在線學(xué)習(xí)互動系統(tǒng)的設(shè)計-全

專業(yè)學(xué)術(shù)論文在線教學(xué)與互動系統(tǒng)設(shè)計北京市交通學(xué)校張京華摘要：近年來，互聯(lián)網(wǎng)在我國的快速成長，越來越多的學(xué)生開始使用各種不同的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。這些應(yīng)用在社會各界得到了廣泛的使用。隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的不斷深入開展，教學(xué)和學(xué)習(xí)的環(huán)境能否借助目前主流的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行改善，開展全新模式的教學(xué)活動，是一個重要的課題。更好地利用網(wǎng)絡(luò)資源，高效地開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程成為擺在所有教學(xué)人員面前的首要任務(wù)。結(jié)合實際情況，本論文討論了利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、流媒體技術(shù)和web2.0技術(shù)，設(shè)計了一套全新的在線教學(xué)與互動系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：在線學(xué)習(xí)流媒體技術(shù)web2.0教育教學(xué)一、設(shè)計背景2005年9月30日，著名的科技出版人TimO'Reilly發(fā)表了一篇對此后幾年時間影響很大的文章——《什么是Web2.0》。隨后的幾年時間，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品甚至商業(yè)模式都發(fā)生了巨大變化。新一輪的互聯(lián)網(wǎng)變革帶來了眾多不同的技術(shù)，P2P技術(shù)、RIA、流媒體技術(shù)、維基、博客、社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)、推送模式、 RSS閱讀、AJAX、RoR等一系列新技術(shù)，新概念在短短4~5年時間內(nèi)蓬勃發(fā)展。然而，這些技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用于社會中的互聯(lián)網(wǎng)用戶，同樣可以充分應(yīng)用在教學(xué)領(lǐng)域。相比傳統(tǒng)的教學(xué)和考試方式，基于Web的在線系統(tǒng)的主要好處是：動態(tài)地管理各種學(xué)科的學(xué)習(xí)材料和考試信息，只要準(zhǔn)備好足夠多的學(xué)習(xí)內(nèi)容和足夠大的題庫，就可以按照要求自動生成各種試卷；學(xué)習(xí)時間靈活，學(xué)生可以在規(guī)定的時間段內(nèi)的任意時間參加規(guī)定測試，也可自己選擇時間進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和練習(xí)測試；計算機(jī)化的考試的最大特點是閱卷快，系統(tǒng)可以在考試結(jié)束時當(dāng)場給出#客觀題考試成績和正確答案；師生之間和學(xué)生之間可以進(jìn)行互動，分享學(xué)習(xí)心得，幫助建立團(tuán)隊合作精神，增加學(xué)習(xí)的趣味性，并大幅改善學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)可以產(chǎn)生更濃厚的興趣；學(xué)習(xí)資源可以在學(xué)生之間快速相互傳遞，充分節(jié)約整個系統(tǒng)的存儲和帶寬等資源，降低整了目前傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式的運營成本。對于我國當(dāng)前的中職的學(xué)生來講，生源素質(zhì)普遍偏低，學(xué)習(xí)興趣普遍不高，對于課堂上所講的內(nèi)容很難及時消化。盡管每個學(xué)校都要求任課教師要定期進(jìn)行教學(xué)答疑，然而中職老師往往身兼數(shù)職，很少有合適的時間和精力來為學(xué)生進(jìn)行答疑。