计算机系统教学设计

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计算机系统教学设计范文第1篇

关键词：计算机辅助教学；积件；课件

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)11-20300-03

1 引言

我国计算机辅助教学系统的发展经历了两次重要的变化，以“课件”作为教学方式的第一代辅助教学系统和以“积件”作为教学方式的第三代的辅助教学系统[1]。课件（Course Ware）是指在某种学习理论、教学方法的指导下，根据教学目标，采取某些教学策略组织教学内容的计算机辅助教学系统。这种教学方式制作简单，易于控制，因而得到了师生的广泛使用。相关统计资料表明，目前全国90%以上辅助教学软件仍是以课件作为最主要的表现形式。但是课件完成后，教师不易根据教学内容按照自己的教学思想重新组织教学课件以适应特定的教学环境和教学对象，课件内容和形式相对固定，因此不利于教师与学生之间个性的发挥，不利于交互式教学的运用。

积件（Integrable Ware）是指由教师或学生根据教学需要自行运用多媒体教学信息资源的教学软件系统，积件包括积件库与积件组合平台两个部分。近年来积件技术得到了迅速发展，成为CAI发展新方向。与课件式教学相比，积件教学形式多样，内容丰富，极大提高了课件的教学质量，因此得到了人们普遍的关注[2]。

本文通过分析积件理论及其体系结构，采用UML建模[3]设计积件库，基于积件库设计辅助教学系统。结合计算机文化基础课程的教学实践发现，与传统课件式教学系统相比，积件辅助教学系统具有形式灵活，可继承，易扩展的特点。

2 积件教学软件的系统结构

积件是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。积件教学对教学资源和教学过程进行准备、检索、设计、组合、使用、管理、评价的理论与实践，是从课件的经验中发展出来的现代教材建设的教学理论[4]。积件系统由积件库和积件组合平台两个部分构成。

2.1 积件库

积件库是教学资料和教学表达方式的集合，积件库包括多媒体（教学）素材库、微教学单元库、 资料呈现方式库、教与学策略库、网上环境资源库。

2.2 积件组合平台

积件组合平台是用来组织积件库并供教师和学生使用的教学软件环境。积件组合平台是连接五个积件子库的关键部分，也是教师和学生选取、加工教学资源信息、进行教学活动的操作平台，如图1所示，积件组合平台管理积件库的多媒体素材库和微教学单元库两个领域知识库，并通过网络访问网上的共享资料库，结合教与学的教学策略采用多种呈现方式生成教学所使用的教学课件。

根据领域知识点和存储方法的性质，把积件库分为实积件库、虚积件库和网上资源库。实积件库是指知识点的集合，包括多媒体教学素材库、微教学单元库，它们的共同特征是为教学提供素材。教学素材库包括文本、图形、图象、声音、动画、视频等与领域知识相关的所有形式，微教学单元库指由教师（或学生）对教学素材重新组织成新的教学资料。虚积件库由资料呈现方式和教与学策略组成，虚积件库并不构成实际知识，而是指教学所使用的思想、方法、方式、策略、技巧等。因此虚积件库的设计完全不同于实积件库的设计，不能简单采用数据库的设计方法。网上资源库是指分布在网络上的实积件库与虚积库总称。

3 实积件库设计

实积件库又称为领域知识库[5]，在领域知识库中把知识点分为元知识点和复合知识点。元知识点是构成知识点的基本元素，复合知识点由元知识点或复合知识点通过相互之间的关系结合在一起。因此按照领域知识库的设计方法，把最基体的教学素材设计成元知识点，而将其它教学素材和微教学单元设计成复合知识点，

采用上述构造方法，我们可以把积件库中教学资料库和微教学单元库统一成一种知识点结构，采用UML建模方法设计知识点结构，如图2（具体UML建模方法参考文献3）。通过SID链表属性，一个知识点可以关联多个知识点，便构成知识点的树型结构，当SID链表为空时表示此知识点为一个元知识点，因此知识点结构形式统一，具有可继承，可扩展的特点。

