基于网络的虚拟教学系统研究

 

　　互联网日趋普及，基于网络的新型教学模式，得到广大学校和研究机构的青睐。虚拟教学突破了传统上教师和学生同属于一个空间里，面授知识的教学模式的限制，借助网络，使不同地区的师生可以打破时空的限制，而同时享有教学资源。并且，基于网络的虚拟教学突破了学生的数量，能让更多的人获取知识。

　　很多大学都开展了远程教学的试点，有的以卫星传输的方式进行教学，有的是通过多媒体信息网，进行舒安乡互动的远教工作，这些模式，虽然借助网络为远方的学生提供教学资源，但大多以多媒体课件和图形、文字的方式进行传播，进行学习。在此过程中，学生并不能体验虚拟教学的与现实相同的体验和互动，所以，很难达到较好的学习效果，而只能作为一项教学辅助方式。基于此，现在更多的人趋向于研究虚拟现实技术。比如，美国等国都在尝试开发基于网络的虚拟教学相同，有些学者正在这一领域深入探索着。

　　在网络教育中，虚拟教学的思想可以从理论上和技术上，分析和探讨现实网络环境下的虚拟教学，金额对这一教学方式的转化提供技术上的展示。

　　

　　1　基于WEB 虚拟教学的特点

　　在教授和学习上可以实现时空的分析是网络教育的特征之一。这一思想涉及时空的分离、教育学的过程的分离。相比传统教小学，基于网络的虚拟教学有以下几个特点。

　　第一，从教学的目标开分析网络教育的最终目标是实现及偶遇的改革，实现民主化的教育，开放式的教学，教育的终身化。因此，要以学生为中心的开方式教育，往往采用学分制。在一定的标准之上，向学生提供给良好的网络学习环境，给予更多的学习资源，促进网络教育的哥哥环节运转良好，并且不断被优化。第二，受教育的网络对象的目的性较强，知识层面悬殊，学员中个体较多，学习主要是自学为主，网络教育的对象不能被动地学习，要在系统中对提问进行答疑。教师的教授地位也进入引导调节和控制的角度，退居幕后。教师板书的模式讲被弱化，进而融合教育资源成为教师的主要任务。第三，网络教育具有资源的开放性和多样性的特点。计算机网络技术促使人们可以共享不同地域的教育资源，获取最新的教育资讯，这种突破时空限制的教育模式促成了更多的教学模式，协作教学、互动教学、个性化教学、开放性教学等，对学生的求知欲和积极性都有较好的激发作用，从而锻炼学生的学习能力，启迪他们的思维，启发他们的智慧；同时，对每个人来说，这样的教育机会是均等的，真正无差别教育资源普及，构成了学习的虚拟教学新体系。

　　

　　2　基于网络的虚拟教学系统的设计与实现

　　2.1　系统框架

　　Microsoft Silverlight是一个跨浏览器的、跨平台的插件，为网络带来下一代基于.NET Framework的媒体体验和丰富的交互式应用程序。虚拟教学平台采用Silverlight为依托进行开发。该平台为B/S模式的三层架构，开发技术设计Javascript和.net等，应用SQL Server2005数据库。表示层为第一层，借助网络浏览器上挂接的Silverlight插件体现系统和用户的交互。业务层是第二层，主要负责逻辑业务，实现数据层和表示层之间的通讯。比如，调取学习模块数据和虚拟原件，构建虚拟教室场景。数据层是第三层，为平台提供数据，比如角色数据和场景数据等。

　　用户进入系统后，与服务器建立连接，服务程序为用户组件角色模型，挂接教学课件，模拟教学场景。虚拟教学场景与服务器数据保持一致，及时应答用户的请求。客户端下载Silverlight插件后，客户端在浏览器中以插件形式运行，展现虚拟教学场景与学生的交互。

　　2.2　主要功能模块

　　基于网络的虚拟教学系统借助模拟功能实现网络课堂中为学生提供模拟的教学环境，还能进行实时交流。主要功能模块有：

　　2.2.1　虚拟教学场景构建模块

　　虚拟教学系统会构建多种场景，各场景具备不同的属性，系统按照用户选择的课程挂载不同的虚拟场景。

　　2.2.2　教学白板模块

　　虚拟教学中教学白板是重要工具，主要实现教师与学生、学生与学生之间的沟通。教师可以通过白板讲解教学内容，学生也可以通过白板进行提问。

　　2.2.3　信息管理模块

　　信息管理模块主要对各种信息进行管理，设计课程信息、用户信息、教学资源信息等。

　　

　　3　关键功能模块的实现

　　3.1　课程内容的展示

　　由于用Microsoft Visual Studio Orcas与Microsoft Expression Blend同时打开了同一个项目，当项目在Microsoft Expression Blend中进行了修改并进行了保存之后，Microsoft Visual Studio Orcas中的项目也会对应更新。将Page.xaml.cs中的代码更新如下，则实现了对动画的操作：

　　public void Page_Loaded(object o, EventArgs e)

　　{

　　    // Required to initialize variables

　　    InitializeComponent();

　　    Timeline1.Completed += new EventHandler(Timeline1_Completed);

　　    MyMessage.MouseLeftButtonDown += new MouseEventHandler(MyMessage_MouseLeftButtonDown);

　　}

　　void Timeline1_Completed(object sender, EventArgs arg)

　　{

　　     MyMessage.Text = "课程结束!";

　　}

　　void MyMessage_MouseLeftButtonDown(object sender, MouseEventArgs arg)

　　{

　　     //MyMessage.Text = "I was pushed!";

　　     Timeline1.Begin();

　　}

　　演示效果为：当鼠标左键单击“Hello World”时，字符会移动旋转，并在结束后变成“课程结束”。

　　3.2　基于Silverlight 的电子教学白板

　　虚拟教学系统中的教学白板依托eXtensible Application Markup Language与Windows Communication Foundation实现，可扩展应用程序标记语言作为表示层绘制白板，wcf将用户的反馈传递给系统。Wcf的教学电子白板双向通讯功能实现了虚拟环境中学生与教师的互动交流。相关代码为：

　　ClientSideMethodCaller caller = new ClientSideMethod

　　Caller(Page);

　　// clientMethodName: 浏览器端方法名

　　// param1,param2,……… 调用参数

　　// returnValueReader 返回值阅读器

　　caller.Call(“clientMethodName”, param1, param2, ………,

　　returnValueReader);

　　

　　4　结语

　　基于网络的虚拟教学系统借助先进的网络通讯技术和计算机信息技术，实现了跨地域的网络教学资源的共享和虚拟环境中的教学互动，成为新兴的教学模式，是新形势下的教学方式的变革。