基于Ｗｅｂ的中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：基于Web的中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，利用ASP技術(shù)，對(duì) Web 站點(diǎn)、Web 頁和 Web 應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼和開發(fā)，采用Access實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理。該教學(xué)系統(tǒng)前臺(tái)主要由課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、電子材料、作業(yè)習(xí)題、在線留言、在線考試等模塊組成，后臺(tái)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)更新和管理。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，交互性強(qiáng)，為教師和學(xué)生之間搭建了一個(gè)學(xué)習(xí)和交流的共享平臺(tái)，是一種充分利用現(xiàn)代化技術(shù)的教學(xué)新形式。

關(guān)鍵詞：輔助教學(xué)系統(tǒng)；B/S模式；ASP技術(shù)；模塊

中圖分類號(hào)：G 434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B文章編號(hào)：1673-8454(2008)02-0042-04

一、引言

當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方興未艾，信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)的教育方式受到挑戰(zhàn)，從而促進(jìn)了教育思想、教育方法、教育手段的更新，使教育方式發(fā)生了巨大的變化。特別是Internet技術(shù)的發(fā)展，帶來了教育觀念的革新，傳統(tǒng)的以教師、課堂、書本為中心的教學(xué)模式不能適應(yīng)信息社會(huì)的需要，而以基于Internet技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)正在深刻地影響著教育。適應(yīng)這種發(fā)展趨勢和現(xiàn)代教育的理念，各高校乃至中小學(xué)都紛紛要求建立一個(gè)基于Web的輔助教學(xué)系統(tǒng)，以此來提高教學(xué)質(zhì)量。[1]

基于Web的中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)，就是針對(duì)目前物理教學(xué)發(fā)展的要求，以校園網(wǎng)作為信息資源建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)物理課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，完成系統(tǒng)總體框架及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，可以解決學(xué)生課后復(fù)習(xí)，上交作業(yè)，查找資源等一系列問題，最大限度的發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和積極性，補(bǔ)充與充實(shí)課堂教學(xué)，既可進(jìn)行個(gè)別化教學(xué)，又可以進(jìn)行協(xié)作型教學(xué)，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)模式。

二、輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

基于Web的中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)是為適應(yīng)學(xué)習(xí)者利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的，它是一個(gè)由欄目跳轉(zhuǎn)、導(dǎo)航策略和交互界面組成的教學(xué)系統(tǒng)，主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框面設(shè)計(jì)、導(dǎo)航設(shè)計(jì)、反饋設(shè)計(jì)、交流活動(dòng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循教學(xué)原則，要符合科學(xué)性、藝術(shù)性，既要注意教師的教學(xué)過程，也要重視學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，更要突破簡單的演示型模式，體現(xiàn)課程內(nèi)容選擇的靈活性，內(nèi)容組織的交互性。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要工作，它包括功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。功能設(shè)計(jì)的基本原則是滿足使用者的需求，使用方便。知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的層次體系并有利于實(shí)現(xiàn)個(gè)別化學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

(1)功能設(shè)計(jì)的基本原則

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模塊化的設(shè)計(jì)思想；保證數(shù)據(jù)控制能力，要具有較高的安全性、一致性、并發(fā)性；具備完好的互動(dòng)性與交流性；具有良好的開放性，較好的用戶接口和系統(tǒng)交互界面，力求達(dá)到功能和布局上的靈活性。包括系統(tǒng)的欄目和板塊、系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)和鏈接結(jié)構(gòu)；色彩搭配，本系統(tǒng)以冷色調(diào)為基調(diào)，追求感覺上的寧靜和諧；交互性和親和度；考慮不同的瀏覽器和分辨率；考慮字體的設(shè)置和表格的嵌套；新技術(shù)的運(yùn)用取舍等。

(2)知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

媒體表現(xiàn)力求與教學(xué)內(nèi)容的具體生動(dòng)展示相結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容的組織要有交互性和生動(dòng)性，應(yīng)該考慮教師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間的交互。教學(xué)內(nèi)容的選取要有針對(duì)性和層次性，不能“一碗水端平”，而是要根據(jù)學(xué)生認(rèn)知能力、已有知識(shí)水平、個(gè)體差異以及參差不齊的現(xiàn)狀對(duì)內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的選擇，考慮到哪些內(nèi)容適合哪些學(xué)生學(xué)習(xí)、內(nèi)容的難易程度以及以何種方式告知學(xué)生所學(xué)內(nèi)容將涉及的相關(guān)知識(shí)等。教學(xué)內(nèi)容的編排應(yīng)緊扣教學(xué)大綱、講究實(shí)用并結(jié)合學(xué)生的興趣。教學(xué)內(nèi)容要充分全面，教師可以提供更多的資源供學(xué)生選擇、分析，有的知識(shí)點(diǎn)太多，可以提供一些網(wǎng)站的鏈接。

