第一章 绪 论
1.1 课题的提出
网络教育是通过 Internet 进行学习与教学的活动，与传统教育相比具有教育信息资源共享、活动时空不受限、学习交流易实现的优势，同时可实现教材多媒体化、资源全球化、教学模式多元化、学习自主化。网上教学系统包括软件、硬件、教育资源三部分。
随着计算机信息及网络技术向教育领域的逐步渗透，网络教育己成为教育领域的热门话题和教育改革与发展的“热点”.尤其是 Internet 和Intranet 的相应出现，各高等院校纷纷建立校园网，开发自己的网上教学系统，以期通过网络，充分发挥学院教育资源优势，最大限度地实现资源共享，创造理想的教学环境，弥补传统教学的不足，提高教育质量，培养具备创新精神与实践能力、适应信息时代要求的创新型人才。
然而，目前各高校的网上教学系统在实际应用中形势并不乐观，远未达到预期目的。主要表现为系统功能虽全，但操作起来复杂；教学资源内容贫乏，教师、学生使用积极性不高。分析原因，主要是市场提供的网上教学系统开发产品注重通用性，应用到各高校的教学中，未能很好地突出各学科自身的特点，用户针对性不强；系统维护、管理和服务重视不够，未充分发挥用户的积极性。依据单位的特色及针对用户群的特点，充分依靠自身的技术力量，研发功能实用、操作简便的系统是目前各高校网上教学系统开发的一个方向。
本人现任教于长春师范学院信息技术学院。由于学院办学条件的限制，现在学院有四个教学点（主校区，兴隆山分校区，农机校分校区，乐群街分校区），许多老师上同一门课但需要奔波于两个，甚至三个校区之间进行教学。这不但造成教学资源特别紧张，而且使得教师和学生之间的教学很不方便。同时，随着近年来网上教育在国内的迅速发展，在我校建立一个网上教学系统也势在必行。建立校网上教学系统的课题正是在此背景下提出并实施的。通过网上教学系统辅助学生课堂教学；借助网络资源，辅助教学；并根据具体课程的特点，实现多种教学模式；整合教学资源，发挥最大效益。
综上所述，信息化教育迫切需要构建高效的教学网站。我校也急需建立校园网上教学系统。
1.2 信息化教育中教学网站应具备的特点
1.2.1 信息化教育的特点
信息化是将信息作为构成某一种系统、某一领域的基本要素，并对该系统、该领域中信息的获取、分析、加工、传递和利用所进行的有意义活动的总称。它包含两层含义：一是对信息重要性的认识，将信息作为一种基本的构成要素。因此，信息化的过程中，首先应对系统进行信息分析，它是信息化的基础；另一层是信息技术的广泛应用，信息技术的广泛应用是在系统信息分析的基础上进行的，没有对系统进行深入地信息分析，就不可能实现信息技术在系统中的有效应用。
信息化教育是指在教育领域全面深入地运用以多媒体计算机和网络通信技术为基础的现代化信息技术，促进教育改革和教育现代化，使之适应信息化社会对教育发展的新要求。信息化教育可以从技术层面和教育层面两个维度考察。
从技术上讲，信息化教育的基本特点是数字化、多媒体化、网络化和智能化：
1.数字化：数字化使得教育信息技术系统的设备简单，性能可靠和标准统一；2.多媒体化：多媒体化使教育媒体设备一体化、信息表征多元化、复杂现象虚拟化；3.网络化：网络化使得信息资源共享、活动时空的限制减少，人与人的合作易实现；4.智能化：智能化使系统能够做到教学行为人性化，人机通信自然化、繁杂任务代理化。
从教育层面看，信息化教育具有以下八个显着特点：
l.教材多媒体化：教材多媒体化就是利用多媒体，特别是超媒体技术，使教学内容结构化、动态化、形象化。
2.资源全球化：利用网络，特别是 Internet,可以使全世界的教育资源连成一个信息海洋，让广大用户共享。
