WEB系统构成及计算机辅助教学知识.docx

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1、WBT（Web-Based Training）系统开发的可行性报告目录1 WBT系统的诞生背景32 计算机辅助教学的理论42.1 建构主义学习与教学理论在计算机辅助教学中的实现模式42.2 计算机辅助教学的现有模式52.2.1 CBT(Computer-Based Training)模式52.2.2 初级WWW模式52.2.3具有管理机能的WWW模式62.2.4统一规格的具有管理机能的WWW模式62.3WBT（Web-Based Training）系统模式的规格72.3.1AICC（Aviation Industry CBT Committee）72.3.2IMS（Instructional

2、Management System）72.3.3IEEE LTSC（Learning technology Standards Committee）72.3.4ADLNet（Advanced Distributed Learning）82.3.5WBT（Web-Based Training）系统模式规格之间的关系83WBT系统的构成93.1CMI的管理体系93.2WBT规格下的CMI等级103.3CBT机能103.4CBT,CMI的界面103.5WBT系统实装形态114WBT的应用范围145WBT的特点156WBT发展现状151 WBT系统的诞生背景衡量一个国家科学技术发展水平的主要依据在于该

3、国的教育质量和普及程度。这种概念早已被世界的近代史和现今的世界格局所证实。科学技术的发展带动了第一次工业革命，促使英国成为当时世界上最强大的国家。普及国民的教育，是日本明治维新提出的口号，这也是日本成为当今世界经济大国的基石。美国高等教育的普及和其世界范围各类优秀人才的引进政策，使其成为了当今的世界第一强国。衡量一个公司是否成功的标准有以下5个方面。 经营者适应现代化要求的科学管理方法； 技术中坚对日新月异发展的新技术的适应能力； 公司在社会上的信誉度； 公司在所从事领域的占有率； 追求公司在国际上的知名度。这就要求公司具有吸引优秀人才和培养优秀人才的实力。才能做到适应现代化的要求，适应新月异

4、新技术的发展要求，掌握最新科学管理方法，掌握最新科学技术，开发出最好的商品，屹立于世界之林。人才是一切的关键所在，而造就人才离不开教育。所以“发展生产力,科学要先行“是我们的立国之本。教育的方式也是多种多样的。最常见的有以下3种。 固定地点和固定时间的面向学生的知识教育。 非固定地点和非固定时间的面向社会人的生涯教育。 固定或非固定地点和固定或非固定时间的面向职工的技能教育。现实世界充满着矛盾，教育也是如此。影响教育活动的要素很多，但主要体现在时间、空间、优秀教师人才等资源对教育活动的限制等方面。为了达到教育的普及化、先进化、快速化、有效化的目的，已经有了许多的尝试。利用计算机教学是最为有效的

5、方法之一。早在1959年，美国IBM公司最先提出了CAI（Computer Assisted Instruction）的概念，即计算机辅助教学的概念。但由于计算机普及和计算机技术等条件的限制，计算机辅助教学的应用成效很小。近些年来，计算机的速度和价格的飞速变化超出了人们预想，网络的速度也得到了很大的提高，计算机和网络进入到了千家万户,也进入到了企业的许多应用领域。随着WWW技术的发展和普及，也带来了如何使用WWW来实现教育活动的课题。 同时也带来了切实解决影响教育活动问题的可能性。2 计算机辅助教学的理论从1959年，美国IBM公司最先提出CAI（Computer Assisted Instr

6、uction）的概念，即计算机辅助教学的概念开始，计算机辅助教学的理论经历了3个发展阶段。行为主义学习理论（60年代初至70年代末） 特点：单方向灌输。认知主义学习理论（70年代末至80年代末） 特点：单方向灌输为主，学习者主动性为辅。建构主义学习与教学理论（90年代初至今）特点：授课灌输同学习者主动性平衡。但由于受计算机技术、认知学、教育学发展的制约，CAI课件的实现技术大大落后于CAI理论的发展。目前仍停留在上述的第一阶段。 2.1 建构主义学习与教学理论在计算机辅助教学中的实现模式 作为最先进的建构主义学习与教学理论由智能型的计算机辅助教学（Intelligent Computer As