2.框面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)本模塊時(shí)，遵循了以下原則：首頁界面設(shè)計(jì)要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和使用對(duì)象的特點(diǎn)，做到界面友好，操作方便，交互性，可控制性強(qiáng)，合理的界面設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)教材的藝術(shù)品味，同時(shí)會(huì)增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。簡潔明了的文字作為功能模塊按鈕模板，其始終位于屏幕的上部，方便學(xué)習(xí)者隨時(shí)進(jìn)入任意功能模塊；鏈接的方式作為內(nèi)容的選擇，并始終位于學(xué)習(xí)窗口的左側(cè)，方便學(xué)習(xí)者隨時(shí)進(jìn)入任意內(nèi)容的學(xué)習(xí)；內(nèi)容采用新開窗口的形式呈現(xiàn)，兩窗口可以任意切換并可以調(diào)整大小。

3.導(dǎo)航設(shè)計(jì)

要有良好的導(dǎo)航性能，學(xué)生能夠通過按鈕、超鏈接等交互元素非常方便的選擇內(nèi)容和查詢信息，有助于學(xué)生理清思路，提高效率，方便查找。

(1)位置導(dǎo)航條：導(dǎo)航條可以幫助學(xué)習(xí)者明確自己所處的位置，例如在課程介紹頁面中，在課程介紹的最上面有：“您現(xiàn)在所在的位置：>>首頁>>課程介紹”字樣，表明學(xué)習(xí)者在課程介紹的頁面中。同時(shí)，單擊帶下滑線的文字，還可以進(jìn)入各自對(duì)應(yīng)的頁面，如圖1所示。

(2)菜單導(dǎo)航：在課件下載頁面中位于頁面左側(cè)導(dǎo)航欄就是菜單導(dǎo)航。學(xué)員單擊教學(xué)課件下載的超級(jí)鏈接，就可以進(jìn)入課件的下載，如圖2所示。

4.反饋設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容做出反應(yīng)、表現(xiàn)出行為之后，應(yīng)及時(shí)讓學(xué)習(xí)者知道學(xué)習(xí)結(jié)果。反饋有利于強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。這種反饋可以有多種方式，目前常用在線考試，還有聊天方式與BBS方式，各有其特點(diǎn)。在線考試系統(tǒng)可以針對(duì)不同的形式給予不同的反饋方式，對(duì)于一些測驗(yàn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)掌握程度的測試，本系統(tǒng)采用學(xué)生自主查看成績，對(duì)于做錯(cuò)的試題系統(tǒng)給出標(biāo)準(zhǔn)答案的方式進(jìn)行；對(duì)于無精確答案的主觀題，學(xué)習(xí)者可以通過問題討論與在線教師和學(xué)生進(jìn)行交流，共同探討學(xué)習(xí)結(jié)果。而聊天方式與BBS方式中，學(xué)生可以將自己所分析的結(jié)果公布在網(wǎng)上，供同學(xué)之間、師生之間進(jìn)行交流，然后取各取所長，實(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)思維能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新能力的提高。

三、輔助教學(xué)系統(tǒng)的功能模塊

中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)主要由前臺(tái)顯示系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)組成。前臺(tái)顯示系統(tǒng)主要包括課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、電子材料、作業(yè)習(xí)題、在線留言、在線考試等模塊，后臺(tái)管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)更新和管理（如圖3）。

中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)功能模塊介紹如下。

1.文章發(fā)布

課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、電子材料這四個(gè)模塊用于文章發(fā)布，屬于課程主題模塊部分，課程模塊為靜態(tài)頁面，主要鏈接幾個(gè)交互式模塊。其中授課教案可以用Flash動(dòng)畫的形式生動(dòng)表示出來，主要設(shè)計(jì)思想是在后臺(tái)設(shè)計(jì)文章類別的添加修改，這樣可以隨意更改大類別和小類別，在添加文章的時(shí)候使用UBB，這樣可以對(duì)所添加的文章格式進(jìn)行排版，可以插入圖片等，使文章更具生動(dòng)性，插入Flash標(biāo)簽，能使文章在線播放Flash格式的課件，大大地增強(qiáng)了演示的效果。

