個性化網路教學課件系統的論文
個性化網路教學課件系統的論文
摘 要：文章概述XML在個性化網路教學課件系統開發中的優勢，研究網路教學課件內容分解成各個知識點，來解決課件內容的個性化選擇，利用XML技術，實現個性化的網路教學課件系統。
關鍵詞：網路課件；XML；XSL；知識點；個性化
引言
隨著計算機網路技術的快速發展，依託網路，發揮網路豐富的資訊資源和不受時空限制的優勢，實現網路教學。由於網路學員的個性千差萬別，若使用劃一的、模式化的教學目標將否定或無視學員的豐富色彩的個性，這與創新教育和現代教學理論發展的要求是相悖的。
因此，我們在組織實施網路教學過程中，對網路教學課件的開發應體現個性化，實現學員在學習過程中，呈現給學員的網路教學內容個性化，顯示的頁面樣式個性化，並有個性化的學習指導。這樣學員在獨自地網路學習中不會盲目學習，更有針對性和目的性。使學員按照自身個性的本來面目投入社會，這才符合教育的本質要求—促進人的個性完善，我們一貫所支援的“因材施教、因人而異”的教學理論也將在個性化的網路教學課件中得到體現。
而現有的網路課件主要是基於HTML網頁的網路課件，制定者按一定的思路，以HTML網頁形式呈現教學內容，透過網頁整合圖形、影象、動畫、音訊、影片等媒體表現形式，嵌入指令碼生成動態網頁，以同一模式呈現給所有的瀏覽者，教學內容互相連結而形成一個知識結構網狀圖，網路教學課件起到電子教材的作用，缺乏教學內容、顯示樣式等個性化。
1 XML在個性化的網路教學課件系統開發中的優勢
XML雖與HTML一樣源自SGML，但吸收SGML的精華，增加了部分網際網路的特殊成分，突破了HTML固定標記集合的約束。使用者可以運用XML自行定義無窮無盡的標記及屬性名來描述檔案中的任何資料元素，使資料與表現形式剝離開來，使資料結構化並能自解釋。XML被推薦為下一代網頁釋出語言。
使用XML開發個性化的網路教學課件，至少存在以下幾點優勢：1、可實現課件資訊的標準化。 XML具有良好的語義和清晰的結構，是 Internet上不同系統、不同平臺上進行資料交換的理想格式，可以用來定義標準化課件資訊格式。2、具有開放性的.課件。XML強大的資料檢索能力為課件資訊的開放性提供基礎，並達到課件共享和重用的目的。3、課件資訊的組織。一般教學課件的內容可以劃分為若干知識點，並以知識點為基本單元來組織整個教學內容。所形成的樹狀層次結構資料表示與XML層次和結構化文件組織正好相和。4、課件內容的維護。XML實現了形式與內容的分離，資料從最原始形式就與其最終表達分離開來。XML文件重在描述資料及其之間的關係，專門用 XSL和 CSS來表現其內容，使同一資料可以根據實際情況具有多種表現形式，真正實現個性化釋出。
2 基於XML的個性化網路教學課件內容的組織
課件製作者在認真地考慮本專業課程的網路教學過程中的各種教學需求中，既要考慮本課程教學內容，又要考慮輔助教師教學、學員學習、資料參考、擴充套件學員興趣的需要，同時也應考慮如何更好地適合個性化網路教學，從而最終確定網路教學課件的內容。
2.1 網路教學課件內容分解成各個知識點
一般來說，一門課程的教學課件內容從整個課程來看具有層次型結構，即可分解生成一個樹狀結構。可以用知識點作為描述課程內容的基本單位，它分為複合知識點（可以再分解為複合知識點或原子知識點）和原子知識點（不能再分割）。知識點可以看作是闡述某一方面的教學內容，同時包含相關練習及相應多媒體演示課件、相關知識鏈的一個完整的教學單元，甚至可以為一段文字、一幅圖表、一段動畫、一段影片、一段聲音等學習物件或實體作為某一個知識點，一門課程的學習可以看成對一系列知識點的學習過程。各知識點劃分越細，對各知識點重用性就越高，知識點之間的關係從整個課程結構分析，可以看為樹形結構。但由於知識點之間又相互關聯，又形成網狀結構。
2.2 網路教學課件的資料元素的描述
為了增加與有關教學資源元資料規範的一致性及改善網路教學課件的資料元素定義的明晰性、範圍以及內部的一致性，以及便於對網路教學課件的資料元素的具體操作，對課件的資料元素的屬性進行描述，使之儘可能滿足各種應用對課件資訊的檢索操作需要，可以根據具體需要包括以下其中的幾個描述：名稱、標識、學科、作者、描述、關鍵詞、相關連結、連結描述、難度、重要程度、日期、許可權、型別、格式、適用物件等。
