郭 明
[摘 要]本文在教育背景、教育模式需要变革时，探讨了基于Internet环境下进行现代远程教学的实现方式。网络教育势在必行，网络课程是实现网络教学的重要手段。本文主要阐述了北京电大计算机应用专业《操作系统》网络课程的设计与实现。论述了网络课程的设计思想、课程中设各个部分的目的和技术，讨论了不同的教学环节应使用相应的媒体去实现，才能充分发挥各种媒体的优势，达到最佳的教学效果，在整个课程教学中才能很好的实现一体化教学整体设计方案。该系统采用B/S/D结构进行设计,运用网络数据库SQL、ASP等技术。
[关键词]网络课程;远程教学;ASP;数据库
《操作系统》网络课程的设计与开发,主要是为适应电大远程教学模式改革的要求,探索网络环境下远程教学的新思路,为学生提供良好的自主学习环境。该网络课程是一个基于Web的网络学习系统,其结构特点采用了典型的B/S/D(浏览器/服务器/数据库)结构。
一、 背景
随着多媒体和网络技术的日益普及,特别是基于Internet的教育网络的广泛应用,以学生为中心的教学模式逐渐发展起来。由此建构主义(constructivism)学习理论在教育领域得到广泛应用,同时在教学上也引发一场教学模式的变革,其中主要体现在教学中四种角色的转变:一是教师角色的转变,教师由教学的主讲者、主宰者转变为教学过程的组织者、学生学习的指导者;二是学生角色的转变,由被动接受转变为主动参与,变为学习的主体;三是教学媒体的转变,由教师的教学辅助工具转变为学生的认知工具;四是环境的转变。多媒体计算机和网络通信技术的特点及其迅速普及,使两者成为建构主义学习环境下理想的认知工具。
电大远程教学网络分布面广,教学对象主要是在职人员。为能让更多的在职人员和边远地区的求学者有机会继续深造,在教学上适合采用自主学习模式。建构主义理论为电大远程教学方式提供了理论基础。分析在职人员的特点考虑采用以下教学方式:一是由于工作、家庭等原因,时间上得不到保证,不易集中进行学习,所以要为他们提供随时随地能进行学习的条件;二是学习者教育背景和工作环境不同,造成知识水平和学习能力参差不齐,所以要根据他们各自的情况因材施教,建设满足个性化学习的教学资源,并且尽可能做到交互能力强、形象和生动;三是由于学习者与教师、学习者之间面对面交流机会少,容易造成学习者学习方法产生偏差,导致学习热情降低,所以要提供随时能与教师和其他学习者沟通的教学渠道,以便在教师指导下进行学习,或者与其他学习者互帮互学;四是采用自主学习的个别化手段,很难为每一个学习者提供及时的实验环境,这样不仅削弱了以实验辅助课程教学的作用,也容易造成理论与实践的脱节。所以要提供实时仿真的实验教学环境,使学习者能按自己的学习进度安排实验课程的学习;五是成人在自主学习模式下进行学习,很难判断自己是否已掌握了所学内容,所以要建立课程数据库系统,以抽题自测成绩进行自我评价。在这种前提下,设计并开发了《操作系统》网络课程。
二、 系统开发环境及所用技术
北京电大的网络系统是基于WindowsServer环境构建的,因此制作《操作系统》网络课程应采用以下配置方案:
操作系统平台:Windows2000Server；
实现环境:IIS5.0,后台采用面向对象设计的ASP编程技术;
数据库:MicrosoftSQLServer2000企业版。
该系统采用了B/S/D(Browsr/Server/DBServer)体系结构,如图1所示。
由于B/S/D三层模型的各层次都有较强的独立性,因此在系统软、硬件发生变化时,比二层C/S模型有更强的适应能力,即具有更强的可伸缩性。
传统的C/S模型是一个两层结构的松散耦合系统,它通过消息传递机制将客户端发出的请求传给服务器,服务器进行相应处理后再将结果送回客户端。B/S/D模型则把C/S模型中的服务器(S)进一步分解成一个Web服务器和一个或多个数据库服务器,而在客户机上则通过浏览器来存取和显示服务器端的数据。 在B/S/D三层结构中,第一层(浏览器)为表示层,主要用于完成用户接口的功能;用户在客户端向URL指定的Web服务器提出服务申请,Web服务器通过HTTP协议将用户所需的信息传送给客户端。在这里,客户端的作用只是接收信息并用WWW浏览器显示出来。
第二层(具有CGI或其它中间件的Web服务器)为功能层,主要用于完成客户请求的应用功能;Web服务器在收到客户的请求后,需要执行CGI或其它相关的API或JDBC程序,以便与第三层中的数据库连接并进行数据处理,而后通过Web将处理结果传回到客户端。
第三层(数据库服务器)为数据层,采用SQLServer2000网络数据库,主要完成大量的数据存储、加工和管理功能。
三、系统设计
(一) 总体框架
为便于学员学习,本系统采用以树状结构为主兼有部分网状结构的综合结构形式。即在总体布局上采用树状结构,每个页面都设有功能齐全的导航条,用户可以在任意页面间切换,也可自由出入系统。树状结构最多不超过两层。为方便系统内容更新,提供了教师维护平台,教师可以在前台非常方便地进行教学内容和题库的更新。系统总体功能框图如图2所示:
(二)模块说明: 1.课程导学
为了帮助学员实现网络课程的自主学习、掌握正确的学习方法,提供了课程导学及课程实施计划、实验安排、教学大纲、考试大纲等助学信息。 2.课程辅导