7、sisted Instruction）和基于网络的计算机辅助教学（Network Based Computer Assisted Instruction）两部分构成。 智能型的计算机辅助教学表现在其理论的内涵，利用统计学，分析学，人工智能等理论对学习过程进行全面的支持。基于网络的计算机辅助教学表现在其理论的外在形式。有基于Client / Server的实现模式和基于或 Internet )的实现模式两种。随着WWW技术的发展及应用的普及，基于WWW的实现模式就显得尤其重要。基于网络的智能型计算机辅助教学是当今社会的需要，智能型和网络型两者相辅相成，是未来计算机辅助教学的发展趋势。2.2 计算

8、机辅助教学的现有模式计算机辅助教学的现有模式有以下4种。 CBT(Computer-Based Training)模式 初级WWW模式 具有管理机能的WWW模式 统一规格的具有管理机能的WWW模式目前市场上流通的系统基本上以前3种为主。2.2.1 CBT(Computer-Based Training)模式这是以使用类似于CD等介质上载有的教学情报通过计算机实现的教学活动。优点： 图文声像并茂，形象生动，教学效果显著。不足： 教材的升级，价格，学生的管理、支援等缺乏优势。教材的形式不统一 2.2.2 初级WWW模式直接把教材以超文本文件方式装载到Web Server上，通过Internet或I

9、ntranet支持对学习者的访问。优点： 解决了CBT模式的不足。不足： 但对学生的管理、支援等方面无显著改变。由于制作商的不同，学习的用户介面仍无法达到统一。2.2.3具有管理机能的WWW模式在WWW模式的基础上进一部扩充了服务和管理。优点： 充分利用WWW技术，电子邮件、BBS对教学活动进行全面的智能化的支援。包括教材内容、教材结构的先后逻缉关系、学习进度、学习内容的提示、测试的管理、学习者人事的管理、质问/回答、统计、调查（团体单位、个人单位）等的支援。不足： 但由于没有统一标准,系统之间无法连携。学习界面不统一。2.2.4统一规格的具有管理机能的WWW模式这是本文介绍的重点，它除了具有

10、管理机能WWW模式中具有的所有机能外，还拥有统一的系统构成模式、各种规范的信息管理模式、标准的通讯接口协议、用户学习介面等。另外，它还强调了不同系统之间的连携功能。这种模式就是目前风靡于美国、日本的WBT（Web-Based Training）系统模式。2.3WBT（Web-Based Training）系统模式的规格WBT（Web-Based Training）系统模式的规格如下图所示。2.3.1AICC（Aviation Industry CBT Committee）AICC（Aviation Industry CBT Committee，）是以美国的航空工业公司为中心于1988年设立的C

11、BT(Computer-Based Training)标准化团体。由飞机制造商，航空公司，教材制造商等构成。AICC对教材，多媒体情报，平台等制定了许多规格。其中最重要的是以CMI001（CMI(Computer-Managed Instruction) Guidelines for Interoperability）为中心的CMI系列规格。1993年开始，最初主要是对单机以及LAN环境制定的规格。1998年2月开始的版本，既WWW环境下的WBT规格版本。在改善的基础上，AICC向IEEE LTSC委员会提交了此案，现在，ADLNet也参与进来共同对规格的扩充进行探讨。 2.3.2IMS（In

12、structional Management System）IEEE LTSC（Learning Technology Standards Committee）是以政府机构，大学，计算机制造商为中心于1996年设立的关于教育研修的标准化委员会。有案可查的其现共有20个工作组，其中WG11同AICC连携，WG12同IMS连携。它的活动范畴包括从多媒体教材到教学模式, 计算机对教学活动的管理范畴, 教学研修的技术构成要素等。 2.3.3IEEE LTSC（Learning technology Standards Committee）IMS（Instructional Management Sys

13、tem）Project是以政府机构，大学，计算机制造商，教材制造商等于1997年2月设立的非营利团体。 是EDUCAUSE()下面的NLII(National Learning Infrastructure Initiative)管理下的一个组织。它的目的是完成对高等教育的改革，实现情报处理技术，情报资源的有效利用。特别是对于核心数据如多媒体教材学习软件，软件工具，学习目标，教师，教育机关等等非常广泛意义的学习要素情报作了明确的定义。 2.3.4ADLNet（Advanced Distributed Learning）ADLNet（Advanced Distributed Learning N

