基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)

施曉芳，吳 怡

（福建師范大學(xué)物理與光電信息科技學(xué)院，福建福州 350007）

基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)

施曉芳，吳 怡

（福建師范大學(xué)物理與光電信息科技學(xué)院，福建福州 350007）

通用技術(shù)作為一門新生學(xué)科，涉及知識(shí)面廣，具有較強(qiáng)的時(shí)代感。文章結(jié)合最新的Web程序設(shè)計(jì)技術(shù)和WebQuest學(xué)習(xí)方式，針對(duì)通用技術(shù)課程建立起一個(gè)交互、開放、易用的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，采用B/S三層架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，具有易維護(hù)、易擴(kuò)展、安全可靠等特點(diǎn)，功能特點(diǎn)是支持合作式探究和體現(xiàn)過程評(píng)價(jià)。

通用技術(shù)；WebQuest；ASP.NET；三層架構(gòu)

引言

通用技術(shù)作為一門新生學(xué)科，融合了生物、工程、電子、美術(shù)等多個(gè)學(xué)科，注重學(xué)生對(duì)技術(shù)思想和方法的領(lǐng)悟和運(yùn)用。但由于高中通用技術(shù)課程開設(shè)時(shí)間較短，學(xué)科的教學(xué)資源相對(duì)匱乏，大多數(shù)學(xué)校尚未配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，僅僅通過教材照本宣科地傳授知識(shí)，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，傳統(tǒng)教育過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的接受與掌握，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成為被動(dòng)接受和記憶的過程，而采用WebQuest教學(xué)模式能使學(xué)生通過完成任務(wù)的過程主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。因此，建構(gòu)一個(gè)專門的通用技術(shù)網(wǎng)站平臺(tái)，彌補(bǔ)課程資源不足的現(xiàn)狀，提高教學(xué)效率，融入WebQuest教學(xué)方式促進(jìn)學(xué)生以團(tuán)隊(duì)模式進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，不僅符合研究性學(xué)習(xí)的要求，也符合信息技術(shù)與課程整合的趨勢(shì)。

一、WebQuest

美國圣地亞哥州立大學(xué)的伯尼·道格教授于1995年提出了WebQuest學(xué)習(xí)模式。[1]“Web”意為“網(wǎng)絡(luò)”，而“Quest”包含“尋求”、“探究”的意思。WebQuest學(xué)習(xí)模式是一種利用網(wǎng)絡(luò)資源的課程計(jì)劃，圍繞某個(gè)主題進(jìn)行，通過向?qū)W生提出一些本質(zhì)性問題，為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)一步探索的機(jī)會(huì)，促進(jìn)學(xué)生在思考的過程中建構(gòu)自己的知識(shí)。WebQuest通常由五個(gè)模塊構(gòu)成：導(dǎo)言、任務(wù)、過程和資源、評(píng)價(jià)、結(jié)論。[2]

導(dǎo)言（Introduction）：一些關(guān)于探究主題的背景材料，用以激發(fā)學(xué)生的興趣。

任務(wù)（Task）:即具體化的探究的目標(biāo)，這些任務(wù)必須是可以執(zhí)行的，并能促進(jìn)學(xué)生思維水平的發(fā)展。

過程和資源 （ProcessandResources）：過程是 WebQuest的核心部分，為任務(wù)的完成搭建了一個(gè)思維的“腳手架”，將大任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù)，一步步引導(dǎo)學(xué)生解決問題。在這個(gè)過程中，學(xué)生要確定合作小組。WebQuest活動(dòng)中所使用的主要資源來自互聯(lián)網(wǎng)，通常由教師收集網(wǎng)絡(luò)資源并通過創(chuàng)建鏈接來共享這些資源，資源可以是網(wǎng)頁、郵件地址等多種形式。

