教学辅助系统

教学辅助系统（共12篇）

教学辅助系统篇1

摘要：本文主要介绍教学中使用的辅助工具画板系统的分析设计以及其实现。

关键词：Delphi,画板,辅助教学

一、引言

当今社会计算机越来越普及, 在教学方面更是使用广泛, 特别是现在提倡多媒体教学, 更多的老师脱离了传统的粉笔黑板的教学模式, 开始使用幻灯片配合投影或者传屏控制软件来给学生教学。可是在讲课过程中真的脱离了笔这样工具, 有时候讲课很不方便, 所以出现了一些计算机上的屏幕画板程序。虽然网上很多类似程序, 但有些功能还是不能满足教学需求, 所以设计制作一个辅助教学的画板系统。下面介绍一下分析设计过程。

二、教学辅助画板系统需求分析

本系统是一个简单的画板系统, 系统需要完成的功能:1、能够生成带有需要讲解屏幕信息的画板。2、能够在生成的画板上用鼠标随意涂画, 可以标注重点提示等信息。3、可以画一些规则图形, 比如圆形, 方形, 画一些规则线条等, 并完成对其的各种控制 (如:颜色, 大小等) 。4、可以在当前需要画图讲解的图画上输入文字。5、可以刷新回到干净画板。6、可以保存当前讲解画板为图片, 以便提供给学生自己学习使用。

三、教学辅助画板系统设计与代码实现

1、画板生成

从系统获取当前的屏幕信息, 将屏幕信息传递给画板, 使画板全屏显示。使用的关键代码有:

bmpscreen:tbitmap;//定义一个位图组件类型的变量

Fullscreen Canvas:TCanvas;//定义一个画布类型的变量

dc:HDC;//定义一个句柄的变量

form C.Left:=0;

form C.Top:=0;

form C.Width:=screen.Width;

form C.Height:=screen.Height;//以上代码可以让本程序的窗体覆盖屏幕。

bmpscreen.Canvas.Copy Rect (sourcerect, fullscreencanvas, destrect) ;

//将屏幕信息生成到画布上并显示出来。

2、鼠标绘画

在讲解过程中我们会像在黑板上写字画图一样使用鼠标画图, 下面是鼠标在画布上画图的关键代码:

form C.Double Buffered:=true;//为窗体设置双缓存区, 若不设置双缓冲区, 在鼠标绘图时屏幕会不停的闪烁, 无法正常观看。

我们在窗体TForm C.Image2Mouse Move方法中添加代码

if (按下鼠标左键) then

image2.Canvas.Ellipse (x-5, y-5, x+5, y+5) ;//因为在画布上画点比较小, 所以在画布上画了个以鼠标点为圆心的10像素的圆。

3、改变画笔颜色

我们调用系统颜色对话框给我们的画笔提供颜色。具体代码如下:

if Color Dialog1.Execute then//如果可以调出系统颜色对话框。

image2.Canvas.Pen.Color:=Color Dialog1.Color;

image2.Canvas.Brush.Color:=Color Dialog1.Color;

//将颜色对话框颜色赋予画笔和画刷

4、绘制图形

(a) 当点击直线命令时执行以下语句:

Image2.Canvas.Move To (d_x, d_y) ;//将直线的初始点移动到坐标 (d_x, d_y) 的位置

Image2.Canvas.Line To (x, y) ;//绘制直线到点 (x, y)

(b) 当点击绘制圆形命令时执行的语句:

image2.Canvas.Brush.Style:=bsclear;//图形背景色变为透明

image2.Canvas.Ellipse (d_x, d_y, x, y) ;//绘制圆形或者椭圆形

image2.Canvas.Brush.Color:=clred;//还原笔刷颜色

image2.Canvas.Brush.Style:=bsclear;//图形背景色变为透明

image2.Canvas.rectangle (d_x, d_y, x, y) ;//绘制矩形

image2.Canvas.Brush.Color:=clred;//还原笔刷颜色

5、在画板上打印出需要的文字

SType Word:=Input Box ('标题', '提示字符', SType Word) ;//用输入窗口接收输入的文字并赋予变量

image2.Canvas.Brush.Style:=bsclear;//让文字背景变成透明

image2.Canvas.Text Out (d_x, d_y, SType Word) ;//将文字打印到画板上

6、保存图片

将当前屏幕保存成图片, 以供学生参考学习。具体代码如下:

Save Screen:tbitmap;//定义一个位图组件类型的变量

if Save Dialog Pic.Execute then//如果调用保存对话框成功

Save Screen:=Image2.Picture.Bitmap;//将Image2中的图片传递给位图变量。

Save Screen.Save To File (Save Dialog Pic.File Name+save Dialogpic.Filter) ;//将变量中的图片保存到保存对话框显示的文件路径下, 并以用户输入的文件名加默认后缀名保存文件。

小结

本文简单介绍了教学辅助画板系统分析以及设计实现, 程序已基本可以使用, 但还有很多需要进一步完善的地方, 比如程序暂停, 系统快捷键的使用, 程序监听机制等等。

参考文献

[1]Delphi开发技术大全人民邮电出版社明日科技梁水等编著.

教学辅助系统篇2

摘要：管理信息系统是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护,支持组织高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统。其研究对象和使用背景决定了管理信息系统学科是一门综合性、实践性极强的学科。由于这门课程的综合性,使这门课程需要相应的教学教法来搞好课程辅助教学,这样,才能使学生对本门课程的内容理解更透彻。

关键词：管理信息系统

信息加工

案例驱动

一、管理信息系统课程介绍

管理信息系统是信息管理专业的一门必的专业课,它是为满足我国对计算机信息管专门人才的需要而设置的。该课程的特点综合性和实践性。课程内容介绍管理信息统的各种开发方法,针对管理信息系统开发程中的总体规划、系统分析、系统设计、实施测试、运行与维护各个阶段来进行学习。教组织,主要是围绕知识传授、能力训练和综素质培养三个方面。即向学生传授有关管信息系统的基础知识,培养和训练他们用系的观点、数学的方法和计算机手段进行管理息系统的分析、设计和维护的能力,以及提他们作为本专业毕业生应当具有的综合素及能力。

二、管理信息系统课程的教法

管理信息系统课程最大的特点是综合性强,所涉及的知识面较广,内容繁杂。它综了管理科学、信息科学、系统工程学、计算机学、运筹学、现代通信技术、数学、财务管理、计学等学科的相关内容。学生往往觉得“听懂”但“学不到”,那是因为教材上所叙述的理论内容,课程表面上以理论论述为主,实上实践性极强,这就需要在教学过程中结合践去深入消化课程内容,并且锻炼其应用力。

(一)知识讲授

1.教师的讲授要少而精。这不是简单的间数量上的减少或信息量的减少,而是指教要在讲课之前做充分的准备,将每堂课的内进行归纳、提炼,配以精致的教学课件,运用媒体教学手段,深入浅出地讲解,这样才有于学生更好地理解并掌握,而不是“上课听了”却“过后记不住”。使用先进的多媒体教学手段进行授课时,其优势及弊端。优势是所呈现的授课内容较直观,尤其是对于图、表、案例、操作性的程极其有利;而弊端是由于教师缺少了书写书的过程,教师的思路快于学生的思路,容造成授课进度偏快,所讲的内容虽然容易被生所接受,但不会留有深刻印象,出现过后忘的现象,所以特别要注意掌握课堂的节奏,要给以学生充分的反应时间,去吸收、消化这些内容。

2.案例驱动。本课程的内容均以理论论述为主,比较抽象,不易理解。在教学过程中,运用案例驱动的教学法,则更易接受。可以选择一个适当的系统,以帮助理解课程内容为主,切忌系统过大,在进行开发过程中的分析、设计等过程中显得任务过多,会导致教学任务增多而完成不了,或是强加给学生太多复杂的系统分析及设计的过程,而使学

生不易理解和掌握。此系统可以贯穿整个课程的教学过程,作为案例展现系统开发的全过程。

(二)能力训练

1.任务驱动的教学原则。在设计教学的时候,应当注意针对学习内容明确相应的任务,也就是确定一个系统题目。在学习这门课程的过程中,以此系统为任务,来完成其总体规划、系统分析、系统设计、实施与测试、运行与维护各个阶段的学习及文档的编写,在实践中去体会管理信息系统的整体开发过程。

2.以学生为中心,分组进行课堂讨论学习。遵循任务驱动的原则,由于在系统开发的过程中,所做的工作量较大,可以将学生进行适当的分组。随着教学的进度,按部就班地进行各自系统的开发过程。各组的学生之间可以相互讨论,更好地去理解、掌握理论知识,并在实践中应用,可以主动地去发现问题、解决问题。在此强调还可以进行课堂讨论的形式,将各小组分析的过程及结果由小组的成员在课堂上呈现出来,可有针对性地进行讨论,可将系统分析的更全面、更透彻,这样也有利于增强学生语言表达能力等综合素质。

(三)综合素质培养

采用“项目调查、项目开发、项目验收”三步骤教学,注重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及创新思维与技术综合应用能力。

1.项目调查:教师在比较、提炼相关项目的基础上,给出项目的总

体要求。学生对需求进行分析,并确定开发目标,制定开发计划。学生确定的开发目标可以不局限于给定的项目需求,也可提出项目需求,以此来调动学生的创新思维,培养创新能力。

2.项目开发:学生按照开发计划编组完成项目的开发。整个开发过程穿插于教学过程当中,以学生自主开发为主,教师负责讲授理论知识、安排任务、答疑、开发过程监控以及对共性问题进行总结与归纳。其间无论是学生之间的还是课堂上的讨论过程,有助于提高学生学习的积极主动性,并能辅助开发学生的思维。项目开发依附教学进程,在理论教学完成时,项目开发的规划、分析、设计等前期重点工作完成,其后本课程安排实践环节,来进行管理信息系统的实施步骤。

