是新课改的引入，多媒体教学势在必行，教育部门和学校也要求教师在上课时需用多媒体和掌握多媒体使用技术。

1.什么是“多媒体课件”？

多媒体从字面意思理解多种媒体的组合。一般理解为多种媒体整合。多媒体技术并不是一个简单的复合信息的媒体，它是一种文本，图形，图像，动画，和声音和其他形式的信息，并通过计算机综合处理和控制，能支持完成一系列信息技术的交互操作。多媒体技术的发展改变了计算机的使用，它被应用于多个领域，同样在教学领域里应用也非常广泛，多媒体课件教学是教师辅助教学工具，教师可以根据教学需要，把教学材料，这些材料包括文本，图形，图像，声音，动画，视频等，把这些有机组合到一起，就称之为多媒体课件。学生通过多媒体课件可以更容易、更迅速地接受、理解新知识，从而我们可以达到预期的教学效果。

2.多媒体信息的类型及特点

2.1文本 文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式，它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。

2.2图像 图像是多媒体软件中占有非常重要的地位，它能使我们的多媒体课件更加直观，达到比文字更生动的效果.2.3动画 动画比图片更具主观、生动性，更容易引发学生的兴趣。它能动态的反映我们课本上物质的运动和变化现象现象。尤其是在理科上运用比较广泛，比如物理运动、化学变化，地理现象的变化，使一些抽象的东西更加直观，便于和加深学生的理解与记忆。

2.4声音 声音用在多媒体教学中，能增加教学感染力，包括语文诗歌的朗读，或者配乐，能够使我们的学生不仅掌握新知识，还可以陶冶情操，符合新课改的理念。

2.5视频 视频包括电视、电影和讲座以及教学录像，对于辅助教学有很好的效果。

3.多媒体课件的设计 3.1、确定教学目标

制作多媒体课件要符合教学大纲的要求。一要明确教学目的，突出重、难点。二要激发学生学习兴趣，调动其学习积极性。三要帮助学生理解、记忆新知识。四要符合新课改的要求，充分调动学生的主观能动性，引发学生探究和创新意识，达到我们教学的目的。3.2多媒体制作软件

多媒体制作软件多媒体制作软件有很多种，主要有authourware、flash、PowerPoint等，其中我们教师常用的是PowerPoint，因为它有以下特点：

1、它能够把声音、图片、文字甚至是动画及影片集合在一起，供我们的教学使用。

2、它的基本结构跟我们经常使用的Word软件十分相似，很多地方都有共通性。

3、ppt制作的课件在上课期间只需点击鼠标即可完成教学工作。3.3 PowerPoint的主要功能和注意事项

1、ppt演示文稿的新建和保存。要养成好的习惯，编辑一段时间之后注意保存，避免意外丢失。

2、文字和段落的编辑。一要注意字体，字体使我们教学过程传达信息的主要方式，所以一定要选择适当的字体 确保字体清晰，美观大方，段落错落有致。二要限制文本数量，过多的文字容易使学生产生枯燥情绪，影响教学效果。

3、图片的插入和设计。使用图片一定使用高质量的图片。一要图片本身要清晰和美观。可以用高质量的相机获得，必要时用平photoshaop处理一下。

二、图片内容和切中主题，具有引导和教育意义。

4、音频和视频的利用。应用视频短片对一些现象进行解释，可提高主动认知能力。在 PowerPoint 中，可直接插入视频影像，激发学生学习的兴趣。但一定要保持视频的质量，不然会适得其反。

5、动画 动画是Powerpoint的关键环节，它包括演示动画和幻灯片之间的过渡。但要谨慎使用动画与幻灯片过渡，能把问题表达清楚就可以了。往往最简单的也是最实用的，过多的特效往往会使人眼睛乏累而感到厌烦。

6、要注意幻灯片内容与背景色的搭配和设计。合适的颜色具有说服与促进能力。研究表明色彩能够 提高兴趣，改善学习过程中的理解与记忆能力。颜色可分为冷色(蓝和绿)和暖色(橙或红)。冷色不会引起我们的注意，比较适合做背景色。暖色最适于用于文本，建议用蓝色做背景，深色做文字文字可以达到比较好的效果。

