基于.NET平台的网络教学辅助系统的设计与实现

第一篇：基于.NET平台的网络教学辅助系统的设计与实现

基于.NET平台的网络教学辅助系统的设计与实现

摘要：目前计算机网络的应用在教学系统内已经相当的普及，使得师生之间的交流也更加方便。然而传统的教学模式对某些课程的教学有一定的限制，如《网页设计与制作》等课程。基于.NET平台的网络教学辅助系统作为传统的教学模式的补充，借助网络，增进教学各方面的沟通，方便了资源的共享，也为师生的交互提供了一个基础的平台。本文概述了一个基于.NET平台的网络教学辅助系统的设计；并在系统实现的基础上总结阐述了一些具有一定通用性的技术要点，为相关系统开发和应用提供了一定的借鉴作用。

关键词：教学辅助；IIS；ASP.NET 2.0；SQL Server

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9599(2011)21-0000-02

Network Teaching Aids System Design and Implementation on.NET Platform

Shen Ye

(Taicang Jianxiong Vocational and Technical College,Taicang 215411,China)

Abstract:The application of computer network teaching system has been quite popular,making communication between teachers and students are also more convenient.However,the traditional teaching model for teaching some courses have certain restrictions,such as“web design and production”and other courses.Based on.NET platform as a network of academic support systems complement traditional teaching model,with the network,improve teaching in all aspects of communication,to facilitate sharing of resources,but also for teachers and students interact to provide a foundation platform.This paper outlines a.NET-based platform for supporting online teaching system design;and system implementation based on the summary describes some of the technologies have some common points,for the development and application of related systems provide some reference.Keywords:Teaching aids;IIS;ASP.NET 2.0;SQL Server

一、系统概要

传统教学受教学时间、教学地点、教学方法等方面的限制，更注重课堂上的讲授，对于课余时间不能充分利用，一定程度上减少了教师与学生的交流互动。实际上，学生在课余时间温习教学内容、完成作业的过程中也很需要教师的指导；教师也需要将教学资料共享给学生，及时了解学生的接受情况。基于.NET平台的网络教学辅助系统旨在作为传统教学的补充，借助网络的信息共享、信息传递、信息分布等优势，提供互动平台，帮助学生在课余能得到教师的指导，及时上交电子作业，方便教师共享教学资源，公布相关信息，了解学生情况，增进了教与学的沟通，延长了教学时间，使教学方式更多样，教学时间更灵活，教学内容更全面。

基于.NET平台的网络教学辅助系统目前应用于健雄职业技术学院《网页设计与制作》课程，并具有很好的兼容性，可以方便地应用于其他课程。本系统基于Windows+IIS+.Net Framework 2.0+ASP.NET 2.0+SQLServer设计开发，系统各功能模块如图1所示：

图1：网络教学辅助系统各功能模块

二、系统设计

虽然使用的学生人数较多，采用身份确认有点繁琐，但从各自作业和作品源码的保护角度考虑，还是使用身份确认的方式来登陆本系统。为方便教师更新教学内容、管理系统，教师登录系统后，可以直接对所见信息、留言、作业等进行添加、删除和修改。

根据应用需要，整个系统分成7个功能模块：（1）课程首页。提供本课程相关公告、本课程简介、常用软件的下载等功能。（2）教学内容。列出各章节的作业题目，并提供相应章节的课件下载、在线测试等功能。（3）教学资源。列出本课程使用到的重要教材、资料和素材等，并提供外界和学生优秀作品的下载。（4）试题下载。提供往年试卷、模拟试卷的下载。（5）学生成果展示。提供学生个人网页展示的空间，评比作品的平台。（6）教学互动。提供在线答疑，留言讨论，电子作业上交、修改、删除等管理功能。（7）教师、学生登陆。教师登录系统后，可以直接对所见内容进行操作。

