工程訓練是高校理工科大學生必須經歷的一個教學環節,可以使學生了解基本生產常識,鞏固和豐富已經學過的專業知識,為后續專業課程學習建立感性認識。
目前工程訓練中存在一些問題:授課時很多講解需要在現場針對設備進行,而現場環境嘈雜,學生眾多,很難全方位看到操作的全過程,很難達到理想的效果;設備有限,特別是高校的擴招,給工程訓練教學帶來巨大的壓力,無法保證學生人人動手參與,影響學生實習的積極性;工程訓練時間短,各工種獨立性強,學生消化理解的時間有限,很難把學過的工種知識綜合運用;參加工程訓練的學生一般是理工科低年級學生,理論知識體系還不夠完善,一般只學習過工程制圖等專業基礎課,機械設計、數控機床等專業課還沒有學習。諸多限制使工程訓練很難達到預期的效果。
為了提高工程訓練效果,我們引進現代教育技術,改變傳統的教育方法?，F代教育技術是指以計算機為核心的信息技術在教育、教學領域的運用,通過對教學過程和教學資源設計、開發、利用、評價和管理,實現教學最優化的理論和實踐,探索如何構建有效的教學信息資源環境和學習空間,是促進教育現代化的重要手段和途徑。
為此筆者在工程訓練教學過程中,在有效利用多媒體教學的基礎上,運用現代教育技術理論和技術,對教學過程和資源進行設計開發和管理,建立了工程訓練網絡教學系統。此系統有助于提高學生的主動性、靈活性:學生可以不受時間和空間的限制瀏覽教學資源,在線學習,也可提交問題或反饋意見;教師通過反饋及時了解學生在學習過程中遇到的問題,從而有重點地補充教學內容;同時學生可以發表學習心得與大家分享交流,以此拓展知識面。
1、 工程訓練網絡教學系統的建立
1.1 網絡教學系統的結構
網絡教學系統基于Web,采用Java語言編程,整合SSH框架,使用MVC編程思想,采用MySQL作為數據庫系統,較好地實現了功能的多樣化,系統以網頁的形式呈現給用戶。
SSH是指Struts2,Spring,Hibernate,是三種被封裝的框架。Struts2對視圖層進行封裝,較好地分離了視圖層和控制層。Spring采用依賴注入模式,減少了程序之間的耦合性,并實現了各種Java的設計模式,同時使用戶養成了良好的接口編程習慣。Hibernate最大的優點是允許代碼以對象模式訪問數據庫內容,將對數據庫的操作面向對象化,并將對數據庫的操作進行封裝。
MVC〔即Model\\(模型\\)—View\\(視圖\\)—Controller\\(控制器\\)模式〕是一種軟件架構模式。在MVC中,視圖層發出請求,根據所請求的URL首先找到相應的Controller文件,然后由Controller解析用戶請求,根據請求調用Model層;Model層負責連接數據庫并獲取數據,將得到的結果返回Controller層;Controller根據業務邏輯,選擇合適的View呈現給客戶端。和傳統三層架構的不同之處在于,MVC是真正意義上的三層,不可添加或減少任意一層,而傳統三層架構只是概念上的三層,可以添加或減少某一層。
M y S Q L 是一個精巧的 S Q L 數據庫管理系統,由于體積小、速度快、總體擁有成本較低,具有豐富的應用編程接口及精巧的系統結構,特別是它與Apache的結合,能夠為建立基于數據庫的動態網站提供強大動力。
1.2 系統的功能設計
本系統提供了豐富的教學資源,實現了學習資源的瀏覽、作業提交、疑難解答及學術交流等功能。
本系統主要面向教師、學生、管理員3種角色,可以根據登錄角色實現不同的功能。3種用戶類型對應的功能設計如圖1所示。教師可以根據課程進度上傳課件并進行管理,可以針對學生提出的問題進行一對一講解,同時借助學生的提問及反饋了解學生學習中存在的問題,從而在課堂上有重點地補充講解。教師還可以發帖子,引導學生進行學術上的交流、研究。學生可以下載、瀏覽各課程課件,對學習中遇到的問題可以尋求教師解惑,也可以發帖子與其他學生交流思想。管理員維護系統的正常運行。除了教師、學生的基礎操作外,管理員還擁有對課件、帖子及疑問的修改、刪除等功能。同時管理員可以新增、修改、刪除用戶信息。
1.2.1 登錄、注冊頁面設計
本頁面以框架的形式展示,用戶只有登錄成功才能進入系統,以防非法用戶破壞數據。登錄須填寫3項信息:用戶賬號、密碼及用戶類型,若有一項未填,系統將彈出提示框。系統進入數據庫查詢用戶登錄信息,若無誤則允許用戶進入系統。用戶使用本系統需要先注冊,在登錄頁面點擊注冊鏈接進入用戶注冊界面。本系統支持教師和學生注冊。學生用戶注冊時需填寫所在專業。若注冊賬號已經存在,頁面將顯示提示信息。
1.2.2 課件管理模塊設計
課件管理模塊包括課件上傳、我的課件、課件瀏覽3個菜單,其中課件上傳、我的課件僅教師有權限使用,課件瀏覽面向所有用戶。
\\(1\\)上傳課件
