基于网络环境下的教学系统设计

宋连昌

【关键词】建构主义 网络 教学系统数据库系统

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）06B-0007-03

当前，教育技术突飞猛进，现代教育理念日益革新，以计算机网络为核心的信息革命把教育改革推到了时代的前沿。在这循序渐进的过程中，从中央到地方，从政府到学校，各个部门都意识到了信息技术网络的重要性，因此，教育部提出了普及信息技术教育和“校校通”工程。于是一批示范性高中率先建立了自己的校园计算机网，主要服务于信息技术教学、学校事务管理和互联网浏览。但是，利用校园网直接服务于教学和学习方面还远远不足，校园网的真正作用还没有发挥出来。本文试图从教学、计算机技术各方面论述一个原型教学系统的构建。

一、网络技术环境下的教学

1.现代教育技术理论与面向教学的软件系统的关系

现代教育技术与许多学科的理论相互交叉、相互渗透。现代教育技术的理论基础是多方面、多层次的，其中最直接的是视听教育理论和教育传播学理论。近年来，建构主义学习理论和学习环境强调以学生为中心，这就要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者，摒弃传统的教学模式，采用全新的教学方法、教学理念和教学设计思想，以“学”为中心。基于网络下的教学设计、教学系统应该以建构主义的学习理论和教学理论为依据，以“学”为中心进行教学系统设计。

2.网络环境下教学特点

基于网络的授课系统是利用网络作为载体进行教学的管理软件系统，它利用网络实现了分布式教学。在服务器上运行的教学系统可以接受多个用户访问，使资源利用率大大提高。同时，利用这种教育网络教学不受时间、空间和地域的限制，从而实现了自主学习。这种基于网络的教学有以下几个重要的特点：信息资源永远是开放的；传播媒介是多向交流的；传递系统是多媒体的；知识是跨越时空限制的。这一特点决定了网络环境下教学过程的开放性与全球化、学习过程的交互性、学习内容选择的自主性和个性化、内容形式的多媒体化。在不脱离学校模式和班级模式的课堂形式下，这种网络化的教学是传统教学模式的延伸和加强。

3.网络促进课程教学评价改革

网络教学模式下的教学评价，因为评价的标准从知识转向了学习能力，还包括了学习动机、兴趣、自主学习能力、协作精神等非智力因素，网络教学系统中的测试内容及测试系统能帮助学习者完成自我监控、自我测试、自我检查等活动，可使网络教学的课程具备建构主义学习的诊断性和反思性的特征。

二、网络教学环境及其支撑体系

1.硬件环境

能对外连接上互联网，能够应用互联网各种功能。计算机校园网络是网络化教学的基本环境，在这种基本环境下的多媒体教室、网络化的语音实验室、电子阅览室是网络化教学的基本场所。这些场所提供教师集中演示、讲授，学生个性化学习的基本功能。

2.软件环境建设

软件环境的建设是基于网络下教学系统最重要的部分，所谓的软件环境，包括网络多媒体资源开发、教学系统建设、学生学习交流园地等，其中教学系统建设是核心。教学系统是网络教学支撑环境的基本功能，它由老师指导，直接面向学生，是学生获得知识、信息的最主要的来源，学生通过教学系统达到学习的目的。

3.教学内容建设

学生学习信息的主要来源是教学的主体内容，其内容的选择和组织应该依据建构主义学习理论来进行。根据建构主义学习特征，网络课程应能满足学习者自主性学习的要求。为此，课程内容设置上应该有：课程前导知识内容、课程主体教学内容。前者是帮助学习者顺利完成教学内容的学习而专门设置提示内容，如该课程的前导课程、学习者必备知识和技能、课程教学内容简介等。课程主体教学内容应该遵循充分发挥学习者主动性的原则，以知识点的形式进行组织，并配以教学活动、学习时数、学习进度、学习方法及参考文献资料等说明。从内容来看，主体教学内容给出学习每一个知识点所需要的各种资料及建议性的学习方法等信息。

4.创新教学体制

基于网络化的教学必须加强制度化管理，强调人性化的管理体系，建立和健全一系列与时代潮流合拍、与改革方向相统一的创新性、规范化的管理制度，尤其要在建立用人机制、考核制度和完善考试制度上狠下功夫；在教学体制上逐步推行学分制、选修制，使更多的教师投身到教育教学改革的阵地上来，提倡用科学、严谨的评价制度来评价教师和教育工作者。这样，才能使网络化教学模式有制度可依，网络化教学才能走上正轨。

三、软件系统的模型及技术选择

1.网络教学系统的模型

根据以上论述，基于建构主义教学理论构建网络教学系统过程中，我们可以抽象扩充出如图1所示基本模型，该模型的教学组织本身是线性的（从开始到结束），但内部教学资源的使用不再是线性的，因为各个内容区是用虚框围起来的，学生可以任意在各个区漫游。教师和学生所处的环境几乎是一样的，只是教师是教学的促进者和帮助者，是教学资源的组织者。