14、etwork，）是以DoD于1997年11月设立的基于Internet上的下一代教育技术标准的制定组织，它同其它三家组织连携起来制定了以下标准。2.3.5WBT（Web-Based Training）系统模式规格之间的关系WBT（Web-Based Training）系统模式规格之间的关系如下。3WBT系统的构成 WBT系统由学习界面CBT，服务管理CMI和两者之间的通信协议构成。核心是CMI。3.1CMI的管理体系CMI的管理体系内容大致如下。根据系统的不同可能有所增减。 使用者管理服务：对学习者，学习管理者，教材管理者，系统维护者等的管理机能。 教材管理服务：对教材构造，前后逻辑，目标等的

15、管理机能。 测试管理服务：问题，问题集的管理，测试结果的评判打分等机能。 学习过程管理服务：包括对教材的选择，章节顺序的控制，学习履历的管理，测试的实施等机能。 统计工具：对教材的实用性，难易程度，学习者学习特点等进行统计分析。 学习辅助支援服务：通过电子邮件，BBS等工具提供包括Q&A等各种学习辅助机能。 日程管理服务：安排教程发布的日程计划。3.2WBT规格下的CMI等级WBT规格下的CMI等级有如下4种。3.3CBT机能是学习者的使用界面。一般地说是超文本情报，根据需要可能包含有Java Applet或JavaScript等。4个规格团体对此均有建议文档。3.4CBT,CMI的界面为了实

16、现不同的CBT和不同的CMI间的连携，以及CMI对CMI间的连携，AICC规定了许多信息类别及其级别(根据CMI等级)。并规定了HACP(HTTP-based AICC CMI Protocol) 的通信协议。 3.5WBT系统实装形态网络应用平台模式大体上分为4种：主机终端模式、文件服务器模式、客户机/服务器模式(Client/Server，简称C/S)和Web浏览器/服务器模式(Browser/Server，简称B/S)。主机终端模式由于硬件选择有限，硬件投资得不到保证，已被逐步淘汰。而文件服务器模式只适用小规模的局域网，对于用户多、数据量大的情况就会产生网络瓶颈，特别是在互联网上不能满足

17、用户要求。因此，现代化网络应用平台模式应主要考虑C/S模式和B/S模式。网络应用绝大部分都可分为以下四个层次:表现层、事务层、数据逻辑层和数据存储层。在C/S结构中,表现层和事务层都放在客户端,而数据逻辑层和数据存储层则置于服务器端。这种组织安排带来诸多的限制: 1、客户端很庞大,以致于应用程序升级和维护时十分困难且耗资很大;2、事务层不能与跨平台的客户端共享; 3、孤立了不同的逻辑组件; 4、没有统一的数据逻辑层来提供不同种类的数据存储层; 5、C/S组织结构不支持Internet。做过C/S结构下的网络应用开发和维护的人们对第1点体会颇深:对应用程序一个小小的改动,就必须通知或亲临每一个客

18、户端去更新;新增或升级一台机器,都要把应用及其相关的文件安装在客户端上。如果整个系统有成千上万个客户端,可以想象维护的工作量有多大。 B/S模式的优势在于首先它简化了客户端。它无需象C/S模式那样在不同的客户机上安装不同的客户应用程序，而只需安装通用的浏览器软件。这样不但可以节省客户机的硬盘空间与内存，而且使安装过程更加简便、网络结构更加灵活。假设一个企业的决策层要开一个讨论库存问题的会议，他们只需从会议室的计算机上直接通过浏览器查询数据，然后显示给大家看就可以了。甚至与会者还可以把笔记本电脑联上会议室的网络插口，自己来查询相关的数据。其次，它简化了系统的开发和维护。系统的开发者无须再为不同级