7、要注意幻灯片的反馈和修改。4.多媒体教学的利与弊

4.1 多媒体教学的优越性

1、课堂教学生动化、形式新颖化。恢复高考制度以来，我们采用的是单一制传统教学模式，学生学习完全是为了应试的需要。在学习的过程中渐渐会由于压力产生枯燥情绪。而随着知识的增加，而自己的大脑的承受和理解能力有限，渐渐在学习上兴趣缺失，导致其以后的学习和生活中对接受新知识产生抵触情绪。而多媒体教学的应用则打破了这种传统模式。她实现了老师和学生另一种对话模式，使课堂教学变得精彩，教师课堂更加新颖和充实，学生也解脱出来了，对学习的积极性和兴趣也提高了。从而达到好的教学效果。例如地理课程地球的运动，由于许多学生空间思维能力有限，往往在学习这个知识点时很困难，当我们用多媒体通过视频动画跟同学们演示出来，就变得直观明了，学生接受起来也更容易了。再如化学的分子运动，由于大部分不可能配备过多的高倍显微镜让学生观察，导致学生对微观世界非常抽象，在学习这些知识点时很茫然。如果通过模拟动画展示出来，一切问题就变得简单了。4.2多媒体教学中的弊端

1、多媒体使用度的把握。多媒体是把双刃剑，过度的依赖多媒体教学，会使教师和学生的交流减少。在教学过程中，教师是课堂的驾驭和组织者，而计算机时能作为辅助教学的工具，它不是万能的，也不能完全的取代老师。所以我们要认真把多媒体这个度。

2、课件制作占用教师资源较大。一是需要教师灵活掌握计算机技术，要经常花大量心血用于计算机学习中，包括计算机的使用和维护，计算机应用软件的学习，比如word、powerpoint、excel等。二是做一个好的课件需要大量的精力和时间。教师的教学任务非常繁重，课程也安排的很紧，尤其是高中教师，如果每节课都做成高质量的多媒体那该是多媒体那该是多么大的劳动量啊！如果老师把大量的时间和精力用于课件制作上，其它教学活动肯定受到影响。5．结束语

现代教育技术是教育事业的重要组成部分，它有力地推动着教育教学改革。教学改革的大量实践表明，已经成为世界性潮流的教育技术发展，必将对未来教育发展起着不可估量的作用。科学技术进步与经济的发展给教育技术发展提供了物质条件，一个以教学设计为先导，以视听技术为基础，以计算机技术为核心的现代教育技术，一定会以崭新的姿态进入二十一世纪。

参考文献: [1]张帆, 罗琦, 宫晓东.网页界面设计艺术教程.人邮电出版社,2002年.[2]黄鸣奋.网络媒体与艺术发展.大学出版社,2004年 [3] 钟玉琢

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第三篇：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

第四篇：多媒体教室设备人性化关机系统设计与实现

多媒体教室设备人性化关机系统设计与实现

摘 要：依托万讯（WISE）公司可二次开发的的多媒体教室设备中控系统，以MAX232和ULN2803芯片为主设计了硬件系统，用VB开发了软件系统，完成了多媒体教室设备人性化关闭系统，解决了万讯（WISE）中控系统定时关闭各多媒体设备时即使有师生正在使用设备，系统也无条件强制关闭，用户体验不友好的缺陷。

关键词：多媒体中控 自动关机 设计与实现 ULN2803芯片

引言

中国人民大学多媒体教室目前采用万讯（WISE）公司的多媒体中控管理系统，由软件系统和硬件系统两部分构成。硬件系统主要以多媒体网络中央控制器为主，通过其接所有多媒体设备，可以控制各设备的开关和切换。软件系统为I-CONTRIL总控软件，安装在总控机房的服务器端，为管理人员提供远程集中化管理。网络中央控制器型号主要以IC865为主，有4个可供用户二次开发的数字I/O口。中控系统不断侦测数字I/O口电平变化，当电平发生变化时，通过I-CONTRIL总控软件的预先设置，可以实现对多媒体教室各设备的开关机。[1]