三、系统实现

（一）运行环境的选择与设计

考虑到学生用机的不确定性以及各模块所需完成的交互功能等因素，本系统将采用B/S模式。现在有很多种搭建B/S结构的平台方案，目前主流的有：Windows+IIS+.Net Framework+ASP.NET+SQL Server，以及LINUX+APPACHE+PHP+MYSQL等多种组合。考虑到具体的开发、测试、应用环境及用户的熟悉情况，我们选择了前者。

操作系统平台采用了Windows xp，Web服务器则采用IIS5.1，并安装了.NetFramework2.0平台。由于ASP.NET与Windows的高兼容性，提供的丰富控件，使得整个开发过程效率很高。所以，动态Web应用程序开发我们选取了ASP.NET。对于后台数据库，则考虑到实际的应用情况，需要一个高效而不必太复杂的数据库管理系统，我们选择了流行的关系数据库管理系统SQL Server 2000企业版。

对于客户端浏览器，考虑到具体的使用环境，开发与测试只针对Microsoft Internet Explorer 6.0及以上的浏览器进行。其他浏览器可能不能正确使用本系统“在线答疑”功能。

开发环境，我们采用了Microsoft Visual Studio.NET 2005，服务器端代码使用C#.NET语言开发。使用ASP.NET 2.0的模板页面、站点地图、主题等新功能及CSS样式表统一页面样式，使用ADO.NET访问数据库。网络传输协议采用HTTP。

（二）系统实现中的几个通用性的技术问题

1.上传较大文件及多个文件的实现

对较大文件的上传，需要修改配置文件Web.Config中httpRunTime，如下所示：

第二篇：基于BS模式的网络教学辅助系统的设计与实现

基于B/S模式的网络教学辅助系统的设计与实现

本文介绍了基于B/S模式的配合课堂的网络教学辅助系统中“教师在线教学管理”子系统的设计和实现方案。教师在线教学管理子系统是教师发布教学信息、提供教学资源、配合课堂进行教学指导、布置作业、网上教学交流、了解学生情况的窗口。在整个系统中,教师是网站信息的提供者,是系统应用的指导者。在线教学管理除了具备传统课堂教学管理功能外,还具有应用信息技术特有的网上课堂的教学管理功能。子系统运用二层页面及其框架结构和数据库表的联系实现动态的网上教学平台管理。[关键词]在线教学;动态管理平台;设计;实现

[中图分类号]F270.7 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2006)06-0056-03 教师在线教学管理子系统是我们承担的“电算化类课程网络教学辅助系统”的重要组成部分。教学辅助系统的目标是为传统的班级授课模式提供一个扩展的网上教学平台,作为课堂教学的补充。本文介绍其中的教师在线教学管理子系统的设计和实现方案。

一、教师在线教学管理子系统的设计

1.设计思路

(1)在线教学管理子系统是教师课堂教学管理的延伸

作为辅助传统课堂教学的网上教学平台,必须与课堂教学融为一体,是教师实施教学的另一方讲台。由此,教师在线教学管理子系统首先要具备传统课堂教学的管理功能。例如,有哪些学生选课、授课的内容与进度、布置作业、疑难解答,等等。另外,网上教学平台不受时空的限制,可以弥补传统课堂教学的不足,在线教学管理子系统还须具备网上课堂的管理功能。例如,越来越多的教师在课堂教学中使用PPT,这使课堂信息量大增,不少学生难以短时间内接受这么大量的信息“轰炸”,在线教学平台可以缓解这一矛盾。教师可以通过子系统提供的上传功能提前将课件传到网上平台,通过公告栏公布授课计划,进行课前指导,让学生在课前按老师的思路预习,了解内容要点,课后有针对性地复习,掌握课堂所学。

