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论文摘要:internet技术的迅速发展以及学校信息化程度的不断提高,使得网络教育资源日益丰富;基于internet的教学方式已经深入人心,推动了我国教育改革的进程,改变了人们的学习观念。个性化网络教学系统充分利用网络资源,强调学生自主个性学习,并采用ajax、struts、spring、hibernate等框架技术,使得项目开发过程简捷、结构清晰,并且系统具备很好的可扩展性和可维护性,提高了软件系统项目的可重用性。
一、网络教学的现状
随着internet技术的日益普及, 计算机网络教学已成为现代教育技术发展的热点。在网络教学环境下, 可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性, 实现传统教育无法做到的“个性化教育”。但在目前的网络教学中, 以教师为主体的教学模式实质上并没有改变。对网络教学的理解也只是停留在教学手段和教学形式的改变上,同时系统开发一般采用web技术,不能适应网络发展与内容更新带来的变化。为此我们采用assh框架技术研究并设计扩展性良好的网络教学系统,让学生根据自我水平进行个性化的学习,调用各种学习资源,自我设计学习进度直至达到学习目的。
二、系统框架技术
在程序开发时,我们选择已有的优秀架构可以集中精力处理业务逻辑。在开发网络教学系统时,我们选择了当前流行的j2ee web 应用框架。它整合了ajax、struts、spring、hibernate4四个架构(简称assh 框架)。
ajax全称为“asynchronous javascript and xml”,在浏览器与 web 服务器之间使用异步数据传输,这样就可使网页从服务器请求少量的信息,而不是整个页面。ajax 可使因特网应用程序更小、更快、更友好。[1]
struts中模型是一个action类,开发者通过其实现商业逻辑。视图是由与servlet配合工作的一整套jsp定制标签构成,利用它们可以快速建立应用系统的界面。控制器actionservlet是模型与视图的联系纽带。[2]
spring提供了轻量级管理业务组件的ioc容器。spring通过依赖注入机制,可以在运行期间为组件配置所需要的资源,而无需在编写组件代码时指定,从而在相当程度上降低了组件之间的耦合,实现组件的即插即用。[3]
hibernate实现对关系数据库的对象化。hibernate不仅能够管理javabean(或者称之为pojo)到rdbms 表的映射,还能够供应用查询和获取数据库中的数据。hibernate事实上是标准的o/r 映射技术。[4]
三、系统分析与设计
系统基本形式为一个交互式动态网站。用户必须登录后才能访问系统,并且不同身份登录后,所拥有的权限是不同的。用户身份有:教师、管理员和已注册过的学生等。每个身份可以注册多个用户,用户可以操作自己权限内的模块。整个系统划分为网络教学模块、智能推荐模块、网上交流模块、答疑模块、网络测评模块、后台管理模块等。
1.网络教学模块
该模块主要有“课程选择”、“课件阅览”、“视频点播”等部分, 提供相关课程的在线教学内容, 如html 网页、ppt电子教案、doc 教学文档、rm、asf教学录像等,这部分是网络教学系统的主要部分,学生可以根据自己的需要进行选择性学习。
2.智能推荐模块
学习内容的选择上,系统根据学习历史记录和能力估计,选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容,这些学习内容是与当前学生能力最接近的。在学习内容的组织上,系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格,选择最适合学习者的内容呈现方式。
3.网上交流模块
该模块主要是通过“网络论坛”来实现,给老师和学生提供一个在线交流的平台。学生可以通过网络论坛充分发挥自主权和发言权,对课程的某些主题可以在网上展开讨论,发表各自见解,探讨学习心得、交流学习经验等。对疑难问题将设立专门的网页,分专题进行深入、系统、理性的探讨,为学生提供一个更为广阔的学习平台。同时该模块接受来自各方面对教学的反馈信息,如教学问卷、学习要求及期望等。
4.答疑模块