3.项目验收:教师对学生完成的项目进行验收与评价,学生需提交的资料包括开发的项目(系统程序代码)、相关文档报告。本课程注重培养学生的信息系统规划设计的能力,分析问题与解决问题的能力。因此,主要对学生的文档编写完成情况、创新能力以及实际项目的完成情况、实训报告完成情况等进行全面考察。对于优秀作品,进行展示与点评。管理信息系统貌似理论,综合实践性却极强,这使得教学实施有一定的困难。以上是在进行管理信息系统的教学过程中所总结出来的教学教法,当然,今后仍要继续探索有利于本门课程教学的教法,来协助课程的讲授,丰富教学内容。这样,才能将知识更顺利地传达给学生,更好地培养学生的实际工作能力和创新能力。参考文献:

教学辅助系统篇3

[关键词]计算机辅助；会计教学系统；会计电算化

计算机辅助教学系统是利用计算机作为信息传播和处理媒介来完成教学和训练任务的新兴技术。它利用计算机展示教学计划和教学内容给学生，通过学生与计算机之间的相互作用完成各种教学功能。

1.系统的设计

1.1系统目标和主要内容

通过调研，我们了解了当前建设银行在会计教学和培训中采用的教学手段和教学方法，以及教师和不同层次的学生在教学和学习这一门课程时的心得体会；查阅了有关电算化会计的资料和文献，并经过对目前已有系统的调查，最终确定了系统的目标。该目标就是为职业教学提供一套高质量的计算机辅助会计教学系统，同时又兼顾各会计岗位，为在岗人员提供一个提高自身业务水平的自学工具。因此，在课件中我们以会计原理和建行会计为主要内容，把教学内容有机地组织起来，表现成一个网状结构。在内容安排上突出重点和难点，对“借贷记帐法”和会计实务中的“业务流程”、“账务处理”以及“凭证”、“账簿”和“报表”等重要内容提供详细的解释和生动的表现形式。同时，注重教学与实践相结合，既详细描述了传统会计手工方法，又仔细介绍了当前实际工作中会计电算化的情况，并提供一个摸拟实际业务的环境，让使用者处理这些业务。其主要内容包括：会计原理、建行会计、业务实际、学习工具、会计电算化和学习指南。

1.2系统的逻辑结构

为了完成系统目标，我们采用多媒体和超文本技术来实现会计内容的表示以及“凭证”、“帐簿”和“报表”的表现。超文本是一种新型的信息管理技术，它是一个非线性的网状结构，读者在阅读时不必象读一般文章那样按顺序阅读，可以根据实际的需要，利用超文本机制提供的查询能力，迅速找到自己感兴趣的内容和有关信息。制作超文本的过程就是将有关素材按其内在的联系划分成不同层次、不同关系的思想单元，将这些思想单元组成一个网状结构。

在系统设计时，我们运用结构化程序设计方法，采用自上而下的设计思想。首先利用数据库来管理和维护本系统中的所有文字和数据，使得数据与软件代码相对独立，有利于增强系统的可维护性。其次，对系统中的会计内容进行了详细的分析和总结，相对独立地划分了系统的各项功能模块，并利用超文本技术建立了各模块之间的联系，使得各模块之间既相互联系又有一定的独立性。

数据库提供整个系统的数据支撑，超文本机制用来管理和协调整个系统，人机界面用于人机交互和会计内容的表现，这三部分既有一定的独立性，又相互联系。

1.3系统的模块划分

系统划分为六大模块。

其中，基础会计主要包括“基本原理”、“会计核算方法”和“会计报表”，重点介绍了借贷记帐法、五种会计核算程序和主要会计报表。围绕“资产=负债+所有者权益”这一基本公式，详细地举例说明在会计事项中如何记借、如何记贷；提供了会计凭证和帐簿的样式，介绍了它们的编制方法；对“资产负债表”、“损益表”和“现金流量表”等主要报表中的各项进行了详细的解释，使用户通过报表了解表中各项所对应的会计科目，加深对报表的理解，建行会计主要包括“存、贷款业务”、“支付结算”、“资金清算”、“财务成果”、“财务分析”、“建行报表”、“委托代理业务”和“所有者权益”等内容，在介绍这些内容时，我们立足于建行的实际情况，从不同的方面详细描述了各项业务的业务流程、帐务处理以及注意事项。业务实践为用户提供了一个模拟建行会计业务的环境，用户可以根据本系统提供的具体会计事项，亲自填写相关业务的凭证、帐簿及其会计分录，并由系统进行评判，该模块由前提假设、结算业务、其它业务和财务成果四个部分组成。学习工具模块将本系统中的主要内容汇聚在一起，为用户提供一个快速访问各个模块的途径，并交会计凭证和会计报表汇总在一起，供用户查询。学习指南是本系统的联机在线帮助，完全继承了Windows帮助文件的风格，在任何时候按F1键获得帮助。会计电算化介绍了银行近几年在会计业务中的电子化建设，详细说明了网络系统中的计算机操作和手工操作的不同之处。

这六个模块相互之间比较独立，对于各模块之间的相关联系，我们通过超文本来实现其连接，使得系统的各个模块之间既相互独立又具有有机的联系。

2.系统的实现

2.1数据库的设计

在系统设计时，我们利用数据库来管理和维护本系统中的所有文字和数据，使得数据与软件代码相对独立。因此，多媒体数据在系统中的存储和使用是我们要解决的问题。在本系统中，我们通过在文本数据库中添加指针来解决该问题。即在文本数据库中增加三个字段，在这三个字段中分别存放该记录所需的多媒体信息的指针，应用程序根据指针来获得所需的多媒体信息。

2.2系统开发环境

根据本系统的特点和设计要求，我们确定系统的开发环境在中文Windows95环境下，以Visual Basic 4.0为开发平台；以Visual Basic 4.0提供的Data Manager为数据库引擎。Visual Basic4.0 是微软公司提供的功能强大的开发平台，它界面友好、操作简单，开发效率高。

3.系统的特点

本系统具有以下特点：

3.1提供多样化的学习方式。针对目前在会计教学和培训中存在的不足，我们利用计算机来实现会计内容的相互关联，把会计内容有机地组织起来，表现成一个网状结构，做到“以点带面”。

3.2教学内容以教学和实践相结合。既以传统的会计手工方法来说明会计的原理和会计实务，又辅以介绍在当前实际工作中会计电算化的情况。

3.3.建立模拟环境，模拟建设银行业务。系统不仅提供一个模拟实际业务的环境，让使用者较为真实地了解实际操作的情况，而且，在每个模块中还具有自习考核测评功能，学员在各个模块中，可以进行人机对话式的自测。

3.4.提供强大的人机交互界面，有利于学员自学。在系统中大量地采用计算机多媒体技术，提供了丰富的图、文、声信息，对会计中的“凭证”、“报表”和“帐簿”以及建设银行各项业务的“业务流程”和“帐务处理”提供详细的解释和生动的表现形式。

机械原理辅助教学系统设计篇4

机械原理辅助教学系统主要是展示机器中常见的各种机构, 介绍机构的形式和用途, 演示机构的基本原理和运动特性等。该系统能让学生很直观地看到常用机构的基本原理和运动特性, 有效地提高了机械原理的教学效果。然而, 常见的系统是通过线控的方式控制各类机构的运动电机和语音解说, 这种系统在操作上很不方便, 并且不能随意选择需要演示的机构。为了能更加方便地控制, 提高教学质量, 我们对辅助教学系统进行了改进设计, 实现了对机构的红外线遥控, 并且可以随意选择演示机构的类型且有同步的语音解说, 这对教学任务非常繁重的工程训练认知实习来说至关重要。

1系统硬件设计

系统总体硬件设计结构见图1。硬件主要由常用的51系列微处理器AT89S52为核心控制语音播放和机构运行。外围电路主要由红外线接收模块、语音控制模块、继电器控制模块和电源模块等组成。

1.1 电源模块

电源接入AC220 V, 通过电源电路后为系统提供DC5 V、DC3 V和AC220 V电压, 电源电路见图2。

电源模块主要由变压器、单相桥式整流电路、LM7805电路及LM317电路等组成。由于整流电路输出的脉动直流电含有大量的交流部分, 所以在整流电路之后要辅以滤波电路;LM7805器件和LM317分别辅助相应的电路就构成了直流5 V和3 V稳压输出。

1.2 语音模块

语音模块由ISD4004、录音电路、放音电路等组成。语音控制模块的作用主要是对语音进行管理、实现语音解说与电机运转的同步。本模块使用的语音芯片型号为ISD4004 08-MP, ISD4000系列芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制, 操作命令可通过串行通信接口 (SPI或Microwire) 送入。

单片机通过MOSI和MISO对语音芯片进行控制, 相当于对应的命令字和控制字, 其对应的位见表1。

其中MOSI中的A0～A15为放音的起始位置 (表1中只标识出A0～A10) , C0～C4为语音的控制位, MISO中P0～P15位为放音输出的实时地址 (表1中只标识出P0～P10) , 其他两位EOM和OVF依次为信息段末尾位和溢出标志位。其中控制位C0～C4依次为MC、IAB、PU、P/R和RUN位, 相应的详细

1.3 其他电路

遥控器选用红外线编码芯片为SAA3010T的遥控器;红外线接收通过红外一体化接收头HS0038进行, 并将其转换为高低电平;由于单片机的INT0/PSEN引脚与接收头HS0038的OUT引脚相接, 因此通过AT89S52对高低电平处理解析出相应的代码, 然后根据代码控制相对应的电机运转和语音同步播放。电机控制电路和红外接收电路见图3, 电机采用交流电机, 一端接到220 V交流电上, 一端接到继电器常开触点上, 继电器的公共触点接到交流电的另一端上。单片机的P0.0脚输出为低电平时, 三极管饱和导通, 这样继电器吸合, 电动机运转进行机构演示;P0.0脚输出为高电平时, 三极管截止, 这样继电器衔铁释放, 电动机停止运转。

2系统软件构成

该系统选用的单片机是AT89S52, 它属于MCS-51系列单片机, 其开发软件是Keil μVision2。系统软件程序主要由主程序模块、红外线解码程序模块和机构运行程序模块等部分组成。