4 虚积件库设计

把不包含领域知识点的积件子库统称为虚积件库，因此虚积件库是指教学过程中使用的教学思想和教学方法。它们主要是通过教学过程中对知识的组织、讲解来实现。虚积件库包括资料呈现方式库和教学策略库。资料呈现方式是指各种教学资料在计算机辅助教学中的表现的方式；教学策略主要是指教学的方法、模式与策略，包括讲授法、演示法、讨论法等。

因此可以将虚积件库设计为名称索引和方式实现两个部分。名称索引保存资料呈现方法和教学策略名称及其调用方法，其结构如表1（只列出主要部分）。

方式实现是指具体的教学方式和策略的计算机实现方式，把方式实现设计统一在积件的平台开发中。定义一个控制基类并设计基类的调用接口，如图3。采用虚函数定义，控制均由基类派生，因此呈现方式统一为一种基类的调用接口。

Control Base Class

Name //名称

ID //Key

Property //属性结构

……

//呈现方式

Virtual Move()

Virtual Show()

Virtual Play()

……

5 积件库计算机辅助教学系统的实现

积件库及积件平台采用面向对象的方法设计，结合PowerPoint的OLE动态连接库技术采用C#软件开发完成。教师可以通过系统按照自己习惯的教学方法和教学策略组织安排教学内容，系统可以边制作边展示。为了便于教学上课使用，系统设计有课件导出功能，教师可以通过导出功能生成上课所使用的PPT电子课件（PowerPoint文件）。与传统教学软件相比，课件内容和组织形式更加灵活。

6 结束语

积件技术把教学的资源素材与师生之间的教与学灵活结合，充分发挥计算机辅助教学形式灵活，展示多样的特点。尽管积件技术发展才刚刚开始，采用积件技术制作的课件并不多，但是相对于传统的课件技术，积件技术具有非常明显的优势，因此基于积件技术的计算机辅助教学系统的设计必然会成为CAI发展的一个新方向。

参考文献：

[1] 施农,冷静,等.一个基于积件思想的新一代多媒体辅助教学系统的设计与实现[J].计算机应用研究,2001(4):108-111.

[2] 王世龙,秦维佳,孟艳红.基于积件理论的CAI课件制作软件的设计与实现[J].沈阳工业大学学报,2006.2(28):98-101.

[3] 张韬,应时. 基于统一建模语言的面向服务体系结构的描述[J].计算机工程,2006(16):89-91.

[4] 孟宪飞,申永胜,等. 基于积件思想的智能化计算机辅助教学系统的设计[J].计算机应用,2003(5):71-73.

计算机系统教学设计范文第2篇

关键词:微信公众号;计算机教学;辅助系统

在互联网技术快速发展的同时，智能化手机得到广泛普及，成为重要的通讯设备。学生与年轻群体为运用智能化手机的群体，微信软件具备趣味性强和快捷等优点，吸引较多的年轻人群。在计算机技术、教育事业、互联网和通讯技术发展的同时，微信公众号广泛应用在计算机辅助系统中，对有效开展教学活动具有促进作用。

一、微信平台下计算机教学系统特点

(一)交流方式多样化将计算机辅助系统和微信公众号有效结合，可交流传递各种信息，为学生和教师沟通交流提供便捷性，转变利用文字交流信息和沟通信息的弊端。用户可以结合自身需求确定交流信息的方式，促使交流过程充满乐趣，突破传统文字交流的无聊和乏味。计算机辅助系统具有多种类型的交流信息模式，为用户提供选择多种交流方式的机会，并且微信公众号接口信息类型更加丰富。

