基于VB的网上教学资源管理与学习平台的设计与实现

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摘 要：为了满足网络课堂学习的组织与管理，以教学模式、知识组织、学生学习管理为核心模块，采用可视化的面向对象数据库设计技术，实现了一个网上教学资源管理与学习平台，该平台可以指导学生选择合适的学习方法，动态组织学习内容，规划有效的学习路径，完成高质量的学习活动；教师可以方便地对教学资源进行维护，并对学习结果进行监控。

关键词：教学模式；知识组织；学生管理

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

随着互联网时代的来临和教育教学模式的深化改革，优秀的教学资源远程共享成为一种对传统课堂教学模式的颠覆手段，为用户提供在线学习的服务，用以满足其不断学习、更新知识的需要[1]。该平台能够对专业领域知识进行组织和结构化，按照某种教学原则和教学方法把知识分成大小合适、满足内在联系或逻辑联系的知识块，知识块之间进行必要的链接，建立起一个由节点（或页面）和链接构成的网络学习资源平台，并用恰当的方式把它显示出来，供学习者使用；系统管理员能够方便的对教学资源进行维护，建立学生学习档案，监控学习过程。

2 平台的主要设计工作（Major design work of the

platform）

2.1 平台的主要任务

该平台可以支持管理员或教师方便快捷的把教学资源如：课件、教案、大纲、案例、试题等录入系统并进行管理；提供给用户进行在线学习，监督学生的学习过程和效果。用户可以按照个人的需要选择学习主题、学习方法；系统能够为用户规划学习路径，提供测试，成绩评定级存储；进行数据维护。

2.2 开发工具选择

该系统采用B/S的模式，操作系统采用Windows 7，开发工具为Visual Basic，VB是开发Windows应用程序比较方便和有效的工具，具有强大的多媒体支持功能，还可以调用其他外部应用程序及调用Windows API函数，具有各种数据库访问功能，便于学习和掌握。后台选用Access数据库，选择MVC作为开发编程模式，更符合软件工程的设计和实现理念。

3 系统的总体设计（The general design of the

system）

系统的设计思路[2]以如下五个主题为核心，即教学模式设计、知识组织设计、反馈导航设计、学习效果评价及数据库维护。教学模式决定着系统的知识组织结构，而不同的知识组织结构又必须有合适的教学模式支持；知识组织结构又决定着学生学习成绩数据库的建立，导航功能将跟踪用户的学习过程，对于每个知识点给予认知策略的指导，为用户提供在线的帮助。本平台有管理员、教师和学生三类用户，学生和教师要实现的主要工作分别如图1和图2所示。

图1 学生管理模块图

Fig.1 The student management module diagram

3.1 学生管理

根据教学目标选择合适的学习内容和学习方法，系统会自动为其规划出学习任务的序列，完成知识点之间的动态链接并展现学习内容。其中导航控制和认知策略管理是有效学习的保证。测试是系统给学生提供的同步练习，能够给出准确的解题指导，对成绩进行评定、存储和分析。

其中，环境设置是学生可以根据自己的爱好设置学习界面的颜色、字体、字号、背景音乐等；规划是系统根据学生选择的学习内容和成绩库中对学生学习情况的记录，为学生规划矫正学习路径，以便对没能达到学习目标要求的知识点进行二次学习；笔记本为电子读书笔记，把学生认为重要的内容进行编辑备份，以便满足个人的不同需求。

3.2 教师管理

主要完成对课程库、知识库、习题库的管理与维护，同时对学习结果的数据进行收集和管理，既便于计算机对学生的学习进行控制，又便于教师对学习效果进行监控和评价，并采取相应的补救措施。

图2 教师管理模块图

Fig.2 The teacher management module diagram

4 数据库设计（Database design）

4.1 知识库设计

系统向学生呈现的知识应该是高度联系的、具有前后逻辑性的知识的整体。所以本系统的知识组织方式为：将教学内容按课程、章、节目标知识点及元知识点进行划分为四层，目标点中的文本内容将说明该部分内容的教学策略及下属分支的组织关系，方便学生明确学习目的、方法，并有效地动态地组织学习内容；而元知识点又是由各种媒体对象、热键对象、相关知识点对象组成的集合，便于呈现具体的学习内容。这一自上而下的结构特点体现了知识的树状线性结构；另一方面，由于本系统中知识点之间的关系可以动态改变，用户可以按某种需要打破这种线性关系，故本系统提供的知识组织结构是以线性结构为主、非线性结构为辅的网状结构。具体的数据结构如下：

（1）课程表（Kck）=。

（2）知识库表（Zsk）=。

其中知识编号可以体现出课程、章、节和知识点层次关系；教案、课件、外部程序等都是相应文件的主名。前驱知识点、后继知识点、扩展知识点反映的是知识之间的泛化关系，用以实现知识点之间的动态链接。

4.2 习题库设计

习题库表（Stk）=。

说明：试题编号共11位整数，1-8位与知识编号相同，第9位表示题型。10-11位表示题号。与其他系统不同的是，字段“演示”是本系统在习题库中加上的与习题内容相关的动态演示，促进学生对问题的理解。试题库中针对每个节点加入练习题，做到每单元点有练习、每节有复习、每章有综合练习、每课有总体练习，依此分为A、B、C、D四类。

