1、信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與研究1根據(jù)本人2006.6碩士學(xué)位論文摘著。本文2006年9月獲得江蘇省無錫市圖書館學(xué)會2006年學(xué)術(shù)論文征文一等獎。是基金項目：江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究“十一五”規(guī)劃課題：信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)（編號2006-R-2883）的研究成果之一。彭 奇 志(江南大學(xué)信息檢索教研室 無錫 214036)文摘：對信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的幾個領(lǐng)域，包括系統(tǒng)設(shè)計理念和教學(xué)模式進(jìn)行了探討?；谝陨侠砟?設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對各模塊的主要功能進(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后介紹了實現(xiàn)該教學(xué)平臺所采用的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞: 信息檢索 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng) 設(shè)計理念 結(jié)構(gòu)功能 Design and

2、 Research on the Network Tutoring System of Information Retrieval Peng QizhiThe Staff Room of Information Retrieval, Southern Yangtze University Wuxi,P.R.China 214036 Abstract:This thesis discusses several fields of the network tutoring system of the information retrieval, including design ideas and

3、 teaching mode. Based on the ideas,the author designs the overall structural of the system.The main function of every module is set forth in detail. The key technology adopted in the platform is introduced finally.Keywords: Information Retrieval, Network Tutoring System, Design Ideas, Structural and

4、 Function信息獲取能力是現(xiàn)代社會人才素質(zhì)的基本要素，也是人才競爭優(yōu)勢的重要體現(xiàn)。信息檢索作為人類獲取信息的主要手段與技術(shù)，在人類的知識傳播和科學(xué)研究中具有承上啟下的作用，是人類知識組織的“超鏈接”。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以現(xiàn)代教育思想和學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的各種教育功能和豐富的網(wǎng)絡(luò)教育資源優(yōu)勢，開展以學(xué)習(xí)者為中心的非面授教學(xué)活動，為教育者和學(xué)習(xí)者傳遞數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容，提供了一種教與學(xué)的便利的網(wǎng)絡(luò)平臺?，F(xiàn)在很多高校信息檢索課使用多媒體教學(xué)，其中不乏具有一定影響力的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，對信息檢索學(xué)科產(chǎn)生過重要作用，但隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展和日新月異，以及高校信息素質(zhì)

5、教育的立體強(qiáng)化，系統(tǒng)功能滯后的缺陷凸顯。我們基于建構(gòu)主義和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，建立了三種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，以此理念和模式為指導(dǎo)，設(shè)計了全新的信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。以下對系統(tǒng)的設(shè)計思想、結(jié)構(gòu)功能以及實現(xiàn)技術(shù)作一些介紹。1 系統(tǒng)的設(shè)計理念1.1 設(shè)計原則信息檢索是一門工具和方法課，在設(shè)計教學(xué)系統(tǒng)時必須充分體現(xiàn)學(xué)生為主、教師為輔的原則，應(yīng)具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的潛能的發(fā)揮和個性的發(fā)展的特點；同時教學(xué)內(nèi)容是一個動態(tài)的和不斷更新的過程，系統(tǒng)應(yīng)具有方便地對網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容隨時進(jìn)行增加、修改和刪除的功能，以保持系統(tǒng)動態(tài)更新。因此，系統(tǒng)的開發(fā)原則應(yīng)該基于開放性、交互性、動態(tài)性、共

6、享性、引導(dǎo)性和可維護(hù)性等原則。1.2 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)對傳統(tǒng)教育思想、教育觀念的變革是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的區(qū)別。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式是在現(xiàn)代教育理論、學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下完成，必須符合現(xiàn)代教育理論。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，人腦中的知識是以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表達(dá)的，即知識點、鏈和由此形成的網(wǎng)絡(luò)三部分構(gòu)成。這意味著在教學(xué)中要對復(fù)雜主題作非線性的多維度的瀏覽，即在不同場合，從不同方向重返同一個概念。Web技術(shù)特點正好與“作非線性的多維度的瀏覽”相吻合。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，教學(xué)模式是以學(xué)生為中心、以過程為中心、以認(rèn)知結(jié)構(gòu)為中心。在教與學(xué)的過程中，應(yīng)充分利用“情境創(chuàng)設(shè)”、“意義建構(gòu)”、“協(xié)作”和“會話”等活動發(fā)

