网络教学平台的体系结构与功能.

第一篇：网络教学平台的体系结构与功能.

网络教学平台的体系结构与功能 The Architecture & Function of Web Based Instruction Support System

余胜泉、何克抗

北京师范大学现代教育技术研究所（100875），ysq@elec.bnu.edu.cn

基于互联网络的教学支持平台由四个子系统组成：（1）网络教学管理系统：主要实现教师管理，学生管理，课程管理，权限认证等教务管理功能；（2）网络教学子系统：提供一系列的网络教学支持工具，如多媒体授课、网上答疑、网上考试、网上作业、交流工具等等；（3）网络课件开发工具：实施模板式课程开发，实现教学资源的管理和重用，简化部署网络课程的难度，降低开发网络课程的技术要求；（4）教学资源管理：以学科为单位，集中管理各种形态的课程资源，包括媒体素材（文本、视频、音频、图形、动画等）、优秀论文、测验试题、典型案例、文献资料等等。本文详细介绍了我们开发的网络教学平台的体系结构与功能。

Web Based Instruction Support System has four main components:(1)Instruction management subsystem,(2)Instruction subsystem,(3)Web course developing tool,(4)Instruction resource management subsystem.This paper introduce the architecture and function of a web based instruction support system developed by our institute in detail.关键字 网络教学支持系统、网络教学平台、在线教育、在线教育支持系统

网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，而现有Internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此迫切需要一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。

一个完整地网络教学平台应该由四个系统组成：网上教学支持系统、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四个子系统，其体系结构如图1所示。

网络教学支持平台是建立在通用的Internet/Intranet基础之上的，专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统，在丰富的学科资源的基础之上，学科教师根据教学要求与教学计划，并根据自己的教学特色，开发网络教学课件，借助于网络教学的一些支持工具，开展双向的远程教学，教学管理系统可以保障这种教学更加高效，也更加规范化。

一、网络教学

网络教学系统是一整套提供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，它将网络课件与学校的远程教学服务进行了有机的集成。网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。1．流媒体的授课

在互联网络上，要传输大数据量的视音频数据，必须采用流式技术，传统的文档是先下载完毕再查看，这对于多媒体信息并不适合。因为数据量大，用户在查看之前可能需要等待太长的时间。而流式技术则

网络教学管理系统网络教学系统是这样的一种技术，客户先下载文件的某一部分，解压缩该部注册认证师生交流工具讨论组分，并在文件的其它部分到来之

聊天室学生学籍档案电子邮件前开始播放该部分的内容。在回管理邮件列表新闻组放之前将会建立一个数据缓冲教师档案管理区。在前面下载的文件片段被播

行政公文管理放的同时，将下载多媒体文件的适应性学习系辅导答疑系统后续部分。统信息查询基于流式媒体的授课系统可以让用户点播教师授课的视频课件，也可以在网上实时看到教师的实况转播，在远程教育中有着巨大的应用前景。

（1）课件点播系统

课件点播系统其实就是一个适于教学的VOD（Video On Demand）视频点播系统，它与普通的VOD的区别是：课件点播不仅需要播放语音和视频，而且还需要同步播放教师授课的板书，大多是基于PowerPoint或HTML的讲稿。主要功能简要列表如下：

数据统计与分析作业评阅系统学习管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理学习进度管理学生模型虚拟实验系统远程考试系统网络题库系统流媒体课件点播系统计费管理系统配置与管理网络课程开发工具专业管理网络课程开发模板库课程管理Íø Âç ¿Î ³Ì授课实况的数字化：教师授课的学 科 教 学 资 源 库 管 理 系 统视频信息事先数字化，并转换为流媒体的兼容格式存储在服务学科媒体素材库学科文档资料学科课件库学科案例库学科题库库器中。同时教师授课时使用的音频、视频、动画、图形、文本PowerPoint或HTML的讲稿也在服务器端存贮。

视频和授课讲稿的同步播放：当CERNET、卫星电视教育网、Internet、Intranet网络支撑平台用户在客户端点播相应的课程时，教师的授课视频将和PowerPoint或HTML的讲稿同步播放。用户可以暂停到某一个PowerPoint或HTML的讲稿观看当时的授课实况，也可以暂停到某一段授课实况来观看相应的PowerPoint或HTML的讲稿。

电子教鞭：在播放视频和讲稿过程中，可以有各种类型的电子教鞭，教鞭运动由播放的视频时间控制，与视频同步，用以指示教学重点。

（2）流媒体广播同步授课

不同于点播，流媒体广播的同步授课并不事先存储视频而后播放，它在将视频数字化后不存储而直接广播到一组客户端播放。因此，它是实时和同步的。

支持多个教室的视频同时广播：多个视频流可以同时向不同的教室广播。用户可以在这些教室中进行切换，观看不同授课实况。

支持服务器端的广播数据备份：在流媒体服务器中能够将数字化后的流视频数据备份存贮以便为日后的点播服务。

2．适应性超媒体学习

由于参与远程学习的学员来自各行各业，他们没有一个统一的起点，能力参差不齐，因此，远程教学系统必须能够针对不同能力的学生，提供不同形式的教学。适应性超媒体教学指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教学内容。它有两个含义，首先是学习内容的选择上，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。学习内容的选择与组织以认知单元为最小单元，一个认知单元就是教学目标中所规定的一个知识点，针对这一个小知识点所展开的教学内容称之为一个认知单元。每个学习阶段，可以选择一个或几个认知单元。其次，是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．测评系统

测评系统包括试题库、测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具、作业布置与批阅工具。试题库的主要功能是将某门课程的试题资源按照一定的教育测量理论加以组织，为测试试卷的生成与作业的布置提供试题素材，并为学生考试成绩的评价提供学科结构的支持。测验试卷的生成工具就是要根据测试的目的，自动从试题库中抽出试题，组成符合教师考试意图的试卷，根据考试的目的不同，可以有智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷等三种成卷方式，另外，还可以在同一要求下，生成不同的A、B卷，以防作弊。测试过程控制系统主要完成对网上测试过程的控制，如远程实时监控，在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览，控制测试时间，到时自动交卷等。测试结果分析工具一般是根据每道题中的知识点和学生的答题情况，对一些教育测量指标作统计与分析，根据这些测量指标所具体指示的意义，调整教学过程中和活动，并对具体学生给出诊断，对下一步学习提出建议。另外还要以根据考试测验的统计数据，运用教育评估理论分析题目的质量，如区分度、难度等。作业布置与批阅工具可以在试题库系统的基础中，自动形成作业，并在网络上发布、收集和批阅。

4．自动答疑系统

自动答疑是一个适应性的知识库系统，它分自动答疑与人工答疑两大部份。在教学设计阶段，教师将本学科最常见的疑难问题按一定的组织方式，存放到领域知识库中，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（主要采用的技术有中文词语的自动切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等），按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。当在知识库中没有检索到对该问题的解答时，系统将通知学生，并采取两种方法进行后续处理：1）自动将问题通过电子邮件的方式发送到主持这门课程的学科教师，当教师对该问题进行回答后，系统将自动将解答发送到学生的电子信箱；2）将问题公布在答疑布告牌上，征求解答，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生。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。系统的完备性与智能性，将随着知识库的不断扩充，而不断得以扩大。自动答疑还提供在线答疑功能，学生登录到答疑室，便可以将问题发送到答疑室的公共白板上，主持教师或其他学生可对学生作出适当的解答，并将解答发送到公共白板

5．师生交互工具

师生之间的交流是教学活动中的一个十分重要的环节。通过交流，学生可以获得疑问的解答，教师也可以了解学生的当前学习状况。在远程教学活动中建立一个有效的交流环境能够使得分布在异地的师生方便地交流，从而能够有效地提高远程教学活动的质量。

为了有效地支持分布在异地的师生间交流，远程交流工具应该包括同步/异步讨论园地、课程电子邮箱、协同工作工具等基于文本的交流工具，另外还应通过桌面视音频会议系统来提供包括图形、语音、视频、电子白板等多媒体的支持。