(二)教学功能灵活性计算机辅助系统主要是将微信公众号作为基础，当作辅助教学的手段，从而可提升教学效果。教师在课堂教学中扮演执行者，学生为消费者和受益者。计算机辅助教学系统具备价格实惠、低廉的优势，仅需支付上网产生的流量费用即可。利用网络发送课堂教学的信息，从而设计并确定教学内容，开展教学活动便可。“松耦合”衔接方式将客户端和服务器相结合，利用编程接口，在平台上便可完成人机交互，增添部分新功能。当添加新功能之后，便可不对客户端重新开发，合理调用开发接口，便可增加新的功能，大大减少建设成本。

(三)延伸教材内容计算机辅助系统在应用的过程中具有编辑性，利用计算机教学系统将课堂内容发送至微信公众号，学生可不用受到时间和地点的限制，只要通过手机便可查阅学习。当遇到难以理解的知识，只要打开微信公众号翻阅有关问题，或者将信息发送至教师请教便可，这种手段将课后学习和传统课堂相融合，突破空间和时间的限制，提升学习效率。

二、微信公众平台下计算机辅助系统设计方案

(一)身份验证函数微信为一种软件，需设计编程。在设计编程的过程中可运用到大量的字符串和语言，并且在开发中还会运用到“Token字符串”，其中Token又被称为“访问令牌”。控制操作访问系统的对象，开发者可任意设定字符，但是在字符串中不应添加特殊符号。在管理的界面上边可完成设计字符串的工作，在服务器中便可看到和微信公众号相关联的字符串，字符串相当是保证服务器信息的密匙，这样便可准确的判定服务器信息是否具有真实性。具体设计的验证函数详情如下:

(二)信息咨询模块利用信息咨询的模块，既可以查阅和课堂教学内容相关联的资料，又可以查阅和教学活动相关联的信息，便于及时发送信息，为课堂教学做好充裕的准备。除此之外，还可为学生自行下载课程表和成绩表等信息提供便捷，从而突显其具备的实时性和高效性特点。当微信账号后，学生可自行通过手机客户端搜集公众号，学生关注后借助咨询服务，待服务器接收到请求后，便可自行搜集信息，形成相对对立的数据，通过特定形式，将信息发送至平台，供查阅者浏览。

(三)视频信息当前，回复教学信息比较方便，主要是用户发送视频链接，用户自动点击视频的页面，便可观看视频，为顺利开展课堂教学提供保障，为教师通过多重选择，促使学生和教师利用微信平台便可实现沟通交流，突破空间和时间的局限。利用平台进行面对面教学，学生可以实现分享，从而发挥教学视频的交互性，让教师在教学的过程中找到教学的灵感，从而促使学生成为真正的受益者。视频是教学利用网络实施教育的重要材料，并且教师可在结束课程后，利用多媒体技术保存视频，利用计算机辅助信息将视频信息发送至微信公众号，为学生在课后回顾复习课堂教学内容提供便捷，达到“温故而知新”的效果。

(四)保存微信记录在注册微信公众号的过程中，接收的信息和发送的信息仅可保留五天。基于课堂教学角度出发，应该保证信息具备永久性的特点，若不能满足这一要求，也需要确保信息可以保留一段时间。因此必须保证微信公众号的完整性，从而更好的满足学生学习和教师教学的需求，存放信息记录，需要通过建立数据库实现。当真正的能够将信息记录保存一段时间，学生便可在有效的时间内进行翻阅或者自行保存，为学生今后学习提供便利。

计算机系统教学设计范文第3篇

随着多媒体技术和网络通信技术的发展，基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段，越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术，在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点，它创造了一种全新的教学模式，打破了传统教学模式在时间、空间上的限制，采用了先进的教学手段和教学方法，大大提高了教学效率和教学效果，使教学活动上了一个新台阶。

作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课（包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程）的教学任务，每学期平均有3000多学生，各教师均负责2～3个班共200～300多人的教学，教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率，增强学生应用Internet网络服务的能力，以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握，我们从1999年开始，开发了《计算机基础课程远程教学》系统（以下简称《远程教学系统》）。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能，使用一年多来，取得了很好的教学效果，以下讨论该系统的设计与实现方法。

