【導讀】基于WEB的網(wǎng)絡多媒體CAI課件的設計與開發(fā)

　　

【正文】 計的疑難問題，提示幫助，而不是概念原理、問題答案的直接表達。對大部分知識而言，主動感知、積極思維使學習者眼、耳、口、腦多種感官協(xié)同作用，能夠獲得很好的認知效果，但對一些科學發(fā)現(xiàn)、實驗過程、現(xiàn)象、事物間錯綜復雜的結(jié)構(gòu)關(guān)系，通過 “ 做中學 ” 、 “ 活動教學 ” ，讓學習者親自操 作，親基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 17 身體驗，會理解掌握得更全 面、更深刻。 課件中，采用動畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)讓學生操作電腦完成這樣的練習：界面上提供一些散亂擺放的花的 “零件 ”，學生用鼠標點擊拖動各部件到屏幕上的既定位置。位置正確則連接，同時給以表揚；錯誤則返回原處，并給予提示。經(jīng)多次嘗試，使學生輕松掌握花的結(jié)構(gòu)。如此的設計提供了操作的實踐環(huán)境，使學習者積極參與，獨立思考，收集處理信息，綜合運用所學理論知識進行探究發(fā)現(xiàn)，促進了理性向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化。 關(guān)鍵設計 (1) 技術(shù) 頁和控件框架是一種編程框架，它在 Web 服務器上運行，可以動態(tài)地 生成和呈現(xiàn) 網(wǎng)頁?？梢詮娜魏螢g覽器或客戶端設備請求 網(wǎng)頁， 會向請求瀏覽器呈現(xiàn)標記（例如 HTML）。通常，您可以對多個瀏覽器使用相同的頁，因為 會為發(fā)出請求的瀏覽器呈現(xiàn)適當?shù)臉擞?。但是，您可以針對諸如 Microsoft Inter Explorer 6 的特定瀏覽器設計 網(wǎng)頁，并利用該瀏覽器的功能。 支持基于 Web 的設備（如移動電話、手持型計算機和個人數(shù)字助理（ PDA）的移動控件。 網(wǎng)頁是完 全面向?qū)ο蟮?。? 網(wǎng)頁中，可以使用屬性、方法和事件來處理 HTML 元素。 頁框架為響應在服務器上運行的代碼中的客戶端事件提供統(tǒng)一的模型，從而使您不必考慮基于 Web 的應用程序中固有的客戶端和服務器隔離的實現(xiàn)細節(jié)。該框架還會在頁處理生命周期中自動維護頁及該頁上控件的狀態(tài)。 使用 頁和控件框架還可以將常用的 UI 功能封裝成易于使用且可重用的控件?？丶恍杈帉懸淮?，即可用于許多頁并集成到 網(wǎng)頁中。這些控件在呈現(xiàn)期間放入 網(wǎng)頁中。 頁和控件框架還提供各種功能，以便可以通過主題和外觀來控制網(wǎng)站的整體外觀和感覺?？梢韵榷x主題和外觀，然后在頁面級或控件級應用這些主題和外觀。 通過 應用程序使用的配置系統(tǒng)，可以定義 Web 服務器、網(wǎng)站或單個應用程序的配置設置。您可以在部署 應用程序時定義配置設置，并且可以隨時添加或修訂配置設置，且對運行的 Web 應用程序和服務器具有最小的影響?；?WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 18 配置設置存儲在基于 XML 的文件中。由于這些 XML 文件是 ASCII 文本文件，因此對 Web 應用 程序進行配置更改比較簡單。您可以擴展配置方案，使其符合自己的要求。 包括一個可擴展的宿主環(huán)境，該環(huán)境控制應用程序的生命周期，即從用戶首次訪問此應用程序中的資源（例如頁）到應用程序關(guān)閉這一期間。雖然 依賴作為應用程序宿主的 Web 服務器 （ IIS），但 自身也提供了許多宿主功能。通過 的基礎結(jié)構(gòu)，您可以響應應用程序事件并創(chuàng)建自定義 HTTP 處理程序和 HTTP 模塊。 中提供了對創(chuàng)建 Web 服務器控件設計器（用于可視化設計工具 ，例如 Visual Studio）的增強支持。使用設計器可以為控件生成設計時用戶界面，這樣開發(fā)人員可以在可視化設計工具中配置控件的屬性和內(nèi)容。 (2)三層架構(gòu)設計 采用三層架構(gòu)以后，用戶界面層通過統(tǒng)一的接口向業(yè)務層發(fā)送請求，業(yè)務層按自己的邏輯規(guī)則處理請求后進行數(shù)據(jù)庫的操作，然后將數(shù)據(jù)庫返回的數(shù)據(jù)封裝成類的形式返回給用戶界面層。