此套系统存在一个缺陷：通过原中控系统对多媒体设备实现定时关机时，即使设备正在使用，也会无条件强制关机。文章利用IC865中控可供用户二次开发的数字I/O口，设计开发了一套系统，实现了对多媒体教室设备人性化关机，解决了以上问题。[2]

一、系统设计

系统分为软件部分和硬件部分两部分，现分述如下：

1.软件设计

软件通过VB编程，生成一个扩展名为.exe的可执行文件，以下称此文件名为shutdown.exe。shutdown安装在多媒体教室计算机端，主要功能是：当程序启动时，在电脑桌面弹出提醒对话框，提示是否关闭多媒体设备，并开始倒计时，如果点击“继续使用”，则退出程序不进行任何操作；否则，程序倒计时结束时，打开计算机的RS-232口，使RS-232口4针输出高电平。[3]

系统主要代码如下：

i = 180 ‘设置180秒后打开RS-232口

Timer1.Interval = 1000 ‘1秒刷新一次

Timer2.Interval = 2000 ‘2秒置顶一次

Label1.Caption = “现在已到下课时间，您还要继续使用设备吗？” & vbCrLf & vbCrLf & “ 秒后设备将自动关闭”

…

If i = 0 Then ‘倒计时时间到

MSComm1.CommPort = 1 ‘ 使用RS-232串口1

MSComm1.PortOpen = True ' 打开计算机RS-232口

…

2.硬件设计

硬件系统主要由两个芯片和一个固态继电器组成，两个芯片分别是MAX232和ULN2803。MAX232的功能是进行电平转换，即把计算机串口输出的+12V电压转换为+5V电压。ULN2803芯片的电气特点是当1至8针有高电平输入时，对应的11至18针有低电平输出。

MAX232的RS-232串口接计算机串口，其第9针连接ULN2803的第1针，作为ULN2803的输入信号。ULN2803的2至9针接地，10针及12至18针接电源正极，同时12针接固态继电器正极，11针接固态继电器负极。固态继电器负载端连接至万讯中控IC865的数字I/O口。系统硬件电路图如图1。

二、系?y实现

1.硬件连接

自主设计的硬件系统的RS-232接口通过串口线连接计算机的RS-232接口，硬件系统与固态继电器相连的接线柱通过两芯线缆连接至中控的数字I/O口上。[4]

2.软件设置

计算机端设置：根据课程表安排，在计算机上设定任务计划，在每次课结束一定时间后开启，运行shutdown.exe程序。

I-CONTRIL总控软件端设置：总控软件端针对数字I/O通道的电路导通状态的改变，可以设置不同的指令，当检测到数字I/O口状态发生变化后（闭合或者断开），执行相应指令。

3.系统运行流程

多媒体教室计算机端根据预先设置，在设定时间点执行shutdown.exe程序。shutdown程序运行后，在计算机屏幕上弹出对话框，提示进入下课时段，询问是否继续使用设备，并开始倒计时。如果点击“是”，则退出程序。如果无任何操作，在设定的倒计时时间结束后，程序打开计算机RS-232端口。

自主研发的硬件系统，在计算机RS-232端口未打开，MAX232芯片没有输入电压情况下，固态继电器电路处于开状态，中控端数字I/O口电路处于开状态。计算机打开RS-232端口时，其第4针会输出+12V高电平至MAX232芯片第一针。MAX232芯片把高电平+12V转换为高电平5V及，并把此转换后的电信号通过其第9针输出给ULN2803的第1针，作为ULN2803的输入信号。ULN2803的12针接固态继电器正极，11针接固态继电器负极。当ULN2803第1针接收到MAX232芯片第9针的高电平输入后，根据ULN2803芯片电路特性，其11针跳变为低电平，外接继电器吸合，中控端数字I/O口电路导通，形成回路。

