基于WebQuest的通用技术教学平台设计

施晓芳，吴 怡

（福建师范大学物理与光电信息科技学院，福建福州 350007）

基于WebQuest的通用技术教学平台设计

施晓芳，吴 怡

（福建师范大学物理与光电信息科技学院，福建福州 350007）

通用技术作为一门新生学科，涉及知识面广，具有较强的时代感。文章结合最新的Web程序设计技术和WebQuest学习方式，针对通用技术课程建立起一个交互、开放、易用的网络学习平台，采用B/S三层架构进行开发，具有易维护、易扩展、安全可靠等特点，功能特点是支持合作式探究和体现过程评价。

通用技术；WebQuest；ASP.NET；三层架构

引言

通用技术作为一门新生学科，融合了生物、工程、电子、美术等多个学科，注重学生对技术思想和方法的领悟和运用。但由于高中通用技术课程开设时间较短，学科的教学资源相对匮乏，大多数学校尚未配备相应的实验设施，仅仅通过教材照本宣科地传授知识，很难调动学生的学习积极性。同时，传统教育过分强调知识的接受与掌握，使学生的学习成为被动接受和记忆的过程，而采用WebQuest教学模式能使学生通过完成任务的过程主动建构知识。因此，建构一个专门的通用技术网站平台，弥补课程资源不足的现状，提高教学效率，融入WebQuest教学方式促进学生以团队模式进行探究式学习，不仅符合研究性学习的要求，也符合信息技术与课程整合的趋势。

一、WebQuest

美国圣地亚哥州立大学的伯尼·道格教授于1995年提出了WebQuest学习模式。[1]“Web”意为“网络”，而“Quest”包含“寻求”、“探究”的意思。WebQuest学习模式是一种利用网络资源的课程计划，围绕某个主题进行，通过向学生提出一些本质性问题，为学生创造进一步探索的机会，促进学生在思考的过程中建构自己的知识。WebQuest通常由五个模块构成：导言、任务、过程和资源、评价、结论。[2]

导言（Introduction）：一些关于探究主题的背景材料，用以激发学生的兴趣。

任务（Task）:即具体化的探究的目标，这些任务必须是可以执行的，并能促进学生思维水平的发展。

过程和资源 （ProcessandResources）：过程是 WebQuest的核心部分，为任务的完成搭建了一个思维的“脚手架”，将大任务分解成若干个小任务，一步步引导学生解决问题。在这个过程中，学生要确定合作小组。WebQuest活动中所使用的主要资源来自互联网，通常由教师收集网络资源并通过创建链接来共享这些资源，资源可以是网页、邮件地址等多种形式。

评价（Evaluation）：为了使学生学会信息的获取和利用，而不是不经加工地复制粘贴，评价要注重成果是否有自己的观点，是否有新意。评价包括学生的自我评价、对他人作品的评价、教师对学生的评价。

结论（Conclusion）：对探究过程的总结，表现形式可是演讲、设计方案、数据报告等，鼓励学生对过程进行反思。

本平台引入WebQuest学习模式，由教师发布WebQuest课题，学生根据任务要求，分成若干小组，在协作环境中利用提供的资源进行合作探究，在任务完成后对探究过程和成果进行评价。

二、系统总体设计

考虑到中学师生对平台的具体需求，本研究从探究流程、学习形式、教师指导、成果展示等方面对平台进行了功能设计，总体结构如图1所示。

三、主要活动流程设计

建构主义认为：学习是学习者在一定的情境下，通过协作与会话，内化（同化、顺化）情境获得意义建构的过程，即学习包括情境创设、协作共享、对话交流和意义建构等四个要素。[3]那么在网络环境下，以建构主义为指导的学习过程可以理解为以协作的方式获取信息、处理信息、内化信息的过程。

通过对WebQuest教学设计理念的分析和研究，基于WebQuest的通用技术教学平台始终围绕学生利用各种资源进行小组合作探究学习这一中心，从教师创设情境并激发学生学习兴趣开始，学生明确学习任务后组成小组，利用各种学习资源进行合作探究和自主探究，在沟通和交流中建构自己的知识，这一系列过程都体现了建构主义的教学观和学习观。

教师教学活动流程如图2所示，教师在整个探究过程中始终起主导作用。教师登录后可将设计好的WebQuest学案通过可视化的功能模块呈现给学生，开题后让学生组成探究小组，分组过程中教师做适当的协调工作，使小组间相对均衡。在学生合作探究的过程中，教师要始终给予关注，通过查看学生的探究日志了解探究进度，及时发现学生遇到的问题并提供指导。最后，教师根据探究日志对学生学习过程中的知识掌握、情感态度等方面作出全面、合理的过程性评价，并对小组的探究成果进行全面评价，将优秀作品推荐展示在首页。

