基于OOP网络课程教学资源管理平台的设计与实现

【摘要】 网络课程作为一种重要的教学资源在网络教学中扮演着越来越重要的角色,而作为网络课程的核心之一――教学资源的管理平台是网络课程建设成功与否的关键。本研究将开发一个基于《面向对象程序设计》(简称OOP)网络课程的教学资源管理平台,解决该网络课程中的教学资源管理和维护等问题,以实现教学资源的充分共享和利用目标。该平台具有实用性强、易于与相关的网络课程集成和一定的通用性等特点,可为其它程序设计类网络课程的教学资源管理平台的搭建提供参考。

【关键词】OOP;平台;技术规范

一、项目背景

在现代教育技术飞速发展的世纪之交,谁把握住了现代教育技术发展的脉搏,谁就把握住了未来,谁开创了面向未来的教育体系,谁将具有持续发展的潜力。作为互联网与教育相结合的网络教育,逐渐成为新世纪教育改革领域的一个重要课题。网络教育是世界教育发展的潮流和方向,通过网络进行在线学习将是21世纪接受教育的主要方式。

利用网络进行教学,便于创建既发挥教师主导作用又充分体现学生学习主体作用的新型教学结构(“学教并重”的教学结构或“主导――主体”型教学结构),有利于创新人材的培养。网上教学的基础和核心是教学资源,它将决定网络教学成败的关键所在。建设好教学资源才能促进网络教学的发展,才能共享优秀资源,同时减少重复建设。同时,为了更好地发挥网络远程教育的优势,需要一套易用、高效的网上教学资源管理平台系统来对各种网络教学资源进行系统化、科学化的分类和管理,并实现资源的共享和充分利用。而且,资源管理平台是资源的载体,再好的资源离开了这个载体也不能发挥作用,因而功能完善的资源管理平台是做好资源建设的第一步。但是目前国内网络教学往往注重教学资源的建设而忽略了资源管理平台的开发,虽然目前大多数的网络课程都提供了相应的资源管理模块,但相关模块一般都没有提供一个较为完整的资源管理的解决方案,实用性、通用性较差。《面向对象程序设计》(Object Oriented Programming,简称OOP)网络课程是我们提出的一个研究项目,该项目主要用于解决教育技术及相关IT专业建设中的教育资源建设匮乏问题。为了实现教学资源的充分共享和利用的目标,结合OOP网络课程的需求开发一个基于OOP的教学资源管理平台以解决该网络课程中的教学资源管理和维护等问题是必要的。

二、平台设计与开发理论依据

(一)教学设计理论

教学设计是对教学资源和教学过程进行规划的过程,是运用系统方法分析教学问题,确定教学目标,建立解决问题的策略方案,并进行教学应用、评价试行结果和对设计方案进行修正的系统规划过程。①教学设计是以教学最优化为目的,因此也是教育技术专业的核心内容之一,不论是在教学过程中,还是在软件设计过程中,教学设计都是一个理论基础。

教学设计理论在发展过程中,结合了以“教”为中心和以“学”为中心两种教学设计模式的长处,从而提出把教师和学生两方面的主动性、积极性都调动起来的以教师为主导,以学生为主体的“主体――主导”教学设计模式。网络教学应当基于这种教学设计模式在整个教学进程中积极利用计算机为基础的教育技术,以学生为主体,通过人机交互让学生更多地去主动思考、主动探索、主动发现,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用。在网络教学资源管理平台的设计与开发过程中,首先,网络资源必须在由系统管理员或教师进行添加,修改和删除以避免网络教学资源脱离主题,泛而不精,学生在教师指引下利用网络教学资源有目的地进行学习;其次,网络教学资源库管理平台必须方便使用,无论教师或学生都能够便捷地找到所需相关资源进行教学的组织或者学习的开展,从而调动教师和学生使用平台的积极性;最后,网络教学资源库管理平台要提供交互功能,使教师和学生之间能够通过交互,积极、自主而充分地利用平台的网络教学资源并对平台上的教学资源和平台的功能做出评价及提出建议以促进平台的完善。