该模块分为自动答疑和人工答疑两种方式。系统自动答疑是指当学生遇到疑难问题时,通过网络远程提交问题的描述,系统将根据学生提交的问题描述,对问题库和领域知识库进行智能搜索,将对该问题的解答呈现给学生。当没有检索到对该问题的解答时,自动将问题发送到学科教师的留言信箱中,当教师对该问题进行回答后,系统通过发送留言通知该学生。之后,系统将对该问题的解答归纳到领域知识库中,以便其他学生遇到类似问题时,能给予自动应答。人工答疑则是学生将问题直接针对某个老师发送,老师一旦上线给出解答后即反馈给学生。
5.网络测评模块
该模块支持网上自测和正式考试两种类型。学生可以登录后进行网络自测,选择课程及内容进行测试, 可以自己设定章节、题型和难度系数等因素, 然后由系统随机生成测验卷, 自测完成后, 自动阅卷并给出正确答案; 教师以合法身份登录后可以对试题库中试题进行添加、删除、修改,同时通过人工或智能组卷方式, 生成试卷对学生进行在线考试。系统可以自动生成并考试试卷, 并且能够对考试结果进行批改、统计和分析。
6.后台管理模块
该模块是网络教学系统中不可缺少的重要组成部分,主要包括:人员管理、课程管理、试题管理、论坛管理、成绩管理等。
四、系统关键技术的实现
1.页面设计
主要采用jsp和部分servlet定制的标签来表现。为了加强用户体验与交互能力,在网页设计大量采用ajax技术来实现,如自动完成、在线提示等功能。
2.课程信息录入流程实现
本系统采用assh框架进行开发实现,下面以课程信息录入为例阐述系统的实现。在响应新增课程数据页面请求时,通过导入课程管理模块的配置文件struts-course-config.xml来完成业务流程的部署。当点击course_add.jsp上的保存按钮时,将输入数据用set方法存入到courseform中,然后根据struts-course-config.xml调用coursesave.do进行业务处理。在coursesave.do 中页面数据将从courseform中读取。coursesave.do执行成功后将显示页面(course_save_success.jsp)。coursesave.do对应的coursesaveaction在导入课程管理模块的spring配置文件中指定,也要定义名字为”/coursesave”的受管bean。同时,coursesaveaction 使用到courseservice。要使用courseservice,需要在coursesaveaction 中生成csservice 的get、set方法,并且coursecontext.xml中对“/coursesave”进行courseservice 的依赖注入。
spring和hibernate 从dbcontext.xml 中读取和数据库有关的信息。数据库信息包括数据库连接、与数据库结构相对应的映射文件,把它封装在datasource中。然后将datasource注入到sessionfactory中,sessionfactory同时还对课程信息表courseinfo,所对应的映射文件courseinfo.hbm.xml以及hibernate相关操作然后将sessionfactory注入到数据访问类courseinfodao中。courseinfodao中是对courseinfo 表进行保存\查询\删除等基本数据操作,在coursecontext.xml中需要courseservice进行courseinfodao及其的依赖注入。这样做,使得当courseinfodao变化时,只需修改coursecontext.xml 给courseservice 实现新的注入就可以了,由此解除了数据访问层和业务层的紧密耦合。
3.事务控制
为了对系统中的事务进行统一管理和控制,采用了spring的声明式事务管理机制。声明式事务最大的优点就是不需要通过编程的方式管理事务,只需在配置文件中做相关的事务规则声明(或通过等价的基于标注的方式),便可以将事务规则应用到业务逻辑中。因为事务管理本身就是一个典型的横切逻辑,这正是 aop 的用武之地。
五、结束语
成功的网络教学平台可以为学习者提供图文音像并茂、丰富多彩的人机交互界面, 让学习者乐于学习,能为学习者提供一个自我发现、自主选择的智能型个性化学习环境,同时创设一个多人在线、互相帮助、协作式学习环境。本文采用框架技术设计的个性化网络教学系统旨在构建一个性能优良、适合网络发展的智能型教学平台。
参考文献:
[1]百度百科.baike.baidu.com/view/1641.htm.[eb/ol].
[2]孙卫琴.精通struts:基于mvc 的javaweb 设计与开发[m].北京:电子工业出版社,2005:383-403.
[3]罗时飞.精通spring [m].北京:电子工业出版社, 2005:29-48,191-224,303-309.