6．学习管理系统

不管系统具备多么高的智能性，计算机并不能替代人类教师，计算机可以把人类从简单的重复性的智力劳动中解放出来，但教学过程中的高级诊断、管理、推理必须由人类教师来完成，可以说，缺乏人类教师参与的学习系统，不是一个完善的学习系统，在基于Internet的教学系统中，人类教师的参与仍然非常重要，它可以弥补计算机系统智能的不足。学习管理应具备的功能有：针对性的辅导、疑难解答、协作监控、实施智能化、个性化的远程学习环境、成绩管理、学习进度管理、学生工作区、课堂笔记本管理等等。

7．基于WEB的虚拟实验室

网络虚拟实验就是在WEB中创建出一个可视化的三维环境，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。网络虚拟实验室实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仿真技术的结合。虚拟实验技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。

二、网络教务管理系统

教学管理在远程教育中居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。

1．教务管理系统

注册认证、学生学籍档案管理、教师档案管理、数据统计与分析、信息查询、行政公文管理、教师评价管理、学生学习评价管理。2．专业与课程管理

专业、课程的管理：包括专业的设置、管理，专业课程的设置、管理，培养计划的制定和调整。

课程管理：包括设立课程，指定课程相关人员（如开发人员、授课人员、助教人员和学生）的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。

课程内容发布：将教师开发的课程内容，上载到相应的远程教学系统，在网上发布，实施网上教学。教学计划发布：发布某门课程的教学计划，提供查询、修改、删除等功能。

选课管理：学生可以在已有的网络课程中，选择某些课程进行学习，选课系统自动为学生配置课程学习的资源，并记录本课程学习的过程。

3．系统管理

系统设置、维护功能：它负责系统的日常维护，参数设置、数据备份和恢复。系统的安全性和数据的完整性、一致性主要由本模块来保证。

网络计费管理：提供采集计费源数据的功能；

权限控制：将系统用户划分为不同的角色，不同的角色指定不同的功能、不同的权限。对于不同权限的用户，只提供他所能访问的功能界面，控制无关信息的显示。

数据备份：定期对系统关键数据进行备份，并对备份档案作详细记录，一旦出现意外，系统能够根据备份数据和备份记录数据进行恢复。

三、网络课件开发工具

网络课件工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并给与相应资源库的支持，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，普通教师就可以轻松地完成课件的编写工作。网络课件开发工具主要完成网上课件内容的表示，支持基本教学逻辑的设计。

四、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、网络课件库、文献资料库等。所有上述资源都分别建有其索引信息，以便快速地查询、浏览和存取，另外，资源的收集、编辑、修订等都是资料库能否得到充分利用的关键因素，需要一个强大的资源管理系统对它进行管理和支持。

教学资源管理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。教学资源库首先是按照学科来组织，其次按照素材类型来组织，每种类型的素材都需要标记不同的属性，便于归类存储和检索。各种资源按照其物理形态分类存储，并进行不同的属性标注。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。

五、参考文献

[1].Badrul H Khan，《WEB-Based Instruction（WBI）：An Introduction》，《Educational Media International》，1998，Vol 2；

[2].Charles D Miller and R Wilburn Clouse，《Technology-Based Distance Learning：Present and Future Directions in Business and Education》，《Educational Technology Systems》，Vol 22（3）191-204，1993-94； [3].Gregory wiens and Glenda A Gunter，《Delivering Effective Instruction Via WEB》，《Educational Media International》，1998，Vol 2； [4].余胜泉，《基于Internet的教学系统》，中国电大教育，1999年第六期；

第二篇：网络教学平台的体系结构与总体设计

网络教学平台的体系结构与总体设计

余胜泉、陈天、何克抗 ysq@elec.bnu.edu.cn

北京师范大学现代教育技术研究所（100875）

网上教学支持系统设计的基本出发点在于：我们认为网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，而现有Internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此，我们开发了一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽了程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。

一、设计的基本构想

1．一体化管理

网络教学支持系统应该与教学内容紧密集成，应该实施一体化管理，而不是相互分离的系统。目前，Internet上的一些现成工具，如电子邮件、WEB、新闻组等，都有一定的教学功能，还有一些大学也开发了一些教学支持工具，如用户注册系统、讨论组、聊天室等，但这些工具都是与教学内容相分离的，是一些相对独立的系统，对教学的紧密性要求支持不够，象某些系统，要学习几门课程，就需要登录几次，使用起来很不方便。一体化管理就是要使教学支持系统真正符合教学的要求，在一个统一的系统中可以完成教学（学习）过程中的各种活动，而不需要来回在几个系统之间切换，降低操作的复杂度及学习的难度。

2．完全开放

远程教学所涉及的行业范围大，学习者的数量多，教学内容的形态需求复杂，这就要求系统具有完全的开放性，能够容纳各种形态的网上教学内容，不能仅仅限于支持某些专用工具开发的教学内容，不能只是支持某些文件格式。本系统将采用开放的文件存储格式，支持所有能够在网上运行（包括需要插件的文件）的课程内容与文件格式，不对课程开发工具作限定要求，只要求该工具开发出的课程内容能够在网上运行即可。

3．简化交互式教学设计的复杂性

我们认为，网上教学不仅仅是将教学内容在网上发布，更为重要的是教师与学生、学生与学生、教师与教师之间的充分沟通与交互，从而打破了传统课堂的授课模式。由于师生在物理空间的分离，师生之间的交互显得更加重要，可以说，这种交互的广度与深度，是决定网上教学质量的关键性因素。网上教学包括一些基本的教学环节：教学内容的发布、作业、答疑、考试、讨论（同步／异步）、作笔记等等，而现有Internet工具并不能很好地支持这些活动，需要教师进行复杂的交互性程序设计，这对大部分教师来说，是无法完成的。教学支持平台就是要解决这些交互式工具支持问题，使得教师无需花费大量的精力去开发程序，就可以很方便获得很好的交互性支持，从而可以专注于教学内容与教学活动。教学支持平台的首要功能就是降低实施网上教学的技术难度，提供方便实用的教学工具，简化交互式教学设计的复杂性。

4．支持多种教学策略

网上教学完全打破了传统课堂授课的模式，改变了传统教学中教师与学生之间的关系，教 师从知识的传授者和教学的组织者转变为学习的帮助者和引导者，学习者已经成为学习过程的主体，加上教师与学生在地理空间上的分离，形成了一种全新的师生关系，在这种新的关系下，传统教学过程所采用的教学策略相当一部分已经不再适用，网上教学是一种新型的教学方式，在新的教学环境中，它不能完全沿袭传统的教学方式，而是要引进新的思想、新的教学方法。教学支持平台必须能够充分体现这些新思想与新方法，必须能够支持探索式学习、协作式学习、角色扮演式学习、辩论式学习等适合网络学习环境的新教学策略，应该提供实施这些教学策略的实用工具。

二、Vclass的体系结构与功能

一个完整地支持基于Web教学的支撑平台应该由四个系统组成：网上课程开发系统、网上教学支持系统、网上教务管理系统和网上教学资源管理系统四个子系统，其体系结构如下图所示。

网络教学管理系统网络教学系统注册认证学生学籍档案管理教师档案管理行政公文管理辅导答疑系统信息查询数据统计与分析作业评阅系统师生交流工具讨论组聊天室电子邮件邮件列表新闻组适应性学习系统学习管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理学习进度管理学生模型虚拟实验系统远程考试系统网络题库系统流媒体课件点播系统计费管理系统配置与管理网络课程开发工具专业管理网络课程开发模板库课程管理网 络 课 程学 科 教 学 资 源 库 管 理 系 统学科媒体素材库学科题库学科案例库音频、视频、动画、图形、文本学科课件库学科文档资料库CERNET、卫星电视教育网、Internet、Intranet网络支撑平台 图1 远程教学支撑系统结构示意图

远程教学支撑平台是建立在通用的Internet/Intranet基础之上的，专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统，它包括资源管理、网络课程开发、网络教学、网络教务管理四个方面的服务，在丰富的学科资源的基础之上，学科教师根据教学要求与教学计划，并根据自己的教学特色，开发网络教学课程，借助于网络教学的一些支持工具，开展双向的远程教学，教学管理系统可以保障这种教学更加高效，也更加规范化。