2.網(wǎng)上課件

網(wǎng)上課件模塊可以提供教案和有關(guān)資料的PDF、PPT、DOC等格式的文檔下載;還可以提供PPT、Flash等格式的教學(xué)課件下載。這個(gè)版塊主要是設(shè)計(jì)一個(gè)下載版塊，能實(shí)現(xiàn)文件的上傳，存放到指定的目錄，這樣添加下載時(shí)顯得更為方便，設(shè)計(jì)難點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)文件的上傳。它可通過后臺(tái)管理系統(tǒng)自由上傳所需要的各種格式的課件，豐富教學(xué)內(nèi)容，也可作為學(xué)生課后學(xué)習(xí)的參考資料。

3.在線留言

在線留言模塊是為教學(xué)公告及留言討論設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)無需登錄，無需用戶注冊(cè)，可隨時(shí)進(jìn)行留言等操作。主要是作為學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)者之間，學(xué)習(xí)者和老師之間交流的一個(gè)平臺(tái)，學(xué)習(xí)者在沒有老師同步答疑的情況下可將問題提交到此留言板，由同學(xué)或老師進(jìn)行討論或答復(fù)。

4.在線答疑和作業(yè)

在線答疑和作業(yè)模塊是以BBS的形式交流，以形成在線答疑的功能，其中，分為討論區(qū)和作業(yè)布置區(qū)。在討論區(qū)，同學(xué)可以以論壇的方式對(duì)某些問題進(jìn)行討論，老師可以給以評(píng)論。使用了心情圖片和頭像設(shè)計(jì)，并且設(shè)置了級(jí)別，使整個(gè)版塊生動(dòng)活潑，并且老師可以在作業(yè)布置區(qū)留下作業(yè)題，學(xué)生通過給老師發(fā)短信的形式上交作業(yè)。老師能在自己的收件箱里看到同學(xué)上交的作業(yè)，并能給予回復(fù)，指出學(xué)生答題的問題。

5.在線考試

在線考試模塊主要實(shí)現(xiàn)學(xué)生在線考試及管理，教師可以據(jù)此掌握學(xué)生考試信息。也可以自由出題，更新或刪除題庫。它是一個(gè)交互的考試系統(tǒng)，學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)的章節(jié)和題目難易程度自行選題，題目從題庫里隨機(jī)選出，分為選擇題、填空題和問答題，然后自行生成試卷，學(xué)生在限定的時(shí)間做題，答完題后提交，能看到正確答案和自己所做答案，對(duì)比可以得出自己的成績。整個(gè)系統(tǒng)操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)，便于學(xué)生自學(xué)和摸底。它的試題可以通過后臺(tái)管理系統(tǒng)自由添加和刪除。

6.系統(tǒng)管理

后臺(tái)管理系統(tǒng)是系統(tǒng)管理員對(duì)整個(gè)網(wǎng)站進(jìn)行維護(hù)的平臺(tái)。后臺(tái)管理有一個(gè)登陸界面，管理賬號(hào)和管理密碼都是admin。后臺(tái)管理系統(tǒng)包括賬戶管理，文章管理，下載管理，留言管理，試題管理等模塊。用戶管理模塊負(fù)責(zé)學(xué)生、教師、管理員的信息注冊(cè)、修改、刪除等。文章管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、電子材料的文章管理，可以對(duì)以前添加的文章進(jìn)行添加，修改和刪除等操作。文章版塊的類別可以編輯和添加。下載管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)上課件資源的添加和刪除，包括PPT、Flash，Doc等格式的課件下載，還可以修改下載地址。留言管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)過期的留言進(jìn)行刪除，減少系統(tǒng)空間占用。試題管理模塊負(fù)責(zé)完成對(duì)在線考試的試題的編輯，包括試題刪除和試題添加，管理員可以根據(jù)不同的科目和類別，進(jìn)行填加試題的操作，同樣還可以對(duì)試題進(jìn)行刪除的操作，對(duì)過期的和作廢的試題進(jìn)行處理。

四、輔助教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的開發(fā)平臺(tái)可選用服務(wù)器端：Windows XP Professional操作系統(tǒng)，IIS 5.1Web服務(wù)器，ACCESS數(shù)據(jù)庫。

開發(fā)工具可選用：Dreamweaver MX實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的整體布局，以及完成CSS表單的設(shè)計(jì)。FlashMX制作最能突出主題的logo背景動(dòng)畫。用Photoshop軟件制作導(dǎo)航條和各個(gè)使用按鈕及l(fā)ogo圖和圖標(biāo)設(shè)計(jì)的處理。

