基于《工程测试》课程的网络化教学管理系统的开发.doc
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1、济南大学毕业设计前 言自第一台计算机问世以来,人类进入了信息时代。现在,计算机的发展对工业的方方面面产生了巨大的影响。同时,教育作为人类社会活动的重要组成部分也发生了深刻的变化。自此,教育与计算机技术相结合,计算机管理教学(CMI),计算机辅助教学(CAI),计算机辅助教育管理(CAEM),计算机辅助学习(CAL)等计算机教学系统快速发展。在这些计算机辅助系统的应用中,计算机辅助教学系统的运用最为广泛,而且技术也最为广泛。计算机辅助教学在国外的发展现状以美国为例:随着计算机技术的高速发展,各类计算机的问世为美国计算机辅助教学系统的建设提供了坚实的物质基础。在20世纪70年代初,美国只有34.4
2、%的初中使用并拥有计算机,经过5年的发展这个数字已增加了23.8个百分点。80年代的一个调查表明:美国85%的高中和42%的小学已至少拥有一台微机。网络化是美国计算机辅助教学的一大优势和特色。计算机联网后,大大提高了计算机信息的共享和利用率。因特网的建立,给在校生和教师提供了一个公共交流的平台。到90年代,该网已覆盖了美国90%的计算机用户和140多个国家。同时,因特网也在边远地区的教育发展中起到了重要的作用。通过网络,不同的学校,地区的教师和学生可以进行学习和交流。计算机教学的应用,促进了教育思想和方法的现代化。到今天,美国已是在教育领域使用计算机最多的国家。总的来说,我国计算机辅助教学的发
3、展经历了三个阶段:引进介绍国外经验,理论的准备阶段,注重硬件配置的实施阶段,注重软件的开发的发展阶段。在信息技术与学习理论的影响下,我国的计算机辅助教学得到了快速的发展。在我国计算机辅助教学发展的初期,硬件使用的单机形式,当时计算机主要用于个别化教学。这种教学模式打破了以教师为中心的传统教学模式,但这种模式却影响了教师的主导作用,而且不利于老师与学生之间的交流。90年代初,由于多媒体技术的发展,出现了多媒体课堂演示教学模式。在这种模式下,计算机可同时与教师,学生实现交互,加强了学生和教师的联系。90年代的后期,随着信息技术突飞猛进的发展,学生可以突破时间和地域的限制,通过网络进行小组交流,练习
4、检测等合作性学习。同样,教师可以通过网络随时检查学生的学习情况,给学生布置作业,解答学生的疑难问题。这种教学有的在局域网内进行,有的在Internet上进行。因此,资源的共享度极大提高,使教学呈现开放型,远距离教学更为方便可行。为贯彻落实党的十六大精神,实践“三个代表”重要思想,切实推进教育创新,深化教学改革,促进现代信息技术在教学中的应用,共享优质教学资源,进一步促进教授上讲台,全面提高教学质量,造就数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才,提升我国高等教育的综合实力和国际竞争能力,教育部决定在全国高等学校中启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作。近年来,我校以教育教学为中心,大
5、力发展计算机辅助教学技术。目前学校建有特色专业3个,国家级精品课程5门,省级品牌专业2个,省级特色专业7个,省级精品课程19门,国家级双语示范课1门。本设计是基于工程测试课程的网络化教学管理系统的开发,工程测试详细介绍了工程测量的基础知识,工程信号的可测性分析方法,测试系统的基本特性,工程测试中常用传感器技术,常用信号调理及记录仪器,计算机在测试技术中的应用,常用参量测量技术,测试信号处理的数字信号分析基础及工程测试中的常用测试信号处理方法。1绪 论1.1 课题的研究目的进入九十年代以后,随着计算机技术的快速发展,它将会更加广泛的影响社会生活和生产的各个领域。发展计算机辅助教学是人心所向,大势