2.1网络教学系统

网络教学系统是一整套提供远程教学服务的系统软件，它以网络课程为核心，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，它将网络课程与学校的远程教学服务进行了有机的集成。网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。其主要目的是：

（1）通过提供各种现代远程教育教学辅助手段，保证现代远程教育得以顺利实施；（2）并提供给各个学校或办学点一套切实可用的远程教育支撑软件工具，以支持远程教学活动的各个环节。

（3）通过各种先进的教育技术，最大限度地用计算机替代教师的劳动，并节约大量的教育投资；

（4）形成现代远程教育完整、统一的学习界面，减少因需要熟悉各种不同的学习系统而给学习者带来的不便；

（5）通过给学习者提供包括学习导航、答疑、查询、讨论、作业布置、自测等手段，提高远程教育学习者的学习效果；

（6）通过提供方便的网络课程构建工具，可以大大提高网络课程的建设效率，减少大量的重复劳动，提高网络课程的建设质量；

（7）通过提供标准化的题库与考试系统，保证远程教育的教学质量。

（8）提供多种最能体现网络特色的学习策略，打破传统单一的讲授式学习模式，每一种学习策略都提供多种教学设计模板，以便于教师进行教学设计。

网上教学支持系统的功能包括课程的网上发布，教学过程中对教师教的支持和对学生学的支持，以及对教学活动的管理。

1．在线发布网上课程

网上教学第一步要做的就是将教学内容在网上发布，一般一门课程都有很多文件，如何将这些文件内容很方便的发布到网上，并自动配置相关的教学支持工具，是个很重要的一个环节。系统应该提供多个文件一次性上载的功能，或者生成FTP帐号，供教师通过FTP上载。另外为了保护课程内容的版权，网上课程开发系统要用数据库管理所开发的课程，具体课程页面的显示根据向数据库提交的查询来确定，在这种情况下，课程访问速度、允许同时访问的人数将是网上教学支持系统性能的重要评判指标，一般要求是应允许至少200个学生同时使用同一课程。此外，能否提供高质量文本和图形、高质量的视频和音频也是基本的质量要求。

2．教学活动设计和管理

网上教学支持系统应该为教师提供一系列的实用工具，帮助教师进行教学活动设计和管理，（1）评估系统

网上教学支持系统所提供的评估系统包括测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具。测验试卷的生成工具可以根据教师输入的一些组卷参数，自动生成所需的测验试卷，另外，还可以为每个学生产生不同的试卷，以防作弊。测试过程控制系统主要完成对网上测试过程的控制，如在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览，控制测试时间，到时自动交卷等。测试结果分析工具一般是根据每道题中的知识点和学生的答题情况，对具体 学生给出诊断，对下一步学习提出建议。有些网上教学支持系统还可以根据考试测验的统计数据，运用教育评估理论分析题目的质量，如区分度、难度等。

对客观题测验还就提供自动批改和即时反馈功能，应根据学生的答案提供个性化的反馈内容。有些系统允许教员通过对一些问题加权，进一步控制测试环境。

（2）学生管理系统

网上教学支持系统应该支持教员根据教学需要，设定学生的行为权限，如可以做什么，不可以做什么，如是否可以查看成绩等。

由于网上教学非常适合于小组合作解决问题，分组学习、协同工作将是未来网上教学的重要组织形式。网上教学支持系统应该为老师给学生分组提供方便，比如老师只要设定分组条件（如按成绩），系统就自动将学生分组，同时自动产生相关的一系列设施设定，如小组的主页、小组讨论园地、邮件列表等。老师可以以小组为单位，为这组成员布置特别的教学任务。

（3）学习管理工具

对于教师来说，管理一个在线课程很花时间和精力，而网上教学又特别强调一个老师所教的学生数量，因此自动实现一些课程管理工作是十分必要的，使教师可以集中精力于学生的学习辅导。比如提供自动记分系统，在学生作完测验系统自动判分之后，自动将成绩登录，进一步系统还可以自动提供反馈信息，自动建议学生下一步的学习内容；再比如提供邮件分类系统，对发到教师课程邮箱的信件进行分类，自动区分哪些是学生递交的作业，记录学生递交的时间是否及时，再进一步提供智能系统，自动分析邮件内容，进行归类，或自动解答或提供给老师统一解答。

学生信息跟踪：在进行网上教学时，教师的角色已从讲课者变成学生学习的引导者和服务者，为此老师需要监控学生的学习情况，了解学生的学习进展，已取得的学习成就，及时地发现问题，加以引导。

通过学生信息跟踪，教师可以了解到某个学生何时进入课程，花了多长时间阅读某页内容，做了什么练习，对几题，错几题，是怎么做的，有些产品还可以向教员提供学生曾经访问过的站点的地址。总之，学生跟踪系统可以为教员提供详细的学生进展报告，利用这些数据不仅可以有针对性地因材施教，还可以改进和提高课程的质量。

学习管理：应提供个别辅导、协作监控、讨论组管理、疑难解答、试卷管理、作业管理、成绩管理、学习进度管理等。

3．学习和探索

网上教学支持平台通过为学生提供一系列辅助学习工具支持学生在网上的学习和探索。笔记本：在学习过程中，随时记录自己感兴趣的内容，通过记录学习内容，学生自己建构自己的知识体系。

书签：学生可以标记所感兴趣的内容，以后再看，有些系统是直接利用浏览器的书签功能，但是浏览器的书签功能在显示页面是多帧的情况下往往不能正确标记。

搜索工具：搜索工具也是很有用的学习工具，有的搜索工具只能搜索本课程内容，或者搜索本课程的讨论内容，但也有一些系统允许学生在他所选的所有课程内容中搜索。

学生学习记录：重视教学理论的网上教学支持系统都很在意对学生个性的尊重，对学生学习的激励，如支持学生在课程内容上加注，允许学生去查看自己的作业完成情况，了解自己和班上其他同学的差距等。有些系统为了鼓励学生多做练习，允许学生多次完成同一套作业，只在成绩单上记录最好成绩，不过学生每次作业完成情况都会记录下来，老师可以查阅，发现学生的问题，提供适当的帮助。

学生工作区：有些产品还支持学生自己建主页，用以张贴小组工作成果，或个人的项目介 4 绍，并提供对学生主页的统一管理。

4．讨论和协作

网络学习是一种地理空间分离分散式的学习，学习群体与教师的交流与协作至关重要，网上教学支持系统应该为师生提供方便实用的交流工具。

同步/异步讨论园地：网上教学支持系统大多都提供了若干种支持学生之间、师生之间交换信息和讨论的工具，如公告栏，聊天室等。许多教师发现异步多线程讨论或基于EMAIL的讨论更适合于专题研讨和课堂作业处理。有些产品提供聊天历史的记录功能。已经有一些网上教学支持系统开始提供实时视频或音频会议系统功能。另外一个很有用的讨论工具是电子白板，可以可视地表示公式及问题求解的过程，电子白板常与同步聊天系统、可视会议系统一起使用。课程电子邮箱：在网上上过课的教师都有这样的体验，邮箱很快就被学生的问题邮件填满，当同时讲授多门网上课程时，区分管理这些邮件是很烦琐的事情。所以现在一些网上教学支持系统就为师生按课程建立单独的邮箱帐户，这样可以将不同课程的信件和私人信件区分开来。协同工作：使用计算机协同工作是计算机会议系统的功能，还没有成为网上教学支持系统的标准功能，但有这样的发展趋势。协同工作的意思是，在不同地方的人可以用同一种软件对同一文件一起编辑修改，每个用户都可以看到文件被实时编辑的过程。网上协同机制使不同地方的学生可以象现在的同班同学一样合作完成某个作业，一起做项目。

2.2网络教务管理系统

远程教学的目标是培养合格的人才，完成既定的教学任务和实现国家规定的教学目标，远程教育机构要达到这些目标，教学管理居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。整个远程教学管理系统可划分为四个相对独立的模块：课程管理、教务管理、学习管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。网络教学管理系统的功能结构如下图所示：

