基于WEB數據庫技術的計算機輔助教學系統

張 瑜

（朔州師范高等專科學校 山西·朔州 036000）

計算機教學的核心部分包括教學資源數據庫的設計和WEB交互的設計[1]。良好的數據庫架構設計和WEB交互設計直接影響到學生對計算機輔助教學系統的使用，數據庫的設計準則包括清晰、易用以及交互合理。到目前為止，絕大多數的計算機輔助教學系統的數據庫和WEB交互是相互分離的，數據庫的設計存在大量的資源冗余現象，與WEB交互之間的聯系也比較弱，使得計算機教學系統的效率低下，教師在使用過程中資源加載較慢，對課程的設計影響較大，學生在使用過程中也會由于WEB交互的設計模式等問題較為不便[2]。新興的WEB數據庫，其設計要力求減少數據的冗余，節省服務器的空間，提升資源的使用效率。在WEB數據庫中，數據庫與WEB交互之間能夠快速融合，資源的利用率較高，教師和學生能夠在更為高效的計算機輔助教學系統中教學和學習。本文基于WEB數據庫的設計，分別對教學系統中的教師角色和學生角色完成設計，在新興的輔助教學系統中，提供更多、更便捷的教學輔助功能，最大化的提升教學中師生之間的聯動性[3]。分別從系統需求分析，系統架構構建和系統實施應用三個方面完成基于WEB數據庫技術的計算機輔助教學系統。

1 計算機輔助教學系統需求分析

計算機輔助教學系統的構建旨在通過計算機的計算能力和存儲能力協助教師完成教學設計和實施。該類系統的設計準則簡潔實用，使用該類系統的對象主要為教師和學生，所以需要設計兩個功能各異的客戶端。系統的服務器設計需要滿足較大的承載，承受較大流量訪問時的數據壓力，并同時滿足使用者的功能需求[4]。一般來說，教師角色在系統中主要功能包括設計課件，布置作業，解答問題和在線檢查作業。當前的大多數輔助教學系統存在限制性，由于數據庫的承載能力有限，不能布置過于復雜以及過多的任務，只適合布置一些開放性的問題，通常教師只能采用簡單的PPT設計課件，展示的內容只限于本文和圖片，內容展示單一。在本文構建的系統中，對于教師角色的需求應該滿足教學內容的再編輯以及容易識別，服務器的荷載也需要保證在一定的范圍內[5]。學生角色在輔助教學系統中存在的問題通常是缺少足夠的理解反應能力，由于絕大部分的學生注意力時間一般為15分鐘以內，在該系統的構建中，考慮到學生的注意力能力時間有限，應該在系統構建一定時間范圍內的師生交互過程，這樣不但能夠提升教學的質量，還能夠讓學生對課堂保持一定的注意力，有效利用輔助系統完成教學。

2 計算機輔助教學系統架構構建

2.1 系統架構綜述

在該教學系統的WEB數據庫中，需要同時面對大量的隨機用戶的訪問和查詢，其中大部分用戶需要進行及時的跟蹤和提供特定的服務，保持數據庫的保密性和一致性。對于服務器的設計，需要保證提供師生角色通過瀏覽器的方式快速訪問，并在數據中轉服務器中提供中繼站作為常用數據轉發站，提供更為高效的資源獲取。在整個系統中，教師角色的功能需求應該包括課程管理，在線交流，教學資源管理和教師角色管理；學生角色的功能需求應該包括學習空間管理，在線交流，在線測試和學生角色管理。該套計算機輔助系統的構建目的是服務于師生，其內容的設計應該包括但不限于WEB數據庫、教務處網站和多類別教學終端的設計。

2.2 教師角色

教師角色在系統中的主要需求為教學，其在系統中的主要數據流包括注冊教師ID，設置登錄密碼，登錄教學終端，對學生的在線課程、在線答疑和在線討論進行針對性的解答。在WEB數據庫的設計中，教師角色需要構建以下幾個關鍵功能：在課程管理中需要開放管理和內容管理。課程的開放管理應該包括申請和審核開放兩個部分。當教師角色需要在輔助教學系統中添加課程時，可以通過教學終端提交課程開放的具體信息，該信息由輔助教學系統管理員進行審核，確認無誤后即可完成審核，并在課堂中開放該課程。系統管理員應該負責向學生終端公布并推送教師申請課程的資源，為某個教師申請的課程資源分配唯一的教學代碼，并且在WEB數據庫中分配空間記錄該課程的具體信息。課程的內容管理，應該包括課程的具體介紹，課程的適用范圍，課程的實驗相關內容以及課程所需要的教學資源的共享。在本系統中，教師的課件資源不再限于PPT類的文字和圖片，還增加了更多樣化的例如視頻、直播等素材進行更豐富的課程管理。在線交流中，教師終端的在線交流目的是對學生的討論和疑問進行解答，在該系統中通過某門課程的任課老師完成在線交流的管理。教師可以根據學校的教育內容和教學方式確定合適的時間提供在線交流，并發起與學生之間的討論和交流。另外，教師角色會收到學生終端的提問帖子推送，作為教師終端應該盡可能快的解答學生帖子中的疑問。教學資源在教學中充當的角色是讓學生更方便、快捷的完成某門課程的預習和復習。教師角色應該在教師終端上將教學的任務資源發布到WEB數據庫中，學生終端可以通過查詢訪問數據庫中的教學資源并完成下載，學生可以充分利用空閑時間訪問數據庫，下載相應課程的學習資源進行提前的預習和復習，提升學生積極主動的學習能力。另外，管理員也可以通過網絡搜索教學相關的優質資源并共享到數據庫中提供為學生。教師角色的管理可以包括教師的基本信息管理，以及教師的教學質量評判等內容，提供與學生終端相適應的相互評分系統，讓教師的教學效率、學生的學習效率更高。

