導(dǎo)語：網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對工科課程數(shù)學(xué)知識多、問題抽象、與其它學(xué)科關(guān)系密切的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)系統(tǒng)。為解決在線實(shí)驗(yàn)參數(shù)交互問題，采用IIS6.0和MatlabWebServer共同構(gòu)建在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，使學(xué)生通過在線提交參數(shù)的方式完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了解決復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的錄入、存儲、搜索和顯示的問題，基于MathML的對ASCII碼的翻譯功能，在客戶端安裝MathPlayer軟件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)公式的在線錄入，搜索。另外，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)園地，教學(xué)資源，在線考試等環(huán)節(jié)，具備較為完善的輔助教學(xué)功能。該系統(tǒng)作為學(xué)校精品課程建設(shè)項(xiàng)目已連續(xù)運(yùn)行近一年，收到良好效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)系統(tǒng)；在線實(shí)驗(yàn)；公式在線錄入；公式搜索

Abstract:Inviewofmathematicscoursesinengineeringknowledge,abstractproblem,andothersubjectscloselyrelatedtothedesigncharacteristicsofthenetworkteachingsystem.Tosolvetheproblemofinteractiveon-lineparametersExperimentalusingIIS6.0andMatlabWebServertobuildacommonon-linetestsystemsothatstudentssubmiton-lineparametersExperimentalcorrespondingmanner,theoutputresults.Inordertosolvecomplexmathematicalformulaofentry,storage,searchanddisplay,MathMLbasedontheASCIIcodeforthetranslationfunction,theclientsoftwaretoinstallMathPlayeronthebasisoftheformulatoachievetheon-lineentry,search.Inaddition,thesystemhastolearngardendesign,teachingresources,onlineexaminationsandsoon,havebettersupportteachingfunction.Thesystemasaqualityschoolcurriculumconstructionprojecthasbeenrunningfornearlyayear,receivedgoodresults.

Keywords:network-basedteachingsystems;onlineexperiment;formulaon-lineentry;formulasearch

1引言

網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)首先是傳統(tǒng)教學(xué)的工具和手段。提高了教學(xué)效率，彌補(bǔ)了由于知識激增、課時(shí)縮短、特殊學(xué)科和課程需求而造成的不足。由最初的演示教學(xué)，拓展為自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、討論學(xué)習(xí)、個(gè)別輔導(dǎo)和探索學(xué)習(xí)等多種教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)目前自身還存在互動性不夠、缺乏靈活性等缺陷[1]。對此，基于學(xué)校精品課程建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。主要提供了在線實(shí)驗(yàn)、在線交流等功能。為解決在線實(shí)驗(yàn)參數(shù)交互問題，采用IIS6.0和MatlabWebServer構(gòu)建在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[2]，使學(xué)生通過在線提交參數(shù)的方式完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了解決復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的錄入、存儲和搜索的問題，基于MathML的對ASCII碼的翻譯功能[3]，將Mathplayer嵌入網(wǎng)頁，使學(xué)生可以在線錄入公式，并進(jìn)行相關(guān)問題及公式的搜索。

2工科課程網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的特點(diǎn)

工科課程的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是教育信息化的重要分支，而課程本身具有實(shí)用性強(qiáng)、理論內(nèi)容豐富且涉及知識面廣的特點(diǎn)。課程涉及的數(shù)學(xué)知識多，包括高等代數(shù)、數(shù)值分析、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等[4-5]。同時(shí)，無論是電路分析基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路和信號與系統(tǒng)等基礎(chǔ)課程，還是通信理論、計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)以至人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興學(xué)科研究都成為工科教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，普遍感到課程的概念抽象，對其中的分析方法與基本理論不能很好地理解與掌握。因此，如何幫助學(xué)生理解與掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，是本課程教學(xué)中所要解決的關(guān)鍵問題。

本文作者針對工科課程的特點(diǎn)，建立了網(wǎng)絡(luò)化輔助課程教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上交流、在線考試等功能。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)主要由兩臺IBM服務(wù)器構(gòu)成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)軟件部分可以分為：課程簡介、學(xué)習(xí)園地、教學(xué)資源、在線實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上交流、在線考試六項(xiàng)內(nèi)容。

課程簡介主要介紹數(shù)字信號處理課程的特點(diǎn)和內(nèi)容體系，給出學(xué)習(xí)本課程所需要的先修課程，使學(xué)生對課程的主體結(jié)構(gòu)予以掌握。

學(xué)習(xí)園地主要是對數(shù)字信號處理課程的進(jìn)一步擴(kuò)展，從傳統(tǒng)的頻譜分析到現(xiàn)代頻譜分析，從一維信號到圖像的二維信號處理，以及與數(shù)字信號處理的軟件、硬件實(shí)現(xiàn)方法相關(guān)的文獻(xiàn)和資料。

教學(xué)資源主要提供課程講義和教師上課的視頻錄像的在線播放和下載，針對各知識點(diǎn)的Matlab單機(jī)版程序，為學(xué)生課下學(xué)習(xí)調(diào)試提供方便。