网络教学管理系统课程管理教务管理系统管理专业设置管理课程设置管理课程内容发布教学计划发布选课管理注册认证学生学籍档案管理教师档案管理信息查询数据统计与分析行政公文管理教师评价管理学生学习评价管理系统配置与管理计费管理安全管理数据备份管理

图2 网络教学管理系统的功能结构

1．教务管理系统

注册认证：该系统接受用户的注册，保留学生的档案数据，包括学生每次测试的成绩，修得学分，已修课目等教学过程中动态生成的信息。注册系统还应提供授权认证功能，只有正式注册过的学生才能进入教学支持系统。

学生学籍档案管理：学生的学籍管理覆盖学生从入学申请到毕业的各个环节，如入学申请，选课、学习、考试、毕业等。学生、教师和相关的管理者能够对相应的信息进行修改和添加等操作，学籍管理以学生为单位。

教师档案管理：教师管理包括对教师的档案管理、教师的资格审查、教师的业绩考核以及对于教师任课的管理。

数据统计与分析：将各个教学环节中的数据收集起来，定期整理、统计，并在此基础上，进行一定的智能推理，并将结果通过报表、Email等形式反馈给学生、教师或相关人员，以帮助学生更好的学习、教师更好的改进教学、管理人员更加科学的决策。

信息查询：学生、教师、管理人员以及一般的浏览者均可通过Internet，在相应的权限范围内，浏览相应的信息，如学生对专业、课程情况的查询，学生对考试成绩的查询，教师对学生信息的查询等。

行政公文管理：为了更好地进行教学管理，需要进行教务信息的发布，以及相关部门间需要有大量的公文以及报表流通，因此，我们需要建立比较完善的行政公文管理系统。以实现各类信息、公文的发布、管理以及查询功能。

教师评价管理：对教师的教学情况作综合评价，它包括三个方面的评价：教师的自我评价：教师对自己的教学工作做出主观评价，以量化指标的形式体现；学生对教师的评价：通过在网上发布教师教学情况的评价表来收集学生对教师教学情况的评价信息，综合所有学生的意见后，以量化指标的形式体现；系统评价：教学系统自动记录教师通过远程教学平台来进行教学的过程信息，如布置作业、批改作业的数量，作针对性辅导的次数，上网的时间等等，这些数据最终也以量化指标的形式体现；最后的评价结果将以这些量化指标作加权评分。

学生学习评价管理：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；学生的讨论情况评价；学生的考试情况评价：试题难度、考试信度、考试成绩评价；学生参与的态度评价；最后通过加权评分作综合评价。

2．专业与课程管理

专业、课程的管理：包括专业的设置、管理，专业课程的设置、管理，培养计划的制定和调整。要求教师和相关管理人员均可在允许权限内进行访问、修改等操作。

课程管理：包括设立课程，指定课程相关人员（如开发人员、授课人员、助教人员和学生）的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。课程管理还可以提供灵活的数据库报表功能，为教员和管理人员提供有关课程的各种统计信息。

课程内容发布：将教师开发的课程内容，上载到相应的远程教学系统，在网上发布，实施网上教学。

教学计划发布：发布某门课程的教学计划，提供查询、修改、删除等功能。

选课管理：学生可以在已有的网络课程中，选择某些课程进行学习，选课系统自动为学生配置课程学习的资源，并记录本课程学习的过程。

3．系统管理

系统设置、维护功能：它负责系统的日常维护，参数设置、数据备份和恢复。系统的安全性和数据的完整性、一致性主要由本模块来保证。

网络计费管理：提供采集计费源数据的功能；计费功能可能分布在教学活动的各个环节，如学生在注册入学时应缴注册费，补考应缴补考费等，提供计费项目的管理功能包括：学习内容、学习时间、多媒体信息流量、传输的区间、使用的服务方式等项目；按时或实时自动更新用户费用；提供帐单的查询和统计功能（以报表形式或其它形式）；提供计费的数据分析和数据挖掘功能。

权限控制：将系统用户划分为不同的角色，不同的角色指定不同的功能、不同的权限。对 6 于不同权限的用户，只提供他所能访问的功能界面，控制无关信息的显示。

数据备份：定期对系统关键数据进行备份，并对备份档案作详细记录，一旦出现意外，系统能够根据备份数据和备份记录数据进行恢复。

系统评估：跟踪记录用户行为数据，并以此为依据进行分析和统计，发现系统隐含的问题，对系统作出定量评估；通过问卷调查的方式，收集用户的反馈及评价意见，对系统作出非定量评估；根据评估意见，不断修订完善系统。

安全管理：提供权限控制、用户认证、恶意攻击监测等功能。

网络性能管理：收集影响网络性能的数据；提供对历史数据的分析、统计和挖掘功能；提供调整网络拓扑结构和配置的功能。

网络配置管理：硬件平台满足前述的规范要求；硬件平台的可扩充性要求；动态维护网络配置数据库。

2.3网络课程开发工具

通用的多媒体写作工具都是为商务用途而设计的，相对于教育领域的特殊需求针对性不够，特别是缺乏资源的支持，更增加了用户开发多媒体网络课件的难度。网络课程开发工具就是要让非计算机专业人员（普通教师）能够方便地构建网络课程和相关内容（备课、考试等），该工具可简化教师开发网络课程和备课的过程，降低课程开发对教师计算机技能的要求，使一般教师易于学习掌握。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程发布到实施远程教学的因特网站点上。

网络课程工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并给与相应资源库的支持，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，普通教师就可以轻松地完成课件的编写工作。教师不必再为缺乏素材而发愁，也不必再学习抽象繁琐的代码设计，可以大大减小制作多媒体课件的难度。

网络课程开发工具主要完成网上课程内容的表示，支持基本教学逻辑的设计，其基本特色是：（1）支持网络多媒体开发功能，能够进行多媒体素材的导入、抓取和制作，通过直观方便的拖动连接、简单易行的课程管理和动态调整等制作手段，能够快速高效地生成网络课程；（2）提供素材库与素材库管理软件，简化教师开发网络课程时的素材制作负担；（3）提供针对具体学科的网络课程模板和向导库，并提供一些模板化的网络课程，可方便和加速网上课程的开发。

1．教学内容的表示：多媒体集成工具

随着技术的发展，网上信息的内容和种类已基本不受技术条件的制约，课程内容的开发可以根据需要，选择合适的媒体形式，如文字、图形、图像、动画、音频、视频等。一般来说，这些基本媒体素材的制作创建都可以利用相关的专用软件，如文字图形可以用字处理软件产生，图像可以用图像处理软件加工，动画可以用动画制作工具生成。

作为网络课程开发工具，对教学内容表示的支持主要是提供对各种素材的集成功能，这与传统的教学软件开发平台的功能是一样的，与传统教学软件开发平台的差别是所产生的最终结果必须能够在网上浏览，如可以转换为HTML格式的文件。

因此，网上课程开发系统每一新版本的推出，都是体现再对哪些格式数据的集成提供支持，在现有带宽条件下如何提高了流媒体播放的效果，特别是在支持教学交互性方面又有了哪些进展等。

考虑到带宽条件的限制，开发系统在产生课程页面的时候还应自动提醒开发者设置出最简易环境下界面的布局，如不显示图形时，在该图形位置应该用什么文字表示要显示的内容；如果有可能的话，网络课程开发工具所开发的课程还考虑到有视力障碍的学生。2．教学逻辑的设计：课程内容结构图

教学逻辑体现了教学内容的层次和相互间的关联。网上教学和课堂教学的差别在于，在教室里，课程内容层次性的展现是由老师通过讲述一步一步完成的；在网上教学时，老师需要将这些关联通过内容的组织立体地揭示，引导学生自己去体会，同时还要注意不要影响学生对课程主干框架的认识，不能使学生感到内容混乱。

因此，网上课程开发工具要为开发课程的教师提供课程内容的建设框架，提供方便老师针对不同学生设计不同教学路径的功能。目前这一功能的实现有两种做法：一是提供内容的层次树，另一种是提供内容的关联图。具体课程内容的切换可以通过设置按钮、热区和超媒体链接方式实现，但要注意提供界面友好的逻辑性强的导航系统。

