立体化电子教材系统设计与实现

摘 要本论文主要针对立体化电子教材的特点,利用建构主义学习理论和超文本多媒体处理技术,设计并开发一套立体化电子教材系统.从实际的应用需求出发,在对网络蜘蛛技术、AJAX技术等特性进行深入研究的基础上,采用MVC模式进行开发立体化教材资源系统,并最终给出系统运行方案.研究的内容包括：管理、用户信息管理、教材信息管理、立体化教材、信息推荐、系统维护模块六个模块.

【关 键 词】立体化教材建构主义超文本多媒体

1立体化教材系统介绍

1.1立体化教学资源系统

立体化教学资源系统,它可以从教学资源库、教学包以及相关的学科课程网站三个层次来实施立体化教学资源的建设.它是建立在当前网络技术水平和教学基础设施条件之上的.其目的是为师生提供一种高效的教学资源的系统解决方案,极大限度的满足教学需要,满足教育市场需求,最终形成相应的教学能力,有效的促进教学的改革.立体化的教学资源具有系统性,它所含的内容也可以灵活构建.用户可以进行对象写作,不同的用户,可以从整个教学资源系统中选择某一模块,这样可以满足不同教育背景、不同层次、不同教师和学生对象个性化学习的需求,为教育教学改革怎么写作.其建设内涵主要包括教学环境数字化,教学信息系统化,教学对象层次化三个方面.

1.2立体化教材

“立体化教材”是近几年以来在国内提出的教材建设新理念,是运用现代教育信息手段推进教材建设的新成果.它来源于国外的综合教材（IntegratedTextbook）、学习包（StudyPackage）和教学包（Teaching/InstructionalPackage）.国内有不少学者和专家深入研究过立体化教材,这里我主要引荐黄荣怀教授的见解[5]：“立体化教材不仅指采用了纸质、光盘和网络等多样化的外在表现形式,还强调内容编排与呈现方式的立体化设计,主要指以现代教育教学理论为指导,以网络、多媒体等信息技术为依托,提供一整套能够最大限度地满足教与学需要的整体解决方案,其目的是更新教学观念和教学模式,提高教学质量和效益”.立体化的教材开发过程中融入了研究性的学习设计内容,使其能为学习活动有效开展提供全方位的支持.建构主义强调学习者在学习活动中的主体地位,教师只是学习过程的帮助者和指导者.以学习者为中心的方式学习,既要强调学习者的主体认知作用,又不能忽视教师的指导作用.教师的主要工作是：为学习活动的顺利有效进行提供策略、方法、资源支持,而不是单纯地传播知识.学生是自我发展、信息加工的主体、是意义的主动构建者,并不是固化了知识的被灌输的对象和被动接受者.

2系统设计

2.1系统总体设计目标

本系统总体设计采用三层B/S结构,即浏览器/Web怎么写作器/数据库怎么写作器（B/S/D）模式.此三层结构有效的解决两层结构的不足,（B/S/D）模式将事务处理放在应用怎么写作器上,以访问Web怎么写作器为中心,客户端通过浏览器（Browser）访问Web怎么写作器以及与其相连的后台数据库.

根据系统论的基本思想,把为达到一定的教学目的,实现一定的教学功能的各种教学组织形式看成教学系统,可以指学校的全部教学工作,也可以是一门课程、一个单元或一节课的教学,或是为达到某种教学目的而实施的、有控制的教学信息传递过程.因此,立体化教材系统设计要根据不同学科、不同应用对象、不同的应用环境来进行设计,以满足多样化、个性化、实用化的教与学需求.同时,教材的各组成部分在教学思想、教学内容、教学目标、教学策略上要有机融合,互为补充,形成综合的知识体系结构.在系统的设计时要达到以下几个方面,以利用教材资源系统能够解决以下的问题：超文本技术特性,实现教学资源信息化；多媒体与网络技术结合,实现教学资源数字化；教材系统平台设计,实现教学进程结构化；合理学习模式设计,实现学习个性化.