教師通過此功能上傳課件。此功能必填項目包括系統課件名稱\\(即展現給用戶的課件名稱\\)、所屬課程、上傳的文件。教師可以為課件添加備注,方便學生了解課件內容。本系統支持在線瀏覽課件內容功能,該功能限定了3種課件類型:doc,ppt,mp4,因此若教師希望課件支持在線瀏覽,可以先將其轉換成以上指定格式再上傳。
編碼實現:UserAction層根據頁面選擇的文件路徑獲取文件,同時創建實例維護課件信息,通過UserSevice層傳遞到UserDao層,實現類UserDaoImp負責連接數據庫操作;UserDaoImp獲取課件信息及上傳文件,根據文件獲得其大小及類型,將課件信息保存入數據庫。為了減輕數據庫壓力,文件可存放在服務器本地硬盤中。
\\(2\\)我的課件
教師通過此功能可以查詢自己上傳的課件。此功能支持模糊查詢:教師輸入課件名稱,系統根據輸入參數查詢相同名稱課件以及包含該參數值的課件。對查詢的課件,教師可以進行修改、刪除操作。頁面支持翻頁功能,每頁限定20條信息。翻頁功能需定義一個頁面類“Pager”:教師可以點擊課件名稱查詢詳細信息并下載。
\\(3\\)課件瀏覽
用戶登錄后主頁導航部分列出9個實習項目,點擊課程名稱顯示當前所選課程及3種課件類型\\(電子文檔、幻燈片、視頻\\),選中課件類型即可查詢該課程指定文件類型下的所有課件。選擇要查看的課件名稱后,右側框架內將展示課件內容。
3類文件的瀏覽方式不同,因此用戶在頁面中點擊文件名稱時調用的方法也不同。
電子文檔瀏覽功能實現:首先確定計算機上已經安裝了Microsoft office;而后,電子文檔瀏覽需要將word文檔轉換為htm文件,因此需要給項目web-info/lib加載一個jar包\\(jacob.jar\\),同時在tomcat的bin文件夾和jre的bin文件夾下分別添加一個dll文件\\(jacob-1.17-M2-x86.dll\\);接下來,UserAction獲取用戶選擇的課件路徑\\(該路徑path通過表單中的隱藏標簽傳遞\\),調用UserService接口傳遞給UserServiceImp實現類,該實現類調用UserDao層接口將路徑參數傳遞給UserDaoImp實現類;該類中方法獲取該路徑下對應文件,加載Microsoft office 2003,打開該文件,使用Microsoft office 2003本身的doc轉htm文件的功能將該doc文件另存為一份htm文件,并將其存放在項目中的file路徑下;轉換完成后返回生成的htm在項目中的相對路徑;頁面獲取該路徑直接顯示對應文件。
幻燈片瀏覽功能實現與電子文檔瀏覽功能實現類似。用戶可以根據大綱查看對應幻燈片,也可以使用底部箭頭上下翻頁;點擊右下角幻燈片放映可進入全屏播放模式。
視頻播放功能:UserAction獲取用戶選擇的課件路徑\\(該路徑path通過表單中的隱藏標簽傳遞\\)調用UserService接口傳遞給UserServiceImp實現類,該實現類調用UserDao層接口將路徑參數傳遞給UserDaoImp實現類;該類中方法根據path路徑獲取對應視頻文件,直接將視頻文件拷貝至項目file路徑下,保存后返回該備份路徑;頁面獲取后展示。
1.2.3 帖子管理模塊設計
查看帖子明細:用戶根據帖子名稱鏈接進入帖子明細界面,頁面展示帖子詳細內容以及各用戶的回復內容;頁面支持翻頁功能,每頁最多展示20條回復內容;回復內容是從查詢出的回復信息列表中逐條取出后,放入表格進行展示的。
2、 系統的應用效果及展望
\\(1\\)該系統目前已經成為工程訓練教學的一個有效補充。在課堂之外,學生可以進行預習,并根據自己的興趣點深入學習,通過向教師提問解決心中的疑難問題。
\\(2\\)該系統可以配合工程訓練項目教學法組織教學。學生在課余時間利用該平臺提供的資料,可以深入理解短時間內未能順利掌握的內容,做到各實習工種的融會貫通;可以利用多個工種共同完成一個項目。
\\(3\\)該系統是一個開放系統,教師可以根據學生學習的難點、興趣點進行內容的修改、添加,使平臺更加切合實際需要。
\\(4\\)該系統支持虛擬仿真技術,將來添加該模塊后,學生可以遠程模擬操控數控機床,有效解決設備不足的問題。
3、 結束語
工程訓練網絡教學平臺的建立是現代教育技術在實踐教學中的一個重要應用。它是對課堂教學的一個補充,有效解決了工程訓練時間短、項目多、學生多設備少、實踐與實際生產脫節等問題。通過該平臺進行問題交流,教師可更深入地了解學生對所學問題的理解程度,根據實際情況調整自己的授課內容,調動學生學習的積極性,增強教學互動,提高工程訓練質量。
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