3.教学个性化：利用人工智能技术构建的智能导师系统能够根据学生的不同特点和需求进行教学和提供帮助。
4.学习自主化：由于以学生为主体的教育思想日益得到认同，利用信息技术支持自主学习成为必然发展趋势。
5.活动合作化：通过合作方式进行学习活动也是当前国际教育的发展方向。而信息技术在支持合作学习方面可以起重要作用。
6.管理自动化：可以利用计算机实现管理教学过程，包括计算机化测试与评分、学习问题诊断、学习任务分配等功能，甚至最近发展趋向用电子文档支持教学评价，实现面向学习过程的评价。
7.环境虚拟化：教育环境的虚拟化意味着教学活动可以在很大程度上脱离时间、物理空间的限制，这是电子网络化教育的重要特征。
8.系统开放化：在网络平台上可以建设一个开放性的教育系统，支持不同学习需求的需要。
1.2.2 信息化教育中的教学网站
当今国际信息化教育的主要趋势是网络化教育。网络化教育所具备的“教育教学资源共享、信息交流，网上教学和远程教育”等功能，不仅打破了传统教学在时间和空间上的限制，而且其丰富的媒体资源，开放的系统，自动化的管理使分布在不同地方的每一所学校和每一个家庭都能从中获益。网络化教育形式很多，如远程教学等等，而教学网站、学科网站都是网络化教育的重要形式之一，是网络化教育不可缺少的组成部分，是网络化教育的重要体现，它反映着信息化教育实践的发展方向.随着网络技术的不断成熟，网络正以前所未有的速度步入现代生活。
随着网络技术在教育教学中的应用，人们越来越多地认识到了网络对传统教育教学和学生学习方式的冲击，勿庸质疑，网络的出现对学生学习起到了巨大的促进作用。
网络对学习最大的促进作用表现在对学习方式的变革，它在素质教育所要求的自主学习、合作学习、研究性学习以及培养学生的创新素质等方面有着天然的优势。
其实，网络与学生学习方式之间并不存在必然的关系，作为信息技术的一部分，网络可以是“知识的灌输者”,网络中堪称“海量”的信息资源成为另一种“教材”,学生的学习方式仍然是接受式；网络也可以是“学习的辅助者”,它提供了众多的互动学习社区，学生的学习方式主要是研究式；网络更可以是一个开放的课堂，学生可以不受地域、时空的限制，在这个特殊的课堂里自主地学习，充分挥洒个性，学生的学习方式主要是合作式研究性学习。因此，网络与学生学习方式变革的主要决定因素是学生的学习思想（态度）和理念。
基于网络的教学网站要成为学生自主探究学习的重要工具，其对学生学习方式变革的促进作用主要表现在以下几个方面：
l.教学网站有助于实现分层次教学、个别化学习，为每个学生提供尽可能的选择学习内容的空间。
孔子早在几千年前就提出了“因材施教”的教育原则，但现行的分班课堂教学在一定程度上束缚了“因材施教”的可行性。一个班几十名学生，采用相同的教材，受相同教师的相同教育，做相同的作业，接受相同的考试评价，所以经常有“有人吃不饱有人咽不下”的情况发生，基础好、领悟能力强的学生的聪明才智没有得到应有的发挥，基础差、领悟能力弱的学生无法达到教学要求，丧失学习信心。
网络资源的丰富性为学生选择适合自己的学习资源提供了可能，学生可以根据个人实际情况，选择适合自己的学习资源进行学习，充分体现“因材施教”的原则，保证每个同学都得到不同程度的提高，确保了教育的时效性。
2.教学网站可以作为学生自主学习的重要工具，从提高基本的学习效率（读、写、算）到完成较复杂的研究任务都可以利用网络，从而帮助学生提高学习的质量和效率。