2.《远程教学系统》的体系结构

《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的，是典型的浏览器/服务器模式。服务器以Windows NT 4/2000 Server为操作系统平台，Microsoft SQL Server 7.0为RDBMS，客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问，它要求用户提供帐号/密码，通过验证后才能进入系统主页，以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类：系统管理员、教师、学生，他们都有各自的主页，访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员，其次为教师，最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源，反之则不然。例如教师能进入学生主页，而学生则不能访问教师主页所提供的功能（布置作业、批改作业等）。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生（上一门课的教师及其学生为一组）提供服务，它们之间既有一定的隔离性（例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等），又有资源的共享性（例如公共作业、试题的共享等），很好地解决了本单位各个教师负责不同班级，课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同，划分如下：

（1）管理员模块

由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务，各组间的课程不尽相同，因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权，但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问，以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息，由系统管理员负责管理。这里，我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设，由Windows NT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处，一是可以充分利用操作系统的安全机制，使操作系统与数据库服务器（SQL Server）无缝集成；二是可同时为用户提供其它辅助服务，如：电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合，学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。

（2） 教师模块

教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如：网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料（素材）制作、学生帐号管理（修改学生密码）、设置联机会议等。系统使用组件对象模型（COM）以及Office Automation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议，以此进行网上答疑、群体或个别辅导。

（3）学生模块

学生模块包含查看教师布置的作业、（在网上或本地）做作业、测验（考试）、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时，需要提供帐号/密码进行用户验证，通过验证后，在浏览器关闭之前，均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交，对于《C语言》课程作业，为学生提供Web界面，完成作业程序的编辑、编译、链接、运行，一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题，也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行，有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过"交卷"按钮提交试卷；若考试时限到达时学生仍未交卷，则系统自动将考生当前的考试结果提交。试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷，不限时间，由学生自主选择进行，测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表，以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力，增强学生对教学内容的兴趣，本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议（在线聊天Chat、应用程序共享、白板）、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外，本系统还配备资源库，内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料，供学生课外浏览、学习。

3. 《计算机基础课程远程教学》系统的特点

《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面，用户界面完全由浏览器提供，维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术，如下所述：

计算机系统教学设计范文第4篇

摘要：本文针对非计算机专业学生的特点，研究了软件应用系统设计课程的教学内容，给出了该课程教学的组织和实施方法。实践表明，所设计的课程教学内容能较好地满足非计算机专业学生学习软件应用系统设计的需求，采用案例教学法取得了较好的教学效果。

关键词：非计算机专业；软件应用系统设计；教学内容；案例教学法

中图分类号：G642 文献标识码：B

1引言

为了配合教育部“教学质量工程”的实施，加强学生创新能力和实践能力的培养，我校为非计算机专业的理工科学生开设了软件应用系统设计课程。该课程也是我校建设的计算机基础与应用系列课程之一[1]。目的是让学生将所学的计算机理论知识与应用结合起来，培养学生利用计算机软件技术分析实际问题和解决实际问题的能力，提高学生应用计算机网络技术和数据库技术开发与设计软件应用系统的素质，更好地为国家培养复合型和创新型人才。

国内软件应用系统设计课程的建设还处在初级阶段，部分院校为计算机专业的学生开设了此课程，但因没有配套的教材，教学方法也都在摸索当中，所以教学效果与预期的目标还有一定的差距。在此我们将开设此课程的一点经验与同行们分享，以期大家共同努力，把该门课程建设得更好。