学生学习活动流程如图3所示，学生在整个探究过程中始终处于主体地位。学生登录后根据课题要求组成探究小组，在这个协作环境中，学生根据教师提供的资源进行自主探究，将每节课的完成情况记录在探究日志中，小组成员之间可以发表评论进行讨论和交流，通过小组成员的共同探索完成最终的作品。评价环节除了教师针对探究日志和成果作出的评价外，还包括学生的自我评价和小组成员之间的相互评价。自我评价有助于学生对探究过程进行反思和总结，而相互评价则有助于学生之间的相互学习和借鉴，取长补短。探究的最终目的，是让学生通过自主搜集资料，经过思考后对有用信息进行分析处理，提出自己的观点，从而完成知识的建构。

四、平台实现的关键技术

开发工具：Visual Stdio2008

数据库：SQLServer 2000

媒体素材开发工具：photoshop，Fireworks

系统运行环境：IE 6.0以上

1.开发平台的选择

VisualStdio2008是一种全面、先进的高级软件开发平台，支持多种语言开发动态网站，并提供图形化设计界面。本系统采用ASP.NET（C#）动态网页编程语言，C#为应用程序开发人员提供了更加快速的开发手段，几乎综合了目前流行的所有高级语言的优点，易用且开发效率高，是.NET的首选编程语言。

2.数据库

基于WebQuest的通用技术教学平台的数据库表主要由用户表、课题信息表、小组信息表、日志表、回复表、资源表、评价表、通知表组成。在Web.config文件中使用了公共的数据库连接代码与SQLServer2000数据库连接，同时为了提高性能与安全，本系统所有对数据库的操作语句都使用存储过程。

3.关键技术特点

基于WebQuest的通用技术教学平台作为一个多功能教学平台，在设计过程中的技术选择上，遵循如下原则：

（1）先进性原则

根据系统的技术实现方式，教学管理系统经历了四个发展阶段：单机管理系统、局域网管理系统、基于校园网的管理系统和基于Internet的教学管理系统。[4]由于C/S模式开发成本和维护成本较高，特别是数据处理需求增大时客户端负荷沉重，降低了系统性能，因此C/S模式的局限性逐渐彰显。而以Web技术为基础、基于B/S架构的管理系统克服了这些弊端，逐渐成为主流。

B/S三层体系结构采用三层客户/服务器结构，是在数据管理层（Server）和用户界面层（Client）之间增加了一层中间件（Middleware），使整个体系结构成为三层。三层结构是伴随着中间件技术的成熟而兴起的，其核心概念是利用中间件将应用分为数据存储层、业务逻辑层和表示层三个不同的处理层次。[5]三个层次是从逻辑上划分的，具体的物理分法可以有多种组合。中间件作为构造三层结构应用系统的基础平台，提供了以下几个主要功能：负责客户机与服务器间、服务器与服务器间的连接和通信；实现应用与数据库的高效连接；提供三层结构应用的开发、运行、部署和管理的平台。这种三层结构在层与层之间是相互独立的，任何一层的改变都不会影响其它层的功能。

因此，本平台采用B/S三层架构进行开发，比采用其他结构进行开发的系统具有更好的维护性和可扩展性。

（2）易用性原则

一个实用的教学平台应该在操作上简单易用，在界面的风格布局上体现人性化。前台运用Javascript、div+CSS 等技术，在实现功能的前提下为用户提供友好的界面。JavaScript是一种客户端脚本语言，在网页制作尤其是动态网页制作中十分常见。在HTML的基础之上，使用JavaScript可以开发交互式的Web网页，JavaScript的出现使得网页呈现出一种实时性的、动态的、交互性的模式，使网页包含了更多活跃的元素以及更加精彩的内容。

（3）安全性原则

保证数据安全是管理系统正常运行和教学工作正常进行的前提。

①ASP.NET应用的安全性[6]

ASP.NET支持三种身份验证，分别是Windows身份验证、Forms身份验证和 Passport身份验证，其中以Forms验证用得最多，也最灵活。Forms验证方式很好地支持了基于用户的验证授权，它只需通过一个登录页面验证用户的身份，并将此用户的身份回发到客户端的Cookie，此后该用户再访问这个Web应用，就会连同这个身份Cookie一起发送到Web服务端，Web服务端上的授权设置就可以根据不同的目录对不同用户的访问授权进行控制了，没有通过验证的用户则被重新定位到登录页面。Forms身份验证的优点有：允许使用任何条件自定义身份验证方案；不需要相应的 Windows账户；可用于身份验证或身份确认。