2.2系统业务流程分析

依据不同的用户身份,进入不同的系统操作界面,分配所对应的权限,如图1所示.学生能够根据专业的学习要求,按课程、内容、标题等不同的查询条件来搜索所需资源,并且同时获取到推荐资源.如果在学习的过程中,遇到较有兴趣资源,也可以通过增添入夹的形式加以注释.学生能够对教师上传的资源加以评分,也可以同时将有价值的学习资源共享给老师,实现数据共享.立体化教材课程资源均由专业教师发布,学生完成的作业和问题也可以存储在数据库怎么写作器中,以便教师解答.管理员主要针对系统基础信息、课程及章节信息等能够进行管理和维护.

2.3系统模块设计

根据系统的总体设计目标要求,对整个立体化教材系统进行功能分解.采用B/S模式的立体化教材系统由管理、用户信息管理、教材信息管理、立体化教材、信息推荐、系统维护六个部分组成,每个部分完成相应的功能来支撑整个系统.

管理模块主要负责系统登录和用户系统操作相关信息,包括系统登录、修改、管理、待办事件管理.

用户信息管理模块主要负责系统管理员对系统不同用户的权限设定和信息验证,包括用户权限管理、用户信息验证、用户基本信息管理.

教材信息管理模块主要负责教师完成立体化教材的录入和已录入教材的管理,包括教材基本信息、教材信息录入、教材应用分析.

立体化教材模块主要实现学生用户进行教材知识学习和个人学习信息管理,包括个人云盘管理、个人书架管理、教材信息学习、个人学习信息分析.

信息推荐模块主要根据用户在系统中所做的行为为用户推荐最适合的立体化教材资源和网络资源,包括网络信息收集、网络信息分类、用户行为分析、用户信息推荐.

系统维护模块负责系统的维护与管理,保证系统的正常运转,包括数据备份、数据库维护、系统消息管理、系统日志管理.

各个系统之间相互关连,每个部分完成自身的功能,以便来支持完整的立体化教学资源系统平台.本系统可以实现在不同的平台进行移植和操作,同时也为后期的开发与维护奠定了有力的基础.

3系统开发关键技术的应用

3.1AJAX技术的应用

本系统在设计时,对于WEB界面部分信息验证和信息刷新时,采用AJAX技术实现局部页面刷新,提高用户系统使用的好感度.AJAX全名是AsynchronousJaScriptandXML,是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术,是一种用于创建更好更快以及交互性更强的Web应用程序的技术.

3.2网络蜘蛛技术的应用

在本系统信息检索模块设计时,为了能够获取大量有意义的数据资源.改进设计了一种网络蜘蛛抓取算法.应用此种网络蜘蛛抓取算法能够实现网页资源信息选择性的抓取,提高对课程信息抓取的效率,与此同时也缓解了网络蜘蛛程序运行时对怎么写作器所产生的压力.

本系统在设计时,为了能够利用互联网上充分的网络资源,来怎么写作于立体化教材系统,利用网络蜘蛛技术进行信息抓取,网络蜘蛛是通过网页链接,从一个网页爬到另一个网页来进行网页内容搜集的工具.

3.3XML技术

立体化教材资源目前主要存在于各自高校的网络数据库怎么写作器或者是文件怎么写作器中.不同的系统平台、数据结构、数据库、资源描述、类型定义以及资源的最终形态都将有很大差异,要对它们进行统一高效的利用就必须使立体化教材资源规范化.XML（可扩展标记语言）,它可以规范、标准地定义结构化数据,使传输网上的数据和文档以及其它数据源符合统一的标准.

本系统经过初步实际应用验证,表明该系统工可以为教师提供有利的教学环境,为学生提供有利的教学模式,对实现教材的电子化、数字化,规范化有着积极的推动作用.

作者简介

邢丽（1978-）,女,讲师,研究生,现供职于黑龙江农业工程职业学院.

李丽崴（1976-）,女,讲师,本科,现供职于黑龙江农业工程职业学院.

作者单位

黑龙江农业工程职业学院黑龙江省哈尔滨市150088