2.3 學生角色

學生角色在系統中的主要需求為學習，其在系統中的主要數據流包括注冊學生ID，設置登錄密碼，登錄學生終端，構建在線答疑和在線討論詢問自己的疑惑，還可以通過發帖的形式在全網公布自己的疑惑。在WEB數據庫的設計中，學生角色需要構建以下幾個關鍵功能：在學習空間管理中，學生可以通過登錄學生終端，在服務器和WEB數據庫上創建學習交流的房間或者通過其他方式進行學習疑惑的討論。一般來說，以班級為單位創建的討論組或房間最為合適，在該房間或組中的學生在相同的時間內學習了相同的知識，有助于討論。另外，對于學習專題的討論，學生還可以根據自己的興趣構建某個學科的興趣小組，該興趣小組不限于以班級為單位，但是能夠極大地提升學生學習的主觀能動性，提升學習的興趣和積極性。在線交流中，學生的在線交流包括學生之間的資源分享，交流學術觀點和知識，還包括師生之間的疑惑解答和課程總結等功能。同時，在學生之間構建的在線交流區也提供網絡信息搜索工具，使得學生不限于WEB數據庫中的教學資源，還可以利用更廣闊的互聯網資源進一步提升學習的能力。在該系統的催化下，學生不但能夠提升學術的視野，還能夠鍛煉各方面的綜合能力，獲得多個學校之間的資源交流。在線測試中，課程學習的好壞需要通過測試完成，在本系統中提供在線測試功能。測試內容可以以課程為單位也可以以課程的章節為單位。在測試過程中，WEB數據庫可以通過測試的對象從測試集中客觀的抽取測試題目，提供給學生完成在線測試。學生收到測試題目解答完成以后，將測試的答案提交給系統。系統可以通過評價標準直接給出測試結果，并且為各個習題提供標準答案以及習題講解。在學生完成多個在線測試之后，系統會根據學生的實際情況為學生制定下一步學習的計劃和建議。在線測試系統只是一個客觀的測試過程，不會對學生的思維進行限制，大部分為開放性測試，受試學生可以根據自己的思維靈活的解答。該項功能能夠一定程度上提升學生的自主分析和創新等能力。學生角色的管理可以包括教師的基本信息管理，以及學生學習能力自評等內容，提供與教師終端相適應的相互評分系統，讓師生效率更高。

2.4 多樣化功能

多樣化功能是構建在傳統計算機輔助教學系統之上，提供更為科學、高效的功能。在本文構建的教學輔助系統中，還包括以下特色功能：在教學資源展示板塊中，提供各種教學信息的展示，包括但不限于教師提供的資源，還包括網絡的優質資源。同時，該板塊還能夠為教師進行資源管理提供更為便利的途徑。在線交流討論板塊可以以師生問答的方式展開教學答疑之間的互動，有利于提高學生學習的積極性，并為師生之間的交流提供更為便利的途徑。在線發布和提交作業中，異地同步的作業發布和提交功能是本文構建系統的新型功能。在多媒體資源搜索中提供不同類型的資源搜索功能，讓計算機輔助教學系統的資源不再限于文字和圖片，擁有更多樣化的教學資源獲取。教學接受效果評估板塊中，教學的評估在新時代是很重要的，教學評估應該是雙向選擇的，教師可以通過系統評估學生對所學知識的接受程度，學生也可以通過系統評估教師的教學效果。雙向評估能夠促進教學的深入，提升教學的質量，完善教學的各種弊端。

3 計算機輔助教學系統實施應用

計算機輔助教學系統除了架構設計，還需要進行有效的實施應用。在本文構建的輔助教學系統中，教學過程已經不限于傳統的黑板了，需要利用當前所擁有的各種形式的教學資源滿足學生日益增加的多樣化的學習需求。在不同的場景下，可以采用文本、圖片或者視頻等多種資源完成學習，甚至在有條件的時候還可以采用直播的方式進行教學和學習。系統在教學過程中還可以使用SPSS軟件對學生學習中使用的學習視頻、學習時間和學習興趣進行歸納統計分析，在教學過程中產生最優化的教學資源分配，促進教學和學習資源為學生和老師最大化利用，真正完成學生的多方面發展和教學的便捷、快捷。

總結

在不久的將來，WEB交互和數據庫的融合性將會更強，計算機輔助教學系統必將為樹立終生學習意識和促進學生個性化發展，全面健康發展提供更完備的模式。基于WEB數據庫構建一個合適的計算機輔助教學系統已經成為一個低成本解決眾多教學問題和資源共享問題的巧妙方案。

參考文獻：

[1]馮燕茹,閆婷.關于計算機輔助教學系統的開發與應用探討[J].數字通信世界,2016,（7）:277-277.

[2]隆波,閆婷,劉昕等.試析計算機輔助教學系統的開發與應用[J].電子制作,2015,（11）:133-133.

[3]樊麗,楊宏,魚瑩等.智能計算機輔助教學系統在健美操教學中的應用[J].電子測試,2014,（10）:138-139.

[4]郭蘭君.基于校園網的計算機輔助教學系統在生理學教學中的應用[J].科技創新導報,2014,（20）:109-110.

[5]劉晨亮.淺談智能計算機輔助教學系統在體育教學中的應用[J].電子測試,2014,（13）:50-51.