2课程教学内容与学时安排

“软件应用系统设计”课程是一门实践性很强的课程，它涉及的知识面较广，包括软件工程的知识、程序设计语言的知识、数据库的知识、计算机网络的知识等。对于选修该门课程的非计算机专业学生，与来自计算机及相关专业的学生完全不同，由于他们来自全校各个专业，所以具备相关背景知识的程度参差不齐。要在一门课里将上面所涉及到的软件应用系统设计的相关知识全部囊括进来，讲深讲透，按照常规的教学方法，是非常困难的。针对以上实际情况，经过教研组的反复研讨，决定采用理论教学和实践教学相结合的方法来组织本课程的教学，并且侧重实践教学，侧重应用和动手能力的培养。具体地说，理论教学部分的时间是16学时，主要内容是讲授设计软件应用系统的步骤，内容包括：软件应用系统需求分析和可行性研究、软件系统分析和设计、程序编码、软件系统测试和维护、软件工程管理等内容。实验教学部分的时间是64学时，主要内容是教授学生完成一个具体的软件应用系统的编码实现。课程具体教学内容和学时安排如表1所示。

3课程教学方法

针对“软件应用系统设计”课程的特点，整个课程教学采用案例教学方法[2,3]。期初即布置学生选题，整个学期的各个环节，学生都是按照选题来完成作业。具体作法可以是老师提出参考选题列表，同学根据自己的兴趣选择；或者由老师指导，同学结合自己的专业选题。

3.1理论教学

在理论知识讲授方面，老师在课堂上根据案例来讲解相关的理论知识，同学课后则根据案例完成作业。如表1所示，作业是学生模仿课堂案例来完成选题相应阶段的工作，以巩固所学的理论知识。具体实施方法如下：

以一个学生都熟悉的实际应用为例，如招干考试成绩管理系统，来进行理论讲授。

(1) 对招干考试和成绩管理系统进行定义及对可行性进行讨论，从而引入软件应用系统设计的第一步，问题定义与可行性研究，并给出案例的问题定义与可行性研究报告，然后循序渐进地引入需求分析、系统设计。并把每一个阶段应该完成的文档格式及文档范例都在课堂上予以讲授和讨论，让同学们充分参与进来，活跃了课堂气氛，也提高了同学们学习的积极性。

(2) 每学完一节内容，课后由同学模仿案例完成相应选题对应阶段的文档。如学习了问题定义与可行性研究以后，课后作业则是完成相应选题的问题定义与可行性分析。从而巩固课堂所学知识，达到学以至用的目的。

3.2实践教学

在实验教学方面，主要是将前面的案例进行编码实现。在此，彻底打破传统的学生根据实验指导书完成实验的方法。具体实施方法如下：

(1) 在具有多媒体环境的实验室里进行教学；每个学生拥有一台计算机，可以实现同步操作。

(2) 教师根据教学案例的知识点将教学案例进行模块划分，每个实验单位时间讲解一个功能模块实现的关键技术。老师在讲解后，演示关键技术的编码及运行结果，然后同学在学生机上模仿着完成对应选题的相应功能模块的编码。也可以采用老师讲解演示与同学动手实验穿行的方法。

(3) 在整个实验教学过程中，需要用到什么知识时，就补充什么知识。比如，需要用到数据库文件保存数据，则需要把数据库及数据库管理系统的相关概念补充进来，然后以一个具体的数据库管理系统为例，讲述如何在相应的数据库管理系统下建立数据库结构、输入数据，建立索引等， 从而建立好案例系统的数据库文件。又比如，怎样在案例程序里对数据库文件进行操作？又要补充有关数据库连接方面的知识及结构化查询语言(SQL)的相关知识。通过这种方法，使同学带着问题去学习，提高了他们的学习兴趣和学习效率，也很容易地把常规教学下需在几门课程中才能讲授完成的内容有机地结合到一门课程里来。此处，所有理论知识的引入和讲授都是与一个具体的案例联系起来，使同学可以对相关理论知识有一个感性认识，对计算机相关知识的联系也有了一个整体认识。