2.1 主程序模块

主程序模块流程见图4。开机初始化后, 系统等待按键操作;当按下遥控器上的“启动键”时将相应的参数adlnum和adhnum赋值, 在初始化中调用了函数eval () , 函数里的数组adl[]和adh[]分别记录了相应机构解说语音的首地址, 而参数adlnum和adhnum分别是数组adl[]与adh[]的元素, 每一数字与每一段话的开头相对应;若按键正确则可得到相应语音段的首地址, 从而顺序地执行相应的机构, 执行某个机构时可进行暂停和任意跳转的操作, 当进行暂停操作时机构停止运动且语音停止播放, 同时语音芯片掉电, 程序结束一个完整的循环, 整个系统进入暂停的状态。此后再运行机构时分两种情况:①从暂停的地方开始启动;②在暂停的地方任意选择机构。当执行任意跳转操作时机构先停止运行, 同时语音芯片掉电, 然后自动运行指定的机构。

2.2 红外线解码模块

红外线解码模块是对红外线进行解码操作, 以实现示教板的红外线控制。红外线发射模块的编码芯片采用PHILIPS公司的SAA3010T。SAA3010T的位传送方式采用双向位, 位1和位0的相位恰好相反, 由于其占空比为undefined, 故采用定时800 μs采样的方式进行解码, 实行近似的解码操作。当遥控器有键按下时, 一体化接收头将输出高低电平, 在接收电平信号的第一个下降沿处触发INT0中断, 进入INT0中断延时800 μs后触发T0中断, 然后对第一个电平进行采样。T0中断后再对T0赋初值进行800 μs的定时, 当定时器溢出产生中断时, 继续对后面的电平进行采样。当对最后一个电平采样完成后关闭定时器, 并同时关闭定时器的中断。信号电平的采样值放在数组IRCode[]中, 然后对IRCode[1]和IRCode[2]的值进行判断, 当符合要求时再分别对IRCode[1]和IRCode[2]的值进行进一步的判断, 以此来确定相对应的按键, 并且根据按键值对相应的参数进行赋值, 以此实现程序合理的控制。红外线解码模块的控制流程见图5。

2.3 机构的运行

机构的运行主要包括机构模型的运动和机构的语音解说, 其流程见图6。其中语音介绍的主控芯片为 ISD400408-MP, 其作用是对相对应的机构进行介绍, 并且与机构模型的运动同步。

3结论

本教学辅助系统设计采用单片机作为微控制器, 用红外遥控技术实现远程控制, 实现了不同机械原理机构的演示和语音同步解说, 并且能随时实现暂停运行、选择运行等操作。该系统经实验验证, 运行稳定, 可靠性较高。

参考文献

[1]裘有斌.基于ISD4004的家庭语音报警系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用, 2008, 4 (4) :47-50.

[2]董海棠, 冯中毅.新型语音芯片ISD4004在车载微机中的应用[J].甘肃科技, 2005, 21 (2) :35-36.

教学辅助系统篇5

【摘要】AIRMAN是飞机健康监测框架中用于地面维修的软件模块，能够实现维修资源的优化配置、电子排故等功能，在机务人员的培养方面具有较好的效果，但不能直接应用于普通教学。因此，通过分析企业对机务工程专业的培养需求以及教学模式的组织方式，本文开发了空客公司AIRMAN的辅助教学系统，使得教学过程更具直观性、生动性，从而达到优化教学方案、提高教学质量的目的。

【关键词】机务工程；AIRMAN系统；多媒体教学

0 引言

机务工程专业以培养具有高水平的维修专业技术人才、适应航空公司的需求为目标，近年来就业率一致保持稳定的增长趋势，而如何培养出能够快速适应企业需求的人才一直专业建设的一个研究重点。

飞机状态实时监测与健康评估技术是飞机健康管理系统的核心，是实现民用飞机长期可靠、安全飞行和高经济性运营的关键，航空公司在这方面的人才缺口很大[1]，因此本文针对机务工程专业中飞机状态实时监测与健康评估技术人才的培养问题展开了研究。

目前空客公司的A318/A319/A320、A330/A340以及A380等机型均采用AIRMAN系统进行故障诊断和健康监控[2]，因此很多航空运营单位均将此系统作为员工培训的主要支撑。但是AIRMAN系统的体量复杂且庞大且用户权限要求高，无法直接用于普通教学。

基于虚拟仿真技术的多媒体教学，是一种新颖的教学手段。具有图文并茂、内容丰富且直观、容量大等特点。因此，本文通过研究AIRMAN系统的功能、结构，利用Authorware开发相应的模拟系统、研究基于AIRMAN模拟系统的教学方案，对提高学生的工程能力、实践能力和综合应用能力是具有重要的意义。AIRMAN模拟系统的开发

1.1 AIRMAN的工作模式

基于AIRMAN的健康管理是一个电子排故过程[3-4]，即当飞机出现运行故障时，由飞机警告系统（FWS）进行处理，即先将故障信息传递给驾驶舱显示系统，再由机组人员添加或者补充飞行日志，同时飞机警告系统生成故障信息并通过空地传输技术（ACARS）传给AIRMAN，AIRMAN根据经验数据库自动查找相关的故障信息，并按维修等级制定故障排故的实施顺序，在飞机完成任务之前自动生成工单，并智能调度维修人员进行维修，同时在飞机制造商的专家数据库上自动生成超链接，将所需的手册进行有效的组织，提高排故效率[5]。可见，对航后报告数据的处理与优化是AIRMAN系统执行的关键。

1.2 系统设计

为了利用模拟系统进行辅助教学，本文将模拟系统分为AIRMAN模拟、COMPARE、SUMMERIZE三个模块。

（1）AIRMAN模拟模块

AIRMAN模拟模块用于模拟AIRMAN对教学内容的组织和表现方式，重点在于对AIRMAN数据库输入以及信息输出的逻辑关系以及物理意义的呈现。

AIRMAN数据库是AIRMAN的核心模块。以空客为例，其AIRMAN数据的主要储存在航空公司的运行数据库、接受飞行报告数据的历史数据以及制造商的维修经验知识数据库（如图1所示）。

其中，航空公司的数据主要有技术项目和工单；飞行报告数据的信息数量较多，其主要分驾驶舱和客舱显示数据、故障信息数据、航空日志条目的信息和运行过程中产生的报告数据等[6-7]；维修经验数据，除了全世界空客公司的运行数据以外，还包括AMM、TSM、IPC等手册数据[8]。

图2 AIRMAN数据基本来源

AIRMAN系统能够提供的信息可分为以下两种情况：

（一）当航空公司登陆其人机界面，对本公司的数据进行筛选，例如故障信息、航后报告（PFR），这些数据来自是航空公司数据库；

（二）当飞机进行非计划电子排故时，需要AIRMAN智能地制定排故方案，此时需要飞行报告数据库、航空公司数据库的输出，而排故过程需要历史经验和相关手册作为指导时，也需要经验知识数据库。利用这些输出的信息便可以在实现健康监测的同时，有效降低维修成本[9]。

本文对AIRMAN核心功能的模拟主要内容包括：演示飞机实时监控，动态展示飞机从起飞开始对整个飞机执行任务状态的监控，在飞行遇到运行故障和自检故障的情况下触发AIRMAN模拟输出[10]，并利用Authorware交互图标等方式演示AIRMAN的处理程序。

（2）COMPARE模块

COMPARE模块用来演示自动排故与传统排故的不同。传统排故过程主要依靠维修人员的经验进行现场操作，在按照手册进行步骤维修。在这期间存在的失误是不可避免的，如排故准确度低、时间长等问题，同时由于排故过程中涉及到的维修资源过于庞大和复杂，也会对排故过程造成影响。AIRMAN的应用较好的解决了这些问题，具有故障发现早，定位精度高，并且能够得到最优的排故流程。

（3）SUMMERIZE模块

SUMMERIZE模块用于对AIRMAN模拟模块的演示过程和COMPARE模块的对比结果进行总结，得出基于AIRMAN系统的健康监测体系的特点等结论性说明。

综上，经过分析研究，设计系统组成如图3所示。

图3 整体框架设计图系统实现

为了生动地展现AIRMAN系统，首要任务就是对素材的收集并进行编辑。素材的主要来源于手册素材，其中包括空客公司AIRMAN用户手册和机载维护系统（OMS）手册等；另一方面就是原创素材，通过对系统的研究与分析，借助多媒体软件，自行绘制符合要求的素材。

依据辅助教学系统的设计逻辑，对图标及其子图标进行素材插入，然后再进行调整，达到理想的匹配效果，如图4所示。图5为运行故障和自检故障过程模拟。图6为实时监控运行人机界面。图7为遇到自检故障后，对故障分析结果可靠性的判断。

图4 AIRMAN监控飞机素材匹配

图5 运行故障素材匹配

图6 实时监控运行

图7 故障可靠性判断结论

本文对航空公司对机务工程专业的培养需求进行了分析，针对航空公司对飞机状态实时监测与健康评估技术人才的需求，模拟空客公司AIRMAN开发了辅助教学系统。首先，对AIRMAN系统的结构和功能以及主要的模块进行了分析，重点考虑系统的输入与输出所包含的信息类型并结合飞机状态监测与健康管理的目的，设计了辅助教学系统的演示模块；同时根据教学的需要，针对不同的机型以及自动排故与传统排故方式的差异，设计了比较教学模块；最后为了进一步的提升辅助教学功能和效果，开发了提要生成模块。

通过多媒体辅助教学系统的开发，可以有效解决在飞机上或者模拟机上进行培训学习成本过高，而波音公司或空客公司开发的模拟软件（如CBT）价格昂贵，不适用一般普通教学的问题。利用模拟软件进行仿真，不仅能在教学时方便地进行系统演示，而且也使学生能够更加深入的学习该系统组成和原理。

【参考文献】

教学辅助系统篇6

【关键词】动车组辅助供电仿真教学

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0209-02

引言

《动车组装备》课程是动车制造技术专业的一门专业核心课程。动车组装备辅助供电系统良好的供电性能是动车组安全平稳运行的重要保证。其中动车组电气系统的组成和动车组辅助供电系统是该门课程的重要前提和基础，因此该部分内容对本门课程具有举足轻重的作用。而目前这门课程的教学存在以下难题：

