“信号与系统”网络课件的设计与实现

“信号与系统”网络课件的设计与实现

孙海健¹　李志伟²

（1．上海交通大学，上海，200030；2．东南大学，江苏南京，210096）

【摘要】　随着网络技术在教育中应用的广泛与深入，发展网络教学已成为趋势。“信号与系统”网络课件灵活地穿插使用自主学习型、自测辅导型、互动式授课型课件，借助计算机完成异步自主、同步互动等，以发展个性化的学习。本文介绍了“信号与系统”网络课件的设计思路、总体结构，讨论了系统导航、检索、问题讨论、专题辅导以及测试等主要功能，并对系统的开发环境及实现技术如多媒体处理技术、数据库开发技术、CCS、PHP技术等作了简要说明。

【关键词】　信号与系统　网络课件　远程教育

【中图分类号】　G434　　　　　　　　　　　　【文献标识码】　A

【文章编号】　1008－0686（2003）05－0070－04

随着Internet走入千家万户，校园网建设已成规模，利用网络进行课堂教学已显出它的优越性。利用它可以进行信息获取、交流和资源共享，开展远程教育就需要开发大批的网络课件。

开发网络课件首先要用教学理论来指导，进行教学设计，把学生作为认知的主体，体现教师的主导作用。应注重教学情境的创设，教学目标的确定，学生特征的分析，教学内容知识点的建立、巩固和练习等。注意网络课件的交互性，协作式学习方式，个性化自主学习和课件的开放性。

一、总体设计方案

网络课件可分为自主学习型、自测辅导型以及互动式授课型课件。三种类型的课件各具特色，其实现方案各有异同。我们所设计的“信号与系统”网络课件灵活地穿插使用了三种类型的课件，借助计算机完成异步自主、同步互动、发展个性化的学习。

二、主要功能介绍（图1、图2）

1．系统导航

教学内容部分知识体系庞大，内容丰富。为使学生能够自主选择本系统，迅速查找到知识点在知识体系中的位置及与其他知识点的关系，务必做到导航清晰。系统有如下几种导航方式：

（1）目录树导航。

将课程内容按章节组织，每章有若干节，每节有多个知识点。用这种树型知识拓展形式，可使学生快速有效地进入自己所需的知识点。

（2）网页中导航指针导航（向前、向后翻页）。

（3）网页中相关内容列表导航。

图1　“信号与系统”网络课件结构图

图2　“信号与系统”网络课件主页

提供灵活的学习内容定位方式的同时，系统还提供了学生学习过程定位机制，即通过学习过程的跟踪记录，让学生从前一次退出的地方开始新的学习。

2．检索功能

（1）名词检索功能可帮助学生通过键入学习中常遇到的名词或术语快速定位到相关内容页面中。

（2）索引表列出了学习中会遇到的各类术语、各种定义。索引服务为这些常见的概念进行简明扼要的解释，在系统中充当随时备查的“词典库”的作用。

（3）背景知识包括课程涉及的一些知识点、定理的出处和背景。

（4）相关技术资料包括本课程涉及的理论和技术问题的历史、目前研究的热点、应用现状和前景、相关的文献等。

3．答疑

答疑功能利用网络特性（基于ASP及网络数据库技术），设计了有效的师生之间、同学之间交互的学习活动。这种方式拉近了师生之间、同学之间的距离，弥补了远程教育中不便于交流的缺憾，同时也可调动学生的学习热情，提高学习效果。

在“问题讨论”中，有各种专题讨论区和一个精华区，教师可根据学习过程的进度和学生对知识的掌握情况，增加、删除和管理讨论区，比如在学习结束后考试临近之前，教师可以增加“总复习指导”、“考试心理”等讨论区。而“新手上路”这样的讨论区在考试临近时就可以删除。教师可收集在讨论区中发表过的有价值的文章存放在精华区中，以利于学生快速获得重要信息。学生可选择自己感兴趣的讨论区，参与讨论，并可定期把精华区内容打包下载，以离线方式查阅并保存重要内容。

“专题辅导”的实现机制和“问题讨论”完全一样。学生在“问题讨论”中进行了充分的讨论后，在“专题辅导”讨论区里可以得到更专门的辅导。教师也可以根据自己的教学经验不时地在“专题辅导”里发表新的专题，从而更有利于帮助学生把握到学习的重点。

