积件式CAI系统的研究与设计

摘要

传统的课堂教学是一种典型的“以教师为中心，以传授知识为主”的教学形式，发展到现在已经是一种很成熟的教学机制。传统的课堂教学形式有利于发挥教师的主导作用；有利于发挥班集体的作用，培养学生的合作精神、竞争意识；有利于教师与学生之间的情感交流，充分发挥情感因素在学习过程中的重要作用。 但是社会和科学的进步在为教育发展提供机遇的同时也提出了挑战。传统的教学方式已不能满足时代对人才的需求，教育正在改变传统的以教师为中心的教学方式，正在逐渐更新教学观念，转变教学方式，落实学生学习的主体地位，越来越注重培养学生的创新精神，形成终身学习的意识，提高自主学习的能力。 随着信息技术的迅速发展，计算机辅助教学系统在教育领域中的应用越来越广泛。长期的教学实践证明，课件作为第一代计算机辅助教学软件已经表现出诸多方面的局限性。由于局限性的制约，课件不能灵活地适应千变万化的现实教学，不利于教师和学生的个性与创造性的发挥。学校计算机辅助教学需要从课件思想向一种更灵活的、适应不同教师和学生、不同教学与学习情境的方向发展，即向积件和教学资源库方向发展。 基于积件思想的CAI系统是以WEB相关技术为基础，适应了网上教学管理与应用、教学资源的建设与管理以及提高网络教学课件开发效率的要求。通过积件式CAI系统，教师和学生可以方便快捷地访问到相应的教学资源，获取所需知识。同时，也为学生实现自主学习提供了一个学习平台、测试平台，为教与学提供了一个自由灵活的交流环境。 本课题通过与课件局限性相比较提出了在计算机辅助教学中应用积件的思想，系统地论述了积件思想及其基本理论。探讨了基于积件思想的CAI系统的基本理论及其教育学理论基础和实现的关键技术，并在理论研究的基础上，对基于积件思想的CAI系统的功能模块进行了设计。本文主要做了以下工作。 首先，在对C/S模式、B/S模式以及混合模式、积件理论探讨的基础上，提出了一种基于积件思想的CAI系统的设计思想。积件式CAI系统的全部功能都集成在浏览器中运行，因此提高了系统的集成性、通用性、易用性和稳定性。其次，本文设计了积件式CAI系统的总体结构。并利用多媒体教学素材编辑工具开发了具有开放性、可扩充性和可用性的积件库。设计了直观的、交互性强的用户界面。最后，对积件管理系统进行设计与开发，并应用于具体教学实践中。 本文具体阐述了如何采用WEB技术架构系统以及如何设计实现系统的功能模块。最后总结了该CAI系统的不足，并对其发展完善提出了一些建议与期望。本文的工作对于开发、运行和维护基于校园网的计算机辅助教学系统有一定的理论价值和应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3本课题研究的主要内容

1.4本课题研究的意义

1.5论文主要内容和组织结构

1.6本章小结

第2章积件式CAI研究的理论基础

2.1建构主义理论

2.1.1建构主义关于学习的含义

2.1.2建构主义的学习观

2.1.3建构主义的学生观

2.1.4建构主义的教学原则

2.1.5建构主义的主要流派

2.2自主学习理论

2.2.1自主学习的含义

2.2.2自主学习对学习者的要求和自主学习能力的培养

2.2.3自主学习理论对教育教学的影响

2.3积件理论

2.3.1传统的CAI课件及其局限性

2.3.2积件思想的产生

2.3.3积件的定义及特点

2.3.4积件系统的组成

2.4本章小结

第3章积件式CAI系统总体设计与功能

3.1积件式CAI系统的运行模式

3.1.1客户机/服务器模式

3.1.2浏览器/服务器模式

3.1.3混合模式

3.2积件式CAI系统的总体设计

3.3积件式CAI系统各模块及其主要功能

3.3.1适应性学习系统的设计

3.3.2知识答疑系统的设计

3.3.3师生交互系统的设计

3.3.4评价测试系统的设计

3.3.5学习管理系统的设计

3.3.6网络积件资源库的设计

3.3.7积件管理系统的设计

3.4本章小结

第4章积件管理系统的设计与实现

4.1积件资源的设计

4.1.1积件资源的表现形式

4.1.2积件资源的获得途径

4.1.3积件资源的描述标准

4.1.4积件资源的制作工具

4.2积件资源库的设计

4.2.1教学资源库

4.2.2教学策略库

4.2.3呈现方式库

4.2.4学习策略库

4.2.5智能导航库

4.2.6学习资源库

4.3积件资源组合平台的设计

4.3.1用户注册与登录

4.3.2积件资源检索与预览

4.3.3积件资源下载模块

4.3.4积件资源选择与组合

4.3.5积件的播放

4.3.6积件资源的上传

4.3.7在线教学论坛

4.4系统管理模块的设计

4.4.1系统栏目管理

4.4.2积件资源的维护

4.4.3系统用户管理

4.4.4系统安全性设置

4.5本章小结

第5章积件式CAI系统原型的实现与应用

5.1积件资源库的建设与实现

5.1.1教学资源库

5.1.2微教学单元库

5.1.3成品课件库

5.1.4虚拟资源库

5.2系统的实现与应用

5.2.1用户注册与登录

5.2.2积件资源查询、浏览与收藏

5.2.3积件资源下载与上传

5.2.4系统辅助功能的实现

5.2.5系统管理模块的实现

5.3本章小结

第6章总结与展望

6.1论文工作总结

6.2进一步工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参与的项目