基于WEB数据库技术的计算机辅助教学系统

2018-04-03张瑜

宿州教育学院学报 2018年2期

张瑜

（朔州师范高等专科学校山西·朔州 036000）

计算机教学的核心部分包括教学资源数据库的设计和WEB交互的设计[1]。良好的数据库架构设计和WEB交互设计直接影响到学生对计算机辅助教学系统的使用，数据库的设计准则包括清晰、易用以及交互合理。到目前为止，绝大多数的计算机辅助教学系统的数据库和WEB交互是相互分离的，数据库的设计存在大量的资源冗余现象，与WEB交互之间的联系也比较弱，使得计算机教学系统的效率低下，教师在使用过程中资源加载较慢，对课程的设计影响较大，学生在使用过程中也会由于WEB交互的设计模式等问题较为不便[2]。新兴的WEB数据库，其设计要力求减少数据的冗余，节省服务器的空间，提升资源的使用效率。在WEB数据库中，数据库与WEB交互之间能够快速融合，资源的利用率较高，教师和学生能够在更为高效的计算机辅助教学系统中教学和学习。本文基于WEB数据库的设计，分别对教学系统中的教师角色和学生角色完成设计，在新兴的辅助教学系统中，提供更多、更便捷的教学辅助功能，最大化的提升教学中师生之间的联动性[3]。分别从系统需求分析，系统架构构建和系统实施应用三个方面完成基于WEB数据库技术的计算机辅助教学系统。

1 计算机辅助教学系统需求分析

计算机辅助教学系统的构建旨在通过计算机的计算能力和存储能力协助教师完成教学设计和实施。该类系统的设计准则简洁实用，使用该类系统的对象主要为教师和学生，所以需要设计两个功能各异的客户端。系统的服务器设计需要满足较大的承载，承受较大流量访问时的数据压力，并同时满足使用者的功能需求[4]。一般来说，教师角色在系统中主要功能包括设计课件，布置作业，解答问题和在线检查作业。当前的大多数辅助教学系统存在限制性，由于数据库的承载能力有限，不能布置过于复杂以及过多的任务，只适合布置一些开放性的问题，通常教师只能采用简单的PPT设计课件，展示的内容只限于本文和图片，内容展示单一。在本文构建的系统中，对于教师角色的需求应该满足教学内容的再编辑以及容易识别，服务器的荷载也需要保证在一定的范围内[5]。学生角色在辅助教学系统中存在的问题通常是缺少足够的理解反应能力，由于绝大部分的学生注意力时间一般为15分钟以内，在该系统的构建中，考虑到学生的注意力能力时间有限，应该在系统构建一定时间范围内的师生交互过程，这样不但能够提升教学的质量，还能够让学生对课堂保持一定的注意力，有效利用辅助系统完成教学。

2 计算机辅助教学系统架构构建

2.1 系统架构综述

在该教学系统的WEB数据库中，需要同时面对大量的随机用户的访问和查询，其中大部分用户需要进行及时的跟踪和提供特定的服务，保持数据库的保密性和一致性。对于服务器的设计，需要保证提供师生角色通过浏览器的方式快速访问，并在数据中转服务器中提供中继站作为常用数据转发站，提供更为高效的资源获取。在整个系统中，教师角色的功能需求应该包括课程管理，在线交流，教学资源管理和教师角色管理；学生角色的功能需求应该包括学习空间管理，在线交流，在线测试和学生角色管理。该套计算机辅助系统的构建目的是服务于师生，其内容的设计应该包括但不限于WEB数据库、教务处网站和多类别教学终端的设计。

2.2 教师角色

教师角色在系统中的主要需求为教学，其在系统中的主要数据流包括注册教师ID，设置登录密码，登录教学终端，对学生的在线课程、在线答疑和在线讨论进行针对性的解答。在WEB数据库的设计中，教师角色需要构建以下几个关键功能：在课程管理中需要开放管理和内容管理。课程的开放管理应该包括申请和审核开放两个部分。当教师角色需要在辅助教学系统中添加课程时，可以通过教学终端提交课程开放的具体信息，该信息由辅助教学系统管理员进行审核，确认无误后即可完成审核，并在课堂中开放该课程。系统管理员应该负责向学生终端公布并推送教师申请课程的资源，为某个教师申请的课程资源分配唯一的教学代码，并且在WEB数据库中分配空间记录该课程的具体信息。课程的内容管理，应该包括课程的具体介绍，课程的适用范围，课程的实验相关内容以及课程所需要的教学资源的共享。在本系统中，教师的课件资源不再限于PPT类的文字和图片，还增加了更多样化的例如视频、直播等素材进行更丰富的课程管理。在线交流中，教师终端的在线交流目的是对学生的讨论和疑问进行解答，在该系统中通过某门课程的任课老师完成在线交流的管理。教师可以根据学校的教育内容和教学方式确定合适的时间提供在线交流，并发起与学生之间的讨论和交流。另外，教师角色会收到学生终端的提问帖子推送，作为教师终端应该尽可能快的解答学生帖子中的疑问。教学资源在教学中充当的角色是让学生更方便、快捷的完成某门课程的预习和复习。教师角色应该在教师终端上将教学的任务资源发布到WEB数据库中，学生终端可以通过查询访问数据库中的教学资源并完成下载，学生可以充分利用空闲时间访问数据库，下载相应课程的学习资源进行提前的预习和复习，提升学生积极主动的学习能力。另外，管理员也可以通过网络搜索教学相关的优质资源并共享到数据库中提供为学生。教师角色的管理可以包括教师的基本信息管理，以及教师的教学质量评判等内容，提供与学生终端相适应的相互评分系统，让教师的教学效率、学生的学习效率更高。

