基于積件思想的Ｃ程序設計教學系統研究

劉　安　周彩英　劉美玲

文章編號：1672-5913(2009)02-0015-03

摘要：本文對C程序設計教學系統的體系結構進行研究，提出了一種基于積件思想的教學系統的模型，探討了系統的結構特點，并在此基礎上實現了C程序設計教學系統的部分功能。

關鍵詞：C程序設計；積件；教學系統

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

計算機輔助教學CAI(Computer Assisted Instruction)是計算機技術應用于教學領域中出現的一種新教育手段。計算機技術應用于C程序設計教學領域，使傳統的教學方式、教育思想、教學內容及結構上發生了巨大的變化。但是由于課件本身所具有的整體性、固定性和封閉性等特點，使其很難適應千變萬化的教學需要，制約了教師、學生的個性發展和創造性發揮。同時隨著互聯網技術的飛躍發展，建立基于網絡的教學系統就成為計算機輔助教學發展的必然趨勢。

1積件的定義及特點

積件是由教師和學生根據教學需要自己組合運用多媒體教學信息資源的教學軟件系統。積件思想是計算機輔助教學的進一步發展，是對多媒體教學信息資源和教學過程進行準備、檢索、設計、組合、使用、管理、評價的理論與實踐[1]。積件的主要特點有：

1) 基元性：積件素材是以知識點為基本元素，每一個知識點是一個基元模塊，實現分類、檢索、構建等功能；

2) 可積性：積件系統中知識基元可以根據需要被再次靈活地重組、聚積和變換；

3) 通用性：無論課程體系、教材版本如何變化，基元信息都可被不同的教師靈活選擇應用于實際教學活動中；

4) 開放性：積件的素材資源和教學策略資源都是以基元方式入庫供教師重組使用，因而在任何時候，任何地方，任何教師或學生都可以將最新的信息和自己的作品添加入庫，供自己和他人使用。

2基于積件思想的C程序教學系統的組成

根據積件思想，并結合C程序設計教學的特點，作者設計了圖1所示的C程序設計網絡教學系統的體系結構。

2.1教學資源庫設計

就目前的網絡教學資源庫建設現狀來說，資源收集的方式主要有以下幾種：

(1) 教師提供的教案、課件等資源一般是由教師親自制作，在使用過程中經過了多次修改，因此具有很高的使用價值，是網絡教學資源庫中必不可少的資源。

(2) 由學科教師與資源建設者共同制作的資源。

(3) 由資源建設者根據資源庫的需要從網上進行收集。

(4) 購買成套的素材、課件，網絡課程光盤等。

(5) 資源庫之間根據一定的協議或信任關系進行資源的交換[2]。

2.2輔助教學系統設計

(1) 適應性學習系統。適應性學習系統就是指根據學生的個性能力特征，動態呈現與學習者當前學習能力最相關的超媒體教學內容。適應性學習系統可以為基于網絡的學習提供更為優越的條件，可以使網絡學習更為簡單、高效、個性化。它可以形成主要以適應個別需求為基本特征的網絡輔助教學模式。

(2) 師生交互系統。師生之間的交流是教學活動中一個十分重要的環節。通過交流，學生可以獲得對疑問的解答，教師也可以了解當前學生的學習狀況。在網絡教學系統中建立一個有效的交流環境可以有效地提高教學質量。

(3) 流媒體教學系統。基于流式媒體教學系統就是在互聯網上實現類似于電視視頻的教學。它保持電視教學的形象性、生動性，同時增加文本講稿展示功能，并具有雙向通信和課件點播功能。

(4) 學習管理系統。在基于網絡的教學系統中，教師仍然是一個非常重要的參與者，由此可以彌補計算機系統智能的不足。學習管理系統應具備輔導、疑難解答、協作監控、實施智能化與個性化的學習環境、管理成績和學習進度等功能。

(5) 自動答疑系統。在教學設計階段，教師將本學科最常見的問題按一定的組織方式，存放到領域知識庫中。當學生遇到疑難問題時，向網絡提交問題；系統將根據學生提交的問題描述，對領域知識庫進行智能檢索，按照檢索內容相關程度的高低，將該問題的解答呈現給學生。當在知識庫中沒有檢索到對該問題的解答時，系統將通知學生，并自動將問題通過電子郵件的方式發送給學科教師或者將問題在網上征求解答，由其他學生進行解答后，系統通過電子郵件通知該學生。

(6) 評測系統。評測系統包括試題庫、測驗試卷的生成工具、測試過程控制系統和測試結果分析工具、作業布置與批閱工具[3]。

2.3教學管理系統設計

教學管理系統主要是用來對教學資源進行管理和維護的，主要包括教學資源和用戶管理兩大部分。

教學資源管理主要包括添加教學資源和修改刪除兩大功能。用戶可以將設計好的積件添加到教學資源庫中，系統管理員可以對已添加的積件的相關信息進行修改，同時可以根據需要對一些積件資源進行刪除操作。

用戶管理主要包括添加用戶和添加管理員兩大功能。系統管理員可以添加或刪除兩類用戶，用戶只擁有上傳下載積件、檢索積件、瀏覽積件等功能。新添加的系統管理員擁有系統管理員的一切權限，所以應謹慎添加新管理員。

同時為保證系統安全性，對非法登錄系統的次數進行明確限制，在非法登錄達到一定次數后，對其IP地址進行鎖定，由系統管理員在其他的IP地址上解除鎖定。

3系統的部分功能演示

(1) 開發具有開放性、可擴充性和可用性的積件庫。主要針對計算機程序設計的相關課程為用戶提供了大量的迷你型課件和教學素材，用戶可通過網絡Web瀏覽器直接調用積件庫中的課件或利用多媒體素材進行組合，來滿足教學和學習的需要。如圖2所示。

(2) 積件管理系統。系統提供了增、刪、改、查和備份等對積件的管理功能。如圖3所示。

(3) 評測系統。在評測系統中可以實現對用戶信息的管理，可以查詢，新增，修改用戶信息；實現對試卷的管理，在該模塊中可以查詢已有的試卷信息，可以生成新的試卷；實現對題目的管理，在該模塊中可以查詢已有的題目信息，可以生成新的題目；實現學生的答題模塊，在該模塊中學生可以查詢已經答題的情況，也可以進行新的答題活動。如圖4所示。

4結束語

以積件思想為指導的教學系統克服了課件的機械性、固定性等缺陷，以知識點的無窮組合來適應千變萬化的教學實際，為教師根據學生實際情況對教材和教學方法的自主建構提供了可能，為教學改革提供了更為廣闊的天地[4]。教師和學生能夠根據實際的教學需要和情境設計出合適的教學軟件，從而激發教師教和學生學的熱情，提高教學效率，真正體現學生在教學中的主體地位，保障了學生學習的主體性。

參考文獻

[1] 黎加厚. 從課件到積件：我國學校課堂計算機輔助教學的新發展[J]. 電化教育研究,1997,(4):31-33.

[2] 姚奇富. 網絡輔助教學理論與設計[M]. 浙江大學出版社,2006:215-216.

[3] 姚奇富. 網絡輔助教學理論與設計[M]. 浙江大學出版社,2006:116-146.

[4] 宋衛衛,趙勤,安琥,劉魯寧. 一個基于積件思想的網絡教學系統的設計與實現[J]. 工程圖學學報,2006,(1):138-142.