I-CONTRIL总控软件端侦探到中控数字I/O口电路状态发生改变后，根据预先设定，对各设备发出关闭指令。

结语

该套系统在多个楼宇的多媒体教室部署实施后，效果良好，彻底解决了非人性化关机的问题。对不用设备的及时自动化关机，节约了电能，延长了设备使用寿命，同时，也降低了多媒体教室管理人员的劳动强度。此系统的实施，对多媒体教室使用者和管理者，都带来了很大的便利。

参考文献

[1]史振江.基于stm32 单片机的公寓安全控制系统设计与实现 [J].石家庄铁路职业技术学院学报.2017年9月 58-62.[2]李书婷等.基于STC89C52 单片机的教室灯控制系统设计与实现 [J].自动化与仪器仪表.2017年第1期.[3]彭招佩等.基于红外感应技术的智能灯控系统设计与实现[J]物联网技术.2016年第3期.68-70.[4]聂茹，屈艳.基于单片机的红外报警监控系统设计与实现[J].微处理机.2016年6月90-92.

第五篇：基于局域网的教学模式及实现

基于局域网的教学模式及实现

[摘要]对网上教学的模式进行了分类，提出基于局域网上（多媒体网，视频点播网）的教学模式和基于Internet上（个别学习，1对1，1对多，多对多）的教学模式。并分别讨论各种网上教学模式的信息流程，教与学的关系，及网上教学具有时效性，共享性，交互性和个别化等特点。网上教学模式能在教师的主导作用引导下，充分发挥学生的主体作用。最后对加强网上教学的实践与应用提出自己的见解。

[关键词]网上教学 教学模式 教学主页

中图分类号：TP3文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0410033－01

进入21世纪随着计算机网络技术和Internet的不断发展，网上教学已经成为一种现实。所谓网上教学是指教师利用计算机网络向学生传递教学信息，或学生通过计算机网络获取学习的知识。当然它还包括教学资源调度，教学计划管理，学生学籍管理等。由于网上教学具有时效性、共享性、交互性和个别化等特点，教师在教学过程中如何根据网上教学不同的教学模式，发挥教师的主导作用和激发学生自主学习使学生成为认识的主体。这就要了解网上教学的教学模式及其特点，在教学工作中不断实践与创新。

一、基于局域网上的教学模式

（一）多媒体教学网的教学模式

1.教学模式的流程。多媒体教学网上的教学模式。由于这种教学模式基于教室里的多媒体局域网，它与传统的课堂教学有许多相同之处。教师在课堂上利用计算机多媒体网对学生进行授课，在这个教学模式教师起主导作用，教师把准备的多媒体CAI 课件放入服务器，以便上课调用，这些课件起辅助教学的作用，学生是学习的主体，课堂信息处理系统是对教、学信息的处理。使教学双方随时能得到反馈的信息。

2.教学模式的特点。（1）互动式教学。在教学中教师需要时，可将教师机的屏幕（图像、动画、文字）语音（音乐等）实时广播给任意指定的个别、部分或全体学生。也可对学生机实现个别、部分或全体的轮流监看、监听。随时与学生机共用键盘和鼠标，进行对话和可视化辅导，实现交互式教学需要时可指定学生机为教学实例。（2）多媒体的优势。多媒体技术，能够促进教师改进教育方式，使有创造性的教师在实际的教学工作中更为出色。把教师的教学与多媒体课件的演示有机地结合起来，充分利用多媒体手段突出教学的重点，突破教学上的难点。（3）于大班教学。传统的大班教学的效果一般可能不如小班。但如何上好大班课，这是很值得我们考虑的因素，学校随着学生人数的增加（社会对信息技术人才的需求），大班教学成了事实。多媒体网络的教学平台为教师上好大班的课提供了一个新的教学环境。（4）整合教学资源。教师根据教学目的、要求和学生的年龄特征、学习水平，选择或编制CAI 课件，这就需要教师在平时注意收集各种的多媒体素材（这些素材可能来自其他教科书、教学参考资料，自己的工作总结，甚至是学生的习作等）。在提出某个课件的需求时，即注意课件的科学性，又注意它的教育性和艺术性。最后在计算机专家、教育心理学家，同事们的共同努力下制作出MCAI课件精品。这些MCAI的精品放在网络上，供师生们共享。（5）科学的教学测量手段。在多媒体网络教学中，教师可利用系统提供课堂教学信息系统，对学生的学习过程和学习结果进行科学的测试和评定，以提供确切的学生学习数据供教师教学决策作为依据。例如，学习过程的测试，包括课堂上实时反馈的学生信息，学生对问题的态度、反应和回答问题的用时等。以及使用网上标准题库测试学生对知识的理解和掌握的程度。然而对学生建构性、创造性学习的测评还有待进一步研究。