【关键词】高中化学;多媒体技术;应用;探讨
在化学世界中,许多化学反应瞬间便可完成,即使通过教师的演示实验,学生也很难逐步观察实验现象、推断出正确的实验结论。而通过多媒体网络技术,教师既可以模拟整个实验进程,动态地、对比地演示一些化学现象,又可以通过暂停键,随时控制反应变化的速度,调节反应变化的快慢,达到能随意调整教学进度,更便于学生观察和思维的效果。本文就多媒体教学在化学课中应用的优势进行阐述。
一、运用多媒体技术模拟演示实验,给化学实验带来的优势。
实验是化学教学中的重要部分,既可培养学生的动手能力和科学态度,又能使学生更好地掌握所学知识。一些学校要么苦于资金匮乏没有标准的实验室,要么人数太多,很多演示实验,一般老师只能在讲台上演示。这样,只有讲台前面几排的学生才看得清楚实验现象,后面很多学生都看不清楚。也有一些危险性较大的实验,或一些无法实际操作的实验,在课堂上都不能很好地演示。如果运用多媒体技术模拟实验就可以弥补这一不足。如模拟错误实验造成的后果:在试管加热时,试管口向上倾斜,加热后生成的水倒流回试管,使试管炸裂;启谱发生器被堵塞引起的爆炸;氢气点燃爆炸等等。通过演示模拟实验,使学生对所学知识有了进一步的了解,达到了教育教学的目的,同时也培养了学生严谨的工作作风和一丝不苟的科学精神。需要注意的是模拟实验是绝对不能代替实验操作的,还是应该尽量创造条件让学生动手,在操作过程中获得直接的感性认识,培养学生的动手能力和创新精神。
二、多媒体技术给化学教学带来的优势
多媒体技术使化学教学的抽象内容更加具体。传统的化学教学过程是教师借助于语言、模型等以分解的形式来描述某一事物的内部结构或其变化过程,学生在接受中处于被动地位,并且对于那些复杂事物的分子、原子、离子的运动过程更难以理解。而计算机多媒体本身则具有整合功能,把各种媒体信息进行整合,反映到教学中使其具有直观形象、化繁为简的功能。它逼真的画面、动态的过程,配以声音、颜色等,能够激发学生兴趣,促使学生主动观察、分析、理解、想象,构建自己的知识体系。多媒体技术的使用便于强化刺激,提高学生记忆。记忆是学习的必要条件,是学习知识、应用知识、拓展知识的基础。正是因为记忆,使学生的知识得到不断的积累。心理学研究结果表明:多种感官的协同活动有助于提高识记的效率。就视听而言,视觉识记优于听觉识记,视听识记优于单纯的视觉识记或听觉识记。多媒体课件具有图、文、声、像并茂的特点,随着优美的音乐、抑扬顿挫的声音,化静为动,动静结合,直观生动形象地展示图形的变化过程。它恰恰是强化了这种视听刺激,以传统教学手段所无法表现的方式,把一个个活生生的画面展示在学生面前,通过多重刺激同时发生,从而提高学生的记忆水平。
多媒体可以优化教学过程。化学的新课,不容置疑是教学中非常重要的部分。许多化学现象、化学概念、化学反应、化学规律都要求学生在学习新课时有一个正确的第一印象,这样可以避免在以后的学习中造成认识理解上的模糊或错误。在讲授新课时,利用计算机多媒体技术,运用文字、声音、图像来刺激学生和调动学生多种感官,以多种方式、不同的表现手法对新授课的内容进行加工,生动、有趣地展现于学生面前,让学生充分认识化学现象、化学反应及规律。同时,计算机多媒体技术还可以加大传输的信息量和信息传输的质量,实现课堂的优化组合。实践证明,正确利用计算机多媒体辅助教学使课堂生动形象,学生普遍感兴趣,学生在活泼轻松的气氛中学习,知识接受得快,课堂效益好。多媒体教学有利于提高教师素质。多媒体教学使用方便,操作简单,容易掌握,可将教师从烦琐的教案中解放出来,用于扩充自身的知识,充分适应新时代的挑战,对提高教师队伍的整体素质有着不可估量的间接推动作用。
三、模拟化学微观世界,激发学习兴趣。
关键词:无机化学;网络;辅助教学
当今,计算机的普及和网络技术的飞速发展促进了教育教学的现代化。现代化网络技术渗透到教学的各个环节,改变了传统的教学模式,使知识的传播方式和传播速度发生重大变化。而且在改善学习途径、更新知识结构、促进师生交流和提高教学效果方面都发挥着重要作用。[1] 无机化学是药学各专业学生学习的第一门专业基础课。对该课程的实施通常都是以大班授课方式进行。大班授课制的主要缺点是在课堂上教学双方缺乏沟通、缺乏个性化交流、缺乏情感交流、缺乏对问题的深入探讨、缺乏因材施教的机会等。要对这些问题进行改进,有效提高教学质量,需要新的教学策略。为此,我们在发扬优秀传统教学模式的基础上,构建网络辅助教学模式,借此来提高教学效率。
