Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｌｄ・网络天地 基于Ｗｅｂ的计算机辅助教学系统的设计与实现分析 关键词】计算机辅助教学系统Ｗｅｂ设计 失 分析 伴随着信息技术的发展和网络应用的普 ，传统的教学模式已经难以适应信息社会的 展需求，以多媒体为主的教学模式受到广大 育工作者的关注。而基于Ｗｅｂ的计算机辅 教学作为现代教育技术的代表，对教育行业 生了重要的影响。 计算机辅助教学（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄ ￣ｔｒｕｃｔｉｏｎ，简称ＣＡＩ），主要利用Ｗｅｂ作为 学媒介传输教学内容，计算机将图像、动画、 字、声音、图形等进行有机组合，通过各网 系统根据特定的结构建立逻辑连接，形成具 交互能力的信息系统。教师与学生、学生与 生可以通过网络进行交流、实施教学或者管 教学，不仅可以提高教学质量，提升学生的 知能力，还能促进师生、生生之间的交流合 ，是促进教学有效性的重要途径。 网络软件和硬件设施的逐渐完善和计算 技术的进步，为辅助教学系统提供了有利的 质基础。ＣＡＩ系统可以运用强大的计算机作 应用服务器和ｗｌｅｂ服务器，可以保证系统 快又稳的运行。不断进步的数据库技术， 能齐全，资源丰富，为ＣＡＩ系统提供了有 支柱。高校校网的安全性能较高，为计算机 助教学系统提供了一个良好的应用环境和载 。另外，网络技术的进步，帮助教师从繁琐 工作中解放出来，教师可以将教学的重点、 点、常出现的问题等通过网络公布，创建一 基于Ｗｅｂ的辅助教学环境，学生可以获取 多丰富的信息，为学生的独立自主学习提供 一个良好的平台。 系统需求和系统功能分析 计算机辅助教学系统的设计与实施是高 教学改革的重要部分，其中ＣＡＩ系统的数 库与核心功能的设计是非常关键的部分，要 系统有较强的功能性，便捷合理的数据库字 ，这对整个系统工作的设计与实施有着直接 文／余淑琴 的影响。 的问题，通过系统分析，将问题与答案公布在 １．１系统用户 网上，学生还可以在论坛中与他人交流探讨， 若答案与数据库中的解答无法匹配，则可以提 在Ｗｅｂ应用环境下，ＣＩＡ系统是现代课 交教师回答，并将解答过程给予公布，以便日 堂教学的关键环节，旨在现有的高校网络环境 后参考。 条件下，辅助教师完成对学生的教学、管理和 （３）在线测试。主要分为两种类型：不 监督工作，帮助学生在线学习，及时解决疑问， 同章节的单独测试和课程综合测试。试题数据 实现教与学的智能化模式。与此同时，为了便 库根据学生的各类要求抽取若干客观试题，学 于为教学资源的管理，系统设置专用的管理人 生完成解答后提交系统，系统可以立刻查出检 员，即：学生用户、教师用户、管理员用户。 测结果并提供标准答案和评价，方便学生以后 改进。对于一些主观性的题目，系统只需要提 １．２系统功能 供答题要点即可，不去限制学生思维，学生在 计算机教学系统是基于Ｗｅｂ环境下，凭 答题过程中可以比较灵活一点，有利于培养学 借计算机和网络的优势，完成教与学的互动过 生的分析能力和创新能力。 程，不受时间、空间的约束，不论是教师教还 １．２．２教师用户 是学生学的过程，比较灵活多变，有较强的应 教师在进入系统之前，需要提供姓名、 用性，是现代教育中的一项有效教学措施，帮 教师编号、用户名和密码等信息进行注册，之 助学生提高自主学习能力，改善教学效果。为 后就可以对数据库进行管理，上传教学资料， 此，可以确定计算机教学系统存在多方面功能， 还可以与学生进行交流互动等。 详见图１。 （１）课程管理。主要包括课程开设管理 １．２．１学生用户 和课程内容管理。课程开设管理分为课程申请 学生使用教学系统主要是为了学习，首 和正式开设两部分，教师若需要添加课程，可 先学生要利用个人信息，如姓名、学号、用户 以提交相关的课程申请信息，系统管理员进行 名、密码等信息进行注册，有了使用权限进入 审批，确认无误后，即可批准开课，然后管理 教学系统，通过学习空间、在线论坛、在线测 员在后台公布课程资源信息，指定课程代码， 试等途径进行各种学习。 