評(píng)價(jià)（Evaluation）：為了使學(xué)生學(xué)會(huì)信息的獲取和利用，而不是不經(jīng)加工地復(fù)制粘貼，評(píng)價(jià)要注重成果是否有自己的觀點(diǎn)，是否有新意。評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、對(duì)他人作品的評(píng)價(jià)、教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。

結(jié)論（Conclusion）：對(duì)探究過程的總結(jié)，表現(xiàn)形式可是演講、設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)報(bào)告等，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)過程進(jìn)行反思。

本平臺(tái)引入WebQuest學(xué)習(xí)模式，由教師發(fā)布WebQuest課題，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，分成若干小組，在協(xié)作環(huán)境中利用提供的資源進(jìn)行合作探究，在任務(wù)完成后對(duì)探究過程和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

考慮到中學(xué)師生對(duì)平臺(tái)的具體需求，本研究從探究流程、學(xué)習(xí)形式、教師指導(dǎo)、成果展示等方面對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、主要活動(dòng)流程設(shè)計(jì)

建構(gòu)主義認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境下，通過協(xié)作與會(huì)話，內(nèi)化（同化、順化）情境獲得意義建構(gòu)的過程，即學(xué)習(xí)包括情境創(chuàng)設(shè)、協(xié)作共享、對(duì)話交流和意義建構(gòu)等四個(gè)要素。[3]那么在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，以建構(gòu)主義為指導(dǎo)的學(xué)習(xí)過程可以理解為以協(xié)作的方式獲取信息、處理信息、內(nèi)化信息的過程。

通過對(duì)WebQuest教學(xué)設(shè)計(jì)理念的分析和研究，基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)始終圍繞學(xué)生利用各種資源進(jìn)行小組合作探究學(xué)習(xí)這一中心，從教師創(chuàng)設(shè)情境并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣開始，學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)后組成小組，利用各種學(xué)習(xí)資源進(jìn)行合作探究和自主探究，在溝通和交流中建構(gòu)自己的知識(shí)，這一系列過程都體現(xiàn)了建構(gòu)主義的教學(xué)觀和學(xué)習(xí)觀。

教師教學(xué)活動(dòng)流程如圖2所示，教師在整個(gè)探究過程中始終起主導(dǎo)作用。教師登錄后可將設(shè)計(jì)好的WebQuest學(xué)案通過可視化的功能模塊呈現(xiàn)給學(xué)生，開題后讓學(xué)生組成探究小組，分組過程中教師做適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)工作，使小組間相對(duì)均衡。在學(xué)生合作探究的過程中，教師要始終給予關(guān)注，通過查看學(xué)生的探究日志了解探究進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的問題并提供指導(dǎo)。最后，教師根據(jù)探究日志對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的知識(shí)掌握、情感態(tài)度等方面作出全面、合理的過程性評(píng)價(jià)，并對(duì)小組的探究成果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，將優(yōu)秀作品推薦展示在首頁。

學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)流程如圖3所示，學(xué)生在整個(gè)探究過程中始終處于主體地位。學(xué)生登錄后根據(jù)課題要求組成探究小組，在這個(gè)協(xié)作環(huán)境中，學(xué)生根據(jù)教師提供的資源進(jìn)行自主探究，將每節(jié)課的完成情況記錄在探究日志中，小組成員之間可以發(fā)表評(píng)論進(jìn)行討論和交流，通過小組成員的共同探索完成最終的作品。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)除了教師針對(duì)探究日志和成果作出的評(píng)價(jià)外，還包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和小組成員之間的相互評(píng)價(jià)。自我評(píng)價(jià)有助于學(xué)生對(duì)探究過程進(jìn)行反思和總結(jié)，而相互評(píng)價(jià)則有助于學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和借鑒，取長補(bǔ)短。探究的最終目的，是讓學(xué)生通過自主搜集資料，經(jīng)過思考后對(duì)有用信息進(jìn)行分析處理，提出自己的觀點(diǎn)，從而完成知識(shí)的建構(gòu)。