2.3 学生角色

学生角色在系统中的主要需求为学习，其在系统中的主要数据流包括注册学生ID，设置登录密码，登录学生终端，构建在线答疑和在线讨论询问自己的疑惑，还可以通过发帖的形式在全网公布自己的疑惑。在WEB数据库的设计中，学生角色需要构建以下几个关键功能：在学习空间管理中，学生可以通过登录学生终端，在服务器和WEB数据库上创建学习交流的房间或者通过其他方式进行学习疑惑的讨论。一般来说，以班级为单位创建的讨论组或房间最为合适，在该房间或组中的学生在相同的时间内学习了相同的知识，有助于讨论。另外，对于学习专题的讨论，学生还可以根据自己的兴趣构建某个学科的兴趣小组，该兴趣小组不限于以班级为单位，但是能够极大地提升学生学习的主观能动性，提升学习的兴趣和积极性。在线交流中，学生的在线交流包括学生之间的资源分享，交流学术观点和知识，还包括师生之间的疑惑解答和课程总结等功能。同时，在学生之间构建的在线交流区也提供网络信息搜索工具，使得学生不限于WEB数据库中的教学资源，还可以利用更广阔的互联网资源进一步提升学习的能力。在该系统的催化下，学生不但能够提升学术的视野，还能够锻炼各方面的综合能力，获得多个学校之间的资源交流。在线测试中，课程学习的好坏需要通过测试完成，在本系统中提供在线测试功能。测试内容可以以课程为单位也可以以课程的章节为单位。在测试过程中，WEB数据库可以通过测试的对象从测试集中客观的抽取测试题目，提供给学生完成在线测试。学生收到测试题目解答完成以后，将测试的答案提交给系统。系统可以通过评价标准直接给出测试结果，并且为各个习题提供标准答案以及习题讲解。在学生完成多个在线测试之后，系统会根据学生的实际情况为学生制定下一步学习的计划和建议。在线测试系统只是一个客观的测试过程，不会对学生的思维进行限制，大部分为开放性测试，受试学生可以根据自己的思维灵活的解答。该项功能能够一定程度上提升学生的自主分析和创新等能力。学生角色的管理可以包括教师的基本信息管理，以及学生学习能力自评等内容，提供与教师终端相适应的相互评分系统，让师生效率更高。

2.4 多样化功能

多样化功能是构建在传统计算机辅助教学系统之上，提供更为科学、高效的功能。在本文构建的教学辅助系统中，还包括以下特色功能：在教学资源展示板块中，提供各种教学信息的展示，包括但不限于教师提供的资源，还包括网络的优质资源。同时，该板块还能够为教师进行资源管理提供更为便利的途径。在线交流讨论板块可以以师生问答的方式展开教学答疑之间的互动，有利于提高学生学习的积极性，并为师生之间的交流提供更为便利的途径。在线发布和提交作业中，异地同步的作业发布和提交功能是本文构建系统的新型功能。在多媒体资源搜索中提供不同类型的资源搜索功能，让计算机辅助教学系统的资源不再限于文字和图片，拥有更多样化的教学资源获取。教学接受效果评估板块中，教学的评估在新时代是很重要的，教学评估应该是双向选择的，教师可以通过系统评估学生对所学知识的接受程度，学生也可以通过系统评估教师的教学效果。双向评估能够促进教学的深入，提升教学的质量，完善教学的各种弊端。

3 计算机辅助教学系统实施应用

计算机辅助教学系统除了架构设计，还需要进行有效的实施应用。在本文构建的辅助教学系统中，教学过程已经不限于传统的黑板了，需要利用当前所拥有的各种形式的教学资源满足学生日益增加的多样化的学习需求。在不同的场景下，可以采用文本、图片或者视频等多种资源完成学习，甚至在有条件的时候还可以采用直播的方式进行教学和学习。系统在教学过程中还可以使用SPSS软件对学生学习中使用的学习视频、学习时间和学习兴趣进行归纳统计分析，在教学过程中产生最优化的教学资源分配，促进教学和学习资源为学生和老师最大化利用，真正完成学生的多方面发展和教学的便捷、快捷。