為了解決這個矛盾，也充分利用學(xué)校的計算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)資源，可以采用web技術(shù)和流媒體等Web2.0技術(shù)設(shè)計學(xué)校的在線教學(xué)與互動系統(tǒng)。二、在線教學(xué)與互動系統(tǒng)概要設(shè)計在線教學(xué)的網(wǎng)站系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的B/S三層體系結(jié)構(gòu)。對于學(xué)生而言，只需要簡單地通過打開瀏覽器，訪問固定的URL即可實現(xiàn)整個學(xué)習(xí)過程。具體內(nèi)容的圖示如下：為了確保整個網(wǎng)站的兼容性，網(wǎng)站所有相關(guān)編碼都應(yīng)該盡可能符合 W3C標(biāo)準(zhǔn)，以兼容包括IE、Firefox以及Chrome內(nèi)核的瀏覽器進(jìn)行使用；要求用戶瀏覽

器必須安裝Flash插件以瀏覽相關(guān)的視頻等內(nèi)容；服務(wù)器端操作系統(tǒng)可以采用比較穩(wěn)定的DebianLinux9.0或以上系統(tǒng)；Web服務(wù)器由輕量級httpd服務(wù)器承擔(dān)，考慮到Debian系統(tǒng)本身的特點，因此采用Apache系統(tǒng)完成，同時安裝PHP環(huán)境；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用MySQL4.0及以上產(chǎn)品即可，初期的開發(fā)，幾乎可以不涉及到軟件的采購成本。服務(wù)器上關(guān)于社會化服務(wù)相關(guān)內(nèi)容， 可以直接采用目前康盛創(chuàng)想提供的UCenter產(chǎn)品。三、系統(tǒng)功能模塊介紹根據(jù)教學(xué)課程設(shè)置和學(xué)生使用等特點，本系統(tǒng)劃分為八大模塊：學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶學(xué)生用戶流媒體在線點播多媒體信息閱讀資源下載個人博客群組在線測試相冊即時通信在線教學(xué)與互動系統(tǒng)1.群組模塊為了有效地對學(xué)生進(jìn)行在線行為的管理，需要一套有效的組織行為體系。目

前主流的社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)具備了現(xiàn)成的模式， 就是群組功能。所有在線的注冊用戶，可以根據(jù)其特性劃分到不同的小組當(dāng)中。以學(xué)校本身為例，天然的群組就是班級。每一個班級都是一個固定的群組，除此之外，學(xué)生還可以加入到各種各樣不同的興趣小組當(dāng)中，例如極品飛車、計算機(jī)軟件、金融市場、渠道與營銷等各種各樣根據(jù)學(xué)生興趣愛好自發(fā)組織出來的群組。 這樣不僅僅讓學(xué)生可以在物理上實現(xiàn)班級為單位的群體組織，而且還可以以虛擬的形式組織出很多專業(yè)之外的“班級”來，大大調(diào)動了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。而以班級為核心的群組，則可以傳遞班級日常事務(wù)等相關(guān)工作。學(xué)生只需要在電腦前，就可以對目前的學(xué)校和學(xué)生組織形式有直觀的了解。2．多媒體信息閱讀模塊在視頻模塊中發(fā)布的視頻教程多以案例講解為主，對于視頻教程中出現(xiàn)的一些名詞和知識點在教程中沒有詳細(xì)講解，所以在我的系統(tǒng)中還包括一個多媒體信息閱讀模塊。在多媒體信息閱讀模塊里，各種文字、圖片、動畫等多媒體信息以網(wǎng)頁的形式發(fā)布在網(wǎng)站當(dāng)中，所有學(xué)生都可以檢索并瀏覽他們想要的信息。所有的信息都是按照專業(yè)和課程的方式進(jìn)行組織，形成一個完整的課程體系，既可以滿足學(xué)生作為課后復(fù)習(xí)的需要，也可以為一些自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)生提供一個自學(xué)的平臺。此模塊也具有在線回復(fù)的功能，方便學(xué)生和老師交流。