例如，学生利用网络技术从网络资源中查找、收集、评价信息，获取实验数据以及展示、汇报、交流研究成果；学生利用虚拟世界模拟研究现实问题，提出解决策略和方案等。再如学科网站的出现，为学生提供了专门学习某类知识的平台，学生可以根据自己的兴趣爱好特长，有针对性地选择性地开展学习。其实，网络就是一种学习工具，就像学生手中的字典、词典、计算器一样，所不同的是网络除了具有上述学习工具的特点以外，还具备双向互动、实时在线和自动更新的特点，为学生自主学习提供了良好的环境。
3.教学网站更有利于实现学生的合作式研究性学习。素质教育提出把培养学生合作式研究性学习作为一项重要的任务，在传统的课堂教学过程中，学生受地域、时间等限制，合作学习不能发挥应有的效率。而网络学习的实时在线和交互功能使合作式研究性学习成为可能。
例如，学生通过教学网站与同伴、专家及其他读者合作，发布作品并进行交流。利用网络技术的 BBS 和电子邮件开展合作学习交流，把自己的观念和信息有效地传播给其他人，接受评论等。学生可以建立个人主页或小集体主页，创设个性化的学习平台等。学生兴趣浓厚，效果非常明显。
总之，随着网络技术的不断成熟、网络资源的不断丰富，网络学习必将成为一种时尚，它对学校课堂教学产生的冲击将不断加强，如果我们能够正确认识网络，能够充分运用网络，不失为实施素质教育的又一条重要途径。我们相信，网络，必将影响到未来的教育教学和学生学习，而教学网站正是实现此目的的重要方式之一。
1.2.3 教学网站的现状
电化教育是建立在现代科学技术与教改实践基础上的一类现代教育技术，它代表着时代精神，应当扩展涵盖当代所有的各类先进的教育媒体技术。教育本是综合运用各类媒体、手段、方法达到预期目的的社会行为，具有整体性。现代教育模式比起那种“以教师为中心”的传统教学模式而言，更多的讲求的是“教师为主导、学生为主体”和“自主性学习”,从而学生能从自身的层次出发，自主地去学习知识，老师不再像以前那样只能面对全体学生实施一个层次的教学，更加有利于学生个体的发展[2].
随着信息技术和网络的发展，各课程与信息技术整合的要求愈来愈迫切，信息技术与各科目之间不再是相互独立的关系了，它们相互渗透、相互配合、相互辅助。现代教育思想、教育教学设计、教育教学方法和学习方法与现代各类教育综合融为一体，形成的现代教育技术体系将是未来发展的总趋势，同时也对这种环境下的教学平台提出了要求。
网络的出现和发展带给了我们教学中新的奇迹，它的开放性、共享性、交互性、实时性、丰富性及信息综合性等特点，打破了时间和空间的界限，将人们从不同的地方、角度和层次上联系起来。网络的基本功能就是实现资源共享和数据通讯，我们可以把所有的教学资源通过网络提供给师生，使他们进行共享使用，这样所有的教学资源就会呈现在眼前。
网络不仅打破教室的限制，更使得全世界的信息都变得唾手可得，美国各州也都积极地办理教师训练，将网际网络带入中小学的教学环境中。
不只是中小学阶段，纽约州教育厅与纽约州立大学共同赞助开发了一套包含 15 个活动的成人网络课程，以充分发挥网络在资源取用、创意开发等功能。网络教学系统的研究现状按照金伯格等人的分法，网络课程可以分为三代：第一代是通过网页给学习者提供教学材料和有关资料，以及与其它的有关教育网连接；第二代是除了在网上提供学习材料外，还要求学习者通过电子邮件、电子公告栏、网上练习和测验进行异步双向交流；第三代是除了第一代、第二代外，还要求通过网上交谈室、电话会议、视频会议进行同步双向交流。当前世界网络课程己向第三代发展。
在国内，网上教学中，网络学习平台和教学网站建设起着关键性作用。