(2)在线教学管理子系统要满足因人施教的管理需求

在线教学管理子系统还应致力于满足不同层次和不同类型学生学习的需要。传统课堂教学中,教师只能根据大多数学生的情况进行授课,难免会使有的学生“吃不饱”,有的学生“吃不下”;另外,传统的课堂教学活动是通过教师与学生面对面的交流展开的,对于一些性格内向的学生就很难有机会发表自己的意见,教师也不好掌握。通过网上课堂,教师可以针对不同类型的学生进行学习指导,学生也能把自己的要求及时反馈给教师。这种非面对面的交流方式便于师生之间进行有效沟通,充分发挥学生的主动性和探索精神。(3)在线教学管理子系统要构建成一个通用和灵活的教学辅助平台

在实际的教学活动中,经常是一个老师在一个学期讲授多门课程或多个老师讲授同一课程名的课程。在线教学管理子系统应该针对实际的教学管理活动提供支持,即子系统要按每个老师所授的每门课程开设一个独立的网上教学空间进行管理,使一个老师承担的多门课程或多个老师承担的同名课程在这个平台上进行辅助教学都不会相互影响,因此,子系统设计时要考虑网上课堂的通用性、灵活性和互斥性。(4)在线教学管理子系统要方便教师进行网上教学管理活动

在线教学管理子系统是教师发布教学信息、提供教学资源、配合课堂进行教学指导、布置作业、网上教学交流、了解学生情况的窗口。在整个系统中,教师是网站信息的提供者,是系统应用的指导者。在线教学管理子系统的设计要方便教师上网进行教学管理活动,要能根据教学的进度适时地对课件信息进行更新、对题库进行维护、对选课学生进行管理,等等。因此,上网操作是否方便直接影响到教师发布信息的速度和热情。由于整个教学辅助系统采用B/S(浏览器服务器)模式,系统结构已经解决了教师上网和操作的便利性,应用软件设计时要考虑对课程、课件以及选课学生的动态管理的操作简便性。

2.子系统功能设计

教师在线教学管理子系统是在传统的班级授课基础上提供网上教学辅助的功能,所以每门课程的在线教学活动要与课堂教学进行一体化管理。传统班级授课模式中,教师的教学管理流程一般是:对所授班级的学生指定教材和参考书——按教学计划授课——对学生的问题进行答疑——与学生就有争议的问题进行讨论——布置作业——安排考试以检查学生的学习情况——组织学生上机操作(电算化类课程)。根据班级授课模式的教学环节以及网上教学辅助的特点,在线教学管理子系统的主要功能如下:(1)对课程的授课对象(学生)进行管理

教师用自己的ID登录在线课堂后,要认识自己所授课程的班级的学生以及选课的学生,这样才便于辅助课堂教学。系统是按每个班级的每门课程在网上独立开设课堂,在线教学管理子系统给授课教师提供了对网上课堂的学生进行管理的功能,即批准或取消学生选课、查看选课学生的基本情况。(2)对课程的教学课件进行管理

在线教学辅助系统中最主要的教学资源是各类教学课件,它们是教师辛勤劳动的成果,同时也是辅助课堂学习、提升学生的学习热情、满足各类学生学习需求的内核。网上课件的形式可以充分利用多媒体等现代信息技术,课件的内容也可以多种多样。例如:课程讲义、教学大纲、教材及参考文献、案例分析、业务模拟、共性的疑难问题解答、共享的实习软件,等等。课件管理的功能主要包括上传课件、查阅已上传课件、删除课件及修改课件内容等。(3)作业与在线测试管理

作业和课堂测试(考试)是巩固和检查教学效果的手段。网上教学课堂为教师布置和批改作业、学生接收和递交作业提供灵活机动的时空;另外,教师可以根据教学需要,布置各个章节的在线自测练习,以便及时掌握学生的学生情况。因此,作业管理给教师提供了在线布置作业,接收学生递交的作业并在线批阅等功能;在线测试管理给教师提供了在线出题、评分、查询学生的答题情况,以及题库管理,包括增加题目、删除题目、修改题目等功能。(4)答疑与教学沟通管理