2.3 網路教學課件中知識點的資料元素的描述
為了對分解的知識點能有更好的資料資訊提供給課件系統，符合各系統模組的相應操作，同時便於將各知識點的資料元素儲存在資料庫中，對各知識點進行相應的管理，可以根據具體情況包括以下其中的幾種描述：標識、標題、描述、關鍵詞、掌握程度、難度、重要程度、劃分型別、知識型別、建立時間、內容（連結該知識點的具體教學內容）、內容顯示樣式、相關知識點、示例、自測試題等；同時還需對相應的知識點內容、示例、自測試題進行相應的屬性描述。
2.4 生成相應的網路教學課件的XML Schema檔案
我們根據以上對網路教學內容的研究，結合網路教學課件和知識點的資料元素的描述，用XML Schema語法建立一些開發個性化網路課件系統時將要用到的XML Schema檔案，如對網路教學課件的資料元素的XML Schema檔案（課件.xsd），描述知識點的資料元素的XML Schema檔案（知識點.xsd），以說明我們所定義的網路課件的標記規定，來驗證我們將產生的有關的課件檔案XML檔案是否符合我們所定義的XML Schema檔案。
我們所研究的個性化網路課件系統的有關課件和知識點的資料資訊將儲存在資料庫伺服器，我們將有關的XML檔案對映到資料庫中的一個表或幾個表中，我們在建立類似“知識點.xsd”檔案時，用XSD架構建立到資料庫中的表的自定義對映。
<xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:sql="urn:schemas-microsoft-com:mapping-schema">
……<!—設定元素知識點對映為資料庫的一個表，表名為：知識點結構à
…..<!—將知識點元素下的各元素對映為表（知識點結構）中的各欄位à
……<!—子表（內容）與父表（知識點結構）用“知識點標識”進行聯接à
…..
3 基於XML的個性化網路教學課件系統的體系結構
3.1 系統的體系結構
本系統採用B/S三層體系結構來實現。
第一層為客戶端瀏覽器，它是使用者與整個系統的介面；對於教師，是實現對課件的有關資訊資料進行輸入、修改、刪除等操作的介面，對於學員，能透過瀏覽器實現個性化網路學習。
第二層為中間層，是Internet 資訊服務 (IIS) 伺服器，它啟動相應的程序來響應客戶的請求。
第三層為資料庫伺服器，儲存有關的課件內容和顯示樣式等資料，它應用ODBC和SQL實現同中間層的連線，提供資料的查詢和儲存。
系統中的人機介面、應用邏輯層、資料庫幾個部分可以分佈在不同的主機上，具有分佈處理的能力，它們相互間透過TCP／IP協議進行通訊。
4 基於XML的個性化網路教學課件系統的功能實現
個性化網路教學課件系統既是一個提供教師將教學內容及相應媒體組織上網的系統，又是一個提供學員進行個性化網路學習的系統。將本系統分成兩個子系統，一是個性化網路課件管理系統；二是個性化網路課件教學系統。
4.1 個性化網路課件管理系統的主要功能實現
教師和學員進入系統前，進行身份驗證，身份驗證通過後才能進入系統，並規定教師、學員的系統許可權，教師的系統許可權由網路教學系統提供，學員經註冊成功之後獲得相應的系統許可權。新學員必須先透過註冊，按規定的表單填寫個人有關的資料資料，自動存入相應的學員資料庫中，在個性化網路學習系統中將需要有關的個人資料資料，以便更好地進行個性化學習服務。
幫助教師按系統提供的表單，錄入相應的課件資訊資料和各個知識點資訊資料（包括需要的示例、試題及相關資料），系統生成相應的XML檔案，結合對應的XML Sechma檔案，使用XML BULK Load元件，將資訊資料自動儲存在相應的資料庫中，其中使用以下程式碼：
Set objBulkLoad=CreateObject(“SQLXMLBulkLoad.SQLXMLBulkLoad”)
objBulkLoad.ConnectingString=”provider=sqloledb;server=dbserver;database=courseware;”&- “initial uid=syf;pwd=syf;”
