基于WEB數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

張 瑜

（朔州師范高等專科學(xué)校 山西·朔州 036000）

計算機(jī)教學(xué)的核心部分包括教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和WEB交互的設(shè)計[1]。良好的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計和WEB交互設(shè)計直接影響到學(xué)生對計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的使用，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計準(zhǔn)則包括清晰、易用以及交互合理。到目前為止，絕大多數(shù)的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和WEB交互是相互分離的，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計存在大量的資源冗余現(xiàn)象，與WEB交互之間的聯(lián)系也比較弱，使得計算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)的效率低下，教師在使用過程中資源加載較慢，對課程的設(shè)計影響較大，學(xué)生在使用過程中也會由于WEB交互的設(shè)計模式等問題較為不便[2]。新興的WEB數(shù)據(jù)庫，其設(shè)計要力求減少數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)省服務(wù)器的空間，提升資源的使用效率。在WEB數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫與WEB交互之間能夠快速融合，資源的利用率較高，教師和學(xué)生能夠在更為高效的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中教學(xué)和學(xué)習(xí)。本文基于WEB數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，分別對教學(xué)系統(tǒng)中的教師角色和學(xué)生角色完成設(shè)計，在新興的輔助教學(xué)系統(tǒng)中，提供更多、更便捷的教學(xué)輔助功能，最大化的提升教學(xué)中師生之間的聯(lián)動性[3]。分別從系統(tǒng)需求分析，系統(tǒng)架構(gòu)構(gòu)建和系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用三個方面完成基于WEB數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。

1 計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)需求分析

計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建旨在通過計算機(jī)的計算能力和存儲能力協(xié)助教師完成教學(xué)設(shè)計和實(shí)施。該類系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則簡潔實(shí)用，使用該類系統(tǒng)的對象主要為教師和學(xué)生，所以需要設(shè)計兩個功能各異的客戶端。系統(tǒng)的服務(wù)器設(shè)計需要滿足較大的承載，承受較大流量訪問時的數(shù)據(jù)壓力，并同時滿足使用者的功能需求[4]。一般來說，教師角色在系統(tǒng)中主要功能包括設(shè)計課件，布置作業(yè)，解答問題和在線檢查作業(yè)。當(dāng)前的大多數(shù)輔助教學(xué)系統(tǒng)存在限制性，由于數(shù)據(jù)庫的承載能力有限，不能布置過于復(fù)雜以及過多的任務(wù)，只適合布置一些開放性的問題，通常教師只能采用簡單的PPT設(shè)計課件，展示的內(nèi)容只限于本文和圖片，內(nèi)容展示單一。在本文構(gòu)建的系統(tǒng)中，對于教師角色的需求應(yīng)該滿足教學(xué)內(nèi)容的再編輯以及容易識別，服務(wù)器的荷載也需要保證在一定的范圍內(nèi)[5]。學(xué)生角色在輔助教學(xué)系統(tǒng)中存在的問題通常是缺少足夠的理解反應(yīng)能力，由于絕大部分的學(xué)生注意力時間一般為15分鐘以內(nèi)，在該系統(tǒng)的構(gòu)建中，考慮到學(xué)生的注意力能力時間有限，應(yīng)該在系統(tǒng)構(gòu)建一定時間范圍內(nèi)的師生交互過程，這樣不但能夠提升教學(xué)的質(zhì)量，還能夠讓學(xué)生對課堂保持一定的注意力，有效利用輔助系統(tǒng)完成教學(xué)。

2 計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)綜述

在該教學(xué)系統(tǒng)的WEB數(shù)據(jù)庫中，需要同時面對大量的隨機(jī)用戶的訪問和查詢，其中大部分用戶需要進(jìn)行及時的跟蹤和提供特定的服務(wù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的保密性和一致性。對于服務(wù)器的設(shè)計，需要保證提供師生角色通過瀏覽器的方式快速訪問，并在數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器中提供中繼站作為常用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站，提供更為高效的資源獲取。在整個系統(tǒng)中，教師角色的功能需求應(yīng)該包括課程管理，在線交流，教學(xué)資源管理和教師角色管理；學(xué)生角色的功能需求應(yīng)該包括學(xué)習(xí)空間管理，在線交流，在線測試和學(xué)生角色管理。該套計算機(jī)輔助系統(tǒng)的構(gòu)建目的是服務(wù)于師生，其內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)該包括但不限于WEB數(shù)據(jù)庫、教務(wù)處網(wǎng)站和多類別教學(xué)終端的設(shè)計。