四、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

開發(fā)工具：Visual Stdio2008

數(shù)據(jù)庫：SQLServer 2000

媒體素材開發(fā)工具：photoshop，F(xiàn)ireworks

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：IE 6.0以上

1.開發(fā)平臺(tái)的選擇

VisualStdio2008是一種全面、先進(jìn)的高級(jí)軟件開發(fā)平臺(tái)，支持多種語言開發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)站，并提供圖形化設(shè)計(jì)界面。本系統(tǒng)采用ASP.NET（C#）動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁編程語言，C#為應(yīng)用程序開發(fā)人員提供了更加快速的開發(fā)手段，幾乎綜合了目前流行的所有高級(jí)語言的優(yōu)點(diǎn)，易用且開發(fā)效率高，是.NET的首選編程語言。

2.數(shù)據(jù)庫

基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫表主要由用戶表、課題信息表、小組信息表、日志表、回復(fù)表、資源表、評(píng)價(jià)表、通知表組成。在Web.config文件中使用了公共的數(shù)據(jù)庫連接代碼與SQLServer2000數(shù)據(jù)庫連接，同時(shí)為了提高性能與安全，本系統(tǒng)所有對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作語句都使用存儲(chǔ)過程。

3.關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)作為一個(gè)多功能教學(xué)平臺(tái)，在設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)選擇上，遵循如下原則：

（1）先進(jìn)性原則

根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，教學(xué)管理系統(tǒng)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：單機(jī)管理系統(tǒng)、局域網(wǎng)管理系統(tǒng)、基于校園網(wǎng)的管理系統(tǒng)和基于Internet的教學(xué)管理系統(tǒng)。[4]由于C/S模式開發(fā)成本和維護(hù)成本較高，特別是數(shù)據(jù)處理需求增大時(shí)客戶端負(fù)荷沉重，降低了系統(tǒng)性能，因此C/S模式的局限性逐漸彰顯。而以Web技術(shù)為基礎(chǔ)、基于B/S架構(gòu)的管理系統(tǒng)克服了這些弊端，逐漸成為主流。

B/S三層體系結(jié)構(gòu)采用三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，是在數(shù)據(jù)管理層（Server）和用戶界面層（Client）之間增加了一層中間件（Middleware），使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)成為三層。三層結(jié)構(gòu)是伴隨著中間件技術(shù)的成熟而興起的，其核心概念是利用中間件將應(yīng)用分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層三個(gè)不同的處理層次。[5]三個(gè)層次是從邏輯上劃分的，具體的物理分法可以有多種組合。中間件作為構(gòu)造三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，提供了以下幾個(gè)主要功能：負(fù)責(zé)客戶機(jī)與服務(wù)器間、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接和通信；實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫的高效連接；提供三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的開發(fā)、運(yùn)行、部署和管理的平臺(tái)。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間是相互獨(dú)立的，任何一層的改變都不會(huì)影響其它層的功能。

因此，本平臺(tái)采用B/S三層架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，比采用其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)的系統(tǒng)具有更好的維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

（2）易用性原則

一個(gè)實(shí)用的教學(xué)平臺(tái)應(yīng)該在操作上簡單易用，在界面的風(fēng)格布局上體現(xiàn)人性化。前臺(tái)運(yùn)用Javascript、div+CSS 等技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)功能的前提下為用戶提供友好的界面。JavaScript是一種客戶端腳本語言，在網(wǎng)頁制作尤其是動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁制作中十分常見。在HTML的基礎(chǔ)之上，使用JavaScript可以開發(fā)交互式的Web網(wǎng)頁，JavaScript的出現(xiàn)使得網(wǎng)頁呈現(xiàn)出一種實(shí)時(shí)性的、動(dòng)態(tài)的、交互性的模式，使網(wǎng)頁包含了更多活躍的元素以及更加精彩的內(nèi)容。

