基于Web的教学系统

• 基于Web的教学系统的基本组成

基于Web的教学系统通常由四个子系统组成，分别是：教学支持子系统、教务管理子系统、教学资源管理子系统和网络课程开发子系统。

1、基于Web的教学支持子系统

基于Web的教学支持子系统是一整套提供网络教学服务的系统软件，它以网络课程为核心，在教学管理子系统的配合下，合理有效地利用学科教学资源，为全方面地实施现代网络教学提供服务。

1. 在线发布网上课程

网上教学的第一步是将教学内容在网上发布。通常一门课程包含有很多文件，将这些文件方便地上传网上，并自动配置相关的教学支持工具，是在线发布网上课程的关键环节。

1. 1学习者的学习和探索

基于Web的网络教学是通过为学习者提供一系列辅助学习工具，来支持学习者在网上的学习和探索。例如：笔记本、搜索工具、学习者记录、学习者工作区等。

1. 2学习者的讨论和协作

网络学习是一种地理空间分离的分散式学习，学习群体和教师之间的交流以及学生与学生之间的协作至关重要，网上教学支持系统应该为师生提供交流与协作的工具。包括：同步/异步讨论原地、课程电子邮箱、协同工作等。

1. 3多媒体授课

基于流媒体的多媒体授课系统从功能上可以分成两个部分：一个是课件点播系统，一个是同步广播授课系统。

1. 4教学活动的设计和管理

基于Web的网络教学支持子系统为老师提供了一系列实用的工具帮助教师进行教学活动的设计和管理。包括：学习者管理系统、学习管理工具、网络题库管理系统、作业评阅系统、考试与评价系统。

2、基于Web的教务管理子系统

网络教务管理内容应覆盖教学活动的各个环节——从学习者入学到学习者毕业的各项活动。

3、基于Web的教学资源管理子系统

建立教学资源库可以帮助学习者进行探究式学习，也是实现建构主义学习环境的前提。

4、网络课程开发子系统

网络课程开发子系统就是要让非计算机人员能够方便地建构网络课程的内容。是基于Web的教学系统中的核心。

二、基于Web的学习系统设计

基于Web的学习系统是一个由硬件、软件、教学内容、教学管理机构组成的一体化有机的系统，我们需要从4个方面考察：硬件结构、软件结构、内容组织结构、教学组织与管理。

基于Web的学习系统

一、基于Web的学习系统应至少具备以下能力：

（1）课件制作标准化；

（2）一致的课件接口标准，以便系统的扩充；

（3）采用面向对象的数据库技术，为教学资源的存储、管理等提供便利；

（4）方便实用的课件开发工具；

（5）多种实时的交互技术，方便学习和交流；

（6）支持多种格式的多媒体技术；

（7）具有良好的扩展性，满足不同规模的应用；

（8）有效的安全机制和认证技术；

（9）有各种网上交流和学习的工具。

二、基于web的学习系统的组成

基于Web的学习系统是一个由硬件、软件、教学内容、教学管理机构组成的一体化有机的系统，我们需要从4个方面考察：硬件结构、软件结构、内容组织结构、教学组织与管理。

1、硬件结构

一般来说，具有如下模块：接入模块（电话拨号和Internet接入）、交换模块、服务器模块、网络管理与计费模块、课件制作与开发模块、双向交互式同步教学模块。

 接入模块的主要功能是让学生和教师能够以多种方式访问网络资源，从而达到教学或学习的目的，其主要设备是路由器和访问服务器。

交换模块是整个网络连接与传输的核心，主要的设备有主干交换机、分支集线器和连接各模块的网络电缆，由它们组成整个骨干网络。

服务器模块主要负责信息的收集、储存、发布，它们是对外提供教学与信息服务的主要实体，一般有WEB服务器、FTP服务器、E-mail服务器、DNS服务器、数据库服务器等等，它们可以由一台或多台高性能的计算机承担。

网络管理与计费模块中，网络管理主要对整个网络进行监控、运行性能的监测、故障的预警和诊断等等；计费模块主要是记录网络使用者的资费信息，以控制网络资源的有偿使用。

课件制作与开发模块主要是开发、维护网上的学习内容与教育资源，以实现教育信息的不断更新与丰富。

双向交互式同步学习模块是一个基于高速数据网络双向可视会话系统，它可以将演播教室中教师的讲解情况实时传送到远程多媒体教室，教师在讲解中，还可以看到远程教室中学生的表情与神态，并能接收到学生的询问，类似于本地课堂教学。