生成课程信息记录。课程内容管理主要包含课 （１）学习空间。学生可以自主的下载所 件信息、课程介绍、实验项目、教学辅助资源等。 需要的教学资源，根据目录或者关键词浏览教 （２）在线论坛。论坛栏目的版主主要由 学信息，查阅相关知识点，进行课件学习。系 教师担任，教师可以围绕学校教育教学的要求 统还可以统计知识点的浏览次数分析知识点的 向学生发起讨论，学生可以将自己的学习心得、 被关注程度，教师可以有针对性的组织教学。 学习疑问和生活困难等以发帖子的形式公布出 （２）在线论坛。学生登陆后可以在系统 来，生生、师生之间可以相互讨论。 中以留言的方式提出疑问，系统自动识别类似 （３）教学资源管理。教师将教学资源发 图１：Ｗｅｂ环境下教学辅助系统功能层次图 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程・９ 网络天地・Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｗｏｒｌｄ 布到系统上，学生在课余时间利用这些教学资 源进行预习、复习和自主学习，还可以随时下 载教学资源作为辅助材料。教学资源主要包插 课程教材、实验指导书、教学讲义、试题、教 防止非法用户或者非ＩＰ用户的越级访问，还 可以利用ＩＰ地址跟踪技术，记录用户的ＩＰ， 以便以后的审查工作。另外，用户角色权限安 师生可以通过电子布告栏系统，在公共 电子板上，每个人都可以发布个人看法或者其 他信息，还可以下载一些教学资料上传到系统 平台，这样不但可以促进师生、生生之间的互 动，还能最大限度的发挥资源共享。 ５．５网络在线考试 全认证也是一项有利保护措施，系统可以对学 生用户、教师用户、管理员用户的权限进行判 学难点重点、教学目标和教学要求、教学大纲 等。 别，初始化相应的系统功能菜单，这样系统拒 （４）题库信息管理。教师利用这一系统 绝匿名登陆，必须通过身份认证，在一定程度 对各类试题进行管理。试题类型主要分为：单 上避免了非法用户的访问。选题、多选题、主观题、判断题等。 在线测试主要包括平时练习与测试、模 拟试卷、试题库。学生登录网站后，根据需要 １．２＿３管理员用户 主要可以修改个人信息、师生信息维护、 课程维护等。 ４教学系统的优势分析 从实际教学角度分析，计算机辅助教学系 统具有一定的优点：安全性比较高；简单便于 的考点选择练习题，系统会提供标准的试题， 学生操作后将答案提交服务器，系统会立即给 出分数和答案，并会对案例进行详细分析，给 （１）用户信息管理。管理系统的注册用 操作；系统维护和管理方便快捷；教学内容以 户，分配权限。 Ｗｅｂ页面的形式展现，有利于教学内容的更 （２）教学资源管理。提供教学相关关文 学生可以通过教学系统自主学习，并下载和上 件的上传、下载和维护、备份、回复。 传教学内容，实现教学资源的共享；通过网络 （３）系统信息管理。相关网站、用户人 平台的谈论与交流，增强了师生与生生之间的 员的相关信息，相关网站首页、论坛的栏目和 交互性。 栏目版主。 ５基于ｗｅｂ环境下的计算机教学系统的应用 ２教学系统业务流程设计 随着教学体制的深入改革，推动了计算 在整个系统设计阶段，业务流程体现的 机教学系统的实现，对优化教学结构，改善教 是系统的逻辑模型，属于管理信息系统的重要 学内容、教学方法有着重要的意义。而其最终 组成结构，直接关系到系统后期的开发和利用， 目的就是辅助教师教学，为国家和社会培养更 根据前面系统功能和需求分析可以得出，系统 多的具备知识与技能的双重人才，从而适应科 主要包括了学生、教师、管理员三个外部实体。 学研究和生产实践的需要。计算机教学系统在 为此，教学系统业务流程设计描述如下：首先 教学中的应用主要表现在以下方面： 网络用户要根据自己的姓名、学号等信息进行 注册，获得使用权限，然后系统用户在网络应 ５．