（3）安全性原則

保證數(shù)據(jù)安全是管理系統(tǒng)正常運(yùn)行和教學(xué)工作正常進(jìn)行的前提。

①ASP.NET應(yīng)用的安全性[6]

ASP.NET支持三種身份驗(yàn)證，分別是Windows身份驗(yàn)證、Forms身份驗(yàn)證和 Passport身份驗(yàn)證，其中以Forms驗(yàn)證用得最多，也最靈活。Forms驗(yàn)證方式很好地支持了基于用戶的驗(yàn)證授權(quán)，它只需通過一個(gè)登錄頁面驗(yàn)證用戶的身份，并將此用戶的身份回發(fā)到客戶端的Cookie，此后該用戶再訪問這個(gè)Web應(yīng)用，就會(huì)連同這個(gè)身份Cookie一起發(fā)送到Web服務(wù)端，Web服務(wù)端上的授權(quán)設(shè)置就可以根據(jù)不同的目錄對(duì)不同用戶的訪問授權(quán)進(jìn)行控制了，沒有通過驗(yàn)證的用戶則被重新定位到登錄頁面。Forms身份驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)有：允許使用任何條件自定義身份驗(yàn)證方案；不需要相應(yīng)的 Windows賬戶；可用于身份驗(yàn)證或身份確認(rèn)。

本系統(tǒng)采用了Forms身份驗(yàn)證，包括身份驗(yàn)證和權(quán)限控制兩部分：身份驗(yàn)證主要是識(shí)別發(fā)送請(qǐng)求信息的用戶的身份，用戶一旦通過驗(yàn)證，權(quán)限控制程序就會(huì)決定該用戶是否有訪問受保護(hù)資源的權(quán)限。系統(tǒng)的權(quán)限控制部分采用基于角色的訪問控制，本系統(tǒng)有多個(gè)功能模塊，除了首頁之外的其他頁面都不允許匿名用戶訪問，而教師入口只允許教師和管理員訪問，其中管理員操作的頁面只允許管理員訪問。因此，通過權(quán)限控制禁止了非授權(quán)用戶對(duì)系統(tǒng)的入侵，防止了通過網(wǎng)頁地址強(qiáng)行進(jìn)入頁面的情況發(fā)生。

②加解密技術(shù)

本系統(tǒng)是基于Web的管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的安全問題尤為重要，一旦用戶的密碼被竊取，將對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)作造成不必要的災(zāi)難。而數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了這一問題，本系統(tǒng)采用DES算法，用戶密碼不再是以明文形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)表中看到的密碼將是加密后的序列。

DES算法全稱為DataEncryptionStandard（數(shù)據(jù)加密算法）,是一種對(duì)稱密碼體制。它有Key、Data和Mode三個(gè)入口參數(shù)。其中Key（8個(gè)字節(jié) 64位）是DES算法的工作密鑰，Data（8個(gè)字節(jié) 64位）是要進(jìn)行加密或解密的對(duì)象數(shù)據(jù)，Mode是 DES的工作方式（加密或解密）。DES算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，其使用的密鑰也是64位，它的算法主要分為初始置換和逆置換兩步。[7]

③使用存儲(chǔ)過程

本系統(tǒng)采用存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的操作，相對(duì)于直接使用SQL語句對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行操作，存儲(chǔ)過程有以下好處：

提高代碼安全性，防止SQL注入的攻擊 （SQL注入攻擊主要會(huì)在合法輸入?yún)?shù)中添加如and或者or操作符）。

具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。由于對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問是通過存儲(chǔ)過程來進(jìn)行的，數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員可以在不改變存儲(chǔ)過程接口的情況下對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行任何改動(dòng)，而這些改動(dòng)并不會(huì)對(duì)應(yīng)用程序造成影響。

執(zhí)行速度更快。在存儲(chǔ)過程創(chuàng)建時(shí)，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)對(duì)它進(jìn)行了一遍解析和優(yōu)化，存儲(chǔ)過程一旦被執(zhí)行，在內(nèi)存中就會(huì)保留一份該存儲(chǔ)過程，以便下次再執(zhí)行同樣的存儲(chǔ)過程時(shí)可以從內(nèi)存中直接調(diào)用。