目前，在 67 所普通高校的网络教育学院中，多数学院都有自己专门的网上教学平台，有的是自行开发的，有的是通过技术公司专门开发的，还有的是联合开发的。网上教学平台是建立在网络基础设施之上的、用计算机编程实现的学习环境，它的后台是一系统程序和被程序组织起来的数据库，它的前台是网页界面。良好的程序设计和实现是平台功能的基础，而良好的网站界面则是发挥平台功能优势的前提和条件。从 67 所网络教育学院的教学的情况来看，大多数网络教育学院的网站可以通过互联网查询获得。
在教学中对学生学习情况的了解方法通常是使用教学测试这一手段。
在教学网站中也应有这样一个功能，一般是通过试卷对学生进行测试。试卷生成需要借助于组卷算法。通过查阅一些资料，总结出目前常用的几种组卷算法：
1.人工组卷：组卷速度慢，质量的高低与教师的个人经验有很大的关系，当题库数量非常大时，这种方法不合适；2.随机抽取法：即根据组卷状态空间的控制指标，由计算机随机抽取一道符合控制指标的试题放入组卷题库，此过程不断重复，直到组卷完毕或无法从题库中抽取满足控制指标的试题为止。该方法结构简单，具有很大的随意性和不确定性，无法从整体上把握题库不断变化的要求，不具有智能性；3.回溯法：即将随机抽取所产生的每一状态类型记录下来，当搜索失败时释放上次记录的状态类型，然后再按照一定的规律变换一种新的状态类型进行试探，通过不断地回溯试探直到试卷生成完毕或退回到出发点为止。实践证明，该方法适用于题型和出题量都比较小的题库系统，实际应用时程序结构相对复杂，而且试题选取随机性差，组卷时间长；4.SGA（标准遗传算法）：建立了一个智能组卷的数学模型，并且就该模型给出了一个基于典型的遗传算法框架的组卷算法。遗传算法具有求解速度快和所得解较优的优点，因此该框架建立的组卷算法速度快。SGA 采用染色体编码的长度等于题库中试题数，每个基因位以二进制表示相应的试题是否被选中。这种编码方式的优点是易于操作，简单明了，但是染色体的长度由题库中试题数决定，因而染色体过长会导致效率下降和灵活性缺乏，因为当题库试题数改变时，必须马上修改算法中染色体的定义以适应题库的变化，而题库的改变是经常发生的，因为题库必须经常删除一些旧题，增加一些新题以保证题库的新鲜度。
1.2.4 论文的主要研究内容
本论文主要研究的内容如下：
1.教学网站的构建理论；2.教学网站的构建技术；3.教学网站设计；4.题库中试卷的组卷算法；5.教学论坛的构建。
1.2.5 论文的组织结构
论文由六个章节组成：
第一章绪论部分，通过对教学网站发展现状的分析，结合教学网站的特点阐述了开发教学网站的目的及意义。重点总结了研究的主要内容和取得的成果。
第二章从现代教与学的理论基础角度出发，阐述了建构主义的学习理论、教学设计的一般模式、教学设计的基本要素、教学设计自动化理论，从而明确了教学网站构建的理论基础。
第三章在分析了教学网站构建的理论的基础上，阐述了教学网站构建的技术支持，包括：ASP 技术、ADO 技术、网络数据库技术。详细地对关键技术进行了说明。提出了基于 ASP 技术的教学网站的设计。
第四章是论文研究工作中的重点、难点部分。教学测试是检验教学效果的主要手段。通过试题库组卷在线考试的方式来完成对学生的测试。采用基于随机数的自动组卷的算法实现组卷工作。
第五章是教学网站的设计部分。从用户的角度进行了需求分析及实现目标的设计。完成了系统框架的设计，其中包括该教学网站的系统结构图及如何对其进行数据库方面的设计。如何创建该网站的数据库连接。对网站主要功能进行了总结说明。是论文的主要研究部分。
第六章结论部分。对网站的设计进行了总结，阐述了对整个网站编写过程中的一些简单看法，重点描述了该网站的主要特点，提出了对网站的一些需要改进的地方。对该网站的未来设计做了一定的展望
