基于Ｊ２ＥＥ的中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)研究

沈曉偉　童一飛

摘 要：本文根據(jù)現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的趨勢，分析了中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)的需求。同時(shí)，給出了基于J2EE的中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)，并討論了該系統(tǒng)的主要功能。為教師提高教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生提高學(xué)習(xí)積極性及推進(jìn)教育信息化進(jìn)程奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：J2EE平臺；中學(xué)數(shù)學(xué)；輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）12-0070-02

引言

信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，教學(xué)需求千變?nèi)f化，整個(gè)教育已經(jīng)邁入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。隨著教育信息化進(jìn)程的推進(jìn)，以及高校教學(xué)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的填鴨式課堂教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前教學(xué)需求。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢以及教育信息化的理念，基礎(chǔ)教育的教育思想、教育方法與教育手段的更新須與時(shí)俱進(jìn)。[1] 因此，應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)研究就應(yīng)運(yùn)而生了。

基于Web的中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)，就是針對當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)需求，以先進(jìn)信息技術(shù)為手段、以教學(xué)資源為基礎(chǔ)、以教學(xué)輔導(dǎo)為核心的網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)教學(xué)平臺。該系統(tǒng)有利于提高教師的教學(xué)成效、鞏固與提高學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)以及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性等。

一、系統(tǒng)需求分析

實(shí)踐證明，符合用戶與學(xué)生需求的系統(tǒng)才是有生命力的系統(tǒng)。因此，只有深入了解需求，才能構(gòu)建先進(jìn)、實(shí)用且具有柔性與可重構(gòu)性的開放型輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)。筆者在從事中學(xué)數(shù)學(xué)教育數(shù)年的經(jīng)驗(yàn)以及與學(xué)生充分交流的基礎(chǔ)上，將基于J2EE的中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)需求總結(jié)如下：

1.系統(tǒng)的功能需求

（1）基礎(chǔ)信息管理功能：系統(tǒng)運(yùn)行所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)維護(hù)的功能。包括用戶管理、密碼服務(wù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等。[2]

（2）基本的教學(xué)輔導(dǎo)功能：包括在線輔導(dǎo)、課程習(xí)題、授課教案、學(xué)習(xí)資源等。

（3）智能控制與指導(dǎo)功能：系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的自身水平來控制與指導(dǎo)學(xué)生正確合理使用輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)的性能需求

（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性與可靠性

對于教學(xué)輔導(dǎo)系統(tǒng)，教學(xué)資源是吸引學(xué)生的主要原因。因此，

教學(xué)資源數(shù)據(jù)（如習(xí)題以及答案）的安全性保障是系統(tǒng)所必須的，以防止不法用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)篡改等操作。另外，系統(tǒng)還須保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息的可靠性、可維護(hù)性以及可擴(kuò)充性等要求。

（2）系統(tǒng)的開放性、擴(kuò)展性和易用性

其中，易用性是本系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的關(guān)鍵。鑒于本系統(tǒng)的用戶除了教師外，以中學(xué)生群體為主。因此，要考慮到其計(jì)算機(jī)水平以及接受能力，做到系統(tǒng)用戶界面友好以及功能傻瓜性。

二、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與功能劃分

1.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用基于J2EE框架的B/S體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。[3]

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，力求教師和學(xué)生便捷地完成教學(xué)輔導(dǎo)活動。根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，開發(fā)的輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)開放的、可重構(gòu)的、可擴(kuò)充的系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)的模塊化思想，系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.系統(tǒng)各功能模塊

系統(tǒng)由資料中心、測評試題、師生園地以及系統(tǒng)管理四大模塊組成。各模塊功能介紹如下：

（1）資料中心有資料上傳（教師用戶）與資料下載（教師與學(xué)生用戶）兩大功能。資料中心主要提供教學(xué)大綱、授課教案、教學(xué)視頻、教材知識點(diǎn)剖析以及兄弟學(xué)校的試題等的上傳或下載。其中，系統(tǒng)的特色在于將教材內(nèi)容與知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來。從而，一方面有利于學(xué)生對教材內(nèi)容的提煉與抽象，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)；另一方面，將教材內(nèi)容與知識點(diǎn)緊密關(guān)聯(lián)，有助于學(xué)生進(jìn)行相關(guān)應(yīng)試訓(xùn)練。