目录树生成与修改：由经验丰富的老师编写好课件脚本后，课件制作工具可以采用自动与人工相结合的方式，生成树型结构的课程章节目录。教师可以随便对这样的目录树进行调整。此外，有些系统还提供了自动索引工具和自动建词汇表的工具。索引和词汇表是学生学习很有用的信息检索工具。

3．课程的快速生成：模板和向导

网上课程的质量，不仅取决于教学内容的质量、教学内容的表现形式，还取决于教学方法的合理运用、教学策略的具体实施，因此开发网上课程需要综合运用教育学、心理学、计算机科学和各课程学科多方面的知识，这对于网上课程的开发者来说要求太高了，因此，网上课程开发系统就必须提供“低门槛”，在保证开发课程方便快捷的同时，保证所开发的课程具有合理界面布局，有助于学生的学习、记忆和掌握。具体的做法是提供模板或开发向导。

模板主要是某种类型页面设计的框架，向导可以引导教师完成教学模型或课程框架及页面的设计。使用模板和向导，教师只要按照要求填写有关的参数，系统就可以自动生成所需要的页面。

模板简化了设计一个好的WEB课程的过程，提供了一致的外观，保证满足某个界面设计标准。模板还可以产生一些教师可能没有考虑到，但对教学有用的功能设施，实现一些对于教师来说不知如何实现的教学功能，如讨论组等。在有些情况下，模板还可以为拨号用户减少服务器下载和访问时间。

4．素材的组织与生成

网络课程开发工具应能够充分利用教学单位或教师提供的现有各类素材来构建新的网络课程或新教学功能模块。教师可以通过该工具抓取素材库中的素材来构建网络课程或网络教学模块。通过该工具构建的网络课程，能直接在网络上运行。具体功能描述如下：

素材的搜集与利用：网上有大量丰富的教学素材，资源管理系统可将资源统一、规范地存放在数据库中以方便共享。教师能通过网络课程制作工具方便地访问这些资源，还可以进行分类查询。这样可以避免重复劳动，缩短研制开发周期。

素材的制作：教师一方面可以用其他的工具如Powerpoint等生成图片，幻灯片和声音等素材，然后通过制作工具载入利用，另一方面也可以利用制作工具提供的编辑功能，方便地生成自己需要的素材，然后保存到相应的素材库中以便再利用。

这里应特别提出的是，某些课程如物理化学都有其特殊的符号表示，给教师书写教案带来很大的不便。我们可以把特殊符号作为一种素材放在素材库中，通过制作工具提供的编辑功能可以让教师方便地添加一个符号并多次利用。

教学内容添加：将素材库中的素材拖动到目录树的叶节点中，在上下两个相邻的两个素材间可以方便地插入一些衔接性的文本和语音，以便承上启下。

连续播放和预览：提供连续播放和预览等功能，让教师随时看到课件的效果。

课件输出：最后将制作好的课件内容输出，自动生成网页形式的网上课程。5．网络化学习模式：多学习策略支持

网络课程开发不应只是能够开发传授式的课程内容，还应能够设计可充分体现网络特色的，充分发挥学生认知主体作用的学习策略与学习方式，如协作式学习、发现式学习、角色扮演学习、问题解决学习、基于资源的学习等等，并支持生成这些学习策略所需要的内容。

6．制作视频课件：流媒体教学内容的生成

提供教师一个有效的制作工具，用于将教师在课堂教学的实况录制下来，进行数字化后，编码成流媒体格式，在网上以课件的形式发布。对于有讲稿的教学录像，还可以将已经数字化的视频数据和他所使用的PowerPoint或HTML的讲稿利用Javascript语言关联起来，以便客户端点播时的同步播放。教师只需要提供资源的存放地址（可以是URL）地址，和同步播放关系（例如播放的前后次序等等），利用本工具可以自动生成对应的Javascript脚本，并上传到服务器的指定目录中。同时，在指定的HTML文件中自动生成一条点播链结。

网络课程开发工具基本的开发思想是：通过与资源库系统和题库系统集成，利用资源库和题库中已有的媒体素材和各种类型的题目，教师可根据需要在教学模板库中选择合适的教学模板，在学生模板库中选择合适的学习者模板，通过写作模块编制出教学微单元，存放在教学微单元库。在编制的过程中，基本的教学内容通过教师与写作工具的交互输入。在使用这些教学单元时，教师或学习者通过浏览器从教学微元库中点播。

2.4教学资源管理系统

远程教学的基础是教学资源，为了更好地发挥网络远程教育的优势，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，减少学校之间的重复开发。

教学资源包括媒体素材库、试题素材库、案例库、网络课件库、网络课程库、文献资料库等。所有上述资源都分别建有其索引信息，以便快速地查询、浏览和存取，另外，资源的收集、编辑、修订等都是资料库能否得到充分利用的关键因素，需要一个强大的资源管理系统对它进行管理和支持。

教学资源管理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。它需要收集与管理五种类型的教学资源：媒体素材（包括文本、图形、音频、视频、动画）、试题素材、案例素材、课件素材、文档资料素材。教学资源库首先是按照学科来组织，其次按照素材类型来组织，每种类型的素材都需要标记不同的属性，便于归类存储和检索。

管理员教师学生系统管理资源审核资源发布资源检索系统管理用户管理计费管理学科课程资源管理试题案例媒体素材课件文献资源管理统计与分析试题素材管理案例素材管理媒体素材管理网络课件管理文献资料管理用户信息访问记录试题库案例库媒体素材库音频、视频、动画图形、文本网络课件库文献资料库 图3 资源管理系统结构示意图

1、资源服务

用户在客户端通过浏览器访问系统资源，系统应为用户提供如下功能： 资源检索：输入查询条件，查询出所需资源，使用资源。资源发布：通过网络上载资源，将资源在网上在线发布。

资源审核：对用户所上载的资源作审核处理，保留合理内容，删除不合适的资源。系统管理：对资源的使用情况作跟踪记录，对资源的访问与使用情况作统计与分析，对收费内容自动计算收费记录。用户管理也是系统管理内容，由于共用教学管理系统中的用户模块，所以在上图中以虚线表示。

2．系统管理

系统既要实现对资源的管理，还要实现对用户的管理。其功能分别如下：

用户管理功能：具备用户注册、添加用户、删除用户、设置用户权限等多项功能，但共用教学管理系统中的用户模块，也就是说，Vclass系统中的注册用户能够自动使用本资源库。计费管理：计费管理系统可实现计费系统运行管理，以及系统和用户帐单的查询与统计，包括：支持多种计费源的数据处理以及计费功能，例如基于教学内容（网络课程、素材内容、考试等）的计费、基于学习时间的计费、基于多媒体流量的计费、针对电话拨号的计费、电子邮件系统的计费、Proxy系统的计费功能等；

计费系统关系重大，必须考虑系统可运行多个计费版本，系统配置灵活，支持对计费项目、折扣策略、计费源、计费时间段，传输区间等主要计费参数的定义和更改；设计分布式的各数据源自动数据获取、分析和预处理，并采用必要的系统备份；用户费用需要逐步做到实时自动更新和控制等。

统计与分析：用户的各种帐号、资源的使用情况以及计费信息均保存在数据库中，并提供多种数据报表，方便用户自我服务，同时也方便管理员进行各种评估、分析，如使用频率最高的资源、使用资源最多的用户等等。

3．资源管理

各种资源按照其物理形态分类存储，并进行不同的属性标注。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。资源管理系统的主界面如下图所示：

图4 资源管理系统主界面

尽管这些模块的具体数据形态与属性不尽相同，但基本功能与实现是相似，都具有如下功能：

（1）使用资源

浏览：信息呈现的方式是决定用户能否方便地浏览信息并迅速找到自己所需要信息的关键因素。由于资源库涉及到的资源种类很多，且每一种类又包括不同的学科类型，所以用户不可能同时浏览本系统中的所有信息资源，为了解决这个问题，我们采用了信息分级呈现的方式，即用户先选择所要浏览的信息类型（如网络课件、媒体素材），然后选择信息的子类型（如视频、动画等）。对本系统来说，浏览其实也是一种查询，对不想输入任何检索词的用户，选择浏览方式就可直接查询数据库的内容。