4.3 学生模型设计

学生模型是该平台中一个重要组成部分，它和教学目标、教学活动是紧密相连的，反映学生基本情况和对知识的掌握情况、学习过程、知识结构等。本系统提供的学生模型由两个模块组成。

（1）学生特征模型（Gxtzmx）=。

说明：书签为当前学习的断点；5―8项反映学生的学习能力和认知特征，是系统对数据处理后得出的，使学生对自己的实际情况，能力欠缺有所了解，为实现系统的个别化教学提供依据。笔记本名与学号相同，是供学生使用自建构知识的工具―文本文件名。

（2）学习成绩模型（xscjk）=。

学生进行同步练习时，应给予确认性应答和解释究因与重新定位学习内容的指导，适合学练结合的强化学习方式，这项功能也是系统的导航策略，由习题库中的“解题指导”实现。累计成绩库中不同类型的知识点成绩，并取其平均分，可以得出有关各种学习能力的反馈信息，提醒学生应加强那方面的训练。

5 系统重要功能的具体实现（The concrete realization

of the important function of the system）

系统在具体实现时，从宏观到微观共分用户层、数据管理层、数据层三个层次。

5.1 知识点之间的动态链接

在学习界面的“学习方式”主菜单中，有四个菜单项，分别代表“书签”（上次学习的断点顺序）“扩展”“随机”学习方式，它们和主菜单“同步练习”“笔记本”一起组成系统支持的五种学习方式。学生可以从书签开始进行顺序学习，也可以从新选择学习内容进行跳转学习。例如单击学习方式菜单中的“扩展”选项，则系统将在知识库中检查当前知识点的“扩展知识点”字段，若其值为“无”或空，则弹出一个对话框，给出“当前知识点无扩展知识点”的反馈信息；反之，则可以把相关知识点进行动态链接，获取扩展知识点编号，显示其扩展内容的程序段如下：

xg=mid（zsds.xgesd，8*num+1，8）

zsds.MoveFirst

flag=False

Do While（net flag）and（not zsds.EOF）

If（zsds.zsbh=xg）Then

num=n+1：flag=True：显示教学内容

Else zsds.MoveNext

End If

Loop

If（not flag）and（xg””）Then MsgBox“知识库中无该知识点，请继续”

If（xg=””）Then MsgBox“扩展知识点的内容已全部学完，你可以继续原来的学习”

5.2 文件播放

本系统采用Windows API函数播放各类文件，其特点是加载速度快，在VB中使用Windows API函数必须先声明，以声音文件为例，本系统在模块中对其声明如下：

Declare Function sndPlaySound Lib "winmm.dll" Alias "sndPlaySoundA"（ByVal lpszSoundName As String，ByVal uFlags As Long）As Long

该函数要求系统配置声卡及其驱动程序。如果正在播放声音，函数的返回值为1，否则，返回值为0。LpszSoundName是播放的.wav的文件名。播放.wav文件的控制如下：

If Check2.Value=1 Then

ac=sndPlaySound（App.Path+"＼zs＼"+zsds.pym+".wav"，1）

Else

ac=sndPlaySound（""，1）

End If

5.3 同步练习及成绩评定

如何在一个规模庞大的知识库中，找到与某知识点对应的练习题呢？其具体实现时采用了数据库的结构化查询（SQL）技术，主要程序代码如下：

Set st1ds=xsdb.OpenRecordset（"select*from stk where stbh like'"&zsds.zsbh&"*'"）

If st1ds.BOF And st1ds.EOF Then

MsgBox（"该知识点没有同步练习题！"）

Exit Sub

Else

Load lianxi

lianxi.Show

End If

由于学生在进行测试是可以自己设定题目数量，所以建试题库时没有设立每题的分值，根据学生的选题数量、题型、难度系数，系统自动计算出每个题的分值并进行评分。系统为了提醒学生注意答题的对与错，除了在练习界面给予文字提示以外，还配备了警铃声音提示。该功能是由Windows API 函数MessageBeep（）实现的，其声明如下：

Declare Sub MessageBeep Lib”user 32”（ByVal BeepType&）

其中，BeepType代表Windows 中的各种警铃声音。

6 结论（Conclusion）

系统实现了动态的、非线性的知识组织形式，有效的支持多种教学模式，真实反映了教学过程，符合人类的认识规律，满足了不同的使用对象的需要。系统可以适时地用系统收集的数据（学习成绩）对学生的个性学习特征做出评价，嵌入的认知策略管理功能可以帮助学习者发现自己学习能力方面存在的不足，规划学习路径[3，4]，有效提高学习效率。

参考文献（References）

[1] 钟勇.以知识点为特征的学习系统导航关系分析与设计[J].计 算机工程与应用，1999，（11）：102-104.

[2] 祝智庭.CAI的教学策略设计[J].电化教育研究，1998，（1）： 37-40.

[3] 刘燕.基于关联规则的ICAI系统教学模式优化与调度[J].计算 机工程，2008，34（7）：275-277.

[4] YanLiu，Xiaowei Qin，YanZou.Application of Multivariable Sequential Patterns Mining in Teaching Effect Evaluation.IEEE Computer Society，2013，（5）：369-372.

作者简介：

徐锐锐（1990-），男 ，本科，教授.研究领域：数据挖掘，算法 设计.

邹 妍（1983-），女，硕士，讲师.研究领域：数据库应用技术 研究.

秦晓薇（1981-），女，硕士，副教授.研究领域：数据挖掘.