P2P資源下載模塊在現(xiàn)代的計算機(jī)教學(xué)中，會涉及到很多專業(yè)的軟件，在以前的教學(xué)中都是任課教師在第一節(jié)課給學(xué)生提供他所需要的軟件，各種軟件沒有統(tǒng)一的管理。通過這個下載模塊，把各種軟件按照課程、用途進(jìn)行分類，統(tǒng)一管理并提供搜索功能，學(xué)生可以很容易的找到并下載他們所需要的軟件，結(jié)合搜索技術(shù)和P2P傳輸技術(shù)，教師還可以將自己的課件、教學(xué)資料、作業(yè)練習(xí)等文件也發(fā)布到網(wǎng)上，下載的學(xué)生人數(shù)越多，這些資料和課件的傳播速度就越快，同時也大大降低了對服務(wù)器和帶寬的需求。個人博客模塊(Blog)俗話說：“敏而好學(xué)，不恥下問。”可現(xiàn)在的學(xué)生自尊心和虛榮心都非常強(qiáng)，再加上中考失利的打擊，不能勇敢的面對自身存在不足的事實，所以即使課上對老師所講的內(nèi)容和技能沒有聽懂、沒有掌握，課下也很少去問老師和同學(xué)。采用個人博客的方式，師生之間和學(xué)生彼此之間建立一種更直接的聯(lián)系，不必只因為學(xué)習(xí)的原因而和他人進(jìn)行溝通。除此之外，博客系統(tǒng)還可以用來發(fā)布作業(yè)等相關(guān)內(nèi)容，省去了紙質(zhì)文本傳遞的麻煩。相冊系統(tǒng)今天大多數(shù)學(xué)生都已經(jīng)擁有帶照相和攝像功能的手機(jī)，在校園里或者節(jié)假日，學(xué)生自己的生活是非常豐富多彩的。通過一個相冊系統(tǒng)來幫助學(xué)生分享他們在日常生活中的點點滴滴，不僅僅可以讓學(xué)生自己學(xué)會體驗生活，同時也可以讓學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)更多更好的興趣愛好，而不是整日沉溺在如網(wǎng)絡(luò)游戲等一些不夠健康的興趣愛好當(dāng)中。此外，相冊系統(tǒng)提供的空間和資源，可以彌補老師和學(xué)生在進(jìn)行文字溝通交流時的不足，以圖片的形式傳遞信息，有時可以達(dá)到事半功倍的效果。流媒體在線視頻點播模塊現(xiàn)在的中職學(xué)生，大多都出生在90年代。那時的北京家庭已經(jīng)基本普及了電視機(jī)和錄像機(jī)。而且根據(jù)學(xué)生上網(wǎng)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，偶偶網(wǎng)、土豆網(wǎng)等視頻網(wǎng)站占學(xué)生總訪問量的三分之一以上，可以說，現(xiàn)在的中職學(xué)生都是讀著畫面長大的讀圖一代，和中國以前讀著文字長大的幾代人有著明顯的差別，他們形象思維顯著，但是語言文字功力差，有時甚至根本就看不懂教科書。所以如果只是簡單的將教學(xué)資料以文字性的方式放在網(wǎng)上，很難引起學(xué)生的興趣，不能達(dá)到預(yù)期的效果。為了吸引學(xué)生的興趣，能夠讓本系統(tǒng)更加貼進(jìn)學(xué)生的實際能力，我利用現(xiàn)在盛行的流媒體技術(shù)搭建了一個學(xué)校在線流媒體視頻點播平臺。將優(yōu)秀的教學(xué)錄像和搜集的教學(xué)視頻發(fā)布到校園網(wǎng)，每個視頻教程還配以相應(yīng)的文字說明，使學(xué)生登陸系統(tǒng)后既可以按照順序點播自己想看的教程，也可以根據(jù)自己的需要按內(nèi)容搜索視頻教程進(jìn)行觀看。系統(tǒng)注冊用戶觀看教程后，還可以通過頁面的回復(fù)功能，與老師和其他同學(xué)交流自己的心得或發(fā)表自己的疑問，也可以回答其他同學(xué)提出的問題，讓學(xué)生在交互的學(xué)習(xí)中既學(xué)到了知識又培養(yǎng)了溝通能力。在線測試模塊由于多數(shù)社會關(guān)系網(wǎng)的實例都是提供開放平臺的，因此，可以借助這個開放平臺，直接開發(fā)出一套在線測試系統(tǒng)出來，并掛接在網(wǎng)站上，關(guān)聯(lián)到每一個學(xué)生用戶的賬戶當(dāng)中。在線測試模塊支持選擇題、填空題、判斷題、操作題等多種題型，還可以在考題中插入圖片、聲音、電影等文件，學(xué)生可以在校園網(wǎng)任意一臺計算機(jī)登陸中進(jìn)行考試和測試，并全部由計算機(jī)自動判分，成績上傳到服務(wù)器，自動對成績進(jìn)行統(tǒng)計和分析。