（二）基于VOD教学模式

1.教学模式流程。在这种教学模式中，教师预先把选好视频教学节目或学习材料放入视频教学节目服务器，学生自主地利用VOD在视频点播系统中进行学习。其中VOD起着辅助教师的教，或起着辅助学生学的作用。而学生是学习的主体，是信息加工者。桌面上的每个学生可以通过触摸屏或鼠标器自由地点播自己想收看的教学节目，2.教学模式特点。利用VOD辅助教师的教，教师根据教学大纲的目的、要求，首先把要讲授的教学内容或教学材料编制成程序教学材料。然后设计IMCAI的课件（智能化多媒体计算机辅助教学软件），在VOD 中预先存入某一学科（领域）的知识和教学方法，学生通过与VOD会话模拟教学过程，指导学生进行课程学习、作业练习、实验模拟、考查等，使VOD的教学得以实现。

VOD教学光盘的研制成功与否是这种教学模式的基础，值得注意的是要根据特定的教学环境，采用特定的智能算法或模型，其次要注意已有知识，教学专家和系统的推理功能，在学生模型、教师模型及教学策略模型的建立，使得教学系统更能适应不同学生的学习要求，体现出智能化多媒体教学的优越性。

二、基于Internet教学模式

（一）教学模式的流程

基于Internet教学模式，它包括教师、学生、课件（CAI、CAL、ICAI、IMCAI 等课件），Internet和WWW技术。在这种教学模式中，教师把课件文档，挂在WEB服务器上，网络上的学生经过注册登记，就可在自己工作站上访问教师的WEB站点。教师和学生通常不在同一地点，学生也不一定在同一个教室，他们也不一定在规定时间内上课。学生自由地选择学习的时间、地点、内容；学生通过Internet不仅可选择自己喜欢的教师，而且可以随时阅读、浏览世界各地图书馆的资料和信息；学生除了听课还可以参与教学过程中的提问、发言。开展课室讨论等。

（二）Internet教学模式的种种

1．个别学习模式。个别学习者可以通过WWW查询和阅读在线数据库中的信息； 调用在网络上教学软件，由教学软件模拟教师指导学生学习；也可以通过E-mail或Internet Phone向教师提问，还可以在网上BBS站（电子公告）上提出疑问，征求解答。

2．ONE TO ONE学习模式。远距离教学中的一对一关系包括师生之间的和学生之间的一对一关系。在师生一对一的学习模式中，师生之间进行实时的多媒体交互。学生从教师那里获得了对课程的具体指导，学习更有针对性，也更有成效。

3．ONE TO MAMY学习模式。一位教师同时向多个学生授课，除独立操作外，学生只能和教师进行交互或者通过教师的控制与其他学生进行交互。

4．MANY TO MANY 学习模式。在多对多的学习模式中，为学生构建了一个全方位的虚拟学习环境.事实上除实现一对多的模式中教师和多个学生之间的交互外，还可以实现学生之间的直接交互。学生可通过同步对话模式（Synchronous Dialog）进行同步对话，展开更加广泛的学习合作。

（三）Internet教学模式的特点

1.教师必须具有网上教学能力。注意发挥教师的主导作用。2.教学双方不受时间、空间的限制。3.学生学习更自主，而且具有网上学习能力才能真正成为学习的主体。4.为学生构建一个多媒体，全方位的虚拟学习环境。5.教育的投入小，效益大。

参考文献：

[1]陈琦、刘儒德，信息技术教育应用，人民邮电出版社.1997，111115.[2]王洪、沈凌霄，计算机与教育。电子工业出版社.1997，（42）.