2、软件结构

（1）、适应性超媒体学习系统

适应性超媒体学习系统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学习内容。这些学习内容是与当前学生能力最接近的；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献方式。

（2）多媒体授课系统

基于流式媒体学习系统从功能上可分为：课件点播系统和同步广播授课系统。

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。功能如下：

基于Web：客户端只需要一个Web浏览器和支持流媒体播放的插件。

授课实况的数字化：教师授课的视频信息转换为流媒体的兼容格式存储在服务器中。同时教师使用的PowerPoint或HTML的也存贮服务器端。

视频和授课讲稿的同步播放：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。

基于流媒体广播的同步授课系统

不同于点播，流媒体广播的同步授课系统并不事先存储视频而后播放，而是直接广播到一组客户端播放。因此，它是实时和同步的。功能如下：

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Stream服务器中能够将数字化后的Stream视频数据备份存贮以便为日后的点播服务。

支持同一页面中的多窗口显示不同教室的广播视频：利用SMIL，可以在同一个浏览器窗口中显示多个视频广播流。用户能够同时看到不同教室的授课实况的视频。

(3)师生交互工具

传统文本交谈：包括私人交谈和公众交谈两种方式。

软件共享白板：软件共享白板是一个为在Internet环境进行教学的教师和学生提供文本以及图形共享的区域。共享白板实现了传统教室中黑板的功能。

语音交互

视频交互：为了减少网络的流量，视频交互仅为一个可选项。

树状课程内容索引机制：在每一个交流环境中应具备一门主题课程，课程是以树状目录的形式组织的。

（4）网络题库管理系统

基于Web的题库系统用于支持教师和学生通过网络进行组卷并进行相应的测试。题目内容主要是各级各类学科内容的测试题、达标题等。基于Web的题库系统能够完成一般的题目管理功能，还能对学生的测验结果进行统计分析。

（5）考试与评价系统

首先，远程考试系统具有快速和高效的优点。

其次，远程考试的另一优点是“远程”：试突破了地域和时间的限制。

此外，利用远程考试系统可以实现更高级的考试功能，更好地达到考试的目的：如最近出现的自适应考试、多媒体考试等。

（6）资源库管理系统

资源库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。它由两部分组成：CAI软件库和学习资源库。

学习资源库后台管理软件是服务器端管理软件。服务器端管理软件负责整个学习资源库的管理和维护，同时提供客户端浏览器的接口。服务器端管理软件应具有以下功能：①查询、修改资源库的索引数据库；②浏览并能全文检索资源库中的内容；③读取和下载资源库中的内容；④剪辑资源库中的内容；⑤支持并发访问。

（7）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分。

当学生提交问题的描述，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，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。

（8）学习管理系统

系统的学习管理应具备如下功能：

针对性的辅导：教师根据每一个学生的学习历史记录、学生认知模型中的知识结构和能力水平等数据对有学习障碍或学习效果不佳的学生提出有针对性的学习建议与学习辅导，学生可根据这些辅导与建议，调整自己的学习。

疑难解答：当学生在学习过程中，遇到适应性学习系统无法解答的疑难问题时，适应性学习系统将把这些问题提交给学科教师，学科教师要对这些问题作出解答，并提交给学习系统，学习系统将解答传送给学生，并将其纳入自己的知识库中。

3、内容组织结构

内容组织主要由同步教室、自习室、答疑室、虚拟论坛、虚拟图书馆等组成.

（1）同步教室实际上是一个课件库：课件和其他学习材料以HTML文档的形式存放在网络的服务器上，用户通过Web浏览器选择自己需要的课件或材料。

（2）自习室允许学生进行在线测试，以对自己的学习效果进行评估：在线测试有两种方式，一种是将测试作为课件的一部分，在使用课件的过程中进行测试；另一种是独立于课件的测试。

（3）答疑室是一个集中解答学生在学习中遇到的各种疑难问题的地方，它分三个部分：问题解答布告栏，问题征集布告栏，联机的讨论组。

（4）虚拟论坛为老师与学生、学生与学生之间进行交流提供一种场所：虚拟论坛的每个学科论题都有一个主持人，对讨论的方向进行引导。

（5）虚拟图书馆存放着各类电子杂志和电子报纸以及其他相关的学习资源。