3.3教学案例及实施

本次教学采用的案例是招干考试成绩管理系统。理论讲授完成后，形成的文档包括：需求分析与可行性研究报告、软件系统设计报告(包括概要设计、详细设计、数据库设计)、软件系统测试报告。因本课程侧重教授非计算机专业学生怎样设计一个软件应用系统，所以对数据库管理系统、开发工具的选取上以尽量简单、容易上手为原则。实验教学案例开发环境是：Windows2000+Access 97+VB6.0。实验教学的实施计划安排如表2所示。

实验教学完成后，教师提供可运行的教学案例应用系统，供同学完善自己的应用系统时参考。

4课程考核

本课程考核是根据学生对相应选题所书写的各种文档质量与最后所设计的软件系统的功能与性能来评定成绩的。具体做法上，平时成绩占30%，文档占30%，应用系统占40%。其中应用系统的成绩是根据系统的在线测试结果与答辩情况来给定的。另外，学生归档材料包括：设计文档、系统的源程序和可执行程序等。

5总结

本文研究了非计算机专业软件应用系统设计课程的特点，设计了教学内容、描述了教学各个环节的组织和实施方法。实践表明，文中所设计的教学内容符合非计算机专业学生的特点，能较好地满足他们学习软件应用系统设计的需求，采用案例教学法取得了较好的教学效果。我们认为，文中的教学方法可以推广到其它计算机课程的教学中，以改善课堂教学效果，进一步提高我国计算机教育的教学质量和教学水平。

参 考 文 献

[1] 周霭如,余新科,李仲麟. 建设计算机基础及应用系列课程[J]. 理工高校研究,2004,23(4):117-118.

计算机系统教学设计范文第5篇

计算机辅助教学（Computer Aided Instruction ，简称CAI），主要利用Web作为教学媒介传输教学内容，计算机将图像、动画、文字、声音、图形等进行有机组合，通过各网络系统根据特定的结构建立逻辑连接，形成具有交互能力的信息系统。教师与学生、学生与学生可以通过网络进行交流、实施教学或者管理教学，不仅可以提高教学质量，提升学生的认知能力，还能促进师生、生生之间的交流合作，是促进教学有效性的重要途径。

网络软件和硬件设施的逐渐完善和计算机技术的进步，为辅助教学系统提供了有利的物质基础。CAI系统可以运用强大的计算机作为应用服务器和Web服务器，可以保证系统又快又稳的运行。不断进步的数据库技术，功能齐全，资源丰富，为CAI系统提供了有利支柱。高校校网的安全性能较高，为计算机辅助教学系统提供了一个良好的应用环境和载体。另外，网络技术的进步，帮助教师从繁琐的工作中解放出来，教师可以将教学的重点、难点、常出现的问题等通过网络公布，创建一个基于Web的辅助教学环境，学生可以获取更多丰富的信息，为学生的独立自主学习提供了一个良好的平台。

1 系统需求和系统功能分析

计算机辅助教学系统的设计与实施是高校教学改革的重要部分，其中CAI系统的数据库与核心功能的设计是非常关键的部分，要求系统有较强的功能性，便捷合理的数据库字典，这对整个系统工作的设计与实施有着直接的影响。

1.1 系统用户

在Web应用环境下，CIA系统是现代课堂教学的关键环节，旨在现有的高校网络环境条件下，辅助教师完成对学生的教学、管理和监督工作，帮助学生在线学习，及时解决疑问，实现教与学的智能化模式。与此同时，为了便于为教学资源的管理，系统设置专用的管理人员，即：学生用户、教师用户、管理员用户。

1.2 系统功能

计算机教学系统是基于Web环境下，凭借计算机和网络的优势，完成教与学的互动过程，不受时间、空间的约束，不论是教师教还是学生学的过程，比较灵活多变，有较强的应用性，是现代教育中的一项有效教学措施，帮助学生提高自主学习能力，改善教学效果。为此，可以确定计算机教学系统存在多方面功能，详见图1。