一、网络辅助教学模式的建立
为了能够将课堂教学有效延伸,我们参考相关文献[2],在无机化学教学过程中通过QQ网络工具设置与教学有关的专题区域进行网络辅助教学,主要包括以下几大区域:
(一)理论课学习指导区
该区包括理论课的课时计划,每一课时的重点内容,预习目标,课程难点,课后复习重点及应该延伸学习的内容等。
另外,上传一些课堂上使用的多媒体课件。由于课堂讲授速度相对较快,有一些很难理解的微观立体结构内容,学生可能会在短时间理解不了,所以就将这些课件传到空间上让学生复习。比如离子结构理论中晶胞的立体空间结构,分子结构理论中杂化轨道的三维空间立体构型及分子模型等。将这些难于理解的课件上传到QQ空间里,学生在课下有机会在家里、宿舍或电子阅览室里随时上网或下载播放观看,使得在课堂上没弄清楚的问题得以解决。
(二)实验课学习指导区
包括每次实验课的预习内容,实验原理,操作技能要点,相关专业内容,实验报告格式,实验报告书写注意事项,开放性实验的方法及技术指导等。
对有些涉及贵重仪器的实验我们已经利用3D-MAX软件制作成虚拟实验,将这些虚拟实验上传到QQ空间里,供学生预习操作训练。如开放性实验“松花江水中重金属离子的检测”,学生会用到紫外——可见光谱仪和高效液相色谱仪等贵重仪器,为防止因操作不当将仪器损坏的可能,学生可以在网上虚拟实验室里先进行多次操作,正确和熟练掌握操作要点后,再进行实际实验操作。
(三)作业及自测系统区
传统的作业和测试方包括人工出题、学生在纸介上测试、人工评阅、成绩分析。整个过程会花费教师大量的时间和精力,效率却不高。而且,因为学生数量多,对学生的考试成绩或作业水平进行统计是一种繁琐且易出错的事情。所以说传统的测试或作业方式不能适应现代化特点。因此,我们将许多代表性的无机化学习题上传到QQ空间里形成网络作业和测试题。随时随地的对学生进行测试,不受时空限制,大大地简化了过程。学生们自觉在网上定期测验能够帮助他们在整个学期中更好地分配自己的学习时间。
(四)前沿知识延伸阅读区
老师在QQ博客上传一些在期刊网或互联网上找到的中英文资料,内容以无机化学为主,又与专业知识紧密相关。如与人类某些疑难病症的药物学与药理学有密切关系的生物无机化学前沿知识中抗癌金属配合物是现代前沿领域,我们在讲到配合物一章时,就上传这些相关资料供学生课下阅读。即扩大学生知识面,又让学生充分将基础课内容与将来要学的专业课知识融合。
(五)主题探讨区
在每一章内容教学过程中,精选一些能够联系实际生活及后期课程内容,且值得探索的问题在QQ群里供学生思考和探讨。这还会激发一些感兴趣的同学进一步进行实验操作探索。如2009年,学到难溶电解质的沉淀溶解平衡时,老师设计一个题目为“如何设计测定美白化妆品中重金属的存在与含量”的课题。学生通过查找资料,设计一些理论上可行的实验方法进行探讨。最后有好多同学用自己使用的化妆品作为实验原材料,进入实验室检测,发现有些化妆品能够检测到重金属,感觉有很大的危险性,于是在我们的QQ群里倡议同学们谨慎使用美白化妆品,这是非常有意义的活动。当然在这个区域里,并不是每个同学都能得到预期的结论,但这个过程大大增强了学生的科研意识和科研方法。
(六)提问、留言区
这一区域即包括化学知识的提问,也包括其他问题的提问,如学生所关心的国事、校事及个人事。进行提问和留言,教师可以从学生的一些想法中洞察当代大学生的心理特点,从而间接指导教学。比如2008级有学生留言说“老师讲课层次清晰,环环相扣,而且一丝不苟,但是缺乏幽默感,希望老师改进”。这对我有很大的激励作用,所以在以后教学中尽量以幽默的方式活跃课堂气氛,学生听课效果明显提高。学生也有很多拿不定主意的问题,会通过QQ流言希望老师帮助解决,比如2010级有一学生留言问“老师,都说入党好,我也想入党,入党的话平时对班级各种事物都得积极参与,可是我又想考研,想把更多的时间放在课程学习上,所以很矛盾,我该怎么办?”于是我以我自己的看法分析了各方面利弊,帮助学生做出最后选择。
