基于Web 的智能化三维教学系统的设计与实现.docxVIP

基于Ｗｅｂ的智能化三维教学系统的设计与实现王爱民栗青生安阳师范学院计算机科学系，安阳４５５０００摘要：该系统利用多媒体、数据库和网络技术，通过Ｅ媒体课堂实现了教学环境、教学资源、教学内容、教学进度和学生信息等数据的智能化管理，对多媒体元素和课件进行有效的集成。该系统充分考虑了教学过程中的师生行为，融入了传统教学的主要环节。系统支持教师与学生的交流、学生与学生的学习交流、作业发布与自动批改等。关键词：网络技术、智能化、Ｅ媒体课堂、开放式、集成性１引言计算机辅助教学（简称ＣＡＩ）是教育科学与计算机技术相结合而产生的交叉学科。它用计算机技术代替或模拟教师的部分工作，传送教学信息，向学生传送知识和训练技能。由于ＣＡＩ教学方式具有形象直观、人机交换等传统教育方式无法比拟的特点，已经逐渐成为现代化教育的主流软件。随着计算机硬件性能的提高以及各种开发工具软件的出现，目前的ＣＡＩ软件正在向着多媒体方向发展，即ＣＡＩ软件图、文：声并茂，并具有交互功能，从而能有效调动学生学习的积极性。然而，ＣＡＩ软件毕竟是“设计者”的教育思想和教学方法的体现，它的整体性、固定性、特定性、封闭性的特点，从另一方面影响了教师教学能力的充分发挥。它集中表现在以下三个方面：一是课件整体性、固定性、特定性的特点不利于不同的地区和环境下的因材施教；二是重“教”轻“管”的通用性课件淡化了课堂的教学管理，不利于学生的全面发展；三是单一媒体下的课件已经不能适应多媒体教室、互联网和学科实验室三位一体的教学模式的需要。究其原因，一方面是由于目前的课件开发工具对课件的“开放”性和数据的“管理”缺乏有效的技术支持；另一方面，目前的开发工具只是在课件的开发方式和演示效果上做文章，淡化了多种环境下数据管理的统一性要求。文章基于…中建立的ＣＡＩ设计理论，开发了“基于Ｗｅｂ的智能化通用三维教学系统”。该系统实现了教学环境、教学资源、教学内容、教学进度和学生信息等数据的智能化管理，为一线教师提供了一种面向不同环境、开放式、可编辑，能够对课堂教学中的多类数据进行智能管理的多媒体课件开发与集成系统。对课程资源实现了智能化的管理，达到了“开放性可编辑、集成性可异构”的课件开发目标，不管是在多媒体教室、互联网或实验室，每个教师都能够充分利用本学科的优势资源，对多媒体元素和课件进行有效集成。对于一线教师来说，本系统可以作为一个备课工具和教学资料集成系统，同时又是一个课堂演示系统，对学生来说，该系统是一个集成化的课外学习辅导工具。２基本结构设计与性能分析基于Ｗｅｂ的智能化通用多媒体三维教学系统是一个集课件编辑、整合、发布于一体的个性化课?联系作者，Ｅ—ｍａｉｌ：Ｗａｍ５０８＠１６３．ｎｅｔ基于Ｗｅｂ的智能化三维教学系统的设计与实现、件开发平台。在该系统的支持下，教师可以根据教学的需要，一方面综合运用多媒体教学资源、教学策略进行教学设计和备课；另一方面，可以凭借后台知识库、试题库、学生库灵活处理对教学过程中的关键数据，例如，自动生成试题库、自动生成章节表、自动生成课堂日志等；第三方面，集成系统充分考虑以学生的发展为中心的教学宗旨，在备课和上课过程中加强对学生的学习状况和学习进程进行有效的管理，例如，学生自动考勤、题库支持、自动提问和即时评价等。本系统由后台数据库、多媒体网络采编工具、课件演示播放工具和Ｅ媒体电子画笔等部分构成，其结构示意图如图１所示。电子笔ｃ：＝＞．。多媒体教室卜一多媒８ｌ演示工具Ｉ：互联网卜∞．实验室｝．一体和网络编辑工具＾小＼ｎ／田监图１基于Ｗｅｂ的智能化通用多媒体三维教学系统应用结构示意图系统提供给客户端功能，主要有资源管理、备课系统、课件编辑系统、课堂教学演示和Ｅ媒体笔等五部分组成，基结构示意图如图２所示。２．１资源的智能化管理随着多媒体和计算机网络技术的发展，目前，在众多学科都研制了一大批丰富的课件资源。“基于Ｗｅｂ的智能化通用多媒体三维教学系统”有效实现了不同环境下，不同类型资源的集成和共享。辅助教学资源为一线教师备课和上课提供了一个信息共享的平台。资源管理模块，为教师课堂上和课外有效管理，提供了个性化的工作平台。系统将教学过程中的资源分为两大类，一类是课程数据资源，一类是学生数据资源。在因材施教的原则下，不同班级的学生或者同一班内的不同学生，其教学进度和教学方法及教学内容不会完全相同，对数据的智能化管理就是充分考虑学生个性化的发展，特别是对一个教师可能会同时教两门不同的课程，或者一个教师教多个不同班级的情况，课程数据和学生数据的管理就显得尤其重要。这一功能的实现是在系统启动初始化过程中和启动后的目录管理模块和学生管理模块中自动实现的。系统对数据的智能化管理，还体现在系统对不同类型数据的兼容性支持，在如图３所示的资源管理目录中，单击选定的文件即可在统一环境中打开不同类型的数据。２．２