這樣用戶界面層甚至可以不知道數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，只要維護與業(yè)務層之間的接口即可。這種方式在一定程度上增加了數(shù)據(jù)庫的安全性，同時也降低了對用戶界面層的開發(fā)人員要求，因為界面層根本不用進行任 何數(shù)據(jù)庫的操作。 系統(tǒng) 構(gòu)思 以及 結(jié)構(gòu) 要求 說明 本系統(tǒng)為 B/S(瀏覽器 /服務器 )結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡應用程序，通過瀏覽器頁面訪問位于服務器上的數(shù)據(jù)庫， 系統(tǒng)采用 B/S(瀏覽器 /服務器 )編程模型，它包含瀏覽器、 WEB服務器和數(shù)據(jù)庫服務器三層結(jié)構(gòu)。在這一運行模式下，客戶端無須安裝附加軟件，使用方便。 系統(tǒng)分為以下幾個較為獨立的功能系統(tǒng)： (1)教材 管理發(fā)布 ： 教材是提高教學質(zhì)量、激發(fā)學習興趣的關(guān)鍵。教材的編寫 為老師 ，然后發(fā)布到 WEB 站點。教材的內(nèi)容可按章、節(jié)組織，并采用 WEB 頁面的框架結(jié)構(gòu)進行處理。根據(jù)教學需要，還應在教材 中引入指向習題的超級鏈接，以便于學生可以在教材的學習過程中可以進行習題演練。 (2)習題 發(fā)布 ： 教師可以通過 瀏覽答疑室里學生對習題的反饋情況 ，隨時對習題進行調(diào)整，使練習具有更好的針對性。 (3)答疑系統(tǒng) ： 答疑是學習中不可缺少的一個重要組成部分，因為本課件基本上基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 19 是一個自學習系統(tǒng)，所以問題的及時、準確解答就顯得更為重要。在解答系統(tǒng)的設計中，學生可以自由提出問題，而問題的回答可以由教師、同學等通過網(wǎng)絡來進行。 整個軟件系統(tǒng)在設計上保持了各個部分的獨立，以便于擴展和實現(xiàn)。但同時，在實現(xiàn)教學任務的過程中，各部分又是有機 融合在一起的，并體現(xiàn)了各自的特點。這樣既充分體現(xiàn)了學習的規(guī)律又最大程度地保證了學習的靈活性。 一個完整的基于 Inter 教學系統(tǒng)，不僅需要系統(tǒng)軟件的支持，如網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、WEB 服務器、 FTP 服務器等等，還需要一些專門支持教學的應用軟件 [14]。 （ 1） 學習系統(tǒng) 適應性 ： 由于參與遠程學習的學員來自各行各業(yè)，他們沒有一個統(tǒng)一的起點，能力參差不齊，因此，遠程教學系統(tǒng)必須能夠針對不同能力的學生，提供不同形式的教學。 適應性超媒體教學指根據(jù)學生的個別能力特征，動態(tài)呈現(xiàn)與學習者當前學習能力最相關(guān)的基于超媒體教學內(nèi)容 。它有兩個含義，首先是學習內(nèi)容的選擇上，系統(tǒng)根據(jù)學習歷史記錄和能力估計，選擇學生沒有掌握或是沒有學習過的教學內(nèi)容，這些學習內(nèi)容是與當前學生能力最接近的。學習內(nèi)容的選擇與組織以認知單元為最小單元，一個認知單元就是教學目標中所規(guī)定的最小的一個知識點，針對這一個小知識點所展開的教學內(nèi)容稱之為一個認知單元。每個學習階段，可以選擇一個或幾個認知單元。其次，是在學習內(nèi)容的組織上，系統(tǒng)將根據(jù)對學生估測的能力和學生的認知風格，選擇最適合學習者的內(nèi)容呈獻方式，在適應性學習系統(tǒng)中，每個認知單元的教學展開都有好幾種形式，有一些詳 細、有一些簡略；有一些具體形象、有一些抽象；另外，提供給學生的相關(guān)輔助材料，練習試題等等，都各不相同。學習內(nèi)容的組織，主要以超媒體的方式進行，差別主要體現(xiàn)在鏈接的層次和鏈接的單元上，它將根據(jù)不同能力的學生，有所不同。 （ 2） 師生交互 的 能力 為了有效的支持分布在異地的師生間交流，遠程交流工具應不僅僅提供傳統(tǒng)的基于文本交流，還應提供包括圖形、語音、視頻等多媒體的支持。