基于WebQuest的通用技術教學平臺設計

施曉芳，吳 怡

（福建師范大學物理與光電信息科技學院，福建福州 350007）

基于WebQuest的通用技術教學平臺設計

施曉芳，吳 怡

（福建師范大學物理與光電信息科技學院，福建福州 350007）

通用技術作為一門新生學科，涉及知識面廣，具有較強的時代感。文章結合最新的Web程序設計技術和WebQuest學習方式，針對通用技術課程建立起一個交互、開放、易用的網絡學習平臺，采用B/S三層架構進行開發，具有易維護、易擴展、安全可靠等特點，功能特點是支持合作式探究和體現過程評價。

通用技術；WebQuest；ASP.NET；三層架構

引言

通用技術作為一門新生學科，融合了生物、工程、電子、美術等多個學科，注重學生對技術思想和方法的領悟和運用。但由于高中通用技術課程開設時間較短，學科的教學資源相對匱乏，大多數學校尚未配備相應的實驗設施，僅僅通過教材照本宣科地傳授知識，很難調動學生的學習積極性。同時，傳統教育過分強調知識的接受與掌握，使學生的學習成為被動接受和記憶的過程，而采用WebQuest教學模式能使學生通過完成任務的過程主動建構知識。因此，建構一個專門的通用技術網站平臺，彌補課程資源不足的現狀，提高教學效率，融入WebQuest教學方式促進學生以團隊模式進行探究式學習，不僅符合研究性學習的要求，也符合信息技術與課程整合的趨勢。

一、WebQuest

美國圣地亞哥州立大學的伯尼·道格教授于1995年提出了WebQuest學習模式。[1]“Web”意為“網絡”，而“Quest”包含“尋求”、“探究”的意思。WebQuest學習模式是一種利用網絡資源的課程計劃，圍繞某個主題進行，通過向學生提出一些本質性問題，為學生創造進一步探索的機會，促進學生在思考的過程中建構自己的知識。WebQuest通常由五個模塊構成：導言、任務、過程和資源、評價、結論。[2]

導言（Introduction）：一些關于探究主題的背景材料，用以激發學生的興趣。

任務（Task）:即具體化的探究的目標，這些任務必須是可以執行的，并能促進學生思維水平的發展。

過程和資源 （ProcessandResources）：過程是 WebQuest的核心部分，為任務的完成搭建了一個思維的“腳手架”，將大任務分解成若干個小任務，一步步引導學生解決問題。在這個過程中，學生要確定合作小組。WebQuest活動中所使用的主要資源來自互聯網，通常由教師收集網絡資源并通過創建鏈接來共享這些資源，資源可以是網頁、郵件地址等多種形式。

評價（Evaluation）：為了使學生學會信息的獲取和利用，而不是不經加工地復制粘貼，評價要注重成果是否有自己的觀點，是否有新意。評價包括學生的自我評價、對他人作品的評價、教師對學生的評價。

結論（Conclusion）：對探究過程的總結，表現形式可是演講、設計方案、數據報告等，鼓勵學生對過程進行反思。

本平臺引入WebQuest學習模式，由教師發布WebQuest課題，學生根據任務要求，分成若干小組，在協作環境中利用提供的資源進行合作探究，在任務完成后對探究過程和成果進行評價。

二、系統總體設計

考慮到中學師生對平臺的具體需求，本研究從探究流程、學習形式、教師指導、成果展示等方面對平臺進行了功能設計，總體結構如圖1所示。

三、主要活動流程設計

建構主義認為：學習是學習者在一定的情境下，通過協作與會話，內化（同化、順化）情境獲得意義建構的過程，即學習包括情境創設、協作共享、對話交流和意義建構等四個要素。[3]那么在網絡環境下，以建構主義為指導的學習過程可以理解為以協作的方式獲取信息、處理信息、內化信息的過程。

通過對WebQuest教學設計理念的分析和研究，基于WebQuest的通用技術教學平臺始終圍繞學生利用各種資源進行小組合作探究學習這一中心，從教師創設情境并激發學生學習興趣開始，學生明確學習任務后組成小組，利用各種學習資源進行合作探究和自主探究，在溝通和交流中建構自己的知識，這一系列過程都體現了建構主義的教學觀和學習觀。

教師教學活動流程如圖2所示，教師在整個探究過程中始終起主導作用。教師登錄后可將設計好的WebQuest學案通過可視化的功能模塊呈現給學生，開題后讓學生組成探究小組，分組過程中教師做適當的協調工作，使小組間相對均衡。在學生合作探究的過程中，教師要始終給予關注，通過查看學生的探究日志了解探究進度，及時發現學生遇到的問題并提供指導。最后，教師根據探究日志對學生學習過程中的知識掌握、情感態度等方面作出全面、合理的過程性評價，并對小組的探究成果進行全面評價，將優秀作品推薦展示在首頁。