1.2.1 学生用户

学生使用教学系统主要是为了学习，首先学生要利用个人信息，如姓名、学号、用户名、密码等信息进行注册，有了使用权限进入教学系统，通过学习空间、在线论坛、在线测试等途径进行各种学习。

（1）学习空间。学生可以自主的下载所需要的教学资源，根据目录或者关键词浏览教学信息，查阅相关知识点，进行课件学习。系统还可以统计知识点的浏览次数分析知识点的被关注程度，教师可以有针对性的组织教学。

（2）在线论坛。学生登陆后可以在系统中以留言的方式提出疑问，系统自动识别类似的问题，通过系统分析，将问题与答案公布在网上，学生还可以在论坛中与他人交流探讨，若答案与数据库中的解答无法匹配，则可以提交教师回答，并将解答过程给予公布，以便日后参考。

（3）在线测试。主要分为两种类型：不同章节的单独测试和课程综合测试。试题数据库根据学生的各类要求抽取若干客观试题，学生完成解答后提交系统，系统可以立刻查出检测结果并提供标准答案和评价，方便学生以后改进。对于一些主观性的题目，系统只需要提供答题要点即可，不去限制学生思维，学生在答题过程中可以比较灵活一点，有利于培养学生的分析能力和创新能力。

1.2.2 教师用户

教师在进入系统之前，需要提供姓名、教师编号、用户名和密码等信息进行注册，之后就可以对数据库进行管理，上传教学资料，还可以与学生进行交流互动等。

（1）课程管理。主要包括课程开设管理和课程内容管理。课程开设管理分为课程申请和正式开设两部分，教师若需要添加课程，可以提交相关的课程申请信息，系统管理员进行审批，确认无误后，即可批准开课，然后管理员在后台公布课程资源信息，指定课程代码，生成课程信息记录。课程内容管理主要包含课件信息、课程介绍、实验项目、教学辅助资源等。

（2）在线论坛。论坛栏目的版主主要由教师担任，教师可以围绕学校教育教学的要求向学生发起讨论，学生可以将自己的学习心得、学习疑问和生活困难等以发帖子的形式公布出来，生生、师生之间可以相互讨论。

（3）教学资源管理。教师将教学资源到系统上，学生在课余时间利用这些教学资源进行预习、复习和自主学习，还可以随时下载教学资源作为辅助材料。教学资源主要包括：课程教材、实验指导书、教学讲义、试题、教学难点重点、教学目标和教学要求、教学大纲等。

（4）题库信息管理。教师利用这一系统对各类试题进行管理。试题类型主要分为：单选题、多选题、主观题、判断题等。

1.2.3 管理员用户

主要可以修改个人信息、师生信息维护、课程维护等。

（1）用户信息管理。管理系统的注册用户，分配权限。

（2）教学资源管理。提供教学相关关文件的上传、下载和维护、备份、回复。

（3）系统信息管理。相关网站、用户人员的相关信息，相关网站首页、论坛的栏目和栏目版主。

2 教学系统业务流程设计

在整个系统设计阶段，业务流程体现的是系统的逻辑模型，属于管理信息系统的重要组成结构，直接关系到系统后期的开发和利用，根据前面系统功能和需求分析可以得出，系统主要包括了学生、教师、管理员三个外部实体。为此，教学系统业务流程设计描述如下：首先网络用户要根据自己的姓名、学号等信息进行注册，获得使用权限，然后系统用户在网络应用中输入用户名和密码，稍后登陆信息将提交系统后台，系统后台根据之前用户保存的注册信息，来判别用户权限，再利用用户权限，将用户对应界面的信息和菜单初始化，然后再等待用户的进一步口令。系统会根据不同权限的用户的要求来解析用户命令，接着将信息提交系统数据库，从而获取用户所需要的数据信息和资源，最后将所有信息返还用户界面，将信息显示给用户。在这一操作过程中，若用户没有注销系统或者退出界面，系统会一直等待用户的命令。