资源下载：用户可将自己需要的信息从资源库下载到本地计算机的硬盘上。使用跟踪：系统自动记录资源的使用情况，如浏览次数、下载次数等。（2）检索资源

单键查询：对于文本素材，也就是关键词的全文检索功能；对于其它类型的素材，则以布尔逻辑查询所有类型匹配的属性字段。

检索引擎：素材检索引擎功能还包括：布尔查询、关联查询的段落定位查询、精确查询、模糊查询并支持通配符。

多媒体检索：多媒体素材应集成多媒体音频影像查询技术，例如可采用“关键帧捕获”技术，根据多媒体资料中场景的变化自动选择出关键帧，用于预览或建立索引。

导航与预览：系统要具备良好的导航结构。检索出的资源，可以进行在线预览。（4）资源录入与发布

资源批量入库：一次将多个具有相同属性的资源加入资源库中。

资源单个入库：一次将一个经过审核的临时库中的资源加入正式资源库中。远程提交：用户可远程提交素材（用户可通过互联网络远程上载素材）。（5）资源的搜集与整理：

资源自动搜集：系统可根据管理员的信息检索要求，自动在Internet网上搜集信息。资源自动整理：系统可对收集到的信息进行自动文摘、自动提取关键词、自动建立索引。（6）资源审核

审核：查看用户上载的资源，并标记不合格的资源，确认合格的资源。删除和修改资源：允许管理员删除和修改资源库中不合格的记录。

三、用户功能与主控界面

本系统针对三类用户，一是学生，二是教师，三是系统管理人员，每类人员在本系统中所能使用的功能如下图所示：

注册认证学生浏览课程内容设自置适多应重学学习习内容1设置适应机制点播流媒体课程2接受视频广播制作流媒体课程设置广播对象远程组卷联机考试联机判卷联机自测布置作业提交作业批阅作业设添统置加计组试与卷题分策析略学习进度管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理课堂笔记本管理个人学习情况查询提出疑问检索问题答案解答问题管理问题资源345参与同步or异步讨论管理讨论话题做虚拟实验设计虚拟实验发布课程内容开发课程内容制作课程模板制作课程素材检索课程素材加入课程素材素材库管理6789教师专业设置管理课程设置管理课程内容发布教学计划发布选课管理学生学籍档案管理教师档案管理信息查询数据统计与分析行政公文管理教师评价管理学生学习评价管理系统配置与管理计费管理安全管理数据备份管理注释1.适应性学习系统2.流媒体授课系统3.测评系统4.学习管理系统5.自动答疑系统6.师生交互工具101112注释7.虚拟实验系统8.网络课程开发工具9.教学素材管理系统10.专业与课程管理11.教务管理12.系统管理管理员

图5 用户功能结构示意

学生登录进本系统后，其主控界面如下图所示：

图6 学生主控界面

学生点击课程名称，便可以进入课程学习主界面，左侧是教学系统提供的功能菜单，右侧是课程内容学习界面。

图7 课程学习主界面

图8 教师主控界面

教师登录到本系统后，其主控界面如图8所示。

网络教学支撑系统开发的首要要求是模块化开发，要具备很强的可伸缩性，既可以用于广域网内大范围的网上教学，也可以根据各级各类学校的需要，进行模块化组合，应用于校园网内；其次是开放性，该系统要能够支持不同课件开发环境，能够支持第三方的课件开发工具开发的网上课程。

第三篇：高校网络辅助教学平台功能浅析论文

论文关键词：高校 辅助教学 网络平台 应用

论文摘要：网络辅助教学已成为高校主要的教学模式之一。本文在探讨网络辅助教学平台基本功能的基础上，进一步分析了其扩展应用途径，如多课程资源的整合，构建基于平台的多角度立体教学模式，多课程研究性教学的网络集成等，旨在为推动网络辅助教学平台的应用提供参考。

网络辅助教学是现代教育技术快速发展催生出的新型教学模式，是在保留传统的面对面、讲授式课堂教学模式的前提下，充分发挥网络和信息技术优势而形成的一种对课堂教学的补充与拓展。在校园网环境下实现网上教学不仅能达到图文并茂、声像俱佳的交互式教学效果，又能充分利用和共享教学资源，有效地实施个性化教育，更多的实现教与学之间的沟通交流，使传统模式的教学演变为积极交流、自主学习、充分互动的新型教学模式。近几年，关于网络辅助教学的研究很多，部分院校开始尝试网络辅助教学，积累了一定的经验。笔者所在单位前几年就引进了网络辅助教学平台，并逐步推广应用，多数课程已开通网络资源，但总体建设力度偏小，利用不足，特别是课程群的集成开发与应用还没有形成。因此，如何发挥网络教学平台的功能，促进教学质量的提高等，还有待进一步探讨。

一、高校网络辅助教学平台的基本功能探讨

1.课程基本信息模块。该部分内容可以包括网络课程的基本介绍、课程的教学大纲、开课学期的教学日历以及任课教师的基本信息等。总体上看，该部分内容多属于静态的内容，即一次输入便可以长久使用。同时它也是教学容易忽略的部分，相关内容可能都是寥寥数语，一带而过。但事实可能并非如此，合理使用课程基本信息模块，也可以起到提升网络平台应用效果的目的。如与时俱进地改变课程的基本介绍的内容，结合教学改革改进教学大纲的内容，突出个性描述任课教师的基本信息的内容等等，这样就可以提高网络课程对学生的吸引力，从而提升网络辅助教学平台的使用效率。

2.课堂教学信息模块。课堂教学信息模块应该是网络辅助平台的最主体的部分。可以包括教学材料的使用、课程的相关通知、课程的答疑讨论、课程的问卷调查等内容。灵活使用课堂教学信息模块，对促进师生交流、提升教学效果有明显的作用。如可在教学材料下加入教学课件、实验指导课件、教学录像等内容，定期或不定期向学生公布，提高学生对课程的关注度；在答疑讨论模块中引导学生参与课程知识的大讨论，老师也应经常加入，适时解决学生的疑问，从而提高学生对课程的参与度。还可通过问卷调查等形式，让学生对网络课程的建设献计献策，发挥其主人公意识，有利于提高平台的应用效果。

3.作业与测试模块。该部分内容属于学生参与网络辅助平台的应用部分。可以包括课程作业应用、试题库建设、课程在线测试等内容。课程作业是学生学习反馈的重要内容之一，也是网络平台上师生互动的主要形式之一。通过适时适量的网络课程作业，老师可以了解学生的学习效果，掌握学生的学习动态。同时通过建立网络试题库以及在线测试等形式，可以进一步促进学生对网络课程的参与度。

4.课程管理模块。该部分是针对教师开放的模块，主要用于对课程相关栏目及信息的管理，如教学栏目管理、选课学生管理、学生学习信息统计等。该模块首先可以设定所有栏目的访问权限，另外可以将选课学生通过不同形式加入到课程中来，并对学生的学习情况进行选择性统计。适时改变教学栏目、及时掌握学生学习状况，对老师上好一门网络课程也是相当有益的。

二、高校网络辅助教学平台扩展应用探讨

1.基于网络平台的多课程资源的整合与充实。笔者所在单位的课程目前已全面进入网络平台，但都相对孤立，没有形成有效整合，制约资源共享；且因少数课程网络资源不足，学生访问偏少，因此有必要对多门课程进行整合和充实。如农业信息技术专业方向有十余门专业课程，《农业信息技术》、《遥感及其农业应用》、《地理信息系统及其应用》等课程中都涉及到3S技术的内容，可以为相关内容建立共享区，让每位任课教师和所有选课学生都能共享，避免课程孤立，从而充实内容，促进应用。