2.2 教師角色

教師角色在系統(tǒng)中的主要需求為教學(xué)，其在系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)流包括注冊教師ID，設(shè)置登錄密碼，登錄教學(xué)終端，對學(xué)生的在線課程、在線答疑和在線討論進(jìn)行針對性的解答。在WEB數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，教師角色需要構(gòu)建以下幾個關(guān)鍵功能：在課程管理中需要開放管理和內(nèi)容管理。課程的開放管理應(yīng)該包括申請和審核開放兩個部分。當(dāng)教師角色需要在輔助教學(xué)系統(tǒng)中添加課程時，可以通過教學(xué)終端提交課程開放的具體信息，該信息由輔助教學(xué)系統(tǒng)管理員進(jìn)行審核，確認(rèn)無誤后即可完成審核，并在課堂中開放該課程。系統(tǒng)管理員應(yīng)該負(fù)責(zé)向?qū)W生終端公布并推送教師申請課程的資源，為某個教師申請的課程資源分配唯一的教學(xué)代碼，并且在WEB數(shù)據(jù)庫中分配空間記錄該課程的具體信息。課程的內(nèi)容管理，應(yīng)該包括課程的具體介紹，課程的適用范圍，課程的實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容以及課程所需要的教學(xué)資源的共享。在本系統(tǒng)中，教師的課件資源不再限于PPT類的文字和圖片，還增加了更多樣化的例如視頻、直播等素材進(jìn)行更豐富的課程管理。在線交流中，教師終端的在線交流目的是對學(xué)生的討論和疑問進(jìn)行解答，在該系統(tǒng)中通過某門課程的任課老師完成在線交流的管理。教師可以根據(jù)學(xué)校的教育內(nèi)容和教學(xué)方式確定合適的時間提供在線交流，并發(fā)起與學(xué)生之間的討論和交流。另外，教師角色會收到學(xué)生終端的提問帖子推送，作為教師終端應(yīng)該盡可能快的解答學(xué)生帖子中的疑問。教學(xué)資源在教學(xué)中充當(dāng)?shù)慕巧亲寣W(xué)生更方便、快捷的完成某門課程的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。教師角色應(yīng)該在教師終端上將教學(xué)的任務(wù)資源發(fā)布到WEB數(shù)據(jù)庫中，學(xué)生終端可以通過查詢訪問數(shù)據(jù)庫中的教學(xué)資源并完成下載，學(xué)生可以充分利用空閑時間訪問數(shù)據(jù)庫，下載相應(yīng)課程的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行提前的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提升學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)能力。另外，管理員也可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索教學(xué)相關(guān)的優(yōu)質(zhì)資源并共享到數(shù)據(jù)庫中提供為學(xué)生。教師角色的管理可以包括教師的基本信息管理，以及教師的教學(xué)質(zhì)量評判等內(nèi)容，提供與學(xué)生終端相適應(yīng)的相互評分系統(tǒng)，讓教師的教學(xué)效率、學(xué)生的學(xué)習(xí)效率更高。