经常了解学生对课程教学的需求并针对他们提出的问题予以解答是提高教学质量的有效环节。在线教学管理子系统提供了疑难解答、公告、短消息、网上教学论坛等多种形式支持这一教学环节。对于经常出现的共性的疑难问题可以通过疑难解答课件进行解答,系统提供了上传、修改和删除疑难解答课件的功能模块;也可以通过公告的方式给出答题思路,学生登录该门课程的网上课堂时就能看到,系统给教师提供了发布、删除、修改公告的功能模块。对于一些不愿意直接面对面提问的学生或一些敏感问题,可以通过短消息方式进行一对一的解答,系统具有编辑、发送、删除短消息的功能模块。对于一些热点问题或即兴问题可以通过网上教学论坛的方式进行在线讨论和解答。

二、教师在线教学管理子系统的实现

网络教学辅助系统的体系结构采用三层B/S应用模式,教师通过客户端的IE浏览器直接登录教学网站,就能进行在线教学管理的操作。整个系统采用动态网页设计技术JSP(Java Server Page),以实现对课程、学生、教师等信息的动态管理和人机交互式的教学管理功能。应用软件采用MVC(Model/View/Control)结构,即在线教学管理的业务处理逻辑(模型M)、页面显示(视图V)、业务控制逻辑(控制C)三个部分的编程独立开来,便于程序的开发和维护。以下介绍子系统实现的主要特点。

1.应用数据库表实现在线教学课程信息的动态管理

由于教师在线教学管理子系统要实现按每个教师每个学期开的每门课进行网上课堂的管理功能,而每个学期网上开设多少个课堂、每个课堂的授课教师、授课对象、课件资源等信息都是动态变化的,这是一种动态的网上课堂管理,涉及多个页面、多个功能,所有的操作都要与数据库联系。系统为这些,动态信息设计了以下主要数据库表:(1)教师表。存储有权进行在线教学管理的教师个人信息。(2)课程表。存储每个学期网上辅助的课程的基本信息。(3)课件表。存储每门课程的课件存放路径。(4)公告表。存储教师发布的公告内容。(5)作业表。用于存放教师布置的课后作业。以上数据库表结构用关系模式表达如下: 教师{教师编号,登录名,密码,姓名,电子邮件,联系电话,所属院系,教师主页,教师基本信息,权限} 课程{课程编码,课程代号,课程名称,课程性质,课时,学分,数师编号} 公告{公告编号,公告标题,公告内容,发布日期,删除标志,课程编码} 作业{作业编号,作业批次,作业,发布日期,课程编码} 课件{课件编号,课件性质,课件路径,课程编码} 授课{教师编号,课程编号,开课学期}(注:单下划线的表示是该数据表的主属性,双下划线的表示是该数据表的外码)其中,最重要的是课程表。课程表存放课程的基本信息,是课程管理的核心,其中的课程代号是学校的统一编号,课程编码是子系统按每学期开的每个网上课堂(课头)系统自动进行唯一编码。公告表、作业表和课件表都通过课程编码与课程表联系。教师登录后,选择需要管理的课程,子系统就能通过课程编码找到与该课程相对应的公告、作业和课件的信息,直接列于管理页面中,方便教师进行管理,大大提高了处理速度。为了方便教师对课件的操作和管理,课程的教学大纲、讲义、案例分析、业务模拟等课件资源都是通过课件表来管理的,表中仅存放课件在服务器中的地址,并且通过课件性质实现对课件进行分类管理,方便教师上传、修改和删除课件。

2.运用二层页面及其框架结构实现动态的网上教学平台管理

在线教学管理子系统是通过二层页面及其框架结构与数据库表的联系来实现动态的网上课堂管理的。首先,通过系统维护员将在线教学辅助的所有课程和授课教师的基本信息存储到数据库中。教师获得在线教学管理权限后,通过登录成功的第一层页面“网上辅助教学中心”(图1)的导航条目可以进行通用操作:个人信息管理、短消息管理、网上论坛等;同时,系统会自动按教师的登录号在课程数据库中搜索该教师的网上辅助课程名并显示在页面左部。教师点击需要进入的课堂(课程名),子系统弹出教师在线教学管理的第二层页面“在线教学管理”(图2)。该页面的导航条目为学生管理、课件管理、公告管理、作业管理、考试管理等。教师在导航栏中选定要进行的管理内容后,左部框架(leftframe)中将出现管理的具体功能。如选择“课件管理”导航条后,左部框架中将列出课件管理的功能:添加课件、查阅所有课件、删除课件。教师选定具体操作后,主框架(mainframe)中就会显示相应操作的界面。框架的运用增加了系统的通用性,使操作更为简洁、直观。教师在线教学管理实现的流程如图3所示。

