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1引言
21世紀是計算機和網絡的世紀,Internet正以其龐大的用戶數量和驚人的增長速度顯示出旺盛的生命力。WorldWideWed已成為Internet上最流行和最具潛力的信息查詢、和交互方式,被廣泛地用于資源共享和技術共享,而且這些技術(多媒體技術、web和數據庫互連技術以及分布對象技術等)在教育方面的潛力越來越明顯,尤其在開放的和遠程的教學方面。
網絡教學可以實現優秀教育資源和教育方法不受時間和空間等約束的共享,受教育者根據自己的水平和時間情況安排自己的學習計劃和學習進度,實現傳統教育無法做到的“個性化教育”。目前,它的研究和應用主要有兩種形式:一種是基于Web的軟件實現方式,在這種方式下,學生或教師只要有一臺連網的計算機,就可以通過軟件進行遠距離教學,不需要特殊的硬件,在這樣的系統中學生可以進行學習、討論、考試等,學生和教師之間可以傳輸文字、圖形、聲音、圖像等各種信息;第二種形式是基于視頻會議系統的實現方式,它除了需要第一種方式中的各種軟件支持以外,還需要特殊的硬件,使學生和教師可以相互實時看到和聽到對方,同時也可以充分利用視頻會議系統所提供的特殊功能。本文的目的主要是基于Internet/Intranet標準協議的三層(Brower/Server,B/S)模型,根據本單位的實際情況,討論網絡教學系統的模式、基于NT的Internet軟件開發方法和環境。
2基于Web的網絡教學模式
在基于Web的網絡教學中,除了可實施傳統的講授式(包括利用電子郵件或下載教學內容、瀏覽網頁等異步式講授)、討論式(通過網絡先登錄到一臺主機上,然后進入BBS系統參加討論)以及個別輔導式(可通過語言編寫實時運行的CAI課件來實現,也可通過自由下載的CAI課件實現)以外,還可實施最具網絡特色的探索式教學和協作式教學。
2.1講授式教學
在網絡上實施講授式教學,主要有兩種形式:同步講授和異步講授。
同步講授指教與學的過程是同步進行的,除了教師、學生不在同一地點上課之外,學生可在同一時間聆聽教師講授以及師生間有一些簡單的交互,這與傳統教學模式是一樣的。一般情況下,教師在某一專門配置的網絡教室中講課,通過攝像機和網絡系統將教師講課的情景傳送到遠程網絡教室中,遠程網絡教室配有視、音頻接收器,并通過網絡將接收到的視音頻信號發送到網絡教室的每一臺計算機中。這種教學必須采用實時交互式教學系統,該系統將網絡、多媒體及虛擬現實技術結合起來,達到雙方或多方實時交互,能夠實現實時傳送音頻和視頻。這就不僅要求較高的網絡傳輸率,而且需要一些硬件設備(如攝像機、話筒、多點控制單元MCU等),這類系統主要適合于專用高速網絡或者是局域網,目前,一些省教育學院對教師繼續培訓而開設的遠距離教育,基本上都是采用這種同步教學形式。
異步式講授中,教師的教和學生的學可以在不同時間內進行。它可以很簡單地實現,只要利用Internet的WWW服務及電子郵件服務就可以滿足最基本要求。這種模式是由教師將教學要求、教學內容、以及教學評測等教學材料,編制成HTML文件,存放在Web服務器上,學生通過瀏覽這些頁面來達到學習的目的。當遇到疑難問題時,學生以電子郵件的方式詢問教師,教師再通過電子郵件對學生的疑難問題給予解答。在此過程中,學生還可閱讀一些教師提供的參考資料,就象我們在學校圖書館中查找資料一樣。學生不僅可以通過BBS或電子郵件向教師請教,也可以通過BBS或電子郵件與其他學習者討論交流。
2.2探索式教學
這種策略在Internet上的應用范圍很廣,從簡單的電子郵件或郵件列表學習方式,到大型、復雜的學習系統中都可以采用。實施這種策略需要由某個教育機構(如大學、中學或研究機構)設立一些適合由特定的學生對象來解決的問題,并通過Internet向學生,要求學生解答。同時提供大量的、與問題相關的信息資源供學生在解決問題過程中查閱、參考。另外,還設有專家負責對學生學習過程中的疑難問題提供幫助。給學生的幫助并不是直接告訴他答案,而是給以適當的啟發或提示,如“請查閱某某節點上的某某文章”之類。這種學習策略徹底改變了傳統教學過程中學生被動接受的狀態,而使學生處于積極主動的地位,因而能有效地激發學生的學習興趣和創造性。
2.3協作式學習