（1）课程内容复杂

由于动车组供配电系统中包括的多种供变电设备结构及工作原理复杂，且电网电压高，电流形式多样，因此动车组的供配电系统涉及的内容多、范围广、结构极其庞杂。课程的内容对教师的专业知识、授课方式及课堂学生的理解能力提出了很高的要求。

（2）教学方法单一

“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式一般采用的技术训练方法比较固定，通常是一些验证性的实验，学生动手机会少，不能真正地参与到学习活动中去。而目前我院动车制造技术专业任课教师缺乏实践锻炼和企业培训的机会，教师上课资源匮乏。同时我国新型动车组的研制和生产还属于保密阶段，教师也缺乏获取专业资料的途径，这些问题都限制了本课程教学质量的提高。

（3）缺乏实验实训设备

目前学院还缺乏用于《动车组装备》课程教学的实验实训装置或仿真系统。因此对本门课程中供配电系统的内容学习，只能结合教材及参考书中的内容进行，学生无法建立真正供配电的系统理念，缺乏实践动手的机会，严重影响了学生对相关内容的学习及专业技能的训练和提高。

本课题从动车组辅助供电系统仿真入手，研究借助于Matlab/Simulink软件实现动车组辅助供电系统的建立和运行，研究结果有助于动车组专业及相关专业学生深刻理解动车组辅助供电系统的结构和工作原理，对《动车组装备》课程教学质量的提高有重要意义。

1.Matlab/Simulink工具箱简介

Simulink工具箱的Simu和Link功能，可根据在可视化窗口中绘制所需图形，完成控制系统模型构建。本文主要介绍将Simulink提供的SimPowerSystem电力电子仿真模块应用到《动车组装备》辅助供电系统课堂教学中，利用Simulink提供的工具箱建立仿真模型，进行仿真实验。本文以CRH1型动车组辅助供电系统为例进行介绍。

2.CRH1型动车组辅助供电系统仿真

目前，高速动车组的交流供电系统主要有两种形式：交直交型与直交型。直交型交流供电系统则从机车牵引回路的直流环节取电，经过辅助逆变器实现从直流到交流的变换，最终输出交流电压。CRH1型动车组辅助供电系统采用的直交型供电模式如图1所示。因此本文主要对其中的牵引变流器和辅助变流器模块进行动态仿真。

图1 先逆变后降压的直交型供电结构

2.1模型的建立

（1）启动MATLAB后，点击MATLAB主窗口的按钮，打开Simulink Library Browser窗口。点击按钮，进入仿真编辑界面。

（2）在Simulink模块库中选择SimPowerSystem工具箱，并将所需的模块拉到编辑界面中。

（3）根据相应的参数，对模块参数进行更为细致的设置。

（4）然后将各个模块按照相应的关系连接起来，构建并保存控制系统的模型。

图2所示为CRH1型动车组牵引变流器模块的动态仿真模型。

图2 CRH1型动车组变流器模型图

2.2牵引变流器、辅助变流器模块仿真

动车组牵引变流器模块的主要功能是将主变压器副边绕组的交流电转换成稳定的直流电，并为辅助逆变器提供直流电源。

对动车组牵引变流器模型进行仿真首先需要设置仿真参数，如仿真的起始时间，仿真算法，利用powergui对整个模型进行离散。然后在编辑界面中点击Start Simulation按钮，进行动态仿真。为了更方便地检测仿真模块中的主要参数，利用Simulation自带的电压、电流测量模块进行相应参数的测量，并可将测量结果通过Scope窗口进行记录和显示，便于直观分析。

图3和图4分别是仿真结果。由图3可知接触网的电压波形的周期为0.02s，频率为50Hz，接触网电压的最大值约为35355 V，根据电压的有效值与最大值之间的关系，可计算得到接触网电压的有效值为25004 V，与CRH1型动车组接触网理论电压25000 V相比误差为0.016%。接触网电压经动车组主变压器的副边绕组降压后输入牵引变流器模块，由图4可知动车组牵引变流器模块的输入电压，其周期和频率与接触网相同，分别为0.02s、50Hz。其电压最大值为1273 V，其有效值为900.3 V，与实际工况相符。

图3 仿真结果（接触网电压）

图4 仿真结果（牵引变流器输入电压）

3.结论

本文对基于Matlab/Simulink工具箱的电力系统仿真过程进行了研究，首先对Matlab/Simulink工具箱进行了简单介绍，然后对利用Matlab/SimPowerSystems建立动车组变流器仿真模型的方法和过程进行了论述，最后以CRH1型动车组为例，对其牵引变流器模块进行了建模和动态仿真，并对仿真结果进行了验证计算。本文通过利用Matlab/Simulink工具箱将仿真技术应用于《动车组装备》辅助供电系统的动态仿真中，可让学生通过仿真模型和仿真结果直观地看到变电设备的结构组成及功能。另外学生还可以通过对相关参数进行修改，改变模型和仿真结果，从而提高学生的主动性和积极性，培养他们的创新能力。

参考文献：

[1]高红亮，张先鹤，詹习生.电力系统仿真实践教学研空[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2014.34（1），87-90.

高职院校教学辅助系统分析与设计篇7

1 矛盾分析

教学做一体化教学模式让理论知识的学习、实践技能的提高以及综合素质的培养紧密地融合在一起，是当前实现专业课程教学目标的主要教学手段，它可以很好地解决传统教学中“传递—接受”的教学模式难以引起学生的学习兴趣的弊端，但是面临传统的教学理念的束缚、教学资源的匮乏，在实际的教学过程中还存在一些问题。

1.1 教学安排

在传统的教学安排过程中，由于教学资源的紧缺，往往是先讲理论再集中进行实践操作，在实践教学的过程中，学生并没有真正地完成学习，仅仅变成了课堂教学内容的补充，这样理论教学与实践教学无法实现经常会脱节，从而难以真正地实现教学做一体化教学。

1.2 教学内容

在传统教学过程中，教师往往都是根据教材的编排来确定教学内容，教材内容一般相对比较稳定，但随着新技术、新软件日新月异的发展，这便产生了固定不变的教学内容与知识更新速度快之间的矛盾。

1.3 实践教学

在传统的实践教学中，一般是由教师集中演示操作、学生自主练习的形式来组织教学，在这期间教师只能在巡视部分学生的操作和人工批阅所有上机作业的过程中发现问题，因此，学生对知识的掌握情况无法得到及时、全面的了解和反馈，从而最终影响到实践教学的效果。

由此可见，传统的教学模式、教学资源已无法满足新形势下高职院校专业课程教学的需求，为能实现知识的快速、高效地传播，达到提高教学效果、缩短知识更新周期的目的，国内学者已经展开了各种辅助教学系统的研究，加快实现教学做一体化教学的步伐。通过对相关文献的查阅搜集，关于“教学辅助系统”的研究数量并不少，例如：在中国学术文献数据库中，可以检索到八千余篇有关“教学辅助系统”的文献资料，但是一部分是针对某一门课设计开发设计的，另一部分是针对考试系统而设计开发的，真正能够集辅助教学、上机练习指导、考试测评于一体，实现教中学，学中做的现代化教学辅助系统还很少，相关的研究文献也十分欠缺。

2 教学辅助系统

2.1 设计目标

本系统旨在为教师与学生提供一个教中学、学中做的服务平台，有效实现教学做一体化教学，从而达到提高教学效果、缩短知识更新周期的目的。为此本教学辅助系统在综合运用多媒体、网络、数据库等多种技术的基础上，实现了教学资源共享、教师和学生可以对自己所需的资源进行信息化管理、师生之间可以进行讨论流、支持教师主导下的自主学习、及时反馈学习效果、及时更新学习资源等功能，为教师和学生真正提供一个辅助教学和自主学习的服务平台。

2.2 开发关键技术

为了教师和学生更有效方便、高效地使用本系统完成教学与学习任务，本系统采用B/S框构来开发，将所有的教学和学习资源集中存放在服务器中，教师和学生可以随时通过浏览器完成对各类资源进行查询、浏览、管理等操作。本系统主要运用ASP.NET和SQL Server技术基于B/S结构实现整个系统的开发。前台采用XML文件存储数据，综合运用HTML、ASP.NET和JavaScript等技术实现人机交互部分的设计;后台数据库采用SQL Server数据库技术完成后台数据库的管理。

3 数据库

本教学辅助系统的各个功能模块都会涉及到相关数据的访问及操作，数据库设计合理与否直接影响到整个教学辅助系统的工作效率，为此，数据库设计的合理化在整个教学辅助系统的开发设计中显得尤为重要。本教学辅助系统中相关数据库表的结构设计如下：

(1)用户基本信息表：用户编号、用户名称、用户密码、类别(教师、学生、管理员)。

(2)教师信息表：教师编号、教师姓名、教师性别、隶属部门、授课编号。

(3)学生信息表：学生编号、学生姓名、学生性别、专业编号、班级编号。

(4)授课信息表：授课编号、教师编号、课程编号、授课时间、章节编号、描述。

(5)选课信息表：学生编号、课程编号、学习时间、章节编号、作业成绩、综合测评。

(6)教学资源信息表：课程编号、章节编号、资源类别、文件名、文件类型、文件路径。

(7)学生提问信息表：问题编号、问题主题、内容、提问时间、学生编号。

(8)教师答疑信息表：问题编号、教师编号、答疑内容、答疑时间。

4 系统模块

根据教学做一体化教学模式的实际需要，本教学辅助系统按其功能划分主要包括：教学资源管理模块、试题作业管理模块、教务管理模块、在线交流模块、系统管理模块。其功能结构如图1所示。

(1)学资源管理模块。该模块是本教学辅助系统的核心，教学资源管理主要分为两部分：1)为学生提供课程学习的平台，系统中会展示出课程相关信息、教学内容的重难点分析、教学视频、课件、学习资料等各类教学资源;2)为教学提供辅助教学的平台，教师可通过该系统组织管理自己的教学资源，系统以树形目录的形式呈现课程的知识结构，并以网页的形式来组织各类教学资源，学生可选择相应的内容浏览、在线播放或下载，同时还能进行在线互动交流。