图1在线教学管理第一层页面

图3教师在线教学管理实现流程图

三、结束语

教师在线教学管理子系统是网络教学辅助系统的重要组成部分。教师是教学网站教学资源的提供者和网上课堂的主角。我们设计的第二层动态页面提供了与传统课堂教学融为一体的教学管理功能;第一层动态页面提供了网络课堂特有的功能,可以弥补传统课堂教学的不足。

第三篇：网络辅助教学平台

21世纪已经到来，信息技术日新月异，多媒体技术、通讯技术、网络技术等已渗透到教育的各个方面，使课堂教学发生了革命性变化，改变着教育的方法、方式以至内容，转变着人们的教育、教学观念。面对这些变化，我们应抓住这一时机，适应现代的教育，跟上时代的步伐，把现代教育技术应用于教育教学之中，从而提高教育教学质量，推进素质教育。

网络辅助教学的目的之一就是研究如何培养学生获取信息、传递信息、处理信息和应用信息的能力。1997年美国总统克林顿在''面向21世纪的教育''中明确提出，每个8岁的儿童都能阅读，每个12岁的少年都必须能登录到互联网上，每个18岁的青年都受到计算机高等教育，每一位成年美国人都能进行计算机的终身教育。在实际教学中，网络辅助教学更应充分体现素质教育的要求，着重于学生学习能力和独立解决实际问题能力的培养，因此网络教学应有与其它内容的教学不同的方法和要求。

一、网络辅助教学的任务

众所周知，人们学习的最终目的是能够运用所学的知识解决实际问题，科学家如此，小学生也如此。所以，网络教学的主要任务就是上面所说的培养学生获取信息、传递信息、处理信息和应用信息的能力，而不是简单的学会上网，不是为技术学习，而是为能力学习。

我校曾经在学生中做过这样的调查：学生中有40%的家庭购买了微机，70%以上的家庭实现了宽带上网，有90%的人在家里或学校里上过网，20%左右的人经常上网，当问及上网能做什么时，同学们说出了很多的内容，如看新闻、查资料、听音乐、玩游戏等等。网络已走进了学生的家庭，越来越多的教师意识到，有必要引导学生正确使用网络，让网络为学生的学服务。

2001年，我校教师了风靡全球的英特尔未来教育的培训，教师们的教育理念上发生了很大的变化。部分教师开始尝试着指导学生进行网上学习。但在学习过程中，却发现网络教学并非易事。如为经常上网的学生布置了一项课堂作业，在网上查找有关''黄河''的资料，为一篇''环保''文章搜集素材，结果只有30%的学生找到了一些有关资料和文章，其他同学却不知道找什么、如何去找。可见，网络教学的任务应该是培养学生利用网络资源解决实际问题的能力，而不是单纯的如何上网。

二、网络辅助教学的准备 在学生上网学习之前，有必要对学生做一些关于网络安全、互联网使用的道德规范的教育，让学生拥有较强的自我保护意识。例如：不轻易下载网上内容，不随便在网上发布不负责任的言论，不浏览内容不健康网页等等。这个环节是保证进一步完成教学任务的关键，教师一定要让学生形成良好的网络学习习惯。

三、网络辅助教学课堂组织形式

网络辅助教学应采用''任务驱动''式的教学模式，让学生带着问题上网，有目的的进行''网上冲浪''，培养学生解决问题的能力。为达到素质教育的要求，在教学实施过程中，可以利用建构主义的教学模式。它大体可分为下面几个教学环节：明确主题、进入情境、独立探索、协作学习和效果评价。