如果使用用户是教师，系统初始化为其对应的功能菜单和界面主要包括以下功能：学生答疑、在线互动、教学资源管理、作业批阅、教学效果评估、音视频资源点播等；如果使用用户是学生，系统初始化为其对应的菜单功能和界面主要包含：在线作业、最新资讯信息、课件资源、课程信息浏览、教学资源浏览与下载等；如果用户是管理员，系统将会进入后台管理页面，主要功能是：用户权限管理、教学资源管理、课程信息管理、音视频资源管理等。

3 教学系统安全设计

计算机教学系统主要是通过校园网进行传输，其涵盖面比较广，为保证教学资源的安全共享和校园网的安全性，对系统安全也要进行设计。在系统服务器端设置过滤IP地址，防止非法用户或者非IP用户的越级访问，还可以利用IP地址跟踪技术，记录用户的IP，以便以后的审查工作。另外，用户角色权限安全认证也是一项有利保护措施，系统可以对学生用户、教师用户、管理员用户的权限进行判别，初始化相应的系统功能菜单，这样系统拒绝匿名登陆，必须通过身份认证，在一定程度上避免了非法用户的访问。

4 教学系统的优势分析

从实际教学角度分析，计算机辅助教学系统具有一定的优点：安全性比较高；简单便于操作；系统维护和管理方便快捷；教学内容以Web页面的形式展现，有利于教学内容的更新；学生可以通过教学系统自主学习，并下载和上传教学内容，实现教学资源的共享；通过网络平台的谈论与交流，增强了师生与生生之间的交互性。

5 基于Web环境下的计算机教学系统的应用

随着教学体制的深入改革，推动了计算机教学系统的实现，对优化教学结构，改善教学内容、教学方法有着重要的意义。而其最终目的就是辅助教师教学，为国家和社会培养更多的具备知识与技能的双重人才，从而适应科学研究和生产实践的需要。计算机教学系统在教学中的应用主要表现在以下方面：

5.1 多媒体课件的浏览和下载

教师用户通过多媒体下载课件，节约了板书时间，将课堂的主动权交到学生手上，给学生留出更多的时间进行交流互动，另外，教师可以通过远程教育的方式随时为学生解决疑问，通过网络搜索丰富教学资源，拓宽教师的知识视野。学生用户可以通过教学系统从查询和获取自己需要的信息，有利于实现教学资源的共享，还能培养学生的自主学习能力，启发学生思维，有利于学生创新能力的形成。

5.2 虚拟实验环境教学

对于实践性较强的科目，多以实验课程为主，实验是培养学生实际操作能力的重要措施。通过网络技术与虚拟技术的结合，计算机可以在网络中模拟一些实验现象，可以使得很多现象更为逼真，学习可以观察的更为细致，从而提高学生的学习效果。

5.3 建立教学公共信息区域

将教学内容及时在网上公告，并根据教学进度进行调整和更新，使得教师和学生在网络公共信息区域随时获得最新的教学信息，从而方便按照要求进行下一步教学活动。例如：计算机等级考试信息、四六级英语考试信息、本学期教学计划信息、教学进度等。

5.4 师生通过交流平台沟通

师生可以通过电子布告栏系统，在公共电子板上，每个人都可以个人看法或者其他信息，还可以下载一些教学资料上传到系统平台，这样不但可以促进师生、生生之间的互动，还能最大限度的发挥资源共享。

5.5 网络在线考试

在线测试主要包括平时练习与测试、模拟试卷、试题库。学生登录网站后，根据需要的考点选择练习题，系统会提供标准的试题，学生操作后将答案提交服务器，系统会立即给出分数和答案，并会对案例进行详细分析，给出答题思考和考试要点。对答错的试题，学生可以根据考点再次选择类似的试题进行反复练习，帮助学生加强对知识的理解和记忆。