(2)试题作业管理模块。该模块主要为学生提供课上或课后练习、单元测验、课程考试、综合测评等的功能，为教师提供对学生的学习过程及单元测试、期中、期末等进行综合测评的功能。学生不仅能在该模块中按照老师的要求完成相应的作业，提交系统，等待老师批阅或系统智能阅卷，还可以实现在线考试、查看自己作业或考试成绩;教师在该模块中可以完成管理题库、批阅学生作业、管理学生考试成绩等工作。

(3)教务模块。该模块主要方便学生和教师进行成绩管理，对于学生来说，在该模块中可以查询个人的各门课程的学习记录、作业完成率、综合测评成绩等信息;而对于教师来说，在该模块中主要完成对学生的学习记录、课程成绩的综合测评等内容的管理，教师可按照系统中评估模型实现学生的学习情况的综合评价。

(4)在线交流模块。该模块为教师和学生提供了答疑解惑、交流互动的平台，学生在学习的过程中遇到困难或疑问时，可以在线提问与授课教师进行交流互动。考虑到教师在短时间内无法应对所有学生的问题，系统对一些简单或常见的问题可以进行自动答复，也可由学习能力强的同学代替老师回答，同时学生还可以留言的形式给老师留言，等待教师的答复。

(5)系统管理模块。该模块主要实现用户基本信息管理、文件上传或下载管理、公共信息管理等功能，学生可以通过该模块进行个人基本信息的维护、学习资料下载的管理;教师在该模块中可以实现个人信息及公共信息的维护、题库的管理、学生信息的管理等。

工程制图辅助教学系统的设计篇8

关键词：工程制图,辅助教学系统,开发

工程制图课程作为职业院校机械专业的一门必修专业基础课, 其研究的主要对象是图形。它不同于只注重进行传统的逻辑思维能力培养的其他基础课, 而是以形象思维能力和空间想象能力的训练贯穿始终。教学的中心目标是解决画图和读图的问题, 教学重点和难点是培养学生的空间想象和构思能力。为在短期内培养学生空间思维能力, 在教学过程中一般均采用直观的形象教学方法。多年来, 传统的教学手段一直是辅助以大量的实物模型和各种各样的挂图。但是, 模型的制作复杂, 且不能表达动态过程, 而且遇到复杂形状的零件用单一模型也表达不清楚, 大大影响了教学效果。

目前已有的工程制图的电子教案、电子习题库等教学软件, 虽然在教学实践中得到了很好应用, 但是它们只能在单机上运行, 未能充分利用校园网的优势。另外由于教学内容多, 上课时间很短, 学生没有太多的时间消化理解, 对教学效果有一定影响。在当前学生的学习任务重、工程制图课程的课时进一步压缩的情况下, 如何充分利用高速便利的校园网这一方便的通信载体, 提高学生的兴趣, 让学生即使在课外时间里也可以从容地在校园网上进行在线学习、完成作业及观看答案的动画演示;如何减轻教师批改作业的负担, 自动智能批改习题并自动收集整理出学生的学习情况, 是提高工程制图课程教学效果的迫切需要, 基于网络多媒体技术的工程制图网络教学系统就是适应这一要求而开发的。

1 系统总体结构设计要求

由于工程制图辅助教学系统是依托于校园的网络环境进行教学活动, 其开发一般应满足如下设计要求:系统建设要基于网络教学的特点, 提高学习者的学习兴趣和自觉性;课程内容的设计尽量采用交互方式, 激发学生在学习过程中主动参与和积极思考。在疑难知识点上充分发挥多媒体功能, 使学生能够深刻体会, 从而有利于培养学生获取知识的能力和创新能力。

系统必须满足在网上运行的基本条件, 应具备安全、稳定、可靠、速度快等特点。另外还应保持统一的风格和操作界面, 色彩要与内容相适应, 表现形式要生动活泼。对课程中的重要部分, 可适当采用图片、动画等来强化学习效果, 但要避免与内容无关的、纯表现形式的图片或动画。

2 系统架构和功能结构

结合工程制图辅助教学系统的实际情况, 我们选择C/S (Client/Server) 架构进行系统整体开发, C/S是软件系统体系结构, 通过它可以充分利用两端硬件环境的优势, 将任务合理分配到Client端和Server端, 降低了系统的通讯开销, 减轻服务器数据运行负荷, 还可使数据储存管理功能透明。

远程学生用户通过客户端软件输入登录信息, 发送数据请求至系统服务器, 服务器端主程序对请求信息进行分类识别, 并把这些请求信息发送到相应的功能子系统。系统管理员则负责对程序以及数据库进行维护。系统功能模型图如图1所示。

针对工程制图课程教学特点, 各子系统要达到的目标和解决的关键问题为:

(1) 辅导答疑子系统

首先对每章的重点难点进行剖析, 明确每章应掌握的重点内容, 然后详解有关难题, 对平时常遇到的问题提供答案。学生也可利用辅导答疑子系统将问题提交给教师。教师在回答问题后, 将典型问题及答案转到常见问题库中。

(2) 习题及模型演示子系统

为教师和学生提供了一个基于网络的作业发布、完成、提交及模型演示的环境。教师可以将预先编辑好的各种形式的作业、文本、图片发布在服务器端。学生可以通过登录客户端软件浏览教师布置的作业, 并可以利用本系统完成并提交各次作业。教师可在线批改作业, 对于学生做错了的试题, 要指明学生的错误所在以及改正错误的方法。

(3) 模拟测试子系统

配备大量难易程度不同的试题, 并支持自动组卷, 自动批卷。学生可以由客户端软件进行实时模拟考试, 考试完毕后立即可以得到成绩, 同时教师可以立即统计、分析该次考试的学生成绩以评价学生的学习情况以及试卷的难易程度。

(4) 系统管理子系统

主要功能是进行系统的维护和数据库的管理。包括基本学生信息管理、教师信息管理、学生信息查询、教师信息查询、系统登录口令等。

3 数据库设计

系统中要使用大量的数据, 因此需要使用数据库来管理。值得注意的是, 来自数据库驱动的网络文件是在访问者发出请求后才生成的, 它经历了数据库查询、数据输出和在特定区域进行显示这一系列的过程。改变数据库中的数据, 客户端软件显示的内容也会随之改变。换句话说, 数据库可以让客户端软件显示的内容真正实现动态化。

系统数据库管理系统采用SQL Server 2008。数据库主要使用表、触发器和存储过程来实现数据库设计。

系统的后台首先要具备允许学生远程访问的服务系统和性能良好的数据库系统, 以提供强大的数据查询和报表管理功能, 并且在学生访问的高峰期提供安全可靠的查询访问服务功能。更重要的是, 后台可进行数据初始化工作, 一旦输入学生、教师、习题等基本信息, 便可根据需要来为前台设计、后台业务处理提供支持, 并为前台提供坚固的数据依靠, 确保远程学习系统和服务器之间的无缝连接。

4 系统功能的设计与实现

系统以Tomcat作Web容器, 采用JSP技术进行构建, 应用服务器与数据库服务器分离, 采用三层Web应用结构, 系统运行结构如图2所示。

下面以虚拟系统管理子系统中人员档案管理子模块为例, 来说明系统功能的设计的实现。

运行SQL Server 2000数据库服务器和Tomcat, 在浏览器中输入http://localhost:8080/Login.jsp可看到系统主界面。在这部分功能里, 可以实现人员信息管理、查询及登录。

该页面的处理程序放在另一个名为check.jsp的独立文件下, 主要处理程序如下:

上述程序经调试, 可实现其功能。

5 结束语

教学辅助系统篇9

“信号与系统”是电子信息、电子技术、自动控制、通信工程等众多专业的一门重要基础课程, 还是一门承上启下的关键课程。它是继电路分析课程之后向数字信号处理、通信原理等专业课过渡的桥梁, 也是高等数学和工程数学与后续专业课的结合, 在专业教育中处于非常重要的地位[1,2,3]。然而长期以来, “信号与系统”多采用单一的授课式教学模式。课堂上, 教师对基本公式、概念及相关理论进行推导使学生了解函数的推算过程, 课后学生依靠做习题来巩固和理解教学内容。这种传统的教学方式虽然能照应教材的全面性和系统性, 但不利于学生了解所学理论知识与实际工程之间的内在联系, 抽象的概念和原理也缺乏形象化的教学演示, 学生的学习兴趣不高, 学习效率低下, 在一定程度上制约了教学效果。为了激发学生的学习兴趣, 使其更好地掌握信号与系统的基本方法和基础理论, 本文利用MATLAB软件的图形用户界面 (GUI) 设计完成的“信号与系统”可视化辅助教学系统, 不需要编写程序, 只需输入合适的参数就可以将教学中抽象的、不易理解的知识点以图形的方式显示出来, 让学生更容易理解相关的概念或原理, 减轻了教师授课的压力, 提高了教学质量。

2 基于MATLAB的可视化辅助教学系统的设计

MATLAB作为一套高性能的数值计算和可视化软件, 既能进行科学计算、数值分析, 又能开发所需要的图形界面, 具有其他编程语言无法比拟的优势[4]。在MATLAB软件中, 图形用户界面 (GUI) 是由窗口、光标、按键、菜单等控件对象构成, 用户可以在GUI的组件布局编辑器中添加所需要的控件对象并修改或调整其属性, 完成显示界面的设计并进行保存, 然后在包含GUI初始化的M文件里, 对控件对象的Callback (回调) 函数进行编写来实现教学内容的可视化。

可视化辅助教学系统的界面采用多级嵌套的形式, 自上而下进行设计, 即先设计主界面, 再设计子界面, 逐级嵌套, 层次分明。和系统界面相链接的是进行可视化的教学内容。由于信号与系统包含的内容十分广泛, 既有时间域, 又有变换域 (S域和Z域) ;不仅讲述连续系统, 还讲述离散系统, 同时涉及到部分通信工程的实例分析[5], 结合洛阳师范学院物理与电子信息学院选用的“信号与系统”教材, 将实际的教学内容进行模块化设计, 得到了可视化辅助教学系统的模块结构如图1所示。

