關于網絡教學系統的探討

董蘊寶

計算機網絡教學是利用多媒體技術和網絡通信技術的新型教學形式,它打破了傳統教學模式在時間、空間上的限制,采用了先進的教學手段和教學方法,使教學活動上了一個新臺階。筆者學習并設計了一個網絡教學系統,在實踐應用中取得了很好的教學效果。下面簡單介紹《網絡教學系統》的設計與實現方法。

一、《網絡教學系統》的開發環境

1.硬件結構

教學系統的硬件結構構建在一個計算機廣域網絡平臺基礎上,根據用戶訪問網絡的方式等諸多因素的不同,組織結構形式也各不相同,其技術主要基于高速互聯網,網絡協議以TCP/IP 為主,采用Internet/Intranet標準協議的三層(Brower/Server, B/S)模型,根據本單位的實際情況,構建服務器 (build server farm),建立教學站點。

2.軟件環境

服務器系統采用微軟的WindowsNT4/2000 Server Web服務器,采用IIS4.0(Internet Information Server, Internet信息服務器),它與NT Server操作系統緊密的集成在一起,具有很高的效率,且采用NT的安全認證特性,易于管理,便于開發強大功能的網絡應用程序。另外,IIS除了提供HTTP服務,還提供FTP及Gopher服務。

服務器端的腳本引擎采用動態服務器頁面ASP(Active Server Pages),可以創建動態、交互式且高性能的Web應用,實現了動態連接Access數據庫功能,實現了師生互動的學習模式。

二、《網絡教學系統》的教學模式

1.傳統教學模式

傳統教學模式下,教師和學生處于不同時間和空間域,在網絡上實施講授式教學,主要有兩種形式:同步講授(廣播)和異步講授(點播)。

同步講授(廣播)指教與學的過程是同步進行的,教師、學生不在同一地點上課,但學生可在同一時間聽教師講授。

異步講授(點播),教師的教和學生的學在不同時間進行。教師將教學要求、教學內容和教學評測等編制成流媒體文件,存放在服務器上,學生通過觀看這些視頻來學習。

2.探索教學模式

實施這種策略需要設立一些適合由特定的學生來解決的問題,并通過Internet向學生發布,要求學生解答。同時提供大量的、與問題相關的信息資源,讓學生查閱、參考。它改變了傳統教學過程中學生被動接受的狀態,使學生處于積極主動的地位,因而能有效地激發學生的學習興趣和創造性。

三、《網絡教學系統》體系的結構

《網絡教學系統》的權限設置是層次化的,不允許匿名訪問,要求用戶提供帳號/密碼,通過驗證后才能進入系統主頁,以此追蹤用戶身份。本系統將用戶分為三大類:系統管理員、教師、學生,他們都有各自的主頁,訪問系統的權限也不同。權限最高的為管理員,其次為教師,最低為學生。權限高的能訪問其下級所能訪問的所有資源,反之則不然。例如,教師能進入學生主頁,而學生則不能使用教師主頁所提供的功能(布置作業、批改作業等)。本系統可同時為不同課程的多組教師和學生(上一門課的教師及其學生為一組)提供服務,它們之間既有一定的隔離性(例如某個教師賬號不能批改屬于另一個教師的學生的作業等),又有資源的共享性(例如公共作業、試題等),很好地解決了負責不同班級的教師課程也有所不同的問題。

《網絡教學系統》體系結構可劃分為以下幾個模塊。

1.管理員模塊

由于《網絡教學系統》中多組教師/學生間應有一定的隔離性,系統主頁需要教師或學生均以賬號/密碼登陸后才能訪問。而用戶帳號的開設與刪除、教師與學生的對應關系、課程名稱、學生人數等信息,由系統管理員負責管理。這里將系統資源訪問賬號作為操作系統賬號開設,由Windows NT和Web服務器IIS負責進行用戶驗證。這樣可以充分利用操作系統的安全機制,使操作系統與數據庫服務器(SQL Server)無縫集成;同時為用戶提供其他輔助服務,如:電子郵件、個人主頁、FTP服務等,使系統應用與課程內容緊密結合,學生加深對課程內容的理解。

2.教師模塊

教師模塊中包含了教師授課所需的各種功能,如網上實時授課廣播、布置作業、批改作業、出試卷、評卷、考試結果統計分析、網上答疑、課程資料(素材)制作、學生賬號管理(修改學生密碼)、設置聯機會議等。系統使用組件對象模型(COM)以及Office Automation技術自動批改課程作業并登記成績。教師可對作業結果進行查詢、統計,還可利用OutLook向系統請求聯機會議,進行網上答疑、群體或個別輔導。

3.學生模塊

學生模塊包含查看作業、在網上或本地做作業、測驗、教師授課視頻廣播收看、網上答疑、課程資源瀏覽、輔助服務等。學生訪問系統主頁時,需要提供帳號/密碼,并通過驗證。課程的作業可直接在瀏覽器中完成并提交;對于《C語言》作業,為學生提供Web界面,完成作業程序的編輯、編譯、鏈接、運行;同時建立題庫,主要以選擇的形式筆試,提供實際操作考試的平臺,簡化了考試的過程,提高效率。本系統還配備資源庫,內置與教學內容相關或與網絡應用相關的多媒體資料,供學生瀏覽、學習。讓學生在實際操作中提高對課程內容的理解和學習的興趣。

四、《網絡教學系統》主要應用技術

《網絡教學系統》系統功能涵蓋了教學活動的各個方面,用戶界面完全由瀏覽器提供,維護方便。其中采用了多項現時多媒體和網絡的最新技術。

1.組件對象模型(COM)技術

組件對象模型(Component Object Model,COM)是一個軟件規范,是基于對象的編程模型,只要遵循COM規范,應用程序和組件對象之間就可以實現二進制代碼級別上的重用,解決了對編程語言和環境的依賴。COM是Microsoft其他許多技術的核心,允許用某種語言編寫的位于二進制代碼中的對象,為其他語言所訪問(或稱二進制兼容)。在系統的設計中,大量的使用了COM技術,其中主要有ADO組件,Office Automation對象,DSIADSI等。

2.視頻流技術在Internet/Intranet環境下可進行文字、靜態圖像信息的傳輸

為了減少客戶的等待時間,視頻/音頻數據采用經特殊算法處理的流技術,使視頻/音頻數據邊下載邊播放。《網絡教學系統》主要采用了Media Technologies壓縮技術,使用其Multibit功能在一個流文件中壓縮適合多種網絡帶寬(28.8Kbps～3Mbps)的視頻/音頻流(最多6個)。這樣可直接播放教師的授課過程,同時配有同步的演示文稿(Powerpoint或HTML網頁),真正將課堂搬到網上。

3.網上實時交互

《網絡教學系統》的一個重要特點就是教師與學生之間、學生與學生之間在網絡環境下通過文字、視頻、音頻實時交互,以此實現課堂討論、教師操作示范、學生個別輔導等功能。教師通過瀏覽器或OutLook向系統發出聯機會議(Online Conference)請求,直接與學生討論問題。

《網絡教學系統》在教學中的應用,極大地提高了教學效率。它具有可擴展性,通過網絡與其他學校進行教學交流,與遠程教學相結合,對教學有更大的促進。但網絡建設是一個復雜工程,涉及到網絡基礎設施、教學資源、管理方面的建設以及網絡教學的具體實施等問題,在以后的工作中,還需就這一課題進行深入地研究,努力推進教育教學的信息化。

(作者單位:河北秦皇島市高級技工學校)