2.3 學(xué)生角色

學(xué)生角色在系統(tǒng)中的主要需求為學(xué)習(xí)，其在系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)流包括注冊學(xué)生ID，設(shè)置登錄密碼，登錄學(xué)生終端，構(gòu)建在線答疑和在線討論詢問自己的疑惑，還可以通過發(fā)帖的形式在全網(wǎng)公布自己的疑惑。在WEB數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，學(xué)生角色需要構(gòu)建以下幾個關(guān)鍵功能：在學(xué)習(xí)空間管理中，學(xué)生可以通過登錄學(xué)生終端，在服務(wù)器和WEB數(shù)據(jù)庫上創(chuàng)建學(xué)習(xí)交流的房間或者通過其他方式進(jìn)行學(xué)習(xí)疑惑的討論。一般來說，以班級為單位創(chuàng)建的討論組或房間最為合適，在該房間或組中的學(xué)生在相同的時間內(nèi)學(xué)習(xí)了相同的知識，有助于討論。另外，對于學(xué)習(xí)專題的討論，學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣構(gòu)建某個學(xué)科的興趣小組，該興趣小組不限于以班級為單位，但是能夠極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提升學(xué)習(xí)的興趣和積極性。在線交流中，學(xué)生的在線交流包括學(xué)生之間的資源分享，交流學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和知識，還包括師生之間的疑惑解答和課程總結(jié)等功能。同時，在學(xué)生之間構(gòu)建的在線交流區(qū)也提供網(wǎng)絡(luò)信息搜索工具，使得學(xué)生不限于WEB數(shù)據(jù)庫中的教學(xué)資源，還可以利用更廣闊的互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)的能力。在該系統(tǒng)的催化下，學(xué)生不但能夠提升學(xué)術(shù)的視野，還能夠鍛煉各方面的綜合能力，獲得多個學(xué)校之間的資源交流。在線測試中，課程學(xué)習(xí)的好壞需要通過測試完成，在本系統(tǒng)中提供在線測試功能。測試內(nèi)容可以以課程為單位也可以以課程的章節(jié)為單位。在測試過程中，WEB數(shù)據(jù)庫可以通過測試的對象從測試集中客觀的抽取測試題目，提供給學(xué)生完成在線測試。學(xué)生收到測試題目解答完成以后，將測試的答案提交給系統(tǒng)。系統(tǒng)可以通過評價標(biāo)準(zhǔn)直接給出測試結(jié)果，并且為各個習(xí)題提供標(biāo)準(zhǔn)答案以及習(xí)題講解。在學(xué)生完成多個在線測試之后，系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況為學(xué)生制定下一步學(xué)習(xí)的計劃和建議。在線測試系統(tǒng)只是一個客觀的測試過程，不會對學(xué)生的思維進(jìn)行限制，大部分為開放性測試，受試學(xué)生可以根據(jù)自己的思維靈活的解答。該項(xiàng)功能能夠一定程度上提升學(xué)生的自主分析和創(chuàng)新等能力。學(xué)生角色的管理可以包括教師的基本信息管理，以及學(xué)生學(xué)習(xí)能力自評等內(nèi)容，提供與教師終端相適應(yīng)的相互評分系統(tǒng)，讓師生效率更高。

2.4 多樣化功能

多樣化功能是構(gòu)建在傳統(tǒng)計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)之上，提供更為科學(xué)、高效的功能。在本文構(gòu)建的教學(xué)輔助系統(tǒng)中，還包括以下特色功能：在教學(xué)資源展示板塊中，提供各種教學(xué)信息的展示，包括但不限于教師提供的資源，還包括網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)質(zhì)資源。同時，該板塊還能夠?yàn)榻處熯M(jìn)行資源管理提供更為便利的途徑。在線交流討論板塊可以以師生問答的方式展開教學(xué)答疑之間的互動，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并為師生之間的交流提供更為便利的途徑。在線發(fā)布和提交作業(yè)中，異地同步的作業(yè)發(fā)布和提交功能是本文構(gòu)建系統(tǒng)的新型功能。在多媒體資源搜索中提供不同類型的資源搜索功能，讓計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的資源不再限于文字和圖片，擁有更多樣化的教學(xué)資源獲取。教學(xué)接受效果評估板塊中，教學(xué)的評估在新時代是很重要的，教學(xué)評估應(yīng)該是雙向選擇的，教師可以通過系統(tǒng)評估學(xué)生對所學(xué)知識的接受程度，學(xué)生也可以通過系統(tǒng)評估教師的教學(xué)效果。雙向評估能夠促進(jìn)教學(xué)的深入，提升教學(xué)的質(zhì)量，完善教學(xué)的各種弊端。

3 計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用

計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)除了架構(gòu)設(shè)計，還需要進(jìn)行有效的實(shí)施應(yīng)用。在本文構(gòu)建的輔助教學(xué)系統(tǒng)中，教學(xué)過程已經(jīng)不限于傳統(tǒng)的黑板了，需要利用當(dāng)前所擁有的各種形式的教學(xué)資源滿足學(xué)生日益增加的多樣化的學(xué)習(xí)需求。在不同的場景下，可以采用文本、圖片或者視頻等多種資源完成學(xué)習(xí)，甚至在有條件的時候還可以采用直播的方式進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。系統(tǒng)在教學(xué)過程中還可以使用SPSS軟件對學(xué)生學(xué)習(xí)中使用的學(xué)習(xí)視頻、學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行歸納統(tǒng)計分析，在教學(xué)過程中產(chǎn)生最優(yōu)化的教學(xué)資源分配，促進(jìn)教學(xué)和學(xué)習(xí)資源為學(xué)生和老師最大化利用，真正完成學(xué)生的多方面發(fā)展和教學(xué)的便捷、快捷。

總結(jié)

在不久的將來，WEB交互和數(shù)據(jù)庫的融合性將會更強(qiáng)，計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)必將為樹立終生學(xué)習(xí)意識和促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展，全面健康發(fā)展提供更完備的模式?；赪EB數(shù)據(jù)庫構(gòu)建一個合適的計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)成為一個低成本解決眾多教學(xué)問題和資源共享問題的巧妙方案。

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