1 引言
基于Web的超媒體計算輔助教學CAI" title="CAI">CAI(Computer Assist—ed Instruction)課件系統(tǒng)是以瀏覽器／服務(wù)器B／S(Browser／Server)模式開發(fā)，可在互聯(lián)網(wǎng)Intemet或局域網(wǎng)Intranet發(fā)布使用超媒體技術(shù)管理各種媒體信息的CAI課件，能夠?qū)嵤┠撤N教學策略,、傳授教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學目標的計算機軟件,，其實質(zhì)就是一種Web應用程序,。由于超媒體課件具有多媒體超文本實現(xiàn)能力，并且有良好的交互和動態(tài)特性,，所以借助Intemet或Intranet的計算機輔助教學和遠程網(wǎng)絡(luò)教育正在大力發(fā)展和推廣,。超媒體課件是在服務(wù)器上運行，用戶只需利用瀏覽器訪問即可,，用戶端真正實現(xiàn)“免安裝,、免維護”。因此,，這里提出一種基于Web的超媒體數(shù)字CAI課件系統(tǒng)設(shè)計方案,。
2 基于Web的超媒體課件系統(tǒng)設(shè)計
超媒體(Hypermedia)是一種新的多媒體信息管理技術(shù)，是利用超文本方式組織和處理圖形,、圖像,、聲音、動畫和視頻信息等各種媒體,，并將其集成在計算機,，從而能夠更加自然，更加“人性化”使用這些多媒體信息,。
該Web教學課件系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)計算模式,，具有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),、應用服務(wù)器、瀏覽器三層體系結(jié)構(gòu),。圖1是以《微機原理應用》課程為例的基于Web超媒體CAI課件體系結(jié)構(gòu),。
首先根據(jù)課程的文字稿所描述的知識點，該Web超媒體課件則以頁面形式一一呈現(xiàn)課程中的知識點,，使其一個個頁面有機組合在一起,，這樣就能使每個知識點對應于Web超媒體課件的一個節(jié)點。然后,，根據(jù)各個知識點的相互關(guān)系,，設(shè)計出有利于教學應用的網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)。Web超媒體課件的結(jié)構(gòu)有線性和非線性兩種,，線性結(jié)構(gòu)是將各知識點按一定的順序進行串接,，非線性結(jié)構(gòu)是通過聯(lián)想、相關(guān)等方式使知識點相互關(guān)聯(lián),。超媒體課件中的信息結(jié)構(gòu)則采用非線性的超文本方式,。
基于《微機原理及應用》Web超媒體課件總體結(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示,。其根目錄分為網(wǎng)上課堂,、在線交互、習題測試3部分內(nèi)容,，每一部分又分為具體的多項內(nèi)容．每項內(nèi)容又包含數(shù)個知識點,。知識點之間采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，便于跳轉(zhuǎn),，交互,，從而有利于教學。
(1)網(wǎng)上課堂網(wǎng)上課堂包括課程學習,、視頻點播,、模擬實驗及網(wǎng)上答疑。其中,，課程學習可提供《微機原理及應用》的精華內(nèi)容,，包括：計算機基本組成概述、微處理器CPU,、總線和主板,、存儲器、中斷及中斷控制,、I/O接口及總線。視頻點播可提供播放優(yōu)秀教師課堂現(xiàn)場的電子教案和音,、視頻材料,；模擬實驗是在計算機屏幕上模擬實驗環(huán)境,、實驗過程、實驗結(jié)果,，使學生對實驗步驟做到心中有數(shù),，提高學習的積極性；網(wǎng)上答疑可為學生提供使用疑難問題的關(guān)鍵詞或章節(jié)進行問題查詢,。
(2)在線交互在線交互提供使用者與服務(wù)器端互相交流的內(nèi)容,，包括在線交流，學習園地,，教學討論,，訪客留言。其中,，在線交流提供使用者之間,、使用者與服務(wù)器之間的在線交流，具有實時性的特點,。學習園地是由服務(wù)器端張貼有關(guān)計算機發(fā)展技術(shù)動態(tài)或其他方面的文章,，供使用者學習。這一部分還提供后臺管理功能,，具有管理員入口,。管理員能夠張貼和刪除文章。教學討論是一個討論區(qū),，使用者可以發(fā)表和回復文章,。所張貼的文章存放在數(shù)據(jù)庫中。訪客留言允許使用者留言,，留言存放在服務(wù)器端的一個TXT文件中,。管理員可以對其刪除操作。