協作學習與個別化學習相比,有利于促進學生高級認知能力的發展,有利于學生健康情感的形成,因而受到普遍關注?;赪eb網絡的協作學習是指利用計算機網絡以及多媒體等相關技術,由多個學習者針對同一學習內容彼此交互和合作,以達到對教學內容比較深刻理解與掌握的過程。在基于Web網絡的協作學習過程中,基本的協作式策略有競爭、協同、伙伴與角色扮演等。
競爭:是指兩個或多個學習者針對同一學習內容或學習情景,通過網絡進行競爭性學習。由于學習者的競爭關系,學習者在學習過程中會全神貫注,使學習效果比較顯著。學習者在開始學習時,先從網上在線學習者名單中選擇一位競爭對手(也可選擇計算機作為競爭對手),并協商好競爭協議,然后開始各自獨立地解決學習問題。在學習過程中,學習者可根據自己和對方的狀態及時調整自己的學習策略。
協同:是指多個學習者共同完成某個學習任務,在共同完成任務的過程中,學習者發揮各自的認知特點,相互爭論、相互幫助、相互提示或者是進行分工合作。學習者對學習內容的深刻理解和領悟就在這種和同伴緊密溝通與協調合作的過程中逐漸形成。
伙伴:由于個人的思考范圍有限,若在學習過程中,能和伙伴相互交流、相互鼓勵將可達到事半功倍的效果。利用Internet網絡,使得學生可供選擇的學習伙伴更多了,而且具有更多的便利條件。在這種系統中,學習者通常先選擇自己所學習的內容,并通過網絡查找正在學習同一內容的學習者,選擇其中之一經雙方同意結為學習伙伴。當其中一方遇到問題時,雙方便相互討論,從不同角度交換對同一問題的看法,相互幫助和提醒,直至問題解決。
角色扮演:在幫助別人學習的過程中,也能幫助自己的學習。角色扮演協作策略就是讓不同的學生分別扮演學習者和指導者的角色,學習者負責解答問題,而指導者則檢查學習者在解題過程中是否有錯誤。在學習過程中,他們所扮演的角色可以互換。
3基于Web的應用軟件的開發技術
隨著Internet/Intranet的普及,網絡級應用軟件的計算模式也正在由傳統的客戶/服務器(Client/Server-C/S)模型轉向基于Internet/Intranet標準協議的三層瀏覽器/服務器(Browser/Server-B/S)模型??蛻?服務器模型是松散耦合結構,它們通過消息傳遞機制進行對話,客戶向服務器發出請求,服務器進行相應的處理后將結果返回客戶。在客戶/服務器模型中,客戶端需要操作系統、網絡協議、客戶機軟件、應用軟件等好幾層軟件。而在服務器端則是單純的數據庫服務器。在軟件版本升級時,所有客戶端軟件均需更新。而瀏覽器/服務器(B/S)模型是在客戶/服務器模型的基礎上發展起來的,它簡化了客戶端軟件,只需裝上瀏覽器作為客戶端應用的運行平臺,而將所有的開發、維護和升級工作集中在服務器端,降低了應用開發成本及管理成本。用戶使用瀏覽器向Web服務器提交請求,Web服務器處理請求,查詢數據庫,并將查詢到的信息組織成HTML頁面發送給用戶,在用戶的瀏覽器顯示。
如果程序在瀏覽器上執行,則服務器必須把程序代碼傳下來,而瀏覽器也要聰明到可以執行服務器所傳下來的程序;如果程序在服務器端執行,則服務器只要把執行的結果傳下來即可。因此基于Web的應用軟件分為客戶端和服務器端兩部分,需要采用不同的開發技術分別實現客戶端和服務器端應用。
3.1客戶端應用開發技術
開發客戶端應用的可選方案主要有JavaApplet和ActiveX控件,其中:JavaApple的最大優點是獨立于特定系統平臺,可以“一次開發,到處發行”,但獲得平臺無關性的代價是不能利用特定平臺的優點,使得使用Java開發的應用程序執行效率不高;另一方面Java的應用體系框架還較為簡陋,使用JavaApplet開發具有復雜界面與功能的應用程序比較困難。
ActiveX技術基于Microsoft的Windows平臺,可以在使用ActiveX技術開發的應用軟件中使用Microsoft所提供的程序開發框架和功能強大的MFC(Microsoft基本類庫),能開發出復雜的應用程序,同時保證了應用程序的執行效率;但現在只有Microsoft公司的InternetExplorer所支持,NetscapeNavigator必須加上第三方廠商開發的插件才能提供對于ActiveX控件的有限支持。
3.2服務器端應用開發技術
Java和ActiveX雖然具備與Web服務器通訊的能力,但相對而言程序設計比較困難,而使用Web服務器端的應用程序存取Web數據庫可就簡單得多。
