1 引言
基于Web的超媒體計算輔助教學CAI" title="CAI">CAI(Computer Assist—ed Instruction)課件系統是以瀏覽器／服務器B／S(Browser／Server)模式開發，可在互聯網Intemet或局域網Intranet發布使用超媒體技術管理各種媒體信息的CAI課件，能夠實施某種教學策略、傳授教學內容，實現教學目標的計算機軟件，其實質就是一種Web應用程序。由于超媒體課件具有多媒體超文本實現能力，并且有良好的交互和動態特性，所以借助Intemet或Intranet的計算機輔助教學和遠程網絡教育正在大力發展和推廣。超媒體課件是在服務器上運行，用戶只需利用瀏覽器訪問即可，用戶端真正實現“免安裝、免維護”。因此，這里提出一種基于Web的超媒體數字CAI課件系統設計方案。
2 基于Web的超媒體課件系統設計
超媒體(Hypermedia)是一種新的多媒體信息管理技術，是利用超文本方式組織和處理圖形、圖像、聲音、動畫和視頻信息等各種媒體，并將其集成在計算機，從而能夠更加自然，更加“人性化”使用這些多媒體信息。
該Web教學課件系統采用瀏覽器/服務器網絡計算模式，具有數據庫系統、應用服務器、瀏覽器三層體系結構。圖1是以《微機原理應用》課程為例的基于Web超媒體CAI課件體系結構。
首先根據課程的文字稿所描述的知識點，該Web超媒體課件則以頁面形式一一呈現課程中的知識點，使其一個個頁面有機組合在一起，這樣就能使每個知識點對應于Web超媒體課件的一個節點。然后，根據各個知識點的相互關系，設計出有利于教學應用的網頁結構。Web超媒體課件的結構有線性和非線性兩種，線性結構是將各知識點按一定的順序進行串接，非線性結構是通過聯想、相關等方式使知識點相互關聯。超媒體課件中的信息結構則采用非線性的超文本方式。
基于《微機原理及應用》Web超媒體課件總體結構為樹狀結構，如圖2所示。其根目錄分為網上課堂、在線交互、習題測試3部分內容，每一部分又分為具體的多項內容．每項內容又包含數個知識點。知識點之間采用網狀結構，便于跳轉，交互，從而有利于教學。
(1)網上課堂網上課堂包括課程學習、視頻點播、模擬實驗及網上答疑。其中，課程學習可提供《微機原理及應用》的精華內容，包括：計算機基本組成概述、微處理器CPU、總線和主板、存儲器、中斷及中斷控制、I/O接口及總線。視頻點播可提供播放優秀教師課堂現場的電子教案和音、視頻材料；模擬實驗是在計算機屏幕上模擬實驗環境、實驗過程、實驗結果，使學生對實驗步驟做到心中有數，提高學習的積極性；網上答疑可為學生提供使用疑難問題的關鍵詞或章節進行問題查詢。
(2)在線交互在線交互提供使用者與服務器端互相交流的內容，包括在線交流，學習園地，教學討論，訪客留言。其中，在線交流提供使用者之間、使用者與服務器之間的在線交流，具有實時性的特點。學習園地是由服務器端張貼有關計算機發展技術動態或其他方面的文章，供使用者學習。這一部分還提供后臺管理功能，具有管理員入口。管理員能夠張貼和刪除文章。教學討論是一個討論區，使用者可以發表和回復文章。所張貼的文章存放在數據庫中。訪客留言允許使用者留言，留言存放在服務器端的一個TXT文件中。管理員可以對其刪除操作。
(3)習題測試習題測試提供概念題、編程題和接口應用部分習題，以及在線測試。其中習題與解答是由教師完成對習題庫習題的增、刪、改、布置作業并解答。在線測試包括自我測試和統一考試，可實現隨機抽題組卷并評分。
3 系統實現
以Windows XP為開發平臺，以Tomcat為服務器引擎，采用JSP／Servlet作為服務器端執行語言，以SOL Server 2000為后臺數據庫作為技術支撐，設計實現了基于Intemet／In—tranet標準協議的三層(Brower／Server，B／S)體系結構的《微機原理及應用》超媒體CAI課件。該超媒體CAI課件系統包括課程學習、課程點播、作業管理、在線測試、網上交流等教學的全過程。
限于篇幅，在此僅舉例說明在線測試模塊中的在線考試模塊功能。在線測試模塊是教學系統重要功能模塊，為學生提供在線考試(主要針對期中、期末等大型考試)、試題庫管理、自動閱卷、試卷分析等功能。
在線考試模塊功能說明：用戶登陸后，使用reading．jsp頁面讓用戶確認自己的資料信息，隨機產生題庫，發送隨機ID到test.jsp。test．jsp通過傳來的信息，顯示題目、考試計時，提交答題情況到jifen．class。loginC．jsp通過傳來的ID，顯示學生成績。Zhuce．class文件通過傳來的注冊信息，保存考生注冊資料，CTimeOut．class文件實現超時自動轉向。
經過前期分析、教學設計、腳本編寫、素材準備與制作、網頁生成等環節，實現在線測試頁面。
4 具體應用
該Web超媒體課件是一個基于實際需求開發的小型網絡CAI教學應用系統。在設計過程中符合以教學設計為主．技術設計為教學設計服務原則；多種教學媒體一體化設計原則；便于學生自主學習原則；資源共享原則。因此Web超媒體課件不是簡單的電子教材，而是一種全新的、創造性基于網絡環境的學習平臺，該平臺為教師提供多種網上教學資源，為學生提供交互式學習。
多媒體網絡CAI集中課堂授課時，連接到服務器的客戶機多達120臺；網絡考試和實驗技能訓練中可支持同時120人在線答題，支持音頻與視頻文件正常傳送，這些文件的播放時間長達5 min。
該Web超媒體課件系統經過半年測試使用，運行情況良好。圖3顯示調查該系統投人使用前后的數據分析圖表。
從Web超媒體課件的教學效果來看，課件所采用的多媒體形式較為合理，通過用超媒體課件中Flash動畫演示《微機原理及應用》中難以理解的概念以及工作原理等教學內容，使學生更容易理解抽象的概念及理論，更深入地了解微機工作原理，起到輔助教學，節省學時的作用；通過增加模擬實驗教學輔助性課件內容，使學生增強了自信。在實驗過程中，學生發揮能動性并與計算機交互，完成實驗，并大大減少實驗器材的損壞，節省學校實驗設備投資經費；通過將Web超媒體課件發布在網絡上，更大程度地實現資源共享，使學生不受時間及空間約束，幫助學生發展興趣愛好，增長見識，并對網絡學習中學生在自主選擇、自學閱讀、聽取課程知識的講解和學習交流方面實現了充分的交互性。
5 結論
綜上所述，該Web超媒體課件的開發，基本實現了預期的系統功能需求和要求，該Web超媒體課件的使用，大大提高教學質量，提高學生分析問題和解決問題的能力，節省了資源，有很強的實用價值。