(3)習題測試習題測試提供概念題,、編程題和接口應用部分習題,，以及在線測試。其中習題與解答是由教師完成對習題庫習題的增,、刪,、改、布置作業(yè)并解答,。在線測試包括自我測試和統(tǒng)一考試,，可實現(xiàn)隨機抽題組卷并評分。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
以Windows XP為開發(fā)平臺,，以Tomcat為服務(wù)器引擎,，采用JSP／Servlet作為服務(wù)器端執(zhí)行語言，以SOL Server 2000為后臺數(shù)據(jù)庫作為技術(shù)支撐，設(shè)計實現(xiàn)了基于Intemet／In—tranet標準協(xié)議的三層(Brower／Server,，B／S)體系結(jié)構(gòu)的《微機原理及應用》超媒體CAI課件,。該超媒體CAI課件系統(tǒng)包括課程學習、課程點播,、作業(yè)管理,、在線測試、網(wǎng)上交流等教學的全過程,。
限于篇幅,，在此僅舉例說明在線測試模塊中的在線考試模塊功能。在線測試模塊是教學系統(tǒng)重要功能模塊,，為學生提供在線考試(主要針對期中,、期末等大型考試)、試題庫管理,、自動閱卷,、試卷分析等功能。
在線考試模塊功能說明：用戶登陸后,，使用reading．jsp頁面讓用戶確認自己的資料信息,，隨機產(chǎn)生題庫，發(fā)送隨機ID到test.jsp,。test．jsp通過傳來的信息,，顯示題目、考試計時,，提交答題情況到j(luò)ifen．class,。loginC．jsp通過傳來的ID，顯示學生成績,。Zhuce．class文件通過傳來的注冊信息,，保存考生注冊資料，CTimeOut．class文件實現(xiàn)超時自動轉(zhuǎn)向,。
經(jīng)過前期分析,、教學設(shè)計、腳本編寫,、素材準備與制作,、網(wǎng)頁生成等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)在線測試頁面,。
4 具體應用
該Web超媒體課件是一個基于實際需求開發(fā)的小型網(wǎng)絡(luò)CAI教學應用系統(tǒng),。在設(shè)計過程中符合以教學設(shè)計為主．技術(shù)設(shè)計為教學設(shè)計服務(wù)原則；多種教學媒體一體化設(shè)計原則,；便于學生自主學習原則,；資源共享原則,。因此Web超媒體課件不是簡單的電子教材，而是一種全新的,、創(chuàng)造性基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學習平臺,，該平臺為教師提供多種網(wǎng)上教學資源，為學生提供交互式學習,。
多媒體網(wǎng)絡(luò)CAI集中課堂授課時，連接到服務(wù)器的客戶機多達120臺,；網(wǎng)絡(luò)考試和實驗技能訓練中可支持同時120人在線答題,，支持音頻與視頻文件正常傳送，這些文件的播放時間長達5 min,。
該Web超媒體課件系統(tǒng)經(jīng)過半年測試使用,，運行情況良好。圖3顯示調(diào)查該系統(tǒng)投人使用前后的數(shù)據(jù)分析圖表,。
從Web超媒體課件的教學效果來看,，課件所采用的多媒體形式較為合理，通過用超媒體課件中Flash動畫演示《微機原理及應用》中難以理解的概念以及工作原理等教學內(nèi)容,，使學生更容易理解抽象的概念及理論,，更深入地了解微機工作原理，起到輔助教學,，節(jié)省學時的作用,；通過增加模擬實驗教學輔助性課件內(nèi)容，使學生增強了自信,。在實驗過程中,，學生發(fā)揮能動性并與計算機交互，完成實驗,，并大大減少實驗器材的損壞,，節(jié)省學校實驗設(shè)備投資經(jīng)費；通過將Web超媒體課件發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上,，更大程度地實現(xiàn)資源共享,，使學生不受時間及空間約束，幫助學生發(fā)展興趣愛好,，增長見識,，并對網(wǎng)絡(luò)學習中學生在自主選擇、自學閱讀,、聽取課程知識的講解和學習交流方面實現(xiàn)了充分的交互性,。
5 結(jié)論
綜上所述，該Web超媒體課件的開發(fā),，基本實現(xiàn)了預期的系統(tǒng)功能需求和要求,，該Web超媒體課件的使用，大大提高教學質(zhì)量，提高學生分析問題和解決問題的能力,，節(jié)省了資源,，有很強的實用價值。