《操作系统》课程是一门较难学习的课程,概念多且抽象难以理解,为帮助学员理清学习思路、抓住重点学习内容,设计了课程辅导部分。此部分以章节为线索,以重点内容为基础,进行课程的导学和助学。 考前复习的设计与制作是为了能让学员顺利地通过期末考试。以考试大纲为线索帮助学员将所学习的课程内容加以归纳整理,进行全面复习。 3.重点解析
《操作系统》课程是一门研究系统内部的管理机制、涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程,其特点是概念多、较抽象和涉及面广,其实现策略和方法难以用语言描述清楚,学员理解有一定难度。为此将一些重点、难点以动画的形式表现出来,帮助学员理解和掌握,以辅助课程的教学。
重点解析内容采用Flash动态教学效果配以文字和语音讲解,利于学员接受和理解。 4.仿真实验教学
课程实验是辅助课程教学的重要手段,实验效果直接影响教学的质量。尤其是对于操作系统这类课程是基于系统内部的管理机制的研究,内容抽象,学员必须配合上机实验操作,才能进一步理解理论内容。而操作系统课程的理论及实践又是基于Unix/Lin-ux系统平台的,实验环境比较特殊。目前,学员乃至电大分校、工作站的计算机上都很少使用这种操作系统平台,所以实验环境受到一定的限制。为此实验教学是统一安排的,不能满足学员个别化实验教学的需要。为了能给学员提供及时的实验课程学习条件,专门制作了仿真实验教学部分。
按实验大纲的要求,以声音、图像和视频动画效果来模拟实验环境,动态实现Linux操作系统的安装和每一个实验内容,感受真实的实验场景。学员可以根据需要有选择地进行某个实验的某个实验内容的学习。实验内容都提供了相关的理论指导,学员可以在理论知识的指导下进行实验学习。模拟实验真实场景是通过Flashcam或Win-cam截屏软件将截取的图像直接转换成Flash或AVI格式的文件,再进一步进行编辑修改,加上声音讲解完成。 5.在线测试
在线测试包括章节测试、重点习题解析、考前测试三部分。学员在完成一个章节的学习后,可以通过相关章节的在线测试进行练习和自我评价。通过在线测试,可以使学员了解自己对所学内容掌握的程度,并且可以加深对学习内容的理解和记忆。对于没有掌握的知识点,可再次抽题测试。随机抽题测试系统有记忆功能,学员未掌握的题目会再次出现,直到学会为止。如果学员测试时遇到困难,可以参看重点习题解析部分,此部分可为学员讲解相应章节的重点习题。随机组卷系统能生成模拟试题,使学员在考试之前了解考试题型,测试自己的水平,及时弥补自己的不足,还尽可能多地给学员提供练习的机会,帮助学员顺利通过考试。
章节测试是基于题库形式,进行随机抽题组成填空题、选择题、判断题、解答题和应用题五种题型自测题。选择每一种类型题均自动从题库中抽取相应章节的题目进行测试,做完后判分或给出正确答案。考前测试也是基于题库,按考试类型随机组成模拟试卷,并给出客观题成绩和主观题答案。此题库是在Windows2000服务器上用SQLServer2000建立的数据库,使用ASP编程,搭建了试题录入平台,供教师在Internet上使用浏览器对题库进行更新,学生在Inter-net上进行在线测试或模拟考试。重点习题解析采用Flash动画配合声音、文字进行讲解。 6.在线交流
网络课程学习是以学生为中心的自主学习模式,平时与教师和其他学员面对面的交流较少,为使学生在学习过程中及时得到教师的帮助和指导,同时能够与其他学员进行学习方法的交流和问题的探讨,为此制作了在线交流。
在线答疑:教师与学员可进行网络在线交流,对学员提出的疑点、难点问题进行答疑,并在学习方法上指导学员学习;
专题讨论:指导教师也可通过专题讨论的形式组织讨论内容,由师生共同进行探讨;
小组学习:学员间可自行组织学习小组,相互交流,互帮互学。在线交流功能加大了学员与教师、学员与学员间的实时交互能力。
在线交流采用ASP编程,搭建了时实交互平台,供教师和学员在Internet上使用浏览器进行在线交互。
三、 网络课程的使用情况
网络课程推出以来,经过对四个年级500名计算机专业学生使用调查,82.5%的学员认为课件在以下方面起到了很大作用:
(一)实现个别化自主学习的目标。针对各自学习起点和能力的不同,因人、因需而异,可有目的、有计划地进行学习。
(二)提供随时随地的教学服务,使学生身处异地,也能不间断地进行课程学习。
(三)在线交流的窗口为学生提供与教师和同学交流的机会,可以在教师的指导下学习、进行课程答疑;同学间也可以互帮互学。
(四)在线测试帮助学生做课后复习,实现自我评测。
网络课程教学是一种网络环境下教学模式的探索,在网络迅猛发展和普及的今天,网络教学也必将在电大远程教学中占有越来越重要的地位。网络课程教学更有利于在职成人学员的自主学习,有利于因材施教,有利于远程教学的实施。 [参考文献]
1．袁鹏飞:《Intranet网络建设与应用开发》,人民邮电出版社,1999年5月版。
2．吕云峰:《多媒体教学的基本形式及发展趋势》,《军事》,1999年第5期。3．何克抗:《关于网络教学模式与传统教学模式的思考》,中国教育和科研计 算机网网络中心。
4．李 俊:《网络版课件的设计与应用》,中国教育和科研计算机网网络中心。 5．DavidChenicoff:《动态Web编程之路》,《电子与电脑》,1997年第5期。 6．王 冰:《管理学远程案例讨论的设计方案》,《中国远程教育》,2002年第7期。
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