降低了網(wǎng)絡(luò)流量。存儲(chǔ)過程的代碼直接存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，因此就不會(huì)產(chǎn)生大量T-sql語句的代碼流量。

五、平臺(tái)界面

基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)界面如圖4所示。

為了降低教師使用網(wǎng)頁制作工具的技術(shù)門檻，本平臺(tái)為教師提供了WebQuest模板，所有導(dǎo)航鏈接都集成在模板中，教師開題時(shí)只需根據(jù)課題設(shè)計(jì)輸入相應(yīng)內(nèi)容即可完成一個(gè)WebQuest課題制作。其優(yōu)點(diǎn)是簡單易用，無需額外學(xué)習(xí)網(wǎng)頁制作，僅通過可視化操作界面即可將各種形式的WebQuest學(xué)案呈現(xiàn)出來。

結(jié)束語

基于WebQuest的通用技術(shù)教學(xué)平臺(tái)為通用技術(shù)課程提供了一個(gè)可定制、可交互、一體化的多功能教學(xué)平臺(tái)。主要表現(xiàn)在：根據(jù)通用技術(shù)新課程理念，結(jié)合WebQuest教學(xué)模式改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的局面，引導(dǎo)學(xué)生積極利用網(wǎng)絡(luò)信息資源，相互交流，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能，使學(xué)生在探究過程中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)；運(yùn)用Web技術(shù)支撐，通過師生的資源共享，提供豐富的圖像、文字等教學(xué)資源，有助于改善課程資源不足的現(xiàn)狀；考慮到WebQuest教學(xué)模式下教師備課的難度和耗費(fèi)時(shí)間，從減輕教師工作量的角度出發(fā)，提供課題編輯模板，以簡單的編輯方式呈現(xiàn)較好的效果；提供評(píng)價(jià)功能，把對(duì)個(gè)人完成任務(wù)的評(píng)價(jià)和最終成果的評(píng)價(jià)相結(jié)合，把對(duì)學(xué)生個(gè)人的評(píng)價(jià)和團(tuán)隊(duì)的評(píng)價(jià)相結(jié)合，重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)態(tài)度和所用的學(xué)習(xí)方法，體現(xiàn)新課標(biāo)理念中的過程性評(píng)價(jià)。

本平臺(tái)采用基于Web的B/S三層架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，最大的優(yōu)勢(shì)就是具有廣泛瀏覽性和易擴(kuò)展性，便于推廣和使用。隨著教學(xué)理論與技術(shù)的不斷發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的探究性學(xué)習(xí)平臺(tái)也將日臻完善，在學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮更大的價(jià)值。

[1]BernieDodge.FOCUS:FiverulesforwritingagreatWebQuest[J].Learningandleadingwithtechnology，2001，28（8）：6-9.

[2]周玉霞，李芳樂.WebQuest可以促進(jìn)學(xué)生問題解決嗎[J].電化教育研究，2010，（6）：70-74.

[3]朱潔.建構(gòu)主義教學(xué)觀下的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)思路與實(shí)踐——以精讀課為例[J].教學(xué)探索，2010，（12）：6-9.

[4]樂藝.基于.NET的網(wǎng)上教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2007.

[5]劉鈺紅，趙麒.基于.net三層架構(gòu)技術(shù)的在線稿件管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（理科版），2008，32（6）：596-600.

[6]張文濤，常紅星.基于ASP.NET的B/S架構(gòu)下的項(xiàng)目管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全模式設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2008，35（2）：101-103，108.

[7]張蕾，吳文玲.對(duì)DES的Rectangle攻擊和Boomerang攻擊[J].軟件學(xué)報(bào)，2008，（10）.

（編輯：魯利瑞）

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