在開發(fā)過程中還使用網(wǎng)頁特效語言JavaScript做一些簡單的計(jì)算和事件處理。通過與HTML對(duì)象做交互，改變對(duì)象屬性，使得網(wǎng)頁畫面及內(nèi)容更加活潑、生動(dòng)。ＡＳＰ實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的訪問以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的開發(fā)。采用的關(guān)鍵技術(shù)有：

(1)IIS服務(wù)技術(shù)

IIS是Ｍicrosoft公司開個(gè)的一種集Ｗeb、FTP和Gopher服務(wù)于一身的服務(wù)器，IIS提供Internet信息服務(wù)器應(yīng)用程序接口擴(kuò)展Ｗeb服務(wù)器的功能，并可通過ASP實(shí)現(xiàn)Ｗeb程序的快速開發(fā)，IIS的管理功能是基于Windows NT的，可充分利用Windows NT提供的安全服務(wù)和目錄服務(wù)。它的安全模型是以NTFS安全機(jī)制為基礎(chǔ)的，這樣利用資源管理器可以容易地管理使用IIS建立的Ｗeb站點(diǎn)的安全性。[2]

(2)基于Web的B/S開發(fā)技術(shù)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，主要是利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種Script語言（VBScript、JavaScript等）和ActiveX技術(shù)，使得用通用瀏覽器就實(shí)現(xiàn)了原來需要復(fù)雜專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。

(3)ASP數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)的應(yīng)用

基于Web的數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)必不可少的組成部分，本系統(tǒng)采用的是ASP(Active Server Page)數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，使用ADO訪問數(shù)據(jù)庫的ASP腳本程序使Connection對(duì)象建立并管理與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的連接；使用Command對(duì)象實(shí)現(xiàn)靈活的查詢；使用Recordset對(duì)象訪問數(shù)據(jù)庫查詢所返回的結(jié)果。其優(yōu)勢是采用將網(wǎng)頁嵌入服務(wù)器腳本(Vbscript或JavaScript)機(jī)制，并應(yīng)用A S P內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫存取軟件ADO實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫表的直接訪問，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上Web信息的發(fā)布。ASP與ADO結(jié)合使得Web開發(fā)變得更加簡單、快速、高效。

(4)安全控制技術(shù)

由于網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的是有關(guān)教學(xué)的重要資源，所以系統(tǒng)的安全性也非常重要。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需考慮實(shí)現(xiàn)一些安全技術(shù)，如：身份認(rèn)證、使用權(quán)限矩陣防止非法操作、數(shù)據(jù)庫加密、災(zāi)難恢復(fù)與備份、源代碼安全等。[3]

2.系統(tǒng)各功能模塊實(shí)現(xiàn)的主頁面

（1）中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)主頁。

（2）在線答疑和布置作業(yè)主頁面。

（3）在線考試主頁面。main.asp是在線考試主界面，選題采用隨機(jī)抽題形式。

（４） 后臺(tái)管理員登陸主頁面。

五、結(jié)束語

信息技術(shù)的飛速發(fā)展正越來越深刻地影響著教育發(fā)展，教育信息化的發(fā)展方向需要我們?cè)诨A(chǔ)教育課程改革中充分發(fā)揮信息技術(shù)的巨大優(yōu)勢，讓我們的教育能更好地適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)知識(shí)迅速膨脹的客觀現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也促進(jìn)教育品質(zhì)的不斷提升。

建立課程學(xué)習(xí)系統(tǒng)是信息化教育資源建設(shè)的一種有效形式，具有資源豐富，自主性強(qiáng)、交互性好的特點(diǎn)。本學(xué)習(xí)系統(tǒng)采用的是B/S架構(gòu)，頁面的開發(fā)選用的是Dreamware MX，后臺(tái)管理系統(tǒng)采用的是ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)，選用Javascript語言撰寫編碼，數(shù)據(jù)庫采用的是Access數(shù)據(jù)庫，并用到少量SQL語言查詢數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)的功能還有待更進(jìn)一步的完善，可以在此基礎(chǔ)上再擴(kuò)展，來滿足不同教學(xué)階段的需求，更好地實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1]韓立毛.基于Web的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，(6)：41-43.

[2]楊雪濤.基于B/S的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國教育信息化，2007，(6)：29-30.

[3]余森平.基于Web的課程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技廣場，2007，(1)：176-177.