基于積件思想的Ｃ程序設(shè)計(jì)教學(xué)系統(tǒng)研究

劉　安　周彩英　劉美玲

文章編號(hào)：1672-5913(2009)02-0015-03

摘要：本文對(duì)C程序設(shè)計(jì)教學(xué)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出了一種基于積件思想的教學(xué)系統(tǒng)的模型，探討了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了C程序設(shè)計(jì)教學(xué)系統(tǒng)的部分功能。

關(guān)鍵詞：C程序設(shè)計(jì)；積件；教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI(Computer Assisted Instruction)是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種新教育手段。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于C程序設(shè)計(jì)教學(xué)領(lǐng)域，使傳統(tǒng)的教學(xué)方式、教育思想、教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)上發(fā)生了巨大的變化。但是由于課件本身所具有的整體性、固定性和封閉性等特點(diǎn)，使其很難適應(yīng)千變?nèi)f化的教學(xué)需要，制約了教師、學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)造性發(fā)揮。同時(shí)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛躍發(fā)展，建立基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)系統(tǒng)就成為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1積件的定義及特點(diǎn)

積件是由教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)需要自己組合運(yùn)用多媒體教學(xué)信息資源的教學(xué)軟件系統(tǒng)。積件思想是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，是對(duì)多媒體教學(xué)信息資源和教學(xué)過程進(jìn)行準(zhǔn)備、檢索、設(shè)計(jì)、組合、使用、管理、評(píng)價(jià)的理論與實(shí)踐[1]。積件的主要特點(diǎn)有：

1) 基元性：積件素材是以知識(shí)點(diǎn)為基本元素，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是一個(gè)基元模塊，實(shí)現(xiàn)分類、檢索、構(gòu)建等功能；

2) 可積性：積件系統(tǒng)中知識(shí)基元可以根據(jù)需要被再次靈活地重組、聚積和變換；

3) 通用性：無論課程體系、教材版本如何變化，基元信息都可被不同的教師靈活選擇應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中；

4) 開放性：積件的素材資源和教學(xué)策略資源都是以基元方式入庫供教師重組使用，因而在任何時(shí)候，任何地方，任何教師或?qū)W生都可以將最新的信息和自己的作品添加入庫，供自己和他人使用。

2基于積件思想的C程序教學(xué)系統(tǒng)的組成

根據(jù)積件思想，并結(jié)合C程序設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)，作者設(shè)計(jì)了圖1所示的C程序設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

2.1教學(xué)資源庫設(shè)計(jì)

就目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫建設(shè)現(xiàn)狀來說，資源收集的方式主要有以下幾種：

(1) 教師提供的教案、課件等資源一般是由教師親自制作，在使用過程中經(jīng)過了多次修改，因此具有很高的使用價(jià)值，是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫中必不可少的資源。

(2) 由學(xué)科教師與資源建設(shè)者共同制作的資源。

(3) 由資源建設(shè)者根據(jù)資源庫的需要從網(wǎng)上進(jìn)行收集。

(4) 購買成套的素材、課件，網(wǎng)絡(luò)課程光盤等。

(5) 資源庫之間根據(jù)一定的協(xié)議或信任關(guān)系進(jìn)行資源的交換[2]。

2.2輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1) 適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)。適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)就是指根據(jù)學(xué)生的個(gè)性能力特征，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)的超媒體教學(xué)內(nèi)容。適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以為基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)提供更為優(yōu)越的條件，可以使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)更為簡單、高效、個(gè)性化。它可以形成主要以適應(yīng)個(gè)別需求為基本特征的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)模式。

(2) 師生交互系統(tǒng)。師生之間的交流是教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。通過交流，學(xué)生可以獲得對(duì)疑問的解答，教師也可以了解當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中建立一個(gè)有效的交流環(huán)境可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

(3) 流媒體教學(xué)系統(tǒng)?；诹魇矫襟w教學(xué)系統(tǒng)就是在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)類似于電視視頻的教學(xué)。它保持電視教學(xué)的形象性、生動(dòng)性，同時(shí)增加文本講稿展示功能，并具有雙向通信和課件點(diǎn)播功能。

(4) 學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。在基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)系統(tǒng)中，教師仍然是一個(gè)非常重要的參與者，由此可以彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能的不足。學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)應(yīng)具備輔導(dǎo)、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控、實(shí)施智能化與個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境、管理成績和學(xué)習(xí)進(jìn)度等功能。