从图1可知, 本系统共可视化了十三个方面的教学内容。由于具体的教学内容不同, 致使设计成的模块界面也不同, 但模块的设计过程和步骤是相同的。首先, 在图形用户的开发环境 (GUIDE) 中打开一个空白的GUI界面, 然后在该界面上添加所需要的控件 (如Static Text、axes和Push Button等) , 接着调整或修改所添加的控件属性完成界面的布局, 对界面进行保存后会生成一个M文件, 最后在该M文件内编写各个控件的Callback函数以实现信号或系统波形的正确显示。当各个模块的设计完成后, 还需要将它们有序地链接在一起, 以方便授课时教师的使用。

图2所示是设计完成的系统主界面, 在该界面上包括连续信号运算、离散信号运算、连续系统分析、离散系统分析、退出系统五个模块。除退出系统外, 其他模块均有不同的子界面和模块组成。在主界面上, 用户单击所需要的模块按钮就会切换到对应的子界面。在子界面上继续单击相应的模块按钮就进入到子模块中, 然后在子模块的界面上输入合适的参数就可以得到信号或传输系统的波形, 利用生成的波形直观形象地描述信号与系统的概念或原理。

3 可视化辅助教学系统的实例演示

下面以离散系统的Z域分析和连续信号的时域运算为例, 演示可视化辅助教学系统在教学中的应用。

3.1 离散系统的Z域分析

描述一个n阶离散线性时不变系统的数学模型是线性常系数差分方程, 当已知系统的零状态响应与激励的z变换就可以求得离散系统的系统函数。利用系统函数可以绘制系统的零极点分布图, 通过零极点的分布不仅可以判断系统的稳定性, 还可以确定频率响应的幅频特性和相频特性。比如, 已知一个离散系统的系统函数为, 要求绘出该离散系统的零极点分布图、系统的幅频响应曲线和相频响应曲线。使用本系统进行可视化的显示。首先, 启动MATLAB7.0, 在命令窗口输入系统的名称, 按回车键即可启动该系统, 弹出如图2所示的系统主界面。接着, 在主界面上单击“离散系统分析”按钮, 弹出如图3所示的子界面, 在图3所示的界面上单击“离散系统的Z域分析”按钮, 即进入到“离散系统的Z域分析”界面。在“离散系统的Z域分析”界面上, 输入系统函数的分子系数[0.1 0-0.2 0 0.20-0.1]和分母系数[1 0 0.6 0 0.4 0 0.04], 然后单击“系统零极点图”按钮即可生成系统函数的零极点分布图, 由此图可知系统的所有极点均在单位圆内, 因而判定该系统是一个稳定的系统;同样, 单击“幅频特性曲线”和“相频特性曲线”按钮可以得到系统的幅频特性与相频特性曲线, 如图4所示。使用此系统需要注意的是, 在输入系统函数的分子、分母系数时要按z的降幂顺序依次输入, 若出现缺项的情况, 其系数须用0代替。

3.2 连续信号的时域运算

连续信号在时域中的基本运算包括:信号的相加与相乘、信号的微分与积分、信号的卷积积分等, 本文以两个信号的相加与相乘为例进行可视化分析。

首先启动系统, 在主界面上单击“连续信号运算”, 弹出如图5所示的子界面, 接着在此子界面上单击“连续信号时域运算”, 进入到“连续信号时域运算”界面, 在该界面上输入相应的参数, 然后单击对应按钮即可生成所要的图形。比如, 输入信号1选择“正弦波”、幅值输入4、频率输入2, 输入信号2选择“方波”、幅值输入6、频率输入1, 单击“信号相加”和“信号相乘”就生成了信号的原始波形和相加、相乘后的波形, 如图6所示。同理, 当输入信号1在下拉菜单中选择“锯齿波”, 幅值输入5、频率输入2, 输入信号2在下拉菜单中选择“正弦波”, 幅值输入4、频率输入3, 可以得到如图7所示的波形。从图6和图7可以形象地观察信号相加、相乘前后的波形变化, 这是用语言或文字难以表达的内容, 学生也容易接受和掌握。

4 结论

运用MATLAB软件的图形用户功能设计的可视化辅助教学系统, 对常用信号的基本运算、连续信号的频域特性、系统在时域或变换域上的特性进行了仿真, 并以可视化的方式显示出来。整套系统人机交互界面简洁, 操作方便。利用该软件, 教师在课堂上以交互的方式对课程中的概念或原理进行实时仿真, 将抽象的理论知识真实、生动地展现给学生, 激发了学生的学习兴趣。课后, 学生还可以利用此系统复习教学内容, 加深对所学知识的理解。此外, 开放系统的源程序, 让学生利用该系统设计自己的信号分析与系统处理程序, 培养他们主动获取知识和独立解决问题的能力。

参考文献

[1]葛愿.“信号与系统”创新教学模式探索[J].科技视界, 2014, (1) :65-66.

[2]杜世民, 杨润萍.基于Matlab GUI的“信号与系统”教学仿真平台开发[J].实验技术与管理, 2012, 29 (3) :87-90.

[3]俎云霄, 贾越, 李奔, 等.“信号与系统”仿真演示系统设计[J].电气电子教学学报, 2012, 34 (1) :70-72.

[4]陈垚光, 毛涛涛, 王正林, 等.精通MATLAB GUI设计 (第3版) [M].电子工业出版社, 2013.

计算机课程辅助教学系统模型篇10

关键词：计算机技术,系统,开发

计算机技术已经应用到了学习和生活的各个方面。计算机技能的掌握已经作为每个高校的教学要求, 大学生必须掌握的一项基本技能。学校在进行计算机教学时选择直接在机房上课, 可以很好的使学生完成实践操作。根据体育院校学生的特点及学校计算机教学环境开发计算机课程辅助实践系统。学生可以实时查看练习完成情况, 规范课堂实践练习, 学生课下也可以实现练习, 很大程度上调动了学生练习积极性, 同时为进一步利用网络资源教学奠定了基础。

1 系统开发的支撑技术

此系统采用B/S模式的, B/S (Browser/Server) 结构即浏览器和服务器结构。用户工作界面是通过浏览器来实现, 极少部分事务逻辑在前端 (Browser) 实现, 主要事务逻辑在服务器端 (Server) 实现。B/S模式业务扩展简单方便, 维护简单方便, 如:网页浏览, Web QQ等。主要利用网络技术和数据库技术开发。开发Web应用程序的技术有很多, 目前最常用的有ASP、PHP、ASP.NET等。ASP.NET是建立在公共语言运行库上的网络编程框架, 可用于服务器上生成功能强大的Web应用程序, 使建造、运行和发布网站应用非常方便和高效。以高效快捷的C#作为开发语言, 采用SQL Server 2000做后台数据库的进行开发。

2 系统功能设计

2.1 系统的主要功能

系统的主要功能包括:用户登录, 练习题库的编辑和管理, 客观题随机组卷, 在线练习时间设定, 学生在线练习, 练习信息统计等。

2.2 系统的实现过程

用户管理模块:完成对于用户的管理。用户分为:学生、教师。主要功能是通过用户名和密码进行登录, 完成密码修改等。

题库管理模块:操作练习题编辑, 客观题的编辑, 教师在线批卷。非客观题部分即平时课上实践操作题每名教师可以根据班级实际情况单独进行编辑。可以方便教师查看练习文件, 完成批分。

练习管理模块:客观题随机抽取, 全部客观题练习, 非客观题部分操作时间的限定设置, 非客观题操作内容的选择, 教师查看练习完成和统计情况。教师登录后, 选择操作题题目、限定时间、实践对象基本信息等, 此时学生可以登录, 选择对应的操作题题目进行操作。客观题练习时选择相关知识点进行练习, 结束练习时能查看得分情况, 还可以进一步查看错误处的正确答案。学生进行客观题练习后, 可以进行交卷系统会提示正确数和错误数, 同时把错误题目的对应正确答案显示出来, 便于学生加深印象, 提高学生的练习兴趣。

信息管理模块:学生可以查看平时登录得分情况。教师可以查看每名学生的得分及练习情况, 为教师给出平时成绩提供依据和参考。

3 系统开发的关键技术

系统以Microsoft Visual Studio 2008作为开发平台, 涉及到有数据库的建立及访问, 客观考题的抽取, 非客观题的计时等。

3.1 密码的保存

在进行输入密码时, 如果采用明文与后台数据库进行验证, 容易引起安全问题, 很容易密码会泄露。可以采用多种方法尽量避免出现密码泄露的隐患, 本系统采用的是MD5加密方法。

Message Digest Algorithm MD5 (中文名为消息摘要算法第五版) 为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数, 用以提供消息的完整性保护。MD5用的是哈希函数, 在计算机网络中应用较多的不可逆加密算法有RSA公司发明的MD5算法和由美国国家技术标准研究所建议的安全散列算法SHA。MD5就可以为任何文件 (不管其大小、格式、数量) 产生一个同样独一无二的“数字指纹”, 如果任何人对文件做了任何改动, 其MD5值也就是对应的“数字指纹”都会发生变化。MD5将任意长度的“字节串”映射为一个128bit的大整数, 并且是通过该128bit反推原始字符串是困难的, 换句话说就是, 即使你看到源程序和算法描述, 也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串。即使在后台数据库中, 看到也是字节串。

3.2 随机抽取客观试题

对于采用B/S模式开发的测试系统, 随机抽取试题是非常关键的技术。常采用的方法是:在SQL数据库中利用newid () 函数产生一个全局唯一的随机数。

3.3 菜单项

菜单在网页中起到了导航的作用, 非常关键。Visual Studio2008软件中提供了菜单建立的控件, 由于不是很适合此系统, 并没有采用。本系统的菜单项是采用母版页功能实现的。文件是StuMaster Page.master。

母版页Master Pages是ASP.NET所提供的一项非常实用的功能, 预先定义好的Master Pages模板能够套用到网站所有的Web Form, 从而使得网站每个页面所需的页首、页尾、菜单与超链接能够有一致的外观, 不但方便快速的特性, 也消除了以往必须在每个页面重复定义与排版的复杂工作。

母版页的优点:有利于站点修改和维护, 降低开发人员的工作强度;提供高效的内容整合能力;有利于实现页面布局;提供一种便于利用的对象模型。

通过Hyper Link控件完成连接不同的.aspx文件, 图1显示的是学生用户登录后进行选择题答题的界面。

3.4 非客观题计时

进行Web测试中倒计时的设计也是一项非常关键的技术, 系统计时采用的Ajax技术, 无需页面重新加载, 并等待服务器重新发送整个页面;提升网站的性能, 通过减少服务器下载的数据量而实现的。

参考文献

[1]Christian Nagel, Bill Evjen, Jay Glynn.C#高级编程 (第6版) [M].北京:清华大学出版社, 2008.