6、所趋。计算机辅助教学将会渗透到所有教育学科和教学过程中。发展计算机辅助教学,计算机通过处理大量的图像,声音和信息,学生不仅可以看到,还可以听到各种信息,是学生处于身临其境的感觉。本次设计的目的是为把工程测试打造成省级精品课程甚至国家级课程作铺垫。计算机辅助教学的发展,是人类教育史上最大的一次变革和进步,它改变了传统的教育方法和手段,推动了教育现代化的进程。在实际的应用的同时,也显示了其强大的生命力和优越性。随着社会的发展和进步,计算机将成为重要的教学工具,计算机辅助教学也将成为主要的教学方法和手段。我们的教育会因计算机辅助教学而快速发展,并取得累累硕果。将计算机用作教学工具,其形式是多种多样的
7、,而且随着计算机辅助教学的发展和应用的更加广泛,其形式则更加丰富。根据计算机在教学中所起的作用以及使用计算机时的基本交互模式,计算机辅助教学从形式上大体可以分为五类:课堂演示型;协作学习型;帮助教师备课型;个别化学习型;整合型。每一分类形式都有相配套的CAI软件,并有其特定的功能。计算机通信和网络技术的快速发展为多媒体的发展和应用奠定了坚实的基础,创造了良好的应用环境,多媒体的发展和进步又进一步促进和推动了通信网络及计算机技术向更高的水平迈进。21世纪是多媒体通信的世纪,种类繁多基于网络的多媒体极大地改变了人类的生活方式,工作方式和人机交互环境,促进了教育的发展和进步。多媒体技术在大学课堂的应
8、用,大大增强了学生对抽象事物与进程的理解与感受,从而将课堂教学引入了全新的境界,收到了非常好的教学效果。精品课程实现课程数字化,利用现代化技术将精品课程的相关内容上网并在规定的范围内免费开放,以实现优质教学资源共享,这是现在和未来精品课程可持续发展的关键。2课题的研究内容本设计是基于工程测试课程的网络化教学管理系统的开发,工程测试详细介绍了工程测量的基础知识,工程信号的可测性分析方法,测试系统的基本特性,工程测试中常用传感器技术,常用信号调理及记录仪器,计算机在测试技术中的应用,常用参量测量技术,测试信号处理的数字信号分析基础及工程测试中的常用测试信号处理方法。本设计可以分为以下五个方面。2.
9、1 师资队伍师资队伍:师资队伍的建设是精品课程建设的重点,也是促进精品课程快速发展的重要保证。教师们长期致力于教学研究与实践是一门课程成为精品的关键。所以在国家精品课程的评价体系中,把师资队伍的建设作为第一指标。这一指标要求课程负责人与主讲教师必须具有较高的教学水平,学术水平与师德好,教学经验丰富,教学能力强;同时,还必须具有合理的知识结构和年龄结构;拥有一支高水平师资队伍的不断努力,是促进精品课程在教学条件,教学效果,教学方法与手段以及教学内容等方面处于先进水平的关键。师资队伍的内容包括:主持人介绍教学队伍主讲教师等三个方面。主持人介绍包括主持人的基本情况,主要工作经历,近五年的教学情况,学
10、术研究成果等方面的内容。其中,教学情况包括近五年来教师讲授的主要课程,近年来承担的实践性教学,近年来承担的教学研究课题和学术研究课题,发表的教学论文等。图2.1.1 主持人介绍图2.1.2 教学队伍图2.1.3 主讲教师(1)图2.1.4 主讲教师(2)图2.1.5主讲教师(3)2.2 课程介绍课程介绍:课程介绍包括课程概述、特色规划、课程建设、教学效果。课程概述分为了三部分:课程简介、教学计划、课程重点。图2.2.1 课程概述特色规划同样包括三个部分:本课程的特色及创新点、本课程现在所处的现状、本课程目前存在的不足。图2.2.2 特色规划课程建设主要介绍了课程建设的具体安排、进度及仿真图形明
11、细表。分为三个部分:本课程的建设目标、步骤及五年内课程资源上网,我们努力地方向,仿真图明细表。图2.2.3课程建设 图2.2.4教学效果该门课程是一门技术基础课,研究内容是机械工程中动态物理量的测试与信息的处理。通过课程的学习,培养学生全能合理的选用测试装置并初步掌握静、动态测量和常用工程试验所需的基本知识和技能,为学生进一步的学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。课程的目标要求:掌握信号的时域和频域的描述方法,建立信号频谱结构的概念;掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法,掌握数字信号分析中的一些基本概念;理解和掌握常见工程量的测试方法和系统组成,并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和