7、揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，達(dá)到對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的。Web技術(shù)適合于構(gòu)造學(xué)習(xí)的虛擬情景，構(gòu)建人與人之間更為廣闊的相互會話環(huán)境，進(jìn)行協(xié)作活動而實現(xiàn)某種意義的建構(gòu)過程。因此，建構(gòu)主義和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的最佳學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)。2 教學(xué)模式設(shè)計基于建構(gòu)主義和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，自主式信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)計成三種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，即個性化教學(xué)模式、協(xié)作型學(xué)習(xí)模式以及教師輔導(dǎo)模式。個性化教學(xué)模式是指在學(xué)習(xí)過程中根據(jù)學(xué)習(xí)對象自身智力、學(xué)習(xí)進(jìn)度和對知識點掌握牢固程度的不同，給出相應(yīng)學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)模式。主要通過在線瀏覽學(xué)習(xí)資料模式、課件資源下載模式和在線考試模式

8、來實現(xiàn)。協(xié)作型學(xué)習(xí)模式是指為多個學(xué)生提供對同一問題用不同觀點進(jìn)行觀察比較、分析、討論、綜合的機(jī)會，從而構(gòu)造一個讓學(xué)生們協(xié)作解決問題的學(xué)習(xí)環(huán)境。主要使用WWW技術(shù)設(shè)計了在線論壇、聊天室的方式來實現(xiàn)。教師輔導(dǎo)模式:對于網(wǎng)上學(xué)習(xí)，雖然沒有了教師面對面的解釋，但是可以為學(xué)生提供答疑解惑的環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)虛擬咨詢平臺的設(shè)計，可以實現(xiàn)教師在線實時和非實時答疑。3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與功能信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計成人機(jī)互動的形式，構(gòu)建互相交流的操作環(huán)境以及身臨其境的場景，可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，比傳統(tǒng)教學(xué)更為有效地支持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動；提供多種學(xué)習(xí)模式和交互功能，并為構(gòu)建自主學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)發(fā)散思維、創(chuàng)造思維和創(chuàng)新

9、能力提供有利條件，有利于提高學(xué)生的信息意識和創(chuàng)新意識。本教學(xué)系統(tǒng)以科學(xué)的理論為指導(dǎo)，在確立了先進(jìn)的教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，基于軟件工程的方法，設(shè)計了四個子系統(tǒng)：管理子系統(tǒng)、公共教學(xué)子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)和教師子系統(tǒng)。 3.1管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)為管理員提供了一個專門的管理平臺。在該平臺中，只有管理員可以對班級、教師信息，以及數(shù)據(jù)庫備份進(jìn)行維護(hù)和更新。子系統(tǒng)包括3個模塊。(1) 教師信息模塊：添加、修改和刪除教師名單及個人信息，并分配教師一定的權(quán)限。(2) 班級管理模塊：管理教師帶班信息，如班級編號、名稱以及帶班情況等(3) 數(shù)據(jù)備份模塊：進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全備份。3.2 公共教學(xué)子系統(tǒng)公共教學(xué)子系統(tǒng)為開

10、放式平臺，可通過校園網(wǎng)供所有的用戶共享使用。它包括6個模塊：用戶注冊、學(xué)科資源導(dǎo)航庫、知識庫、互動學(xué)習(xí)空間、課程指南、信息公告。該子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能如圖1。公共教學(xué)子系統(tǒng)用戶注冊知識庫互動學(xué)習(xí)空間課程指南信息公告學(xué)科導(dǎo)航庫學(xué)生注冊修改密碼學(xué)生登錄教師注冊教師登錄文科導(dǎo)航理科導(dǎo)航非實時咨詢教師答疑實時咨詢教師介紹教學(xué)概況教學(xué)成果流動看板教學(xué)信息信息查詢在線瀏覽數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫圖1 公共教學(xué)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖(1)用戶注冊模塊：提供教師和學(xué)生注冊、登錄和修改密碼的功能，并分配不同的權(quán)限。(2)學(xué)科導(dǎo)航庫模塊：以學(xué)科為軸心對Internet上的相關(guān)學(xué)術(shù)信息資源進(jìn)行搜集、評價、分類標(biāo)引、組織、整序，鏈接源信息