2.网络教学系统边界

面向教学的软件系统边界不是无限地依照上述模型进行构建，而是选其中系统模型中最能代表教学流程的部分进行。在上述原型中，最为核心的部分是传统教师与学生之间的教与学的过程（如图2所示的教学流程图），这一过程其实质就是教学要素中教师、学生、教学媒体、教学信息的关系，说到底系统的边界就是围绕课程，教师如何呈现信息、学生如何接受信息、学生与老师间是如何交流信息的系统。

3.面向教学的软件系统中的信息处理模式及技术选型

如图3所示，是所要构建的系统的信息处理模式，这里采用了一种称为动态网页技术，再加上网络数据库的接口，系统才能有效处理教学的变化，也能反映学生学习的个性化。

四、面向教学的软件系统分析

1.系统可行性分析

当前基于网络的开发技术比较成熟的有ASP、JSP、PHP等，ASP技术用得最多，因为它与网络数据库接口方面有独特的优势，系统实现比较容易。环境可行性方面，首先系统建设是在原有的硬件系统基础上，学校已经花了大量的资金用于建设校园网的物理环境，如电脑、服务器、交换机、通讯线路等。校园网是为教学服务的，人员的培训和软件环境的建设是校园网系统的灵魂，不可能没有。所以说，从物质条件、经济上来考虑，学校的系统建设是可行的。操作可行性方面，本系统的使用基本上是不用学习的，凡是会上互联网的教职工和学生都能够使用本系统，操作上比较简单。

2.系统数据流程图

基于建构主义教学理论及上述教学流程分析，给出系统数据流程图（见图4）。

五、系统设计

1.系统实体联系图

系统实体联系图反映实体联系的实质，根据上述教学理论的分析和数据流程图，系统的实体联系图如图5。

2.数据库设计

由于考虑到本系统是应用在网络系统上，另外根据学生的规模，在此基础上，数据库中建立如下A～I表格结构：

A表：教师基本信息表（教师编号、姓名、年龄、职称、照片、简介、登录名、密码、电子邮件、访问次数、登陆时间、权限）

B表：学生基本信息表（学生编号、姓名、学号、班别、年级、登录名、密码、电子邮件、访问次数、登陆时间、注册时间、提问次数）

C表：公告信息表（公告编号、标题、内容、时间、访问次数）

D表：测试题表[题目编号、题目、答案（A、B、C）、教师编号、教程编号、题目说明、时间]

E表：课程学习内容表（教程编号、章节、前导知识、重点难点、标题、路径、内容、教师编号、时间）

F表：答案表（答案编号、问题编号、教师编号、内容、时间）

G表：成绩单表（成绩编号、学号、教程编号、成绩）

H表：提问题表（问题编号、学生编号、教程编号、教师编号、标题、内容、是否回答、时间）

I表：参考资料表（资料编号、资料名称、资料大小、更新日期、路径、简介）

3.系统功能设计

网络课程教学系统主要包括以下几方面的功能。

（1）教学组织管理。教学组织管理包括教师、学生和课程注册、学生信息管理和教学信息发布，如教学文件、通知和通告等内容的下发，学生反馈意见的收集等。

（2）课程学习。课程学习是系统的主要功能，学生可以在线了解课程导论，如该课程的前导课程、学习者必备知识和技能、课程教学内容简介等，从导航系统中学生还可以了解章节目录，前后知识内容的连通性，便于从整体上把握课程教学的线索。教师可以及时为学生提供导学信息，进行学习方法指导，按照教学实施方案对各章节的重点、难点进行讲解和提示，并进行总结和复习，教师与学生能够在线交流，分析、解答作业与测验题等。

（3）教学资料的查询及下载

教学信息查询是指按照课程内容进行分类查询，它包括各种数字化教学材料，多种媒体材料的有关介绍、互联网上教育资源的检索、学科的前沿动态和教学信息等，并提供有关网址的链接。

（4）课程教学评价

除按课程实施方案有计划地布置作业和进行测验外，学生为了进行自我学习检查，在教学效果测评的帮助下可从教师所设置的网上题库中抽取练习题，并由系统或教师批阅，做出反馈。

（5）学习讨论园地

学习讨论园地是指通过论坛讨论，老师与学生、学生与学生可以就学习中的问题，或教师布置的某个主题进行讨论，并发表意见等。

5.界面设计

本系统考虑到使用学生的年龄结构，学生计算机水平不可能太高，为了兼顾到大部分学生，界面设置尽可能简单化，既能实现系统的功能，又要实现系统的稳定性。

六、程序结构流程图

考虑功能和程序上的需要，本系统的结构流程图如图6。

基于网络的课程教学系统的构建是应用建构主义学习理论，以教学设计为中心的一个教学系统，系统充分利用了网络的优势，重组教学信息资源，使校园网真正用于教学，实现了系统的最终目标。

（责编 林 剑）