現在主要有CGI(CommonGatewayInterface)、IDC(InternetDatabaseConnector)、ASP(ActiveServerPages)等幾種主要的服務器端應用軟件開發技術,其中ASP是Microsoft公司新推出IIS3.0服務器的一個組件,是繼Microsoft在IIS2.0推出IDC之后新一代的動態網頁開發方案。ASP實際上是一種在服務器端開發腳本語言的環境,利用它可以開發出動態、交互、高性能Web服務器端的應用,且能較容易實現復雜的Web應用。利用ASP開發的腳本程序全部運行在服務器端,極大地減少了對客戶端的要求。
ASP具有以下特點:
(1)完全同HTML文件相集成。
(2)容易生成,不需手工編譯和關聯相應程序。
(3)面向對象和可對服務器端的ActeveX組件進行擴展。
ASP可以使用任何腳本語言,只需提供其相應的腳本引擎就可,ASP自身提供VBScript和JScript兩種腳本引擎,缺省為VBScript。制作ASP文件同HTML文件一樣,可以用任何純文本編輯器進行編輯。
4基于Web的網絡教學系統的開發環境
4.1硬件結構
我們教育技術系現在除了承擔本系的教學工作之外,
還負責教育技術中心的所有任務,包括全校的教育技術公共必修課和多媒體課件制作的跨系選修課,而學校目前的校園網還只是一個簡單的撥號網,不便從事網絡教學,更不能傳輸多媒體信號,無法滿足我們基本的教學需要,為此我們在原有的課件開發中心的基礎上,建設成了一個滿足我們教學需要的網絡教學系統,等學校校園網升級改造完成后,還可以作為全校的網絡教學系統予以開放。
支撐網絡教學系統的物質基礎實際上就是一個計算機網絡,它根據支持的學生人數、范圍、學生訪問網絡的方式等諸多因素的不同,變化很大,組織結構形式也各不相同,但一般來說,都具有如下模塊:接入模塊(電話撥號和Internet接入)、交換模塊、服務器模塊、網絡管理與計費模塊、課件制作與開發模塊等。
4.2軟件環境
在工作中,我們以Microsoft公司的Web服務器IIS(InternetInformationServer)為平臺,使用ASP技術開發服務器端應用。具體是:
4.2.1服務器平臺采用微軟的NTServer4.0。
4.2.2Web服務器采用IIS4.0(InternetInformationServer,Internet信息服務器),它與NTServer操作系統緊密的集成在一起,通過NT所做的優化工作,使之具有很高的執行效率,且采用NT的安全認證特性,易于管理,便于開發具有強大功能的網絡應用程序。另外,IIS除了提供HTTP服務之外,還提供了FTP及Gopher服務。
4.2.3服務器端的腳本引擎動態服務器頁面ASP(ActiveServerPages)是運行于服務器端的腳本引擎,通過它,可以創建動態、交互式且高性能的Web應用。
除了在服務器端運行腳本這一特點外,ASP還提供對ActiveXServer組件的支持。ASP允許開發人員運行用其它語言開發的ActiveXServer組件,其中包括C++,VisualBasic、Java等。
4.2.4數據庫服務器采用SQLServer7.0。在WindowsNT環境下,SQLServer7.0與NT很好的集成在了一起,可以充分發揮NT的優勢。
4.2.5Web應用程序開發工具Microsoft公司的VisualInterDev6.0為在Internet上創建Web數據庫應用程序提供了完整的可視化開發工具,它是快速設計、建立和調試Web數據庫應用系統的集成開發環境,提供了可視化的HTML編輯器,包括設計視圖、源代碼視圖和快速預覽視圖;支持使用VBScript和JavaScript語言來開發和調試客戶端和服務器端的腳本程序;提供了方便地開發、調試和修改ASP(ActiveServerPages)的界面和工具。在編寫ASP時,可以使用ASP內建對象,這些對象在服務器環境中自動被創建和管理。
5結束語
基于Web的網絡教學系統的建設是一個系統工程,它設計到網絡基礎設施的建設、教學資源的建設、管理方面的建設以及網絡教學的具體實施等方面的問題,在以后的工作中,我們還會就這一課題繼續進行深入地研究和開展一些實質性地開發工作,推進教育教學的信息化。