11、，提供網(wǎng)絡(luò)學(xué)科信息資源導(dǎo)引和檢索線索導(dǎo)航。(3)知識庫模塊：把信息檢索中一般的問題和學(xué)生可能提出的常見問題進(jìn)行收集，建立相應(yīng)的知識庫，學(xué)生可以瀏覽和檢索。(4)互動學(xué)習(xí)空間模塊：提供在學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間進(jìn)行實時或非實時的交互式學(xué)習(xí)教學(xué)活動。該模塊包括在線論壇、留言板、E-mail、聊天室等。(5)課程指南模塊：介紹信課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求、教學(xué)方式、教學(xué)大綱、教學(xué)重點、學(xué)習(xí)進(jìn)度以及任課教師的簡要介紹等。(6)信息公告模塊：發(fā)布教學(xué)的各種最新信息。3.3學(xué)生子系統(tǒng)學(xué)生子系統(tǒng)為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生登錄到該系統(tǒng)后，可以根據(jù)系統(tǒng)的導(dǎo)航機(jī)制，瀏覽課程內(nèi)容，根據(jù)自身的學(xué)習(xí)狀況下載

12、課件。學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生可以參加虛擬考場、在線練習(xí)或自適應(yīng)考試，通過模擬答題查看自己知識薄弱點，鞏固自己的學(xué)習(xí)效果，調(diào)整學(xué)習(xí)策略。子系統(tǒng)包括5個模塊，結(jié)構(gòu)功能如圖2。學(xué)生子系統(tǒng)多媒體教室習(xí)題庫在線作業(yè)虛擬考場教學(xué)質(zhì)量評估在線瀏覽課件下載課件點播選擇題判斷題問答題作業(yè)上傳開始答題作業(yè)查詢成績查詢教學(xué)評估教學(xué)留言題庫管理自適應(yīng)測試閱卷與查詢用戶管理圖2 學(xué)生子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖(1)多媒體教室模塊：提供多媒體教學(xué)課件在線瀏覽、課件下載和遠(yuǎn)程點播課件功能。(2)習(xí)題庫模塊：習(xí)題按照章節(jié)進(jìn)行整序，包括單元練習(xí)、階段測試題、答案內(nèi)容，題型包括判斷題、選擇題、概念題與問答題等。(3)在線作業(yè)模塊：可以查詢學(xué)生己

13、經(jīng)完成和待完成的作業(yè)，點擊已經(jīng)完成的作業(yè)名稱可以查到授課教師給出當(dāng)次作業(yè)的評分，點擊未完成作業(yè)名稱即進(jìn)入作業(yè)提交界面，學(xué)生就可以進(jìn)行答題。完成之后，提交作業(yè)。(4)虛擬考場：提供自動組卷、選題、計時和計分等功能。(5)教學(xué)質(zhì)量評估：通過各種提問式、反饋式網(wǎng)上調(diào)查，學(xué)生可以給教師評分，對教學(xué)評估，以利于教師改進(jìn)不足，調(diào)整教學(xué)策略，補(bǔ)充新內(nèi)容等。學(xué)生在這里可查詢自己在學(xué)習(xí)過程中的動態(tài)情況及老師的點評，作業(yè)成績、考試成績等相關(guān)信息。3.4 教師子系統(tǒng)教師子系統(tǒng)為教師提供了教學(xué)信息發(fā)布、作業(yè)管理、學(xué)生管理和教學(xué)資料共享的平臺。教師可以對學(xué)生在學(xué)習(xí)中提出的問題進(jìn)行管理，包括回答問題、刪除冗余問題以及對問

14、題進(jìn)行分類，以便于學(xué)生查詢。另外，該系統(tǒng)允許教師進(jìn)行對所授課程題庫的維護(hù)和更新，查詢、統(tǒng)計分析學(xué)生考試成績，并掌握學(xué)生知識欠缺處，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度與內(nèi)容等。該子系統(tǒng)設(shè)計了6個模塊，結(jié)構(gòu)功能如圖3。 教師子系統(tǒng)教學(xué)管理出題與閱卷題庫管理學(xué)生管理教師答疑資源庫管理課程安排實習(xí)安排教室安排信息發(fā)布作業(yè)布置作業(yè)評閱試卷擬定試卷評閱題目錄入題庫維護(hù)學(xué)生信息維護(hù)考試匯總作業(yè)匯總成績統(tǒng)計分析登錄系統(tǒng)答疑提交登錄系統(tǒng)信息新增信息修改信息刪除數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫圖3 教師子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖(1)教學(xué)管理：提供錄入教學(xué)大綱、課程安排、實習(xí)安排，對教案內(nèi)容的相應(yīng)部分進(jìn)行增刪和修改等功能。(2)出題與閱卷：提供作業(yè)添加修改、作業(yè)批