(5) 自動(dòng)答疑系統(tǒng)。在教學(xué)設(shè)計(jì)階段，教師將本學(xué)科最常見的問題按一定的組織方式，存放到領(lǐng)域知識(shí)庫中。當(dāng)學(xué)生遇到疑難問題時(shí)，向網(wǎng)絡(luò)提交問題；系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生提交的問題描述，對(duì)領(lǐng)域知識(shí)庫進(jìn)行智能檢索，按照檢索內(nèi)容相關(guān)程度的高低，將該問題的解答呈現(xiàn)給學(xué)生。當(dāng)在知識(shí)庫中沒有檢索到對(duì)該問題的解答時(shí)，系統(tǒng)將通知學(xué)生，并自動(dòng)將問題通過電子郵件的方式發(fā)送給學(xué)科教師或者將問題在網(wǎng)上征求解答，由其他學(xué)生進(jìn)行解答后，系統(tǒng)通過電子郵件通知該學(xué)生。

(6) 評(píng)測(cè)系統(tǒng)。評(píng)測(cè)系統(tǒng)包括試題庫、測(cè)驗(yàn)試卷的生成工具、測(cè)試過程控制系統(tǒng)和測(cè)試結(jié)果分析工具、作業(yè)布置與批閱工具[3]。

2.3教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

教學(xué)管理系統(tǒng)主要是用來對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行管理和維護(hù)的，主要包括教學(xué)資源和用戶管理兩大部分。

教學(xué)資源管理主要包括添加教學(xué)資源和修改刪除兩大功能。用戶可以將設(shè)計(jì)好的積件添加到教學(xué)資源庫中，系統(tǒng)管理員可以對(duì)已添加的積件的相關(guān)信息進(jìn)行修改，同時(shí)可以根據(jù)需要對(duì)一些積件資源進(jìn)行刪除操作。

用戶管理主要包括添加用戶和添加管理員兩大功能。系統(tǒng)管理員可以添加或刪除兩類用戶，用戶只擁有上傳下載積件、檢索積件、瀏覽積件等功能。新添加的系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)管理員的一切權(quán)限，所以應(yīng)謹(jǐn)慎添加新管理員。

同時(shí)為保證系統(tǒng)安全性，對(duì)非法登錄系統(tǒng)的次數(shù)進(jìn)行明確限制，在非法登錄達(dá)到一定次數(shù)后，對(duì)其IP地址進(jìn)行鎖定，由系統(tǒng)管理員在其他的IP地址上解除鎖定。

3系統(tǒng)的部分功能演示

(1) 開發(fā)具有開放性、可擴(kuò)充性和可用性的積件庫。主要針對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的相關(guān)課程為用戶提供了大量的迷你型課件和教學(xué)素材，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)Web瀏覽器直接調(diào)用積件庫中的課件或利用多媒體素材進(jìn)行組合，來滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)的需要。如圖2所示。

(2) 積件管理系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了增、刪、改、查和備份等對(duì)積件的管理功能。如圖3所示。

(3) 評(píng)測(cè)系統(tǒng)。在評(píng)測(cè)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶信息的管理，可以查詢，新增，修改用戶信息；實(shí)現(xiàn)對(duì)試卷的管理，在該模塊中可以查詢已有的試卷信息，可以生成新的試卷；實(shí)現(xiàn)對(duì)題目的管理，在該模塊中可以查詢已有的題目信息，可以生成新的題目；實(shí)現(xiàn)學(xué)生的答題模塊，在該模塊中學(xué)生可以查詢已經(jīng)答題的情況，也可以進(jìn)行新的答題活動(dòng)。如圖4所示。

4結(jié)束語

以積件思想為指導(dǎo)的教學(xué)系統(tǒng)克服了課件的機(jī)械性、固定性等缺陷，以知識(shí)點(diǎn)的無窮組合來適應(yīng)千變?nèi)f化的教學(xué)實(shí)際，為教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況對(duì)教材和教學(xué)方法的自主建構(gòu)提供了可能，為教學(xué)改革提供了更為廣闊的天地[4]。教師和學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際的教學(xué)需要和情境設(shè)計(jì)出合適的教學(xué)軟件，從而激發(fā)教師教和學(xué)生學(xué)的熱情，提高教學(xué)效率，真正體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，保障了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。

參考文獻(xiàn)

[1] 黎加厚. 從課件到積件：我國學(xué)校課堂計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的新發(fā)展[J]. 電化教育研究,1997,(4):31-33.

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[3] 姚奇富. 網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)理論與設(shè)計(jì)[M]. 浙江大學(xué)出版社,2006:116-146.

[4] 宋衛(wèi)衛(wèi),趙勤,安琥,劉魯寧. 一個(gè)基于積件思想的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2006,(1):138-142.