(二)学习对象理念

学习对象是在结合面向对象的计算机科学思想以及有关教学理论基础之上而产生的一种新型计算机辅助教学构件。②面向对象的计算机科学思想使一个构件(component,或对象“Object”)能够在多种情境下重复有效地使用,正因为如此,由多个学习对象集成的教学信息资源可以相互组合并能得到快速更新。

作为学习对象,可重用性是其最根本、最重要的特性。此外,学习对象是数字化的学习资源构件,其粒度可以小至数字化的文本、图像、音频、视频等不可拆分的基础型学习对象,也可以大至网络课程、专题学习网站等由基础型学习对象组合而成的组合型学习对象,粒度越大,可重用的灵活性越小,粒度越小,可重用的灵活性越大,一般不提倡提供粒度太大的学习对象。同时,对于这些学习对象,必须以元数据来标识,即提供描述学习对象信息的信息,如标题、作者、版本、格式等等,以实现对这些教学资源构件的充分共享和利用。

面对目前网络教学资源重复建设、低效利用等问题,应该以学习对象理念为指导,在教学资源管理平台的设计和开发过程中,我们不仅要提供适当粒度大小、可重用性高的教学资源构件,并且要对这些教学资源提供元数据进行标识,以便使平台上的资源更好地得到利用与共享。

(三)教育资源建设技术规范

我国于2000年11月开始启动标准化项目。目前,教育部信息技术标准化委员会制订了一个较完整且符合国情的教育信息化标准体系,其中与教育资源建设技术规范相关的标准为CELTS-41教育资源建设技术规范。该规范以学习对象元数据为核心,并针对教育资源的特性建立了分类数据元素,将教育资源分为媒体素材(包括文本素材、图形/图像素材、音频素材、视频素材、动画素材)、试题、试卷、案例、课件与网络课件、常见问题解答、资源目录索引、网络课程等九种不同类型,并使用LOM描述各类资源的统一特性,同时依据资源的相关特征描述资源的特色属性。在教学资源管理系统方面,CELTS-41教育资源建设技术规范也做了规定,主要是系统设计原则、资源库管理、远程教育的系统管理。由此,我国教育资源制作的技术要求以及教育资源属性的描述得到统一。

国家CELTS-41教育资源建设技术规范使得我们在设计与开发教学资源管理平台的过程中有据可依,有章可寻。为此,要尽力使平台符合这些技术规范以实现教学资源的充分利用和共享。

三、平台的设计与实现

(一)平台设计思想

平台是OOP网络课程的教学资源管理平台,是个小型应用平台,以管理OOP网络课程教学资源为出发点来进行设计与开发。平台主要解决OOP网络课程中教学资源的显示浏览、搜索、添加、下载及删除等功能实现问题。平台使用对象是某个正在教授与学习OOP这门网络课程的班级里的教师和学生,是对内的平台。

学生使用平台无需注册,由教师担任平台管理员,对平台栏目和教学资源进行管理。为了保证平台上教学资源的质量,也为了保证整个平台的安全和维护的方便,只有管理员可以对资源进行添加、修改和删除。此外,为保证用户能够从平台获得想要的学习资源,平台需要为用户提供交互功能,以便及时获得用户对平台上教学资源的使用反馈。

(二)平台的模块划分及功能

平台共划分为5个模块,包括:资源显示模块、资源搜索模块、资源管理模块、栏目管理模块、学生留言模块。

1.资源显示模块

该模块实现对平台上各类教学资源的显示,同时对在平台上搜索到的教学资源的呈现方式进行组织,以供浏览,包括:显示全部信息、类别显示信息、热门下载信息、推荐下载信息和搜索结果信息。学习者可以通过不同的显示方法方便的找到自己需要学习的资源。

2.资源搜索模块

本模块主要实现对平台上的各类教学资源以输入关键字的方式进行搜索,搜索范围可以是整个平台搜索或固定分类搜索,以满足教师和学生通过不同方式搜索资源的需要。

3.栏目管理模块

该模块集成了栏目管理平台和工具,包括:一级栏目添加、一级栏目更名、一级栏目删除,二级栏目添加、二级栏目更名、二级栏目删除,管理员可以通过栏目管理方便地进行管理栏目。