19、别的用户设计开发不同的客户应用程序了，只需把所有的功能都实现在Web服务器上，并就不同的功能为各个组别的用户设置权限就可以了。各个用户通过HTTP请求在权限范围内调用Web服务器上不同处理程序，从而完成对数据的查询或修改。现代企业面临着日新月异的竞争环境，对企业内部运作机制的更新与调整也变得逐渐频繁。相对于C/S，B/S的维护具有更大的灵活性。当形势变化时，它无须再为每一个现有的客户应用程序升级，而只需对Web服务器上的服务处理程序进行修订。这样不但可以提高公司的运作效率，还省去了维护时协调工作的不少麻烦。如果一个公司有上千台客户机，并且分布在不同的地点，那么便于维护将会显得更加重要。再次，它

20、使用户的操作变得更简单。对于C/S模式，客户应用程序有自己特定的规格，使用者需要接受专门培训。而采用B/S模式时，客户端只是一个简单易用的浏览器软件。无论是决策层还是操作层的人员都无需培训，就可以直接使用。B/S模式的这种特性，还使网络应用系统维护的限制因素更少。最后，B/S特别适用于网上信息发布，使得传统的网络应用的功能有所扩展。这是C/S所无法实现的。而这种新增的网上信息发布功能恰是现代企业所需的。这使得企业的大部分书面文件可以被电子文件取代，从而提高了企业的工作效率，使企业行政手续简化，节省人力物力。鉴于B/S相对于C/S的先进性，B/S逐渐成为一种流行的网络应用系统平台。各软件公司纷纷

21、推出自己的Internet方案，基于Web的财务系统、基于Web的ERP、基于Web的教育系统。一些企业已经领先一步开始使用它，并且收到了一定的成效。综上所述，平台的模式准备采用国际最先进的N(4)阶层B/S结构进行设计和开发。 N(4)阶层的B/S结构其中,P是Presentation的缩写，AL是Application Logic的缩写， DL是Domain Logic的缩写，D是Data的缩写。Client限定为统一化的用户接口Browser。N(4)阶层B/S结构的核心技术是WEB技术，Web平台是一个调度任务集中的、以客户为中心的应用程序平台;它是一个分布式、开放、适用性强、高性能、

22、端到端的平台;它使企业利用技术获取竞争优势。JAVA语言是一种纯面向对象的语言，具有以下的特性。 与数据库服务器的结合性； 与企业现有网络的配合性； 开发Web页面的难易程度； 安全性； 稳定性； 可重复利用性； 支持分布式； 易学性； 建壮（无指针、垃圾收集、界限判断）性； 中性结构（与平台无关）； 可移植性（严谨）； 快速的解释型机构； 高性能性； 多线程。上述特性决定了JAVA是与WEB技术结合的最好的语言，利用JAVA的应用模式是WEB应用系统实装的最佳选择。所以，我们准备开发的中小型规模WBT软件实装模式如下所示。JSP应用模型2上述的模式是JavaSoft提倡的JSP应用模型2。是

23、目前中小型规模网站或企业网应用建模的业界标准之一。应用模型中出现的MVC（Model，View，Controller）结构理论是美国施乐公司的Smalltalk早年提出的产物。Model体现了应用的对象，View体现了用户界面的表现，Controller完成的是对用户界面的表现和应用的对象之间的控制。由于Java Servlet拥有对逻辑处理非常强的特征，所以担当Controller的角色非常适合。JSP是为画面设计者提供的动态信息语言，所以担当View的角色非常适合。JavaBean的完整性，独立性，灵活性，可再利用性等优点使其所以担当Model的角色非常适合。我们准备开发的中大型规模WBT的软件实装模式如下所示。JSP应用模型1上述的模式是JavaSoft提倡的JSP应用模型1。是目前中大型规模网站或企业网应用建模的业界标准之一。应用模型中的JSP体现了与用户界面的接口，EJB完成了对应用逻辑的控制和数据信息的接口。Java的面向对象性，与平台的无关性，安全性，坚固性，与WWW技术的适应性等优点使得我们采用了上述的应用模型。具体实装形态准备采用如下形态。4WBT的应用范围 WBT的应用范围如下图所示。5WBT的特点 WBT的特点简单概括如下。6WBT发展现状 WBT发展现状如下图所示。