１多媒体课件的浏览和下载 用中输入用户名和密码，稍后登陆信息将提交 教师用户通过多媒体下载课件，节约了 系统后台，系统后台根据之前用户保存的注册 板书时间，将课堂的主动权交到学生手上，给 信息，来判别用户权限，再利用用户权限，将 学生留出更多的时间进行交流互动，另外，教 用户对应界面的信息和菜单初始化，然后再等 师可以通过远程教育的方式随时为学生解决疑 待用户的进一步口令。系统会根据不同权限的 问，通过网络搜索丰富教学资源，拓宽教师的 用户的要求来解析用户命令，接着将信息提交 知识视野。学生用户可以通过教学系统从查询 系统数据库，从而获取用户所需要的数据信息 和获取自己需要的信息，有利于实现教学资源 和资源，最后将所有信息返还用户界面，将信 的共享，还能培养学生的自主学习能力，启发 息显示给用户。在这一操作过程中，若用户没 学生思维，有利于学生创新能力的形成。 有注销系统或者退出界面，系统会一直等待用 户的命令。 ５．２虚拟实验环境教学 如果使用用户是教师，系统初始化为其 对于实践性较强的科目，多以实验课程 对应的功能菜单和界面主要包括以下功能：学 为主，实验是培养学生实际操作能力的重要措 生答疑、在线互动、教学资源管理、作业批阅、 施。通过网络技术与虚拟技术的结合，计算机 教学效果评估、音视频资源点播等；如果使用 可以在网络中模拟一些实验现象，可以使得很 用户是学生，系统初始化为其对应的菜单功能 多现象更为逼真，学习可以观察的更为细致， 和界面主要包含：在线作业、最新资讯信息、 从而提高学生的学习效果。 课件资源、课程信息浏览、教学资源浏览与下 载等；如果用户是管理员，系统将会进入后台 ５．３建立教学公共信息区域 管理页面，主要功能是：用户权限管理、教学 资源管理、课程信息管理、音视频资源管理等。 将教学内容及时在网上公告，并根据教 学进度进行调整和更新，使得教师和学生在网 ３教学系统安全设计 络公共信息区域随时获得最新的教学信息，从 而方便按照要求进行下一步教学活动。例如： 计算机教学系统主要是通过校园网进行 计算机等级考试信息、四六级英语考试信息、 传输，其涵盖面比较广，为保证教学资源的安 本学期教学计划信息、教学进度等。 全共享和校园网的安全性，对系统安全也要进 行设计。在系统服务器端设置过滤ＩＰ地址， ５．４师生通过交流平台沟通 １０・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｂ￣／＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 出答题思考和考试要点。对答错的试题，学生 可以根据考点再次选择类似的试题进行反复练 习，帮助学生加强对知识的理解和记忆。 ６结束语 计算机技术的蓬勃发展，网络信息与应 用的普及，使得人们的生活、学习和工作产生 了重大的变化。计算机辅助教学系统是实现现 代教育教学目标的重要措施，为教师和学生提 供了一种个性化、实用化的辅助教学平台，弥 补了传统教学手段的不足，为高校普遍存在的 教学辅助问题提供了一种全新的自助式教学模 式，同时其网络异地资源共享的功能，提高了 高校教学质量。计算机辅助教学系统经济可行， 在部分高校中已经实施，对今后类似教学系统 的开发与设计有很好的借鉴意义。 参考文献 【１］杜诗研，李慎．基于Ｗｅｂ的计算机辅助教 学系统【Ｊ］．兵工自动化，２００４（０４）． 【２】朱兴宇．基于Ｗｅｂ的教学辅助系统设计与 实现［Ｊ】．现代计算机，２ ００９（０９）． 【３］王永恒．基于ＷＥＢ计算机辅助教学系统研 究与设计［Ｄ】．南京信息工程大学硕士学 位论文．２００８（０６）． 【４］黄俊英．基于Ｗｅｂ的计算机辅助教学系统 的开发与设计…．科技信息，２００９（１ ０）． ［５柯建波．基于ＷＥＢ的计算机教学系 ５］统研究与设计［Ｊ］．南昌教育学院学 报，２０１ ３（０４）． 【６】熊华东，莫华，李登峻．基于Ｗｅｂ环境下 教学资源平台的研发…．江西电力职业 技术学院学报，２００９（０４）． 【７】孟庆新，马玲．基于Ｗｅｂ的网络教学 平台的分析与设计［Ｊ】．电脑开发与应 用，２００８（０９）． ［８】别丈群，郑远强．基于Ｗｅｂ的网络教学 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