同時，類似于傳統(tǒng)的教室教學中的黑板，身處異地的師生也能夠通過特定的軟件白板來交換意見。 軟件共享白板：軟件共享白板是一個為在 Inter 環(huán)境進 行教學的教師和學生提供文本以及圖形共享的區(qū)域。教師可以將一張圖片貼入共享白板中，并利用系統(tǒng)提供的特定畫圖工具和文本輸入工具，在所貼的圖片上進行標記、說明。教師端的白板中的圖形和文字可以通過 Inter 同步傳遞到交流環(huán)境中的其他學生端白板中。學生可基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 20 以同步的察看教師在白板中的板書內(nèi)容，這樣，共享白板實現(xiàn)了傳統(tǒng)教室中黑板的功能。 語音交互：語音交互是異地師生之間一種有效的交流方式。 視頻交互：為了增加師生教學過程的生動性，也需要師生間能夠看到各自的視頻圖像 。教師可以任意選擇特定的學生端視頻，也可以同時看到多 個學生端的視頻 圖像 。學生端可以選擇觀看教師端視頻。 傳統(tǒng)文本交談：與一般的文本聊天客戶端程序有相同的功能，包括私人交談和公眾交談兩種方式。在私人交談模式下，教師可以選定特定的一個在同一交流環(huán)境中的學生進行文本交流。也可以是一個學生與同環(huán)境中的另一個學生之間進行私人交談。在公眾交談模式下，一個教師或者學生的鍵入的文本信息可以被同一交流環(huán)境中的其他學生和教師共享。 同步瀏覽機制：在交流過程中，能夠提供同步瀏覽的機制。教師可以通過鍵入URL 地址，并將該地址廣播到同一交流環(huán)境中 數(shù)據(jù)庫設計與系統(tǒng)實現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫（ Database）是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫，它產(chǎn)生于距今五十年前，隨著信息技術(shù)和市場的發(fā)展，特別是二十世紀九十年代以后，數(shù)據(jù)管理不再僅僅是存儲和管理數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)變成用戶所需要的各種數(shù)據(jù)管理的方式。數(shù)據(jù)庫有多種類型，從最簡單的存儲有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進行海量數(shù)據(jù)存儲的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個方面得到了廣泛的應用 [15]。 數(shù)據(jù)庫的目的是幫助人們跟蹤事務。經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫應用涉及諸如訂單、顧客、工作、員工、學生、電話之類的項，或其它數(shù)據(jù)量較大、需要密切關(guān)注的事務 [16]。最 近，由于數(shù)據(jù)庫的普及，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)被應用到了新的領域，諸如用于 Inter 的數(shù)據(jù)庫或用于公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫也被越來越多地應用于生成和維護多媒體應用程序上。 計算機的數(shù)據(jù)處理應用，首先要把大量的信息以數(shù)據(jù)形式存放在存儲器中。存儲器的容量、存儲速率直接影響到數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展。使用計算機以后，數(shù)據(jù)處理的速度和規(guī)模，無論是相對于手工方式，還是機械方式，都有無可比擬的優(yōu)勢。通常在數(shù)據(jù)處理中，計算是比較簡單的而數(shù)據(jù)的管理卻比較復雜。數(shù)據(jù)管理是指數(shù)據(jù)的收集、基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 21 整理、組織、存儲、維護、檢索、傳送等操作，這部分 操作是數(shù)據(jù)處理業(yè)務的基本環(huán)節(jié)，而且是任何數(shù)據(jù)處理業(yè)務中必不可少的共有部分。