學生學習活動流程如圖3所示，學生在整個探究過程中始終處于主體地位。學生登錄后根據課題要求組成探究小組，在這個協作環境中，學生根據教師提供的資源進行自主探究，將每節課的完成情況記錄在探究日志中，小組成員之間可以發表評論進行討論和交流，通過小組成員的共同探索完成最終的作品。評價環節除了教師針對探究日志和成果作出的評價外，還包括學生的自我評價和小組成員之間的相互評價。自我評價有助于學生對探究過程進行反思和總結，而相互評價則有助于學生之間的相互學習和借鑒，取長補短。探究的最終目的，是讓學生通過自主搜集資料，經過思考后對有用信息進行分析處理，提出自己的觀點，從而完成知識的建構。

四、平臺實現的關鍵技術

開發工具：Visual Stdio2008

數據庫：SQLServer 2000

媒體素材開發工具：photoshop，Fireworks

系統運行環境：IE 6.0以上

1.開發平臺的選擇

VisualStdio2008是一種全面、先進的高級軟件開發平臺，支持多種語言開發動態網站，并提供圖形化設計界面。本系統采用ASP.NET（C#）動態網頁編程語言，C#為應用程序開發人員提供了更加快速的開發手段，幾乎綜合了目前流行的所有高級語言的優點，易用且開發效率高，是.NET的首選編程語言。

2.數據庫

基于WebQuest的通用技術教學平臺的數據庫表主要由用戶表、課題信息表、小組信息表、日志表、回復表、資源表、評價表、通知表組成。在Web.config文件中使用了公共的數據庫連接代碼與SQLServer2000數據庫連接，同時為了提高性能與安全，本系統所有對數據庫的操作語句都使用存儲過程。

3.關鍵技術特點

基于WebQuest的通用技術教學平臺作為一個多功能教學平臺，在設計過程中的技術選擇上，遵循如下原則：

（1）先進性原則

根據系統的技術實現方式，教學管理系統經歷了四個發展階段：單機管理系統、局域網管理系統、基于校園網的管理系統和基于Internet的教學管理系統。[4]由于C/S模式開發成本和維護成本較高，特別是數據處理需求增大時客戶端負荷沉重，降低了系統性能，因此C/S模式的局限性逐漸彰顯。而以Web技術為基礎、基于B/S架構的管理系統克服了這些弊端，逐漸成為主流。

B/S三層體系結構采用三層客戶/服務器結構，是在數據管理層（Server）和用戶界面層（Client）之間增加了一層中間件（Middleware），使整個體系結構成為三層。三層結構是伴隨著中間件技術的成熟而興起的，其核心概念是利用中間件將應用分為數據存儲層、業務邏輯層和表示層三個不同的處理層次。[5]三個層次是從邏輯上劃分的，具體的物理分法可以有多種組合。中間件作為構造三層結構應用系統的基礎平臺，提供了以下幾個主要功能：負責客戶機與服務器間、服務器與服務器間的連接和通信；實現應用與數據庫的高效連接；提供三層結構應用的開發、運行、部署和管理的平臺。這種三層結構在層與層之間是相互獨立的，任何一層的改變都不會影響其它層的功能。

因此，本平臺采用B/S三層架構進行開發，比采用其他結構進行開發的系統具有更好的維護性和可擴展性。

（2）易用性原則

一個實用的教學平臺應該在操作上簡單易用，在界面的風格布局上體現人性化。前臺運用Javascript、div+CSS 等技術，在實現功能的前提下為用戶提供友好的界面。JavaScript是一種客戶端腳本語言，在網頁制作尤其是動態網頁制作中十分常見。在HTML的基礎之上，使用JavaScript可以開發交互式的Web網頁，JavaScript的出現使得網頁呈現出一種實時性的、動態的、交互性的模式，使網頁包含了更多活躍的元素以及更加精彩的內容。

（3）安全性原則

保證數據安全是管理系統正常運行和教學工作正常進行的前提。

①ASP.NET應用的安全性[6]

ASP.NET支持三種身份驗證，分別是Windows身份驗證、Forms身份驗證和 Passport身份驗證，其中以Forms驗證用得最多，也最靈活。Forms驗證方式很好地支持了基于用戶的驗證授權，它只需通過一個登錄頁面驗證用戶的身份，并將此用戶的身份回發到客戶端的Cookie，此后該用戶再訪問這個Web應用，就會連同這個身份Cookie一起發送到Web服務端，Web服務端上的授權設置就可以根據不同的目錄對不同用戶的訪問授權進行控制了，沒有通過驗證的用戶則被重新定位到登錄頁面。Forms身份驗證的優點有：允許使用任何條件自定義身份驗證方案；不需要相應的 Windows賬戶；可用于身份驗證或身份確認。