objBulkLoad.SchemaGen=True
objBulkLoad.Execute “架構檔案.xsd”,”XML資料.xml”
Set objBulkLoad=Nothing
系統允許教師和學員對有關的課件資訊資料和各個知識點資訊資料（包括需要的示例、試題及相關資料）進行檢索，查詢相關內容。並對有關的課件資訊資料和各個知識點資訊資料（包括需要的示例、試題及相關資料）進行增添、刪除、插入等修改操作。
實現基於XML的方式修改資料。可以應用以下幾種解決方案：1、用OpenXML插入XML資料。2、用updategram修改資料。3、用DiffGram修改資料。
4.2 個性化網路課件教學系統的主要功能及實現
個性化網路課件教學系統根據學員在現實中的學習情景，實現以下幾個功能模組。
1、個性化課件內容查詢模組的功能及實現：根據系統表單中提示的所要選擇的課程、學習的難度等個人資訊或檢索的關鍵詞向課件內容資料庫中查詢相應的課件知識點，生成相應的課件內容XML檔案，提交給個性化教學課件生成模組，形成個性化的教學大綱，學員透過點選教學大綱上相應的章節，便可顯示相應的教學內容。
2、個性化線上自主測試模組的功能及實現：透過線上自主測試，提供個性化學習指導的依據，在學習每個章節的知識點時，透過相應的XSLT轉換檔案從學員所選的課件內容XML檔案中生成相應的示例或測試題的XML檔案，或者從資料庫中檢索生成相應的示例或測試題的XML檔案，生成線上自主測試介面，評判學員測試情況，給出出錯試題的解答資訊，以及出錯試題的相應知識點的連結，便於學員重新學習對應的知識，同時根據學員測試結果，推薦學員下一步的學習難度。
3、個性化課件樣式管理模組的功能及實現：按照學習者個人喜好確定對教學內容的顯示樣式，包括對從課件樣式庫中進行顯示樣式的選擇以及學習者對顯示樣式的個性化設定，或者使用在學習者資料庫中所記錄的學習者所喜歡的顯示樣式，確定課件內容的顯示樣式XSL/CSS檔案，然後提交給個性化網路課件生成模組。
4、個性化教學課件生成模組的功能及實現：該模組根據系統將所產生的XML資料檔案，運用CSS和XSL將其很好地在瀏覽器上顯示出來，而且，同一個XML檔案，可以使用多個CSS和XSL樣式檔案來顯示不同的樣式。從而實現了資料與顯示的真正分離，由CSS和XSL檔案決定顯示資料的不同樣式。可以把樣式的定義直接寫在XML文件中，也可以建立獨立的外部樣式表文檔，透過在XML中加入樣式單指令與樣式單文件相連結。XSL樣式檔案也可以透過採用以下程式碼來實現： //c#
XpathDocument myDoc=new XpathDocument(“資料檔案.xml”);
XmlReader myResult;
XslTransform myTransform=new XslTransform();
myTransform.Load(“樣式檔案.xsl”);
MyResult=myTransform.Transform(myDoc,null);
我們可以在個性化網路教學課件系統中根據實際情況，透過HTTP訪問資料庫或用ADO.NET訪問資料庫，結合用Transact-SQL、XML模板、對映架構等檢索資料的方法，可以從資料庫中檢索到我們系統中所需的XML資料。
5 結束語
為了更好地培養和發展學員獨立的個性，在網路教學課件開發中，研究將網路教學課件內容分解成各個知識點，運用XML技術，實現能對網路內容和顯示樣式進行個性化服務的網路教學課件系統，個性化的網路教學是創新教育和現代教學理論發展的必然要求。
參與文獻：
1. 尹傳高，鍾勇，以知識點為特徵的網上學習系統設計模式探討，計算機工程與應用，2001-7
2. 辛大欣，王大元等，基於知識點的CAI系統的應用研究，紡織高校基礎科學學報，2002-6
3. 許華虎，焦政等，基於XML的遠端網路課程的研究，微型機與應用，2002-7期
4. 呂俊峰，潘會友等，基於XML的格式化網路課件，太原理工大學學報，2002年3月
5. Graeme Malcolm著，孫瑛霖，梁超譯，SQL Server 2000與XML資料庫程式設計(第2版)，