[2]房大伟, 庞娅娟.ASP.NET开发典型模块大全[M].北京:人民邮电出版社, 2010.

[3]匡松, 张淮鑫.ASP.NET开发宝典[M].北京:中国铁道出版社, 2009.

教学辅助系统篇11

摘要：本文分析了在线辅助学习系统的背景和现状，详细阐述了在线辅助学习系统需要解决的主要问题和实现手段。通过分析高职院校教与学的特点和流程，设计和实现了一个典型高校在线辅助学习系统所需要的功能。

关键词：在线辅助学习；高校教育信息化

中图分类号： G4 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-99-2

1 同类系统研究与现状

目前，国内各院校在线开放课程等新型在线开放课程和学习平台的建设比较薄弱，国内普通采用的方法是将某门课程建设成一个资源子网站，学生通过资源子网站去网上学习，教师将教学资源放到专门的资源子网上，实现网络教学。若有多门课程需要建设成在线开放学习平台，则需要根据每门课程分别建立多个资源子网站，这些资源子网站在同一服务器上运行，会造成服务器负荷过重、资源浪费的问题。学生访问不同的开放课程时，需要不断切换链接，不同课程间的资源不便查找。虽然服务器负荷问题可以通过升级计算机硬件来解决，但服务器资源管理、网络课程资源查询麻烦的问题会给教师和学生带来很多不便。目前，江西工业工程职业技术学院购买了一套精品课程软件，该软件虽然实现了精品课程资源的管理，但学生使用起来不方便，各精品课程设置起来麻烦，自定义的风格界面不同，学生熟悉了一门课程的使用界面，换另一门课程时，由于界面不同，使用起来很不习惯，造成目前为止精品课程资源网的访问量很少，师生互动性差。本文为了解决上述这些问题，提出开发一个新的管理软件，采用开放式的管理模式来对课程教学资源进行管理，所有课程教学资源的操作界面和功能都相同，方便师生在开放平台上交流互动，提高学院信息化教学的资源利用率，使得学院信息化教学更加实用。

2 研究的背景

进入21世纪，随着网络技术的发展和学习方式的变革，学生除了在课堂上听老师讲课外，还可通过网络，在互联网上学习专业知识，使得教学多样化，不再仅限于传统的教室讲解。在线学习的模式已经迅速发展，包括在线开放课程和各种在线学习平台等，这些学习平台的使用能增强学生自主学习的能力，提高学生学习的积级性，有利于拓展教学方法，带动教学模式和教学内容的变革，给现有的高校教学改革带来新的契机。不过，当前网络开放课程或者学习平台上的课程教学进度及教学内容与各高校的教学并不相同、不同步，不能够及时地为学生提供同步指导，因而这类系统平台的辅助效果有限。因此，需要针对具体高校的教学安排，制定相应教学进度和教学内容，提供同步的辅助学习和在线测试功能，从而利用线上线下手段来达到提高学生成绩的目的，本文的在线课程辅助学习系统是在此大背景下提出的。

3 改革的应用价值

该院在线辅助学习系统目前还是一块空白，基于B/S模式的在线辅助学习系统开发完成后，可以实现传统教学和网络教学相结合，可以有效利用校园网的软硬件资源，使其发挥出更大效力，更好地为学校的教学和管理服务，教师可以随时发布教学资源，分析每次布置给学生的作业完成情况，实时了解学生对知识点的掌握情况，及时总结教学过程中存在的问题，制定新的教学方案。在线辅助学习系统是传统教学管理的延伸，它可以利用网络的伸缩性和方便性，随时随地地对学生进行测试，甚至可实现学校、家长、学生三方互动，为提高学校教学质量、使教学管理走向信息化提供一个快捷有效的渠道。

4 在线辅助学习系统的处理流程

传统的教学流程图如图1所示：

从传统教学流程图可以看出，教师和学生之间的互动性仅限于课堂上，效果较差，下课后，教师无法跟踪学生的学习情况，学生有问题也无法及时与教师互动，需要等到下堂课向教师提问，教师也只有在课堂上解答学生问题，与学生互动。传统的教学管理中的交互速度慢、实时性差等问题，一直制约着学院对学生平时学习和教师平时教学环节的管理。

笔者对传统教学管理现状的调查和分析，针对以上传统教学管理的弊端进行改善，归纳出改革后新的在线辅助学习系统总包图如图2所示：

“课程管理”包主要目的是为教师和教务员提供课程管理的功能；教师使用课程管理功能来对课程进行管理，教师可以很便利地管理课程进度计划和课程讲义，可以通过提供的功能发布和更新进度计划，并且可以发布、更新和删除讲义。教务员可以使用课程信息管理包提供的功能对课程信息进行管理，其可以添加课程内容和维护课程信息。因此，课程管理包主要涉及课程信息管理子包、课程进度计划子包和课程讲义管理子包三个子包，主要是提供添加课程内容、维护课程信息、发布进度计划和更新进度计划等功能。

“作业管理”包主要提供给教师和学生使用，教师可以使用该包提供的子包功能来对作业进行管理，发布作业子包、批改作业子包和作业讲解子包的功能是提供给教师使用的，教师可以发布作业内容、更新作业要求、批改学生作业，也可以对知识点进行讲解。学生主要是使用该包提供的提交作业子包来完成作业的提交。因此，作业管理包主要是涉及发布作业子包、批改作业子包、提交作业子包和作业讲解子包四个子包，提供的功能主要是发布作业、更改作业要求、批改学生作业，反馈批改情况等。

“课程讨论”包主要提供给教师、教务员和学生使用，教务员使用该包的课程版块管理子包来管理课程版块；教师使用发帖/回帖和在线答疑子包来对帖子进行发布或者回复以及对学生的问题进行回复；学生可以使用该包提供的发帖/回帖子包、在线答疑子包和浏览帖子子包来参与课程讨论。因此，该包主要是涉及课程版块管理、发帖/回帖、在线答疑和浏览帖子四个子包，主要提供的功能是添加版块内容、维护课程信息、发帖、回帖等功能。

“在线考试”包主要目的是为学生提供在线考试的功能，为教师提供试题管理和成绩管理的功能；学生使用该功能登录到系统，进入某门课程中，进行在线考试。教师使用该包提供的试题管理子包和成绩管理子包来管理试题和学生成绩，教师可以管理试题题型和新增试题，也可以批改试卷和对学生成绩进行分析。

因此，在线考试包主要是涉及试题管理、在线考试和成绩管理子包。主要提供的功能是题型管理，新增试题，生成试卷考试处理等功能。

“查询统计”包主要目的是为分管领导提供查询和统计的功能，分管领导可以通过该包提供的子包来对信息进行查询，也可以统计学生等相关数据。分管领导可以通过查询模块来查询课程信息、作业和考试相关信息等；通过统计模块来统计课程信息、课程讨论等。因此，查询统计包主要是涉及查询子包和统计子包两个子包。主要提供的功能是课程信息查询、作业查询、考试相关查询、学生数量统计和考试成绩统计等功能。

“系统管理”包主要目的是为系统管理员提供角色管理和人员管理的功能，系统管理员可以通过该包提供的子功能来给角色设置权限，对角色信息进行管理，也可以进行人员信息管理，对人员角色进行分配。因此，该包主要是涉及角色管理子包和人员管理子包两个子包，主要提供的功能是角色信息管理、人员信息管理、权限设置和角色分配。

5 总结

在线课程辅助学习系统是校园MIS系统的一个基础模块，它主要是让教育主管领导、教师、学生及家长可以通过校园网和互联网在“教”与“学”中进行互动，将教师传统的课堂教学与现代化网络教学结合，真正实现学校教学工作信息化、系统化、规范化，达到信息方便检索及高效管理的目的，有利于教师和家长实时了解学生的学习情况，激发学生的学习兴趣。教学主管领导可以通过在线课程辅助系统来了解任课教师与学生网上互动情况，对教学过程进行监察，从而提高学校的教学水平，使学校的教育信息化建设更上一层楼。

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基于智能代理的全面辅助教学系统篇12

现阶段的网络辅助教学系统在一定程度上实现了网络辅助教学,但也存在一些缺陷:

(1)系统多以呈现教学文本为主,缺乏充分的交互手段;

(2)系统缺乏智能,对不同基础不同要求的学生和不同课程采用相同的教学策略,不能根据学生的认知水平和自主学习情况自动调整教学策略;

(3)网络课程、多媒体课件、作业提交与批改系统、考试系统、教师网页等教学模块往往自成体系,不利于知识的共享与协作;

(4)缺乏推理机制和学生模型的支持,不能确定学生的知识水平和认知特点,不能根据学生的意愿和理解能力去提供适合该生的学习材料并做出针对性的指导,即不能很好的做到因材施教;

(5)缺乏对学生自主学习过程、学习进度、学习效果的有效监控和合理评价;

(6)系统缺乏人文关怀。随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的迅速兴起和广泛应用,教育技术进入了一个新的发展阶段,特别是智能代理技术的发展为网络辅助教学解决以上问题提供了新的思路和方法。