在線考試模塊分為系統(tǒng)設(shè)置、考試管理、考試登陸三個部分。系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)設(shè)置中可以對測試科目、班級、學(xué)生等進(jìn)行設(shè)置，在每個科目中錄入題庫、分配管理教師，不同的科目可以指派不同的教師來管理。管理教師可以登陸考試管理，在考試管理中可以修改題庫，設(shè)置試卷題目類型和難度系數(shù)并生成試卷，還可以設(shè)置考試的允許登陸時間。生成試卷以后，學(xué)生就可以用分配給他的帳號登陸考試或者用任意帳號登陸測試練習(xí)試卷。學(xué)生交卷以后就可以看到自己的成績和題目的正確答案，方便學(xué)生考察自己的學(xué)習(xí)效果和欠缺點。即時通信模塊這部分功能實際上和目前主流的即時通信軟件并沒有太大的不同，但它主要提供的是網(wǎng)頁上的即時通信，這部分內(nèi)容一方面是為了滿足流媒體在線播放系統(tǒng)在交互上的不足，這樣學(xué)生在進(jìn)行視頻課程的時候，可以實時地根據(jù)課堂上的內(nèi)容提問，由老師進(jìn)行解答。同時這也是一種有效減低師生間隔閡的溝通交流方式，對于一些不太愛說話，性格比較內(nèi)向的學(xué)生而言，有很大的好處。四、系統(tǒng)先進(jìn)性分析在線教學(xué)與互動系統(tǒng)中共享的豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、學(xué)習(xí)資源給師生提供了有利的學(xué)習(xí)支持。它不但是學(xué)生鞏固課堂教學(xué)的好幫手，還給學(xué)生提供了自學(xué)和相互交流的平臺。較之傳統(tǒng)的教學(xué)方法，更具有如下的優(yōu)勢：1．時間、空間上的優(yōu)勢在線教學(xué)與互動系統(tǒng)突破了時空的界限，大大的節(jié)省了教育資源，而且?guī)熒g可以實現(xiàn)互動，反饋和交流都比傳統(tǒng)的教學(xué)方便、有效率。服務(wù)器幾乎是7*24小時開機(jī)，學(xué)生可以在任意時間通過校園網(wǎng)登陸在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)?，F(xiàn)在學(xué)校已經(jīng)實現(xiàn)了無線覆蓋，學(xué)生可以用筆記本電腦進(jìn)行無線上網(wǎng)，真正做到了“學(xué)習(xí)可以隨時隨地”。2．資源數(shù)量上的優(yōu)勢隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的存儲空間越來越大、訪問速度越來越快。一塊100G的硬盤就可以存儲高質(zhì)量的流媒體視頻500多小時，網(wǎng)頁文件更是無法計量，而現(xiàn)在的服務(wù)器的硬盤空間都在幾百個G以上并且可以很容易的進(jìn)行擴(kuò)充。在線教學(xué)與互動系統(tǒng)中存放的資源量遠(yuǎn)比一個普通中職的圖書館所包含的知識量要多得多，而且更新速度也要快得多。3．管理方便、靈活，信息更新快在線教學(xué)與互動系統(tǒng)采用模塊化、層次化、會員制的分布式后臺管理方式，很容易地就可以實現(xiàn)對課程的添加、修改和刪除等設(shè)置，管理非常方便。不同的課程由不同的老師來管理，每個老師只負(fù)責(zé)一個課程的信息更新和維護(hù)，而且每個用戶都有一定的信息發(fā)布權(quán)力，信息的更新由所有參與的人共同來完成，大大地減輕了管理者的工作量和勞動強(qiáng)度，也提高了信息更新的速度和與學(xué)生的緊密度。4．交流多樣化，充分引導(dǎo)每個學(xué)生在線學(xué)習(xí)與測試體統(tǒng)為師生的交流提供了一個多樣化的平臺，在這個平臺上任何一個用戶都都可以通過多種方式進(jìn)行表述。通過對一些積分、晉級等手段的鼓勵，可以大大幫助學(xué)生之間和師生之間進(jìn)行交流，相互幫助，提高團(tuán)隊合作精神。5.迎合主流文化，加強(qiáng)溝通新一代的學(xué)生，有完全不同的溝通和交流方式，這些方式通過目前的互聯(lián)網(wǎng)所表現(xiàn)出來的就是個人空間、博客、微博等形式展現(xiàn)出來的溝通方式。這個系統(tǒng)的設(shè)計思路，