12、产品的实验;掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试条件,并能正确地运用于测试装置的分析和选择。2.3 教学课件教学课件:教学课件的目的是帮助学生更好的融入课堂氛围,吸收学生关注课堂教学知识,帮助学生增进对教学知识的理解,从而可以更好的学习和掌握教学知识。主要内容是应用投影仪、电脑等视频工具,放映与本课程相关的教学资料,如:文字、视频、音频、图片等,甚至展示一些相关书籍供学生观看。主要形式为ppt、word、pdf、flash、网页等。本课题提供了在线ppt下载功能,以供同学们随时随地查看教学课件。图2.3.1教学课件2.4 网络课堂网络课堂:网络课堂模块一般包括教学素材、教学方案、在线交流
13、、教学录像、练习自测、试卷及答案等方面。教学录像可以发挥优化学生观察、激发学生的学习兴趣,让教学过程更加清晰,并将枯燥变生动将复杂变简单的作用。本课题由于素材的限制仅提供了教学录像的制作页面。图2.4.1教学录像(1) 图2.4.2 教学录像(2)练习自测题可以使学生不受时间、地域的限制,从本课题制作的教学管理系统网站上在线下载测试题和答案,以便学生练习之用。精品课程网站的建设,改变了传统的教学模式,大大提高了教师的教学质量和学生的学习效率。练习自测题在精品课程网站上可以以多种形式的方式存在。首先在网站上可以提供自测题和相关答案资料的下载页面。其次,还可以在线直接练习,然后由系统判别答案的对错
14、。最后,同学们还可以交互自测,本课题中所采用的是在线下载自测题形式。图2.4.3 自测题自测题下载2.5 网络互动网络互动:网络互动也可以称之为在线交流,就是利用现在发达的计算机网络通信技术教师和学生,学生和学生之间进行相互通信。在线交流可以使学习思想、信息观点得到沟通和交流。在线交流可以使学生即时与教师和同学进行交流,另外还可以给老师和同学留言以便可以给学生和教师一个课下思考问题的时间。在线交流拥有使学生交流信息、开阔视野、掌握新知的作用。你有一个思想,我有一个思想,交流后我们各有俩个思想。图2.5.1 网络互动留言簿2.6 课题研究成果通过俩个月的努力,本人基本完成了老师所下达的毕业设计任
15、务。所完成的任务内容为:完成了常规的课程网络平台的建设;完成了实验数据的上传与下载以及管理模块的建设;完成了登录信息的管理模块的建设;完成了网上自测题下载模块的建设;完成教学录像的上传与管理。综上所述,根据所学专业知识,运用大学四年来所形成的专业素养,完成了基于工程测试课程的网络化教学管理系统的整体设计,整个教学系统包括基本网络平台、在线教学系统、在线自测系统、网络互动系统等几个部分。3课题方案设计3.1课题设计软件网页的制作可以用到以下软件:Macromedia Dreamweaver MX 2004,Adobe Photoshop CS,Adobe ImageReady CS,EditPl
16、us,Google/Baidu,Microsoft FrontPage。站点规划越详细越好,包括名称,内容定位,色彩定位,主要页面等等。其中,用photoshop做出主要的页面外观;用ImageReady切片,并导出成html文件;加入asp/php。中间会用到Editplus和Google/Baidu;用Dreamweaver编辑导出的html文件,使之适应需要的效果。 由于本课题中要建立的是静态的网站,所以在本设计中我运用的是Dreamweaver和Microsoft FrontPage俩种软件,这俩种软件有不同的优点。在课题设计中用Dreamweaver和Microsoft FrontP