4.资源管理模块

该模块集成了资源管理平台和工具,包括:平台资源添加、平台资源修改和平台资源删除。通过该平台可以方便的管理平台的资源。

5.学生留言模块

以留言板形式实现用户之间的交流与探讨以及时获得平台的使用反馈信息,该模块集成了用户留言管理平台和工具,包括:发表留言、回复留言、删除留言。

(三)平台的系统结构

OOP这门计算机程序语言类学科的学习,由于知识的抽象程度高,需要详细的讲解学生才能对其进行更好地理解和消化。显然,视频教学资源有这方面的优势,而且可以照顾学生的自学进度,激发学习积极性,不易造成注意力分散。在提供了视频教学资源之后,单独的音频和图片就不重要了。课件、教案、习题类教学资源,不仅可以供教师用于组织教学,也可作为学生自主学习的资源,让学生更好地把握知识的重难点,从中调整学习方法,并通过自测来巩固知识。最后,必须重视学生应用知识能力的培养,换句话说,要让学生用所学的程序语言知识编写作品,以体现所学知识的价值,同时成为学生继续学习的强大动力。

平台的设计与开发以共享教学资源,方便教师组织教学和学生自主学习为目标。结合本课程学生注意力持续时间较长、抽象理解能力较好的学习特点,平台的栏目可以设置为:视频教学、教学教案、教学课件、试题精选(包括习题和考卷)、实践指导(包括操作指导、任务设置、源代码)、文章资料(包括文献、电子书、杂志文章)、软件下载(包括常用软件、开发工具、其它)。综合平台的功能,其详细结构如图1所示:

四、平台开发关键技术

本教学资源管理平台按照CELTS-41规范要求采用B/S模式(即 浏览器/服务器 模式)进行开发。在B/S模式下,用户端通过浏览器HTML页面的表单(Form)等形式向Web服务器发送HTTP协议方式的请求,由Web服务器在将请求发送给数据库服务器,并将数据库服务器执行后的数据结果翻译成HTML或各类Script格式,发送回用户端浏览器。B/S模式实现了开发环境和应用环境的分离,用户端用相对统一的浏览器代替客户软件,使得系统的维护和扩展方式变得相对简单,无论用户的规模有多大,有多少分支机构,只需要管理和扩展服务器就行了,所有的用户端只是浏览器,根本不需要做任何的维护;如果是异地,只需要把服务器连接专网就可以实现远程维护、扩展和共享。此外,平台在建设过程中对HTML语言、ASP、数据库和SQL结构化查询语言等技术进行了综合运用。

五、结束语

本教学资源管理平台基于OOP网络课程,以教学设计理论、学习对象理论为指导,依据国家CELTS-41教育资源建设技术规范进行设计,采用 浏览器/服务器(B/S)网络计算模式进行实现的小型应用平台。该平台具有较强的资源管理和服务功能,可操作性强,使用方便。最大优点是遵循国家CELTS-41教育资源建设技术规范,可扩展性较强,具有跨平台应用的特点,既可以作为一个独立的系统单独运行,也可以集成到相关的教学应用系统中。本平台的实现可为搭建其它程序设计类网络课程的教学资源管理平台提供参考。

注释

1 何克抗、郑永柏、谢幼如.专著.教学系统设计[M].北京师范大学出版社,2002.10

2 胡小勇、祝智庭.期刊.学习对象――网络教学技术新理念[J].电化教育研究,2002.4

参考文献

1 谢晓能、任红民.期刊.基于CELTS元数据标准的多媒体课件制作的应用和推广[J].远程教育杂志,2005.5

2 何克抗、郑永柏、谢幼如.专著.教学系统设计[M].北京师范大学出版社,2002.10

3 胡小勇、祝智庭.期刊.学习对象――网络教学技术新理念[J].电化教育研究,2002.4

4 胡小勇.学习对象理论与网络课程开发[D].保存地点: 华东师范大学,2002

3 柯和平.期刊.多媒体资源库建设与网络教学应用探索[J].现代教育技术,2002.1

4 余胜泉、陈天、何克抗.期刊.网络教学平台的体系结构和总体设计[J].中国电化教育,2001.8