基于多媒体三维教学系统的设计与研究

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 随着计算机技术和网络通信技术的突飞猛进,传统的以黑板粉笔为模式的教学方法已经不能满足现代教育对于图、文、声、像的高层次的交互性需求。传统的教学方式往往只注重知识的原理和方法,对于学生来说,只记住这些抽象的知识显然是远远不够的。正是计算机网络技术和多媒体技术的拓展与统一完美地解决了这一问题。基于多媒体三维教学系统,成为教育信息和知识传播的重要载体,为信息化社会实施教育改革提供了良好机会,拓展了教育的内涵。

    硬件结构构成多媒体三维教学系统的硬件基础的一个实际的计算机网络,在现在的高校中,一般指的是一个网络中心。它的组织结构形式要根据支持的学生人数、范围、访问网络的方式等因素的不同而变化。一般来说,具有如下模块:路由器模块、交换模块、服务器模块、网络管理模块和课件制作与开发模块等。

    软件结构一个完整的多媒体三维教学系统,仅有操作系统和服务器等系统软件的支持还不够,还需要专门支持教学的应用软件的支持。(1)师生交互系统多媒体教学系统支持异地交流,不仅支持语音传播,还应该支持视频和图像的交流。教学过程中最有效的交流方式就是语音交流;视频交流可以模拟现实的教学情境;另外,为了达到现实的黑板效果,还提供了视频共享功能,通过视频共享,学生可以同步地查看教师的板书内容。(2)教学资源管理系统该系统主要功能是对教学资源进行管理和利用。它主要由CAI软件库和学习资源库组成。CAI软件库中包含的优秀课件,可能是一门完整的课程,也可能只是一节课或者是一个知识点。(3)教学管理系统教学管理系统要涉及学生从入学到毕业中教学活动的各个环节,管理教学活动中所有的对象和资源,为学生创造一个个性化智能化的远程学习环境。

    基于多媒体三维教学系统总体结构整个系统突出了以下几个方面:(1)该系统基于网络,用户界面友好,方便操作;(2)该系统提供教师管理功能,教师可以方便地管理和使用;(3)该系统结构清晰,便于系统操作和维护;(4)总体目录结构清晰,方便系统扩充;(5)系统通用性强。每一门课程对应一个独立的目录,如果要增加一门远程教学课程,只需把一个标准目录复制成新的目录,并对配置文件稍加修改,就可以完成新课程教学环境的设置。该系统中,讨论区是用来支持实时交流的,如在教学过程中,教师与学生或者是学生与学生之间的交流。系统中的服务器程序会把局域网内各个终端发过来的文本信息收集到服务器上,然后经过汇总再分发到各个终端上。讨论区的管理模块主要功能就是完成对讨论区中用户的设置和修改,例如,显示用户的记录,管理员添加用户、删除用户以及是否允许用户参加讨论等。

    除了讨论区,教师和学生还可以使用答疑区进行非实时交流。讨论区可以保存问题记录,并允许所有用户参考。学生在讨论区中可以提出自己的问题,回答问题,还可以浏览所有问题及其回答。教师在讨论区中帮助学生解决疑难问题,并可以对讨论区进行管理,比如将重点问题和常见错误及其回答转入常见问题区中,以方便学生浏览。该系统中还可以设置两个查询功能,一个是根据作者查找,另一个是根据提问查找,这样就方便了学生对某一特定问题的查找。作业是对学生学习情况的一个重要反馈,也是基于多媒体教学系统的一个关键环节。学生可以利用网络,及时提交作业,教师也可以及时批改作业,并从中尽快地发现存在的问题,通过该系统就可以对学生进行沟通。考试是基于多媒体的三维教学系统考察学生学习成绩的重要手段。在网络的支持下,该系统的考试在很多方面优于其他传统考试。该模块可以完成在线考试、批改试卷和课堂考核等功能。在课堂考核中,可以对学生的听课状态、回答问题及提问等听课细节记录下来,利用评分标准进行评分。
 


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