本系统采用了Forms身份验证，包括身份验证和权限控制两部分：身份验证主要是识别发送请求信息的用户的身份，用户一旦通过验证，权限控制程序就会决定该用户是否有访问受保护资源的权限。系统的权限控制部分采用基于角色的访问控制，本系统有多个功能模块，除了首页之外的其他页面都不允许匿名用户访问，而教师入口只允许教师和管理员访问，其中管理员操作的页面只允许管理员访问。因此，通过权限控制禁止了非授权用户对系统的入侵，防止了通过网页地址强行进入页面的情况发生。

②加解密技术

本系统是基于Web的管理系统，数据库数据的安全问题尤为重要，一旦用户的密码被窃取，将对系统的正常运作造成不必要的灾难。而数据库加密技术的应用很好地解决了这一问题，本系统采用DES算法，用户密码不再是以明文形式存储在数据库中，在数据表中看到的密码将是加密后的序列。

DES算法全称为DataEncryptionStandard（数据加密算法）,是一种对称密码体制。它有Key、Data和Mode三个入口参数。其中Key（8个字节 64位）是DES算法的工作密钥，Data（8个字节 64位）是要进行加密或解密的对象数据，Mode是 DES的工作方式（加密或解密）。DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，其使用的密钥也是64位，它的算法主要分为初始置换和逆置换两步。[7]

③使用存储过程

本系统采用存储过程实现对数据的操作，相对于直接使用SQL语句对数据表进行操作，存储过程有以下好处：

提高代码安全性，防止SQL注入的攻击 （SQL注入攻击主要会在合法输入参数中添加如and或者or操作符）。

具有更强的适应性。由于对数据库的访问是通过存储过程来进行的，数据库开发人员可以在不改变存储过程接口的情况下对数据库进行任何改动，而这些改动并不会对应用程序造成影响。

执行速度更快。在存储过程创建时，数据库已经对它进行了一遍解析和优化，存储过程一旦被执行，在内存中就会保留一份该存储过程，以便下次再执行同样的存储过程时可以从内存中直接调用。

降低了网络流量。存储过程的代码直接存储于数据库中，因此就不会产生大量T-sql语句的代码流量。

五、平台界面

基于WebQuest的通用技术教学平台界面如图4所示。

为了降低教师使用网页制作工具的技术门槛，本平台为教师提供了WebQuest模板，所有导航链接都集成在模板中，教师开题时只需根据课题设计输入相应内容即可完成一个WebQuest课题制作。其优点是简单易用，无需额外学习网页制作，仅通过可视化操作界面即可将各种形式的WebQuest学案呈现出来。

结束语

基于WebQuest的通用技术教学平台为通用技术课程提供了一个可定制、可交互、一体化的多功能教学平台。主要表现在：根据通用技术新课程理念，结合WebQuest教学模式改变学生被动接受知识的局面，引导学生积极利用网络信息资源，相互交流，激发学习潜能，使学生在探究过程中主动建构知识；运用Web技术支撑，通过师生的资源共享，提供丰富的图像、文字等教学资源，有助于改善课程资源不足的现状；考虑到WebQuest教学模式下教师备课的难度和耗费时间，从减轻教师工作量的角度出发，提供课题编辑模板，以简单的编辑方式呈现较好的效果；提供评价功能，把对个人完成任务的评价和最终成果的评价相结合，把对学生个人的评价和团队的评价相结合，重视学生在学习过程中所表现出来的学习态度和所用的学习方法，体现新课标理念中的过程性评价。

本平台采用基于Web的B/S三层架构进行开发，最大的优势就是具有广泛浏览性和易扩展性，便于推广和使用。随着教学理论与技术的不断发展，基于网络的探究性学习平台也将日臻完善，在学校的教学活动中发挥更大的价值。

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

[2]周玉霞，李芳乐.WebQuest可以促进学生问题解决吗[J].电化教育研究，2010，（6）：70-74.

[3]朱洁.建构主义教学观下的课堂教学设计思路与实践——以精读课为例[J].教学探索，2010，（12）：6-9.

[4]乐艺.基于.NET的网上教学管理系统设计与实现[D].上海：复旦大学，2007.

[5]刘钰红，赵麒.基于.net三层架构技术的在线稿件管理系统的设计与实现[J].南昌大学学报（理科版），2008，32（6）：596-600.

[6]张文涛，常红星.基于ASP.NET的B/S架构下的项目管理系统的网络安全模式设计[J].计算机科学，2008，35（2）：101-103，108.

[7]张蕾，吴文玲.对DES的Rectangle攻击和Boomerang攻击[J].软件学报，2008，（10）.

（编辑：鲁利瑞）

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1673-8454（2012）06-0071-04