15、改、試卷添加修改、試卷評閱四個主要功能。(3)題庫管理：教師進(jìn)入試題錄入工作區(qū)進(jìn)行錄入，并存入題庫。教師還可以根據(jù)教學(xué)的需要，選擇試卷中某些題目進(jìn)行修改、替換和刪除，以便不斷豐富題庫內(nèi)容。(4)學(xué)生管理：提供對任課教師所轄班級學(xué)生信息的管理功能。(5)教師答疑：包括實時和非實時答疑功能。教師對學(xué)生的問題進(jìn)行解答，答案將寫入后臺數(shù)據(jù)庫，并顯示在主頁相應(yīng)的提問之下。(6)資源庫管理：提供網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)資源的添加、修改和刪除等功能。4 系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 本系統(tǒng)基于B/S三層體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的開發(fā)主要涉及到硬件配置、軟件平臺、數(shù)據(jù)庫以及軟件開發(fā)技術(shù)等。(1)硬件配置本系統(tǒng)在Microsoft.NET F

16、ramework環(huán)境下開發(fā)，而安裝Visual Studio.NET對硬件系統(tǒng)的要求比較高。本系統(tǒng)采用的硬件配置為：處理器CPU為Intel Pentium 2.0GHz ；內(nèi)存:512M DDR；磁盤空間:80G；顯示:MX 440 AGP8X ，1024X768,真彩色（32位）；配備DVD-ROM。(2)軟件平臺應(yīng)用服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用Windows 2000 Server，或者Windows 2000/XP IIS平臺；Web服務(wù)器為Microsoft IIS 6.0及以上版本；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Microsoft SQL Server 2000；開發(fā)工具為Microsoft Visua

17、l Studio.NET 2005；開發(fā)語言為C# ；客戶端（瀏覽器）用Microsoft Internet Explorer 6.0及以上版本。(3)數(shù)據(jù)庫與編程技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)有很多，包括ASP、Delphi、PHP、JSP和.NET等，由于微軟的.NET已經(jīng)完全不同于ASP且具有面向?qū)ο笤O(shè)計與編程等很多優(yōu)點，因此本系統(tǒng)采用.NET技術(shù)。數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的中心和關(guān)鍵所在，系統(tǒng)中所涉及的各種信息都來自于后臺數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)對各種信息的處理結(jié)果也都存儲于后臺數(shù)據(jù)庫中。創(chuàng)建ASP.NET應(yīng)用程序時，需要連接到數(shù)據(jù)庫以讀取或操縱數(shù)據(jù)。使用ADONET可以通過多種方式輕松地訪問數(shù)據(jù)庫并操縱數(shù)據(jù)

18、。本系統(tǒng)連接到數(shù)據(jù)庫Microsoft SQL Server 2000，使用SQL Connection對象，并通過用連接池(Connection Poo1)來反復(fù)地使用數(shù)據(jù)庫的連接。ADO.NET是ADO 的下一代， 它使用XML為核心。ADO.NET使用“無連接傳輸模式”訪問數(shù)據(jù)源，當(dāng)用戶訪問數(shù)據(jù)源時，無須經(jīng)過冗長的連接操作和鎖定連接對象，ADO.NET會將數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)讀入DataSet(數(shù)據(jù)集)對象，每個用戶都擁有專屬的DataSet(數(shù)據(jù)集)對象，再將專屬的DataSet(數(shù)據(jù)集)對象連接到DataList控件。通過ASP.NET技術(shù)的核心-ADO.NET實現(xiàn)對后臺數(shù)據(jù)庫的操作，有利于系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)中的動態(tài)網(wǎng)頁制作主要使用Dreamweaver和Frontpage，多媒體課件制作利用Flash、Authorware和Powerpoint等軟件完成。5 結(jié)論全新設(shè)計的信息檢索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該集文字、圖片、動畫、音頻和視頻等多媒體為一體，能生動形象地展示教學(xué)內(nèi)容；集教學(xué)信息、網(wǎng)絡(luò)授課、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、在線測試、交互協(xié)作和教學(xué)管理等功能于一體，能全面地提供教學(xué)內(nèi)容。目前本系統(tǒng)的主要模塊