《数学分析》自主学习台的设计与实现.doc

第 PAGE 页 《数学剖析》自主学习平台设计与实现 　　本文为华中师范大学大学生创新创业计划科研项目“基于网络数学学科自主学习平台设计与开发”研究成果。项目旨在培养数学专业本科生在专业学习中自主学习能力，支持数学学习网络化，自主化改革，实现将过去以教师讲授为主传统教学模式转变为以学生自学为主网络教学模式。这不仅是目前高校教学模式改革变化方向，也是计算机辅助教学CAI未来发展趋势。 　　此学习平台用户定位为低年级数学系本科生，所提供学习材料以《数学剖析》（一）为例。针对数学学科特殊性（如符号图形繁多），本平台增补了以数学公式输入为主一系列功能。 　　1.需求剖析 　　《数学剖析》是数学专业一门基础课程。由于这是一门剖析学科并且其思路与以往学科有所不同，初学者普遍认为有很大难度。为了更好地建设一个基于数学剖析自主学习平台，了解用户需求。本小组设计了一份问卷对本校数学本科生进行了需求调查，并且选取部分有代表性师生进行访谈，对华中师大数学专业学生进行了数学剖析学习情况与学生学习偏好进行了剖析。以下是调研详情： 　　调查目：掌握数学专业本科生对数学剖析课程认识与看法，收集他们对数学剖析自主学习平台意见与建议，构建起改平台建设方向。 　　调查对象：华中师大数统学院数学系部分学生（一年级为主） 　　调查方式：问卷与访谈相结合 　　调查内容：要调查了数学剖析学习者学习态度与学习方法，消极学习原因与可能提高学习兴趣与学习效率方式，以及对网络学习数学剖析意见及建议。问卷共提出了21个问题。 　　科研立项小组成员通过问卷、访谈等形式对在校数学专业学生进行调查，在剖析总结后得到如下用户需求： 　　1.1需求程度。 　　从有关被试者对平台需求程度几个相关问题中可以看出，由于《数学剖析》困难度，58%被试在课堂上易走神，并不能完全理解讲授内容。因此，被试中70%不同程度地认同课外自主学习重要性。而碍于被试在回答学习自主性相关问题时，普遍表现出缺乏自主学习技能状态（多数选择了无预习习惯，如非必须则不复习），一个帮助学生培养自主学习平台显然是有其用武之地。 　　图1 对于自主学习需求 　　1.2功能需求 　　（1）公式输入：由于数学交流中不可避免地需要使用数学符号，公式输入功能缺失会导致学习者在相互交流（论坛模块）与与教师交流（检测模块）过程中产生大量不便，故在平台设计过程中对此给予了重点关注。数学公式输入也是本项目需要解决重难点问题之一。 　　（2）资源下载：当学习者由于各种原因无法参与课堂教学时，希望可以获取相应教学录像以及教学资料以供学习者在其他时间自行学习。 　　（3）易于使用：学习者希望学习平台可以尽可能地简化所需安装过程，最好是无需安装任何软件；可以从任何终端。登陆平台，削弱时空对学习限制。 　　2.平台综合描述 　　与大多数网络学习平台一样，本平台总体上采用模块化设计方法，整体结构为层次树形结构。各模块按内容本身特点与要求，分门别类地制作成相应模块，以超链接形式组织子页与多媒体软件。 　　2.1网站结构图 　　图2 网站模块分配 　　2.2开发环境 　　（1）操作系统：Windows 7 　　（2）开发工具：Photoshop、Flash、Dreamweaver、MySQL 　　（3）使用技术：ASP 　　（4）网页代码语言：HTML、CSS、JavaScript 　　（5）服务器脚本语言：PHP脚本 　　（6）浏览器：Chrome 　　3.实现方法 　　3.1前端架构 　　（1）总体构架：根据需求剖析确定模块分配，分别制定实现方案。基本框架利用HTML标记语言及CSS网页样式表，按照需求剖析中整体风格要求实现。 　　（2）学习模块实现：在已有框架基础上，根据教材划分学习版块，并填充学习内容。 　　（3）检测模块实现：对应学习模块，相应地录入检测题目，以此构成检测模块。 　　（4）资源模块实现：在已有框架下，填充入事先电子化学习材料。 　　（5）论坛模块实现：利用PHP技术制作网页论坛，使学习者可在论坛发起并参与讨论。教师也可据此解答学生提问。 　　（6）公式输入功能：以LaTex语言编写新页面，在用户需要进行公式输入时使用。学习者无需掌握LaTex语言，进行可视化操作。结果以LaTex代码形式输出。 　　3.2系统用例剖析 　　数学剖析网络自主平台允许用户有两种身份：普通用户与管理员。任何普通用户可以查看学习知识信息，学习检测、资料下载。这些用户基本信息都由及相应权限管理员对其统一管理。 　　3.3后台管理系统开发 　　后台分为管理员、教师。管理员可以添加教师成员，并做好学生管理工作，为保障教学顺利进行做好服务性工作。而教师主要是对学生基本信息、学习情况、课程等具体