17、age都可以,只在里面添加一些简单的图片和名字。图片可以用photoshop来编辑,使它更美观。由于本次所需要设计的网站比较小,所以采用表格进行排版设计,这样可以加快设计制作的速度。Dreamweaver是一个所见即所得的网页制作工具,有代码方式和视图方式。在Microsoft FrontPage 中,这样设计可以使网页显得直观而方便。所以本次设计主要采用Dreamweaver和Frontpage两个软件。两个软件例图如下: 图3.1.1 图3.1.23.2课题设计方法 确定网站界面。由于网站界面就是网站给浏览者的第一印象,往往决定着网站的可看性,在确定网站的界面时需注意以下两点:栏目与板块编
18、排首先列出提纲,是网站层次清晰、主题明确。在制作网页前,考虑好栏目和板块的编排问题。进行合理的规划,将所收集的资料作一个合理的编排。例如,将一些重要的内容放在最吸引人最突出的位置或者在版面分布上占优势地位。栏目的实质是一个网站的大纲索引,索引应该将网站的主题明确的显示出来。在制定栏目时,要合理安排、仔细考虑。在栏目编排时要尽可能将网站内最有价值的内容列在栏目上;尽可能删除那些与主题无关的栏目;尽可能方便访问者的浏览和查询;辅助内容不需要放在主栏目里,以免冲淡主题。另外,板块的编排设置也是合理划分与安排。板块要比栏目的概念要大些,每个板块都有自己的栏目。由于此次设计站点内容较少,只要分栏目就可以
19、,不需要设置板块。链接结构与目录结构网站的目录是指建立网站时创建的目录。目录的结构是一个容易忽略的问题。目录结构的好坏对浏览者来说并没有什么太大的感觉,但对于站点的维护有着重要的影响。所以建立目录结构时也要仔细安排,比如:按栏目内容建立子目录。子目录的建立,首先按主栏目建立。如果链接内容较多,可建立独立的子目录;不要把所有文件都存放在根目录下。如果将所有文件都放在根目录下,就很容易导致文件管理的混乱,分不清哪些文件可以删除,哪些文件需要更新和编辑,哪些是相关联的文件,从而影响工作效率;在每个主目录下都建立独立的Images目录。一般来说,一个站点根目录下都有一个Images目录,这样可以方便网
20、站的维护与管理。其中需要注意的是:目录的层次不要太深,一般不要超过3层;不要使用过长的目录,太长的目录名不便于记忆;不要使用中文目录,使用中文目录可能对网址的正确显示造成困难;尽量使用意义明确的目录,以便于记忆和管理。网站的链接结构是指页面之间相互链接的拓扑结构。一般,建立网站的链接结构有两种基本方式:星状链接结构(一对多),树状链接结构(一对一)。因此,在实际的网站设计中,总是将这两种结构混合起来使用。网站设计者希望浏览者既可以方便快速的达到自己需要的页面,又可以清晰地知道自己的位置。所以,首页与一级页面之间应该用星状链接结构,一级与二级页面之间用树状链接结构。4课题特色4.1互动空间留言薄
21、系统是现代计算机通信网络上的一种人与人之间交互的必备工具,它为学生和教师提供了一个信息交流的空间。同学们可以通过留言薄系统在一起讨论课上教师教授的课程内容,向同学和教师提出问题或回答问题。当然,同学们也可以在留言薄中发表对某个问题的看法,同时阐述自己的见解,并回答同学们提出的问题。通过建立留言薄系统,给学生和教师群体提供了一个进行交流的平台,同时学生和教师群体之间建立了良好的关系。在现在网络中,互动空间是一种简单有效地提供网站用户及用户与管理方之间进行在线交流的网站功能,对于现在教学管理系统是必不可少的。与论坛相比较,留言薄不需要注册,方便快捷,随时都可以发布信息。在现实学习中,同学们可以直接
22、在留言薄系统上留言,提出建议或问题。教师和学生对这些留言进行即时回复。留言薄系统是教师收集学生信息的有力工具,可以极大地提升教师的教师经验,为以后的管理教学打下一个坚实的基础。留言薄登录页面分为两个部分:用户进入和管理员进入。学生和教师可以点击用户进入模块进入留言薄系统,留言薄中包含以下内容:用户姓名,留言内容,历史留言。图4.1.1 留言簿系统在历史留言模块中可以浏览以往登录用户的留言,在这一模块中不仅显示了留言内容,也显示了留言日期和留言者的姓名。管理员进入模块是专为教师所设计的,在这一模块中,教师通过提交用户名和教师密码进行登录,系统便会根据这些资料判断用户是否具有登录权限。在登录后,教
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