（2）測評試題分在線水平測試、自我測試以及在線組卷三大功能。在線水平測試主要是測試學(xué)生的當(dāng)前水平，系統(tǒng)會根據(jù)測試結(jié)果控制與引導(dǎo)其學(xué)習(xí)過程（如水平等級為中時(shí)，系統(tǒng)會限制用戶訓(xùn)練難度較大的試題）。自我測試則是根據(jù)課時(shí)或者教材單元提供測試試題。在線組卷為教師或者學(xué)生根據(jù)試題題型、試題難度、知識點(diǎn)考核等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自動組卷。這里，系統(tǒng)的特色主要在于試題數(shù)據(jù)庫的屬性表項(xiàng)設(shè)置，包含了題型、難度、對應(yīng)知識點(diǎn)以及關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)。對應(yīng)知識點(diǎn)以及關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)的設(shè)置有利于高水平題目的解析和供數(shù)學(xué)素質(zhì)較高的學(xué)生進(jìn)行提高訓(xùn)練。

（3）師生園地主要提供師生進(jìn)入在線提問與答疑狀態(tài)時(shí)進(jìn)行教學(xué)交互的平臺。

（4）系統(tǒng)管理有用戶管理、權(quán)限管理以及數(shù)據(jù)管理三大功能。用戶管理將用戶分為教師用戶與學(xué)生用戶兩類，進(jìn)行用戶“添加/刪減”、登錄、密碼以及個(gè)人基本信息等管理。權(quán)限管理主要是指根據(jù)用戶的類別、水平限制用戶操作。數(shù)據(jù)管理主要具備數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)維護(hù)與數(shù)據(jù)恢復(fù)等功能。[4]

三、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

研究的數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用J2EE開發(fā)，采用SQL數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)登錄界面如圖3，用戶通過輸入用戶名與正確密碼進(jìn)入系統(tǒng)；系統(tǒng)管理員可以進(jìn)行用戶的添加；除此之外，還能對用戶進(jìn)行權(quán)限分配；系統(tǒng)的主界面，默認(rèn)為資料中心功能界面中用戶可完成資料的上傳與下載操作；在線組卷界面，用戶可以根據(jù)試題題型（下拉選擇：選擇、判斷、填空）、試題難度（下拉選擇：難、中、易）、知識點(diǎn)以及關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自動組卷；用戶點(diǎn)擊“添加試卷”，界面下方的文本框則會出現(xiàn)隨機(jī)從題庫選取的滿足要求的題目；點(diǎn)擊“取消”則重新搜索試題，點(diǎn)擊“繼續(xù)添加”則上個(gè)隨機(jī)操作的題目自動加入試卷組卷內(nèi)容RESET，直至組卷完成；師生園地中在線提問界面中學(xué)生通過在線提交咨詢內(nèi)容可與教師進(jìn)行交互（添加用戶界面、系統(tǒng)主界面、在線組卷界面和在線提問界面略）。

四、結(jié)束語

基于J2EE的中學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)致力于集師生交互、教學(xué)資源共享與管理、學(xué)生自學(xué)與自測等功能于一體，以提高教師的教學(xué)成效、鞏固與提高學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)在于擺脫傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)中教材內(nèi)容與知識點(diǎn)的簡單羅列和分析，通過知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)既有助于學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，又有利于學(xué)生進(jìn)行相關(guān)應(yīng)試訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁小丹.基于Web的中學(xué)物理輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國教育信息化,2008,（1）：42-45．

[2]閆振福,張曉諾.基于J2EE平臺的教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].中國教育信息化,2008,（5）:51-52.

[3]王亞民,王勇.基于J2EE的Web教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理,2008,29，（4）:391-394.

[4]趙燕,李東波,黃冬.面向訂單的產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目管理系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代制造工程,2006,（8）:21-23.

（編輯：隗爽）