一、智能代理技术

智能代理技术由自含式软件程序构成,利用储存在知识库里的信息执行任务,具有高度智能性和自主学习性;智能代理间能进行交流,共同执行单个智能代理所不能胜任的任务;能根据系统定义的规则,主动地通过智能化代理服务器代理用户完成某项任务,并能推测用户的意图,自主指定、调整和执行工作计划;具有通过学习而获得知识、从经验中不断积累,提高处理问题的能力。智能代理在全面辅助教学系统中主要发挥5个方面的作用:动态跟踪过程实时监控、教与学的行为分析、信息的检索与过滤、协同学习和智能推理建议。通过这5个方面的作用,使得全面辅助教学系统可以利用智能代理技术实现对学生自主学习行为和教师的辅导行为的监督,并根据学生的学习情况、进度和效果给出具体的指导,为教师进行辅导提供智力支持。

二、基于智能代理的全面辅助教学系统的特点

1. 基于智能代理技术

初步的智能代理技术主要针对以下需求:在网络辅助教学系统中,教师需要每一次登录系统去查看学生的作业提交情况、是否参与问题讨论及参与团队协作项目,以及学生是否提出了新的问题等。教师希望有一种简单易行的技术帮助其完成这些课程管理和教学管理方面的工作,这种技术的实现形式就如同一位助手,能够按照教师的意志代替教师完成许多耗时的工作,从而使教师从耗时的人工监控中解放出来。从学生的角度来看,学生不希望网络学习活动只是无目的的登录教学系统去查看教师是否发布最新教学通知,是否有最新的课程资源,教师是否回答了自己的提问,其他同学是否提出了新问题及是否得到解答,他需要自己学习过程中出现的一些问题能得到实时地提醒或解答,希望透过教学系统感受到教师和同学的存在并进行交流;另外也要求有一个能理解自己需求的助手为自己寻找需要的学习资料,或者代替自己接受来自教学系统的信息和资源。

本系统可用两种形式实现智能代理概念的教学应用:一种是助手型的,辅助教师完成教学管理的教师助手(Teacher Helper)和辅助学生完成个人学习管理的学生助手(Student Helper);另一种是代理型的,以教学代理(Pedagogical Agent)的形式出现在学生端,根据学生模型和要学习的知识确定学习过程,采集学习中的过程性数据给学生及时有效的反馈,教师籍此实现智能化教学,而学生也可获得适应性学习的体验。

教师助手的功能:

(1)常规检查:检查学生的作业完成、在线测试、问题的提出和解答及与他人(包括教师和同学)的交流情况。

(2)跟踪记录学生的学习倾向:抽取学习过程中所浏览网页内容的关键词、标题及学生在这个网页上的停留时间跟踪记录其学习倾向。

(3)课程维护管理:为教师提供个性化维护自己所教课程的界面,修改知识库,如本课程学习目标的调整和相关关键词的增加、删除、修改。

学生助手的功能:

(1)常规检查:自动代替学生检查要做的工作(如作业,问题的回答,与教师和同学的交流)。

(2)代理搜索:通过信息搜索Agent,学生助手根据学生提交的资料查询的线索进行查询;也就学生提出的问题寻找与此问题有关的学科专家或其他学伴寻求解答,同时检查别人对自己问题的回答情况,或者解答别人提交给自己的问题。

教学代理的功能:

合理规划和调整学习内容和进度,并具有推理诊断功能,诊断学生自主学习中的错误,分析原因并加以改进。可以全程监控并记录学生的整个学习过程,通过采集到的数据自动完善导学策略,使之更加符合学生本人的知识水准,并对教与学进行合理公正的评价,更好地提高学生自主学习的能力和效果。

这3类代理都为教师或学生提供个性化定制的界面,如教师助手要对在线测试成绩分数低于平均分的同学给予及时的邮件通知,对学习过程中浏览与本课程无关的网页停留时间过长者应给予警告。那么通过个性化定制界面,教师可自主设置上述分数、时间等阈值。

2. 集成Instant Messaging(IM)的客户端代理软件工具

本工具为C/S结构,用户需要在本地安装并连接至网络服务器。该软件工具包含2个功能模块:点对点即时通讯工具和客户端系统代理。

(1)点对点即时通讯:即时通讯工具本身具有即时交流、身临其镜、交互自然等优点,在协作学习环境下即时通讯软件可以是一种教学媒体,成为与师生、生生沟通的工具,在教学互动、教学评价和小组学习讨论上充分发挥其作用。系统IM除具有一般即时通讯工具所具备的联系人管理、即时通讯功能外,还可根据系统使用情况自动添加课程用户(授课教师、同学名单)、网络社团和学习兴趣小组成员群。

(1)由系统设定或由用户任意建立讨论群组和讨论主题。

(2)每个讨论室有独立窗口,用户可同时在几个讨论室之间切换。

(3)完整保存交谈记录。

(4)可以互相传输文件。

(5)采用点对点通讯技术,点对点连接不到时,自动使用HTTP消息服务器转发,适应各种网络环境,不另开端口,安全性好。

(6)可方便地与手机短信平台结合。

(7)每个讨论室内都可以一对一、一对多、多对多地在线讨论。

(2)客户端系统代理:对于教师,客户端将自动接收系统课程中学生的提问、作业提交情况、讨论区最新留言、网络留言、站内邮件等信息通知;对于学生,客户端将自动接收系统课程最新通知、课件发布及学习资源更新通知、作业及测验发布通知、讨论区最新留言、网络留言、站内邮件、所参加的网络社团和学习兴趣小组网页内容更新通知等信息。

3. 开放式智能答疑系统

目前,常见的网上辅导答疑有:课程论坛,E-mail,网上答疑室,语音或视频交流工具,无论哪种答疑方式,如果提问学习者过多,教师将无法及时进行解答,并给教师带来相当大的压力。另外,根据学科的教学经验,由于课程的内容具有经典和普遍意义,学习者对课程的理解一般都有相似之处,提出的问题有60%~70%是相同的。如果能有一种自动的答疑机制帮助教师来处理这些重复性的问题,则可减轻教师的负担,缩短学习者获得反馈的时间。自动答疑系统的出现不仅解决了上述问题,而且满足了学习者全天候动态、实时的答疑需求,提高教学效率的同时降低了教学成本。

智能答疑系统是一个具有知识存储、数据统计、逻辑推理、知识学习和实现友好人机交互的智能系统,其本质是一个具有智能性的知识系统。它能依照一定的匹配策略在知识库中自动检索问题,呈现给学习者有效答案,有开放的接口,能自动扩展和更新知识内容。

智能答疑系统可对一些简单的公共问题和概念提供详细的解答和解释,避免了教师花费大量时间和精力在基本概念的解释上,从而可以投入更多的时间和精力对疑难问题进行深入地讨论和交流。智能答疑系统的统计功能可对学生在课程学习中所反映出的共同问题进行统计数据分析,提供给授课教师、课件开发人员反馈信息,促进教学的内容、进度的调整以及教学的方式的改善,提高教学的效果。

智能答疑系统包含3个模块:自动答疑模块、异步交互模块、扩展搜索模块(如图1所示)。

(1)自动答疑模块:当学生遇到疑难问题时,首先进入自动答疑模块,学生用自然语言填写问题表单,系统将根据学生提交的问题描述,在F Q A问题库及学科知识库中进行搜索。其中F Q A问题库由课程任课教师整理形成,学科知识库则是经过授课教师或学科专家直接回答或审核过的正式解答。

(2)异步交互模块:当在问题库中没有匹配的答案时,用户可进入异步交互模块,寻求教师和其他学习者的帮助。此时,可有2个选择:一是可选择将该问题提交给授课教师,等待专业解答。学生提交问题后,系统会自动通知授课教师,教师可根据问题出现的共性选择是否将其收录入F Q A问题库或学科知识库存档。二是可将该疑难问题进行悬赏,邀请其他学生用户对该问题进行解答。这种形式可充分调动学生的学习积极性,鼓励学生进行协作学习,回答问题者在解答别人问题的过程中,也将获得对问题更深层次的理解,促进知识的内化。对悬赏得到的答案,授课教师也可对其进行评估和打分,并根据问题和答案的价值选择是否将其收录入学科知识库存档。

(3)扩展搜索模块:对于系统最终呈现的解答,学生用户如果认为不满意,或者想对该知识点进行深入广泛地了解,可选择通过系统提供的搜索引擎进入互联网搜索相关知识,进行扩展学习。

4. 辅助实验教学模块

实验教学是高等院校培养高素质合格人才的重要实践性环节,是学生巩固和加深理解理论知识,锻炼在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力,提高教学质量的重要途径。在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质,实现学校制定的专业培养目标等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用。随着实验教学改革的深入及开放性实验越来越受到从学校到教师的重视,构建基于网络技术的辅助实验教学系统将有力地推动实验教学内容与实验教学方法的深刻变革,也是目前高校实验教学迫切的需求。

本系统的辅助实验教学模块主要包含以下2个部分:

(1)辅助实验教学:实验室预约、实验报告在线提交、实验成绩并入课堂作业成绩管理、实验数据的存储与管理。

(2)开放性实验管理:开放型实验项目管理(包括教师和学生提交项目、项目审批、项目人员管理、项目组文档中心、项目进度管理)、实验室预约、开放性实验数据统计及报告、实验室资源使用率分析。

三、结束语

智能代理技术能有效地解决网络辅助教学中存在的一些问题,在教与学的过程中均能发挥很大的作用。如何开发具有个性化智能化的网络辅助教学系统目前已成为研究人员考虑的热点之一,随着各种技术的进一步发展,智能代理技术在网络教学系统中扮演的角色将越来越重要。本文提出了一个基于智能代理技术的全面辅助教学系统应具备的主要特点,可以根据不同认知水平和学习情况为学生和教师提供个性化的学习和教学环境,可以实现智能导学、智能导教、动态跟踪、智能评价、人文关怀和智能处理问题等功能,实现真正的全面辅助教学。

摘要：研究分析当前网络辅助教学系统存在的主要缺陷,引入智能代理技术,提出基于智能代理技术的全面辅助教学系统模型,重点说明本系统应具有的主要特点。本系统以期提高现有网络辅助教学网络系统的智能性、适应性、友好性、可维护性和可扩充性,增加人性化色彩,改善网络辅助教学的效果。

关键词：教学系统,网络教学,智能代理

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