2.研究性教学实践的运行机制及效果评价体系。网络教学平台背景下，核心课程研究性教学实践的运行机制、效果评价体系的建立是十分重要的，它是研究性教学的重要延伸。比如项目化课程设计的作业形式、交流方式的功能利用与开发，教师如何实现对学生的导学与督学作用，学生如何利用平台拓展自主学习、协作学习、讨论学习、探索学习，以及教学效果的评价手段、效应分析等。

3.构建多角度立体教学模式。建立基于平台的教学讨论区，促进教学互动，实现多角度立体教学模式。主要利用教师教学博客、网络平台的课程讨论版、教学邮箱等模块延伸与深化教学内容，促进师生、生生之间的多方面交流。教学不只是“教”与“学”的过程，更多的应体现在“问”上，即讨论交流。

4.多课程研究性教学方法的网络集成与应用研究。在网络教学平台的基础上，将多课程（如农业信息技术类课程）的教学资源进行融合与渗透，在单门课程研究性教学方法实施的过程中，逐步对多课程研究结果进行系统集成，并首先在学科中得到应用。

三、结论

网络信息化时代的到来，进一步推动了高等教育的改革，网络教学作为一种新型教育模式已越来越受到重视，开展基于网络教学平台的研究性教学已从传统的基于课堂的教师讲授、学生学习的模式，转变为通过各种途径实现而不受时空等限制，学生可以根据自己的经验和水平自主选择学习进度和进行文献调阅，开展个性化学习。利用网络教学平台开展研究性教学，将在教学和管理两个方面带来一系列的改变，如何加强教学资源的整合，保证教学资源的持续积累和有效提升，提高资源利用效率，有效地促进教学工作、全面提高教学质量等将是未来研究的重点。以校园网络教学平台为基础，面向不同课程群的教师和学生，促进网络平台课程有效整合与建设利用，丰富网络课程的教学内容，实现网络课程资源的多角度开发与共享、学生课程设计的网络化实现与共享，以教学讨论和互问的形式促进师生和生生主体之间的交流互动，进而增强相关课程的网络资源建设质量与学生自主学习意识和创新学习能力，从而提高相关课程的教学质量，实现教学目标。因此，实施基于网络教学平台的多课程研究性教学的系统集成与应用具有重要的理论与实践意义。

参考文献：

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第四篇：网络教学平台

网络教学平台设计与实现

一、网络教学平台的设计

1.教学理论

网络教学的特点是：时空无限性、协同性、个别化，这决定了网络教学不可能采用以“教”为主的传统教学理论。强调以“学”为中心的建构主义教学理论，为网络教学平台的设计提供坚实的教学理论基础。

建构主义理论，强调以“学”为中心；强调情境，协作学习对意义建构的重要作用；强调对学习环境的设计；利用各种资源支持学习；学习过程的最终目的是完成意义建构。课程、教材、教学、评估是教学的四个要素，建构主义教学理论提倡以“学” 为中心，强调学生本位，强调学生的自主探索、自主学习的能力。这就决定了课程计划、教材的编辑、教学策略及教学评估的方式，都会与传统的以“教”为主的灌输的理论下这四要素的安排有很大的不同。如，传统的教学理论一般采用讲授式的教学方法，但建构主义教学理论下的采用的教学方法会就要求采用不同的策略，讨论、协同作业是重要的教学方法，也是网络教学的重要的组织形式，所以如何为分组、讨论提供可能，是网络教学平台设计需考虑的。课程的质量不仅取决于教学内容的质量，教学内容的表现形式，还取决于教学方法的合理运用、教学策略的具体实施，因此开发网络课程需要综合运用教育学、心理学、计算机科学和各课程学科多方面的知识，这对于网络课程开发者来说重点要放在课程设计及教学策略的研究上，教材制作的不应该花费他们太多时间，所以，网络课程制作系统就须提供”低门槛”。

课程、教材、教法、评量在教学中是缺一不可的，因此在网络教学平台的设计中需要完整的体现出这四个要素。2.网络教学方式：同步与异步教学。

同步教学的特点：教与学的过程是同步进行的，除了老师、学生不在同一地点上课之外，学生可在同一时间远程听老师授课以及师生之间进行交流。充分体现网络教学不受空间的限制的优势。

异步教学的特点：与异步教学相应的另一种网络教学方式是异步教学。异步教学的特点：可全天24小时进行，学生可以根据自己的实际情况来确定学习时间、内容和进度，可随时在网络下载相关学习内容或向老师和学生请教。实现了网络教学不受时间、空间的限制的特点。

网络教学特色是实现了教学超越时间、空间的限制，学生可以根据自己的需要随时随地进行网络学习，依据同步教学与异步教学两种方式的特点，网络教学平台设计时需考虑以异步教学为主，兼有同步教学的这种方式，更能实现网络教学的高效。

3.网络教学平台理论： 网络教学不仅是先进计算机科学技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化手段。实现以“学”为中心，网络教学不仅仅是教学材料的网络发布，而更多的是学生与老师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流。这种沟通与交流的实现，以及保障教学质量的关键环节，都需要有一个完整的网络教学平台进行支持。一个完整的网络教学平台由四个系统组成： 网络教学支持系统

（1）网络教学支持系统要实现教学过程中老师教的支持和对学生学的支持，以及对教学活动的管理与实现。

（2）需要能够提供同步、实时或是非同步的教学环境。

（3）网络学习极具个性化，学生的起点与能力各不相同，所以网络教学系统必须能够针对不同能力的学生，提供不同形式的教学。因此网络教学支持系统要能为老师提供适应性超媒体教学。所谓适应性超媒体教学是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教学内容。它应有两个含义：一是学习内容的选择上系统可以根据学生的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。二是在学习内容的组织上，系统将根据对学生估测的能力和学习的认知风格，选择最适合学习者的内容呈现方式。

（4）师生交互是网络教学中的一个重要环节，要为师生之间的交互提供一个有效的交流环境与方便、快捷的交流方式。所以网络教学支持系统应提供师生交互工具。

（5）教学离不开评估，网络教学系统要提供一个测试系统以检测学生的学习效果和教师的教学成效。测试系统包括试题库、测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具、作业布置与批阅工具。根据一些教育测量指针作统计与分析，再根据这些测量指针具体指示的意义，对教学过程和活动作调整，并对具体学生给出论断，对下一步学习提出建议。

（6）在传统教学模式中，学生有问题，只需举手向老师提问，就可得到老师的解疑。所以网络教学系统中也应提供为学生实时答疑的工具。它可分为自动答疑和人工答疑两大部分。老师可以将本学科最常见的问题按一定的分类放在知识库中，当学生遇到问题向系统提交时，系统就可以根据学生对问题的描述，在知识库中进行搜索，给出解答。如果系统没有搜索到对该问题的解答，系统将会通知学生，并采用两种方式进行处理：一是将问题通过电子邮件的方式发给主持这门课程的老师，当老师对问题将解答后，系统自动将解答发送到学生的邮件箱，并将问题解答自动加到知识库中；二是将问题公布在答疑布告上，征求答案，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生，同时系统也会将解答归纳到知识库中，以便其它学生遇到类似的问题时，系统能给予自动应答。网络课程开发工具 纲络课程开发工具主要完成网络课程内容的制作，支持基本教学逻辑的设计。要求这个工具能够简化老师开发网络课件和备课的过程，降低课程开发对老师电脑技能的要求，使一般老师易于学习掌握。同时要求老师通过该工具开发的内容能直接发布到网络。要求该工具所具备的特色是：支持网络多媒体开发功能，能够进行多媒体素材的导入、制作，而且能够方便、快速地生成课件；能提供素材库与素材管理软件，解除老师制作、寻找素材的麻烦；能提供一些网络课件的模板和向导库；能支持网络化学习模式，即能充分发挥学生认知主体作用的学习策略与学习方式，如协作学习、发现式学习、角色扮演学习等，并支持生成这种学习策略所需要的内容。网络教务管理系统

教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它要为老师、学生、管理人员提供全面的服务。学生能通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到老师的帮助与辅导等；老师可以通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，为学生提供有针对性的帮助；管理者可管理老师档案、学生档案、发布最新信息、对教学系统进行管理和维护等。网络教务管理系统的三个模块具体要实现的功能如下：（1）教务管理