二、应用QQ网络辅助教学的收效
几年来借助QQ通讯工具进行无机化学网络辅助教学,受益匪浅。目前,QQ网络通讯工具已经成为我们教学中不可缺少的网络助手,具体体现如下:
(一)突破时空界限,增加师生交流频率
弥补了大班课堂上由于学生人数多,师生之间很难面对面交流探讨问题的缺陷。不受时空限制,学生利用身边已上网的计算机,可以随时向老师、同学请教,还可以发表自己的见解等等。另外,教师和学生的角色不再那么清晰明确,彼此相互学习请教,创造出一个平等、自由的交流空间。学生敢于在这个平台上给老师提一些教学上的建议或意见。同时教师可以更快的获得各种教学反馈信息,对自己的行为、决策以及由此产生的效果进行及时地审视。而且老师和学生都可以将有意义的作品和资料传到QQ空间上,很大程度上拓宽了师生的信息来源。
(二)突破心理顾及,增强了交流真实性
利用QQ上的留言功能,学生可以不必使用真名,通过书面语言的交流,反映出他们的真实想法,解决了面对面交流时不好意思直白的意见或建议。通过QQ问问题的时候他们都变得直率,避免了因问问题的不确切而产生的害羞,促进了学习。另外,也避免了面对面交流时某些学生常问及一些高难或钻牛角尖的问题,老师短时间做不出全面的回答所产生的尴尬局面,是一个两全其美的方法。
(三)加深师生感情交流,增强师生间的理解与信任,拉近师生心灵距离
大学里,很多任课教师到上课时就讲课,下课就离开。师生之间有一种陌生感,学生即使有疑问也不愿意问老师,久而久之,问题积累多了,兴趣也无存了。所以大学里许多学生因为缺乏与老师沟通而导致对该课程的厌学。
我们借助QQ交谈,学生觉得老师像朋友,愿意跟老师交流,不仅学习上敢于提问了,生活中遇到的困难和困惑也愿意与老师交谈。融洽的交流缩短了师生间的心理距离,师生关系和谐了,增强了了解和信任,一切问题便会迎刃而解。学生常表现出“爱屋及乌”的情感,亲其师而重其课,使教与学易走进一个良性循环。
(四)促进隐性知识向显性知识转化
在面授和自主学习中,由于课程进度快,学生人数多,学生的个性和能力各有差异,对于教师提出的问题,每个学生不可能有充分的时间思考并做出令人满意的回答。我们利用QQ博客一些需要学生经过思考进行解答的研究性问题,然后通过不断的交流来解决。这种交流形式调动了不同性格、能力和自信心的学习者的积极性。学生通过对现实问题的认真思考,表达个人看法和感想,能提高解决实际问题的能力,促进知识向应用的转化。
(五)有利于创新能力培养
创新是人类生存和发展的基石。培养创新型人才,是教育教学的目标。QQ应用于教学,为培养学生的创新能力提供了便利的网上资源,为教学创设良好的环境,对学生兴趣的激发、品格的形成、视野的拓展有极大的影响。让学生主动探求知识,主动发现问题,创造性地解决问题,这是传统教育方式无法比拟的。比如在我们的主题探讨区里,当学生看到别人对某个主题发表的见解时,会积极主动地进行批判性思考,激发自己的灵感,从而使学生的思维更加敏锐,创新能力有所增强。
三、使用QQ进行网络辅助教学时应注意的问题
QQ通讯工具应用于教学是随着教育技术和计算机网络的发展而产生的,应用的好可以给我们的教学带来便利,使我们更容易实现教学目标,反之会影响教学。我们必须明确,它仅是缓解“教”与“学”矛盾的工具,最根本的目的是激发学生的求知欲和探索欲,鼓励学生积极与教师交流,促进学生对知识的直接获取。在使用QQ时,应该注意以下问题:
第一,师生都要明确这是一个学习交流平台,切勿当成聊天平台而弱化辅助教学的功能。
第二,师生应约定一些固定的时间上线答疑交流,无法通过QQ说明的问题再预约时间和地点,面对面的交流。不要长时间挂线,上网需要有节制,勿成瘾。
第三,教师对于学生的留言要及时回复,且不应遗漏,否则会打消学生提问的积极性。
第四,应注意QQ上的文章要及时更新整理,否则这个教学平台会逐渐陈旧而失去吸引力。
总之,网络辅助教学是现代教育发展的必然趋势,可以使教学从封闭式向开放式转化,使教师从灌输型向指导型转化,使学生从应试型向素质型转化。克服了传统教学模式的局限性,使教学手段更加丰富多彩,拓展教师和学生的知识视野,激发学生的学习兴趣和积极性。
参考文献