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣，將直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。 數(shù)據(jù)庫在一個管理信息系統(tǒng)中占有非常重要的位置，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設計的好壞將直接對應用系統(tǒng)的效果產(chǎn)生影響。合理的數(shù)據(jù)庫設計可以提高數(shù)據(jù)庫存儲效率，保證數(shù)據(jù)的完整和一致 [17]。同時合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也將有利于程序的實現(xiàn)。 設計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，應該首先了解用戶的各個方面的需求，包括現(xiàn)有的以及將來可能增加的。建立一個數(shù)據(jù)庫文件后，需要在數(shù)據(jù)庫文件中建立一個數(shù)據(jù)表。出現(xiàn)設計界面后就可以創(chuàng)建表了。 數(shù)據(jù)庫需求分析 數(shù)據(jù)庫概述： （ 1） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： SQLServer 2021 （ 2） 數(shù)據(jù)庫中文名稱： 基于 WEB 多媒體網(wǎng)絡課件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計說明書 （ 3） 數(shù)據(jù)庫英文名稱： NETSTUDY 數(shù)據(jù)庫的設計規(guī)劃分下面幾條： （ 1）用戶分教師、學生 （ 2）教師可 擔任多門網(wǎng)路課程 （ 3）學生也可選修一門或多門課程 （ 4）每門課程有課程作業(yè) （ 5）每門課程有課程課件（ ppt、 avi 視頻等） 根據(jù)上面的設計規(guī)劃出實體有：用戶信息實體、教學資源實體、作業(yè)實體、課程實體。 圖 31 用戶信息 ER 圖 用戶 用戶編號 用戶性別 用戶姓 名名 密碼 基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 22 圖 32 課程實體 ER 圖 （ 1）用 戶 ， 包括數(shù)據(jù)項：用戶 id、用戶名、密碼、用戶類型（學生老師）。 如圖31 所示 。 （ 2）課程：課程編號、課程名稱、任課教師 。如圖 32 所示 。 （ 3）教材資源：資源編號、資源類型、資源大小、所屬課程。 （ 4）作業(yè)：作業(yè)編號 。 （ 5）選課記錄：選課 編號、學生編號、課程編號。 如 圖 33 所示。 圖 33 選課記錄 ER 圖 數(shù)據(jù)庫中表的建立 （ 1） vblesson表：在該表中存放了一些關(guān)于 Visual ，例如：章節(jié)編號、授課主題、授課內(nèi)容、實例程序代碼等。這個表內(nèi)的信息是系統(tǒng)的主體基礎，用于教學的數(shù)據(jù)將從該表中提取。表結(jié)構(gòu)見表 33。 表 33 vblesson 表 課程 課程編號 任課教師編 號 選課記錄 選課編號 課程編號 學生編號 字段名 字段含義 長度、類型 說明 Charpter 章節(jié)編號 文本（ 10） Title 授課主題 文本（ 50） Content 授課內(nèi)容 備注 Program 實例程序代碼 備注 表 1 基于 WEB 的網(wǎng)絡多媒體 CAI 課件的設計與開發(fā) 23 （ 2） clesson表：在該表中存放了一些關(guān)于 C語言的授課內(nèi)容信息。 （ 3） vbhomework表：在該表中存放了一些關(guān)于 Visual ，例如：課后練習、章節(jié)、 vbhomework（初級難度 的課后作業(yè)）等。這個表內(nèi)的信息是教師有意識地進行分層教學的基礎，用于 Viusal 該表中提取。表結(jié)構(gòu)見表 34所示 。 表 34 vbhomework 表 （ 4） vbmhomework表：在該表中存放了一些關(guān)于 Visual 息，例如：課后練習、章節(jié)、 vbmhomework（中級難度的課后作業(yè)）等。 表結(jié)構(gòu)如表35所示 。 表 35vbmhomework 表 字段名