本系統采用了Forms身份驗證，包括身份驗證和權限控制兩部分：身份驗證主要是識別發送請求信息的用戶的身份，用戶一旦通過驗證，權限控制程序就會決定該用戶是否有訪問受保護資源的權限。系統的權限控制部分采用基于角色的訪問控制，本系統有多個功能模塊，除了首頁之外的其他頁面都不允許匿名用戶訪問，而教師入口只允許教師和管理員訪問，其中管理員操作的頁面只允許管理員訪問。因此，通過權限控制禁止了非授權用戶對系統的入侵，防止了通過網頁地址強行進入頁面的情況發生。

②加解密技術

本系統是基于Web的管理系統，數據庫數據的安全問題尤為重要，一旦用戶的密碼被竊取，將對系統的正常運作造成不必要的災難。而數據庫加密技術的應用很好地解決了這一問題，本系統采用DES算法，用戶密碼不再是以明文形式存儲在數據庫中，在數據表中看到的密碼將是加密后的序列。

DES算法全稱為DataEncryptionStandard（數據加密算法）,是一種對稱密碼體制。它有Key、Data和Mode三個入口參數。其中Key（8個字節 64位）是DES算法的工作密鑰，Data（8個字節 64位）是要進行加密或解密的對象數據，Mode是 DES的工作方式（加密或解密）。DES算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊，其使用的密鑰也是64位，它的算法主要分為初始置換和逆置換兩步。[7]

③使用存儲過程

本系統采用存儲過程實現對數據的操作，相對于直接使用SQL語句對數據表進行操作，存儲過程有以下好處：

提高代碼安全性，防止SQL注入的攻擊 （SQL注入攻擊主要會在合法輸入參數中添加如and或者or操作符）。

具有更強的適應性。由于對數據庫的訪問是通過存儲過程來進行的，數據庫開發人員可以在不改變存儲過程接口的情況下對數據庫進行任何改動，而這些改動并不會對應用程序造成影響。

執行速度更快。在存儲過程創建時，數據庫已經對它進行了一遍解析和優化，存儲過程一旦被執行，在內存中就會保留一份該存儲過程，以便下次再執行同樣的存儲過程時可以從內存中直接調用。

降低了網絡流量。存儲過程的代碼直接存儲于數據庫中，因此就不會產生大量T-sql語句的代碼流量。

五、平臺界面

基于WebQuest的通用技術教學平臺界面如圖4所示。

為了降低教師使用網頁制作工具的技術門檻，本平臺為教師提供了WebQuest模板，所有導航鏈接都集成在模板中，教師開題時只需根據課題設計輸入相應內容即可完成一個WebQuest課題制作。其優點是簡單易用，無需額外學習網頁制作，僅通過可視化操作界面即可將各種形式的WebQuest學案呈現出來。

結束語

基于WebQuest的通用技術教學平臺為通用技術課程提供了一個可定制、可交互、一體化的多功能教學平臺。主要表現在：根據通用技術新課程理念，結合WebQuest教學模式改變學生被動接受知識的局面，引導學生積極利用網絡信息資源，相互交流，激發學習潛能，使學生在探究過程中主動建構知識；運用Web技術支撐，通過師生的資源共享，提供豐富的圖像、文字等教學資源，有助于改善課程資源不足的現狀；考慮到WebQuest教學模式下教師備課的難度和耗費時間，從減輕教師工作量的角度出發，提供課題編輯模板，以簡單的編輯方式呈現較好的效果；提供評價功能，把對個人完成任務的評價和最終成果的評價相結合，把對學生個人的評價和團隊的評價相結合，重視學生在學習過程中所表現出來的學習態度和所用的學習方法，體現新課標理念中的過程性評價。

本平臺采用基于Web的B/S三層架構進行開發，最大的優勢就是具有廣泛瀏覽性和易擴展性，便于推廣和使用。隨著教學理論與技術的不斷發展，基于網絡的探究性學習平臺也將日臻完善，在學校的教學活動中發揮更大的價值。

[1]BernieDodge.FOCUS:FiverulesforwritingagreatWebQuest[J].Learningandleadingwithtechnology，2001，28（8）：6-9.

[2]周玉霞，李芳樂.WebQuest可以促進學生問題解決嗎[J].電化教育研究，2010，（6）：70-74.

[3]朱潔.建構主義教學觀下的課堂教學設計思路與實踐——以精讀課為例[J].教學探索，2010，（12）：6-9.

[4]樂藝.基于.NET的網上教學管理系統設計與實現[D].上海：復旦大學，2007.

[5]劉鈺紅，趙麒.基于.net三層架構技術的在線稿件管理系統的設計與實現[J].南昌大學學報（理科版），2008，32（6）：596-600.

[6]張文濤，常紅星.基于ASP.NET的B/S架構下的項目管理系統的網絡安全模式設計[J].計算機科學，2008，35（2）：101-103，108.

[7]張蕾，吳文玲.對DES的Rectangle攻擊和Boomerang攻擊[J].軟件學報，2008，（10）.

（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2012）06-0071-04