老师与学生注册认证、学生学籍与档案管理、老师档案管理、资料统计与分析、信息查询、老师评价管理、学生学习评价管理。（2）专业与课程管理

包括专业的设置、管理、专业课程的设置、管理、培养计划的制定和调整。设立课程，指定课程相关人员的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。将老师开发的课程内容上载到相应的网络教学系统，在网络发布，实施网络教学。学生可以了解教学计划，可选择某些课程进行学习，系统需自动为学生配置课程学习资源，并记录本课程学习的过程。（3）系统管理

系统设置与维护管理、权限控制资料备份。网络教学资源系统

网络教学资源系统是网络教学的基础。为了便于老师查找素材及课程资源的重复利用，需要用数据库来管理教学资源。教学资源包括素材库、试卷库、网络课件库、案例库等。所有资源都分别需要建有其索引信息，以便快速的查找、浏览与存取。网络教学资源系统能对各类教学资源进行采集、管理、检索和利用。网络课程开发系统、网络教学支持系统、网络教务管理系统和网络教学资源管理系统分别完成网络教学课程开发、教学实施、教务管理和教学资源管理的功能。

二、网络教学平台的实现

网络教学平台四个子系统，其中网络教学支持、网络课程开发工具是实现网络教学的重要内容，目前国外及国内已开发了多种网络教学平台，下面就以一套网络教学平台——“未来教室”网络教学平台为例，对网络课程开发工具及网络教学支持系统两方面的实现状况作一下说明。

未来教室采用Browser/Server架构；采用Java实现了UI设计，同时采用CGI实现了数据库存取的设计。1.网络课程开发工具

主要是强调让任何学科的老师无须学习编程，无需掌握任何计算机语言就可以开发所需要的课程，发布课程内容。绝大多数系统都通过设置课程内容模板来实现的。“未来教室”为老师提供强大的网络课程编辑功能。老师不需要学习任何网页工具软件和html语言，就可以在系统的协助下，方便地进行课程目标规划，教案编写。同时自动完成教学进度安排。老师只要了解简单的编辑知识就可以轻松完成课程的编辑上网。极大程度的减少了老师的工作量。以下是“未来教室”课程编辑工具界面图：

主要功能有： ? 教材结构编辑

每一章、节、页的教材在web中都以树状的形式展示教材的内容，让老师清楚了解教材结构，采用类似windows资源管理器的操作模式，操作方便、简单。? 提供教材模板

对于教材具体内容的编辑，为教材提供了近十个网络常用的教材模板，指导老师快速编辑教材。? 对多媒体支持及素材传输功能

老师在编辑教材时，可将任意链接各种流行媒体文件（含音频、视频、动画、图像及Office系列文件）。教材制作好以后系统会自动将所有内容传输到服务器端数据库中。

2.网络教学支持系统

网络教学过程重点强调学生与学生之间、学生与老师之间互动与交流，大多数系统都提供了在线聊天、讨论组功能等等。另外网络教学系统还强调在线测试功能，提供布置作业、自动评测，未来教室在此基础上还实现及时的学习进度跟踪功能，系统提供了完整的上课历史纪录。不仅为学生制定计划的学习进度，还会记载学生学习的实际过程，实时跟踪。为老师的检查、分析提供了方便，为分布式学习的学生行为提供了很好的资料。

该系统提供了一套完备的考后分析统计，它以sp分析理论为基础，为老师、学生提供了强大的考后分析、统计功能。具体功能有： ? 测试成绩单：它不仅列出学生本次考试的分数，也列出学生考试过程中的注意系数、试卷平均分，还会自动给出评语，将答错的题目列出，让学生清楚了解自己的不足，充分体现了网络教学的“及时、互动原则”。? ? ? 提供学习累积曲线：以此反映学生在一门课程中的学习情况。

实现试卷品质分析：能随时给出各份试卷的品质分析表、试卷中各个试卷的呈现学生成绩分布：可以针对某一份试卷给出学生的整体成绩分布图，供老结束语 难易度、鉴别度等，可作为老师调整试卷内容的依据。师教学参考，掌握学生认知程度。

三、总之，开发一个完整的网络教学平台，要考虑教学理论、确定以同步为主，兼有异步教学的方式，同时具备调课程开发、网络教学支持系统、网络教务管理系统及教学资源管理系统，方能为老师在网络便捷的“教”，学生自主的“学”以及老师与学生的教学互动提供全面的工具支持，实现网络教学更加高效，也更加规范化。

第五篇：2.5网络体系结构与网络协议的基本概念

2.5 网络体系结构与网络协议的基本概念

1.为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个要素组成：

语法：即用户数据与控制信息的结构和格式

语义：即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与作出的响应 时序：即对事件实现顺序的详细说明

对于复杂的计算机网络协议最好的组织形式是层次结构模型

2.我们将计算机网络层次结构模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构

3.计算机网络中采用层次结构具有如下优点：各层之间互相独立；灵活性好；各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不会影响其它层；易于实现和维护；有利于促进标准化。世界第一个网络结构体系是IBM公司1974年提出的，命名为“系统网络体系结构SNA”.4.在OSI参考标准中采用三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规格说明书。OSI参数模型并没有提供可以实现的方法。

5．OSI将整个通信功能划分为七个层次，划分的原则是：网中各结点都有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口通信；每一层使用下层提供的服务，并向上层提供服务；不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

6.OSI参考模型各层的主要功能如下：

物理层：利用物理介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。

数据链路层：在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为

单位的数据，采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络层：通过路由算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连的功能。

传输层：向用户提供可靠的端到端服务，透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层。

会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。表示层：处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

应用层：确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议。

7.TCP/IP参考模型应用层与OSI应用层、表示层和会话层相对应，传输层与OSI传输层相对应，互连层与OSI网络层相对应，主机—网络层与OSI数据链路层、物理层相对应。

8.TCP/IP参数参考模型互连层的主要功能是将主机的报文分组发送到目的主机。主要体现在以下三个方面：处理来自传输层的分组发送请求；处理接收的数据报；处理互连的路径、流控和拥塞问题。TCP/IP参考模型的互连层相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务。

9.TCP/IP协议是一种可靠地面向连接的协议，UDP协议是一种不可靠的无连接协议。TCP协议要完成流量控制功能，协调收发双发的发送与接收速度，达到正确传输的目的。UDP协议主要是用

于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查和排序由应用层完成。

10.TCP/IP参考模型应用层协议有：网络终端协议TELNET、文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、域名服务协议DNS、路由信息协议RIP、网络文件系统NFS、HTTP协议用于WWW服务。

11.按层次结构思想，TCP/IP协议分布于不同的层次，组成了一组从上到下单向依赖的协议栈或协议簇。

12.OSI参考模型与TCP/IP参考模型的共同之处就是都采用了层次结构的概念。

13.在TCP/IP参考模型中，互连层之下是主机—网络层，也是参考模型的最底层，负责通过网络发送接收IP数据报。从一个网络到另一网络，这一层协议可以是不同的。它包括各种物理网协议。

14.地址解析协议ARP/RARP不属于单独的一层，它介于物理地址和IP地址之间，起着屏蔽物理地址细节的作用。IP可以建立在ARP/RARP上，也可以建立在网络硬件接口协议上。IP协议横跨整个层次，TCP、UDP协议都要通过IP协议来发送、接收数据。TCP协议提供可靠地面向连接服务，UDP协议提供简单的无连接服务。

15.应用层协议可以分为三类：一类依赖于面向连接的TCP协议；一类依赖于无连接的UDP协议；而另一类则既可依赖TCP协议，也可依赖UDP协议。依赖TCP协议的主要由文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、超文本传输协议HTTP；依赖UDP协议的主要由简单网络管理协议SNMP、简单文件传输协议TFTP；既依赖TCP又依赖UDP协议的域名服务DNS.16.TCP/IP参考模型的传输层定义了两种协议：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。

17.TCP/IP参考模型也可以用于其它非TCP/IP协议簇。