下面，我们以''搜集有关黄河的内容，准备一篇环保小论文''这一课题为例，说明网络教学的应用。

1．明确主题：

教师首先公布本课的学习任务：在互联网上寻找有关黄河的内容，为环保小论文准备素材。只有使学生知道自己要做什么，才能为自己的学习确立非常明确的目标，为学习任务的完成打好基础。

2．搭建框架、进入情境：

如果把主题看作宝塔的金顶，这一步的任务则是构建塔的框架。教师抓住''黄河''这一主题，引导学生思考哪些具体问题与''黄河''有关，如：污染、断流、泥沙淤积等，把它们作为一个个节点，为主题搭建一

个有具体目标的框架。

3．独立探索：

有了具体的目标，接下来就可以让学生到互联网上搜寻与主题有关的内容，并把找到的素材保存下来。此时，可能有一些学生感到无从下手，教师应适时、适当的给予辅导，尽量使学生通过自己的努力探索完成搜集任务。这个环节，是教学任务的主要实施阶段，教师要敢于放手，给予学生充分的学习自主性，这样才不会束缚学生的思维，增强他们独立完成任务的信心和决心，从而找到获取信息的方法，初步形成科学的解决问题的能力，这正是素质教育的目的所在。

通过充分的自主学习，有的学生找到了更简捷的搜索信息的方法（如使用Google搜索）；有的则从不同角度了解了''黄河''的有关知识；有的找到了多种保护环境的途径；有的还把自己找到的信息进行了科学的分类，通过剪切、粘贴，把有价值的资料通过“Word”或“Wps”文档记录下来，完成了自已文章所需要材

料的初步构建。

4．协作学习

现今社会，很注重团队精神和协作精神，搜集完信息，可以让学生就自己的资料和结果进行分组讨论，发表见解。这个过程也是在网上进行的，如为学生建立一个“网上交流”区，学生在这个交流区内可自由地和任何对象实现对话，交流心得，在共享集体思维成果的基础上达到对当前问题比较全面、正确的理解，最终完成对所学知识的意义建构。

5．效果评价：

这一环节要完成对学习效果的评价，其中包括学生的自我评价和小组对个人的学习评价，北师大何克抗教授认为：评价内容应包括：''①自主学习能力；②对小组协作学习所做出的贡献；③是否完成对所学知识的意义建构。''三个方面。通过这样的评价，使学生对自己的学习成果有一个客观的认识，既加深了对知

识的理解，又使学习能力有了进一步的提高。

另外，网络教学还有一种模式：教师根据教材的有关内容制作网络型的课件，教师依据这一课件指导学生开展研究型、合作型的学习，学生也可依据这一课件进行独立自主的学习。如《美丽的小兴安岭》这一课，采用网络式教学时可设计包括以下内容的教学软件，供师生共同学习：新视听，电子课本，智力加油站，求知起跑线（含字词宝典、配音空间站、词语桥等），了望台„„由于这种网络式的课件交互性好，知识容量大，同时也便于师生的操作，培养学生的探索精神，因此也成为学科教学与计算机整合的典范，成为

广大教师进行网络教学的首选。

当然，要实现网络教学，仅仅依靠能上网的微机还是不够的，还需要一些相应软件的支持，如E-classroom、人机之间交互性能良好的软件环境等等，从技术上为网络教学提供强有力的保障。

1984年邓小平同志指出：''计算机的普及要从娃娃抓起''，信息技术与学科整合的教学实践表明，''现在计算机已成为教育的工具而不是教育的目标''，''小学信息技术课程教学正在克服单纯学习技术的观点，转到更加注重对学生进行人文、伦理、道德和法制教育''，在教学中充分体现素质教育的精神，而所有的这一切都和网络教学密不可分。

第四篇：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

第五篇：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