基于积件思想的Ｃ程序设计教学系统研究

刘　安　周彩英　刘美玲

文章编号：1672-5913(2009)02-0015-03

摘要：本文对C程序设计教学系统的体系结构进行研究，提出了一种基于积件思想的教学系统的模型，探讨了系统的结构特点，并在此基础上实现了C程序设计教学系统的部分功能。

关键词：C程序设计；积件；教学系统

中图分类号：G642

文献标识码：B

计算机辅助教学CAI(Computer Assisted Instruction)是计算机技术应用于教学领域中出现的一种新教育手段。计算机技术应用于C程序设计教学领域，使传统的教学方式、教育思想、教学内容及结构上发生了巨大的变化。但是由于课件本身所具有的整体性、固定性和封闭性等特点，使其很难适应千变万化的教学需要，制约了教师、学生的个性发展和创造性发挥。同时随着互联网技术的飞跃发展，建立基于网络的教学系统就成为计算机辅助教学发展的必然趋势。

1积件的定义及特点

积件是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。积件思想是计算机辅助教学的进一步发展，是对多媒体教学信息资源和教学过程进行准备、检索、设计、组合、使用、管理、评价的理论与实践[1]。积件的主要特点有：

1) 基元性：积件素材是以知识点为基本元素，每一个知识点是一个基元模块，实现分类、检索、构建等功能；

2) 可积性：积件系统中知识基元可以根据需要被再次灵活地重组、聚积和变换；

3) 通用性：无论课程体系、教材版本如何变化，基元信息都可被不同的教师灵活选择应用于实际教学活动中；

4) 开放性：积件的素材资源和教学策略资源都是以基元方式入库供教师重组使用，因而在任何时候，任何地方，任何教师或学生都可以将最新的信息和自己的作品添加入库，供自己和他人使用。

2基于积件思想的C程序教学系统的组成

根据积件思想，并结合C程序设计教学的特点，作者设计了图1所示的C程序设计网络教学系统的体系结构。

2.1教学资源库设计

就目前的网络教学资源库建设现状来说，资源收集的方式主要有以下几种：

(1) 教师提供的教案、课件等资源一般是由教师亲自制作，在使用过程中经过了多次修改，因此具有很高的使用价值，是网络教学资源库中必不可少的资源。

(2) 由学科教师与资源建设者共同制作的资源。

(3) 由资源建设者根据资源库的需要从网上进行收集。

(4) 购买成套的素材、课件，网络课程光盘等。

(5) 资源库之间根据一定的协议或信任关系进行资源的交换[2]。

2.2辅助教学系统设计

(1) 适应性学习系统。适应性学习系统就是指根据学生的个性能力特征，动态呈现与学习者当前学习能力最相关的超媒体教学内容。适应性学习系统可以为基于网络的学习提供更为优越的条件，可以使网络学习更为简单、高效、个性化。它可以形成主要以适应个别需求为基本特征的网络辅助教学模式。

(2) 师生交互系统。师生之间的交流是教学活动中一个十分重要的环节。通过交流，学生可以获得对疑问的解答，教师也可以了解当前学生的学习状况。在网络教学系统中建立一个有效的交流环境可以有效地提高教学质量。

(3) 流媒体教学系统。基于流式媒体教学系统就是在互联网上实现类似于电视视频的教学。它保持电视教学的形象性、生动性，同时增加文本讲稿展示功能，并具有双向通信和课件点播功能。

(4) 学习管理系统。在基于网络的教学系统中，教师仍然是一个非常重要的参与者，由此可以弥补计算机系统智能的不足。学习管理系统应具备辅导、疑难解答、协作监控、实施智能化与个性化的学习环境、管理成绩和学习进度等功能。

(5) 自动答疑系统。在教学设计阶段，教师将本学科最常见的问题按一定的组织方式，存放到领域知识库中。当学生遇到疑难问题时，向网络提交问题；系统将根据学生提交的问题描述，对领域知识库进行智能检索，按照检索内容相关程度的高低，将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，并自动将问题通过电子邮件的方式发送给学科教师或者将问题在网上征求解答，由其他学生进行解答后，系统通过电子邮件通知该学生。

(6) 评测系统。评测系统包括试题库、测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具、作业布置与批阅工具[3]。

2.3教学管理系统设计

教学管理系统主要是用来对教学资源进行管理和维护的，主要包括教学资源和用户管理两大部分。

教学资源管理主要包括添加教学资源和修改删除两大功能。用户可以将设计好的积件添加到教学资源库中，系统管理员可以对已添加的积件的相关信息进行修改，同时可以根据需要对一些积件资源进行删除操作。

用户管理主要包括添加用户和添加管理员两大功能。系统管理员可以添加或删除两类用户，用户只拥有上传下载积件、检索积件、浏览积件等功能。新添加的系统管理员拥有系统管理员的一切权限，所以应谨慎添加新管理员。

同时为保证系统安全性，对非法登录系统的次数进行明确限制，在非法登录达到一定次数后，对其IP地址进行锁定，由系统管理员在其他的IP地址上解除锁定。

3系统的部分功能演示

(1) 开发具有开放性、可扩充性和可用性的积件库。主要针对计算机程序设计的相关课程为用户提供了大量的迷你型课件和教学素材，用户可通过网络Web浏览器直接调用积件库中的课件或利用多媒体素材进行组合，来满足教学和学习的需要。如图2所示。

(2) 积件管理系统。系统提供了增、删、改、查和备份等对积件的管理功能。如图3所示。

(3) 评测系统。在评测系统中可以实现对用户信息的管理，可以查询，新增，修改用户信息；实现对试卷的管理，在该模块中可以查询已有的试卷信息，可以生成新的试卷；实现对题目的管理，在该模块中可以查询已有的题目信息，可以生成新的题目；实现学生的答题模块，在该模块中学生可以查询已经答题的情况，也可以进行新的答题活动。如图4所示。

4结束语

以积件思想为指导的教学系统克服了课件的机械性、固定性等缺陷，以知识点的无穷组合来适应千变万化的教学实际，为教师根据学生实际情况对教材和教学方法的自主建构提供了可能，为教学改革提供了更为广阔的天地[4]。教师和学生能够根据实际的教学需要和情境设计出合适的教学软件，从而激发教师教和学生学的热情，提高教学效率，真正体现学生在教学中的主体地位，保障了学生学习的主体性。

参考文献

[1] 黎加厚. 从课件到积件：我国学校课堂计算机辅助教学的新发展[J]. 电化教育研究,1997,(4):31-33.

[2] 姚奇富. 网络辅助教学理论与设计[M]. 浙江大学出版社,2006:215-216.

[3] 姚奇富. 网络辅助教学理论与设计[M]. 浙江大学出版社,2006:116-146.

[4] 宋卫卫,赵勤,安琥,刘鲁宁. 一个基于积件思想的网络教学系统的设计与实现[J]. 工程图学学报,2006,(1):138-142.