4．测试园地

将本课程的试题资源按照教育测量理论组织为习题和自测练习，系统提供提示和解答，以帮助学生完成自我评价。

三、技术实现方式

除利用HTML（超文本标识语言）技术及ASP技术开发出系统的静态页面和大量的动态页面外，还用到了一些其他技术，介绍如下：

1．多媒体处理技术主要是对于本系统各个环节所必需的一些多媒体部分的处理。包括视觉静态图像处理、动态视频处理以及声音媒体的必要处理。所用到的软件主要有：Adobe Photoshop 6．0（静态图像处理）；Adobe Imageready 3．0；Macromedia Flash MX（动态视频处理）；等等。

2．数据库开发技术是本教学平台的支撑技术，也是实现动态网页的关键。数据库技术主要应用在“问题讨论”、“专题辅导”、“用户管理”等部分，正是它的应用使本系统的人机、人人互动成为可能。本数据库系统应用的是Microsoft Access Driver引擎，开发工具为Microsoft Access XP。

3．CSS技术是一种制作网页的新技术。CSS即层叠样式表，通过运用CSS可精确地控制页面里每一个元素的字体样式、背景、排列方式、区域尺寸、四周加入边框等。使用CSS能够简化网页的格式代码，加快下载显示的速度，外部链接样式可以同时定义多个页面，大大减少了重复劳动的工作量。本系统对于不同的模块，如“问题讨论”、“专题辅导”、“学习内容”、“导航条·子航导条”等等各种复杂的页面元素，通过少数的几个CSS样式表来统一管理，使整个系统的外观清晰、简洁，方便使用。

4．PHP技术是一种跨平台的服务器端的嵌入脚本语言。它大量地借用C、Java、Perl语言的语法，并耦合PHP自己的特性，使Web开发者能够快速地写出动态生成页面的脚本。本系统主要应用PHP开发检索功能。

四、开发及运行环境

本网络教学系统是基于Windows NT Server和IIS的服务器端的开放式脚本开发环境和运行环境。它很好地把HTML和脚本开发融合在一起。脚本在WEB服务器端运行，而不是传统的在同用户浏览器中运行，它所面对的仅仅是一个完全符合HTML格式的网页，这为更多的、不同类型的浏览器访问WEB服务器提供可能。系统运行在用户端，需安装Windows 95或以上的视窗系统，推荐使用Microsoft Inter－net Explorer 510浏览器，在800×600方式下浏览并安装支持swf格式的IE插件等。

五、几点思考

1．学科专业内容应与各种媒体表现有机结合、协调运用。如在时域、频域尺度变换中，既可通过视觉媒体捕捉时域、频域的波形图的变化，同时通过听觉媒体判断出频谱的变化。并让学生主动地控制多媒体信息的呈现，如模拟式实验参数的调节，媒体播放的控制等来增加课件的交互性并激励与维持学生的学习动机。

2．教学资源的组织、教学内容应以成熟的教材为蓝本制订，并链接同类大学、相关课件、科研单位等，可加快信息传递，有利于开阔学生的视野。

3．课件制作中，有大量的各种静态、动态文件，应合理地安排文件的组织结构，提高课件的开发效率。网站主页置于根目录；图片、动画等文件置于Image目录；音频文件置于Audio目录；视频文件置于Video目录；交互软件分别置于Chat、BBS目录；课程内容置于Course目录。各类文件在其相应目录中可按课程章节分别建立子目录。

4．本课件已提供给东南大学电气系本科生学习“信号与系统”课程使用。网络课件的设计与实现只是完成实用性网络课件的第一步，需要学生、教师在使用过程中与设计者反复沟通、修改才能完善，以期其真正走向实用化。

参考文献：

［1］　崔晓燕，张晓东．网络课件的设计［J］．北京：中国远程教育，2001（7）

［2］　乔颖丽，钟燕．网络课件中交互式方法探讨［J］．北京：北方交通大学学报，2001（2）

［3］　钱俊，詹长根，等．地籍管理网络教学的实践与研究［C］．北京：网络时代的学与教国际会议论文，2001

（原载于《电气电子教学学报》，2003年第5期）