在線實(shí)驗(yàn)主要針對課程中的重點(diǎn)難點(diǎn)，使學(xué)生能采用交互的形式實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)上通過簡單的操作就能看到該參數(shù)下的處理結(jié)果。便于學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)一步深化理解。

網(wǎng)上交流部分其主要功能是一個(gè)留言板，有疑問的同學(xué)可以直接將問題貼在留言板上，老師定期查看留言。這不僅為學(xué)生提供了一個(gè)開放、自由的提問空間，更成為老師能及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題進(jìn)而及時(shí)改進(jìn)的重要途徑。

在線考試主要是將課程內(nèi)容按照知識點(diǎn)形成試題存放在SQL2000數(shù)據(jù)庫中，學(xué)生在題庫中隨機(jī)抽題，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成做題并提交答案。系統(tǒng)自動對學(xué)生答題情況進(jìn)行評分，并進(jìn)一步根據(jù)學(xué)生答題情況得到對該學(xué)生知識掌握情況的定量評價(jià)，從而為教師課堂教學(xué)提供依據(jù)，并可作為下一次抽題的參考。

系統(tǒng)的六個(gè)功能模塊之間互相補(bǔ)充，從內(nèi)容上互相呼應(yīng)，共同促進(jìn)學(xué)生對課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握。

4網(wǎng)上交流功能模塊的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)提供了網(wǎng)上交流答疑的功能，其主要部分是一個(gè)開放式的留言系統(tǒng)，然而現(xiàn)在絕大多數(shù)留言系統(tǒng)、論壇系統(tǒng)對于數(shù)學(xué)公式的支持功能較差，通常是將數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)換成圖片的形式加以保存和顯示，公式錄入也多通過貼圖的方式進(jìn)行，對學(xué)生在線提問造成很大的不便，更不利于公式搜索。對此，作者基于MathML的對ASCII碼的翻譯功能，將Mathplayer嵌入網(wǎng)頁進(jìn)行公式顯示，這樣存儲在數(shù)據(jù)庫中的文字信息，可以方便快捷的進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式的錄入、顯示及搜索。系統(tǒng)中公式的顯示需要客戶端安裝Firefox瀏覽器或在IE6.0瀏覽器的基礎(chǔ)上安裝MathPlayer軟件。公式錄入界面如圖2所示，運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

在輸入公式之前以$表示公式的開始和結(jié)束。

對“Σ”的搜索可直接在搜索欄中輸入“sum”實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。

圖4對“Σ”搜索結(jié)果

5在線實(shí)驗(yàn)功能模塊的設(shè)計(jì)

為完成“數(shù)字信號處理”課程中算法的在線實(shí)驗(yàn)和演示，本文利用Matlab強(qiáng)大的信號處理功能基于IIS6.0+MatlabWebSever進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了信號參數(shù)的在線提交

、給定參數(shù)信號波形生成、FFT頻譜分析和FIR、IIR濾波，處理過程參數(shù)均可通過網(wǎng)頁在線提交。運(yùn)行界面及結(jié)果如圖5、圖6所示。

此外，在生成給定參數(shù)信號和信噪比的基礎(chǔ)上，通過編制Matlab程序?qū)崿F(xiàn)了生成信號的FFT譜分析，通過帶噪聲信號的頻譜是學(xué)生直觀認(rèn)識信號的頻譜結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，系統(tǒng)提供了參數(shù)濾波器頻率特性分析功能，學(xué)生可以通過自己輸入濾波器參數(shù)的方式查看該參數(shù)下濾波器的頻率特性，從而增強(qiáng)學(xué)生對濾波器工作過程的理解。此外，通過設(shè)置不同的截止頻率、通帶增益、阻帶增益等參數(shù)對所產(chǎn)生的信號進(jìn)行濾波分析，并將濾波后信號的波形顯示在網(wǎng)頁中。

在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以Windows自帶的IIS6.0信息服務(wù)作為網(wǎng)站調(diào)試過程中可能會遇到“connect()failure”錯(cuò)誤，這是因?yàn)镸atlabServer服務(wù)未被啟動，只要到“控制面板—>服務(wù)”啟動該項(xiàng)服務(wù)即可。

6結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的數(shù)字信號處理課程網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)系統(tǒng)在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對“數(shù)字信號處理”課程的特點(diǎn)，增加了在線實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上交流的功能模塊，實(shí)現(xiàn)了在線參數(shù)提交、信號在線生成、結(jié)果顯示下載的功能，并且針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)系統(tǒng)中數(shù)學(xué)公式在線錄入的難題設(shè)計(jì)了在線交流子模塊，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的在線錄入、存儲、顯示和搜索。

該系統(tǒng)已正常運(yùn)行近一年，效果良好?；诂F(xiàn)有研究，作者認(rèn)為該系統(tǒng)在以下方面有待進(jìn)一步完善：網(wǎng)上考試系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，在線實(shí)驗(yàn)?zāi)K信號波形動態(tài)顯示功能的實(shí)現(xiàn)及完善。

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