网络教学平台的体系结构与总体设计

网络教学平台的体系结构与总体设计（通用7篇）

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇1

余胜泉、陈天、何克抗 ysq@elec.bnu.edu.cn

北京师范大学现代教育技术研究所（100875）

网上教学支持系统设计的基本出发点在于：我们认为网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，而现有Internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此，我们开发了一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽了程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。

一、设计的基本构想

1．一体化管理

网络教学支持系统应该与教学内容紧密集成，应该实施一体化管理，而不是相互分离的系统。目前，Internet上的一些现成工具，如电子邮件、WEB、新闻组等，都有一定的教学功能，还有一些大学也开发了一些教学支持工具，如用户注册系统、讨论组、聊天室等，但这些工具都是与教学内容相分离的，是一些相对独立的系统，对教学的紧密性要求支持不够，象某些系统，要学习几门课程，就需要登录几次，使用起来很不方便。一体化管理就是要使教学支持系统真正符合教学的要求，在一个统一的系统中可以完成教学（学习）过程中的各种活动，而不需要来回在几个系统之间切换，降低操作的复杂度及学习的难度。

2．完全开放

远程教学所涉及的行业范围大，学习者的数量多，教学内容的形态需求复杂，这就要求系统具有完全的开放性，能够容纳各种形态的网上教学内容，不能仅仅限于支持某些专用工具开发的教学内容，不能只是支持某些文件格式。本系统将采用开放的文件存储格式，支持所有能够在网上运行（包括需要插件的文件）的课程内容与文件格式，不对课程开发工具作限定要求，只要求该工具开发出的课程内容能够在网上运行即可。

3．简化交互式教学设计的复杂性

我们认为，网上教学不仅仅是将教学内容在网上发布，更为重要的是教师与学生、学生与学生、教师与教师之间的充分沟通与交互，从而打破了传统课堂的授课模式。由于师生在物理空间的分离，师生之间的交互显得更加重要，可以说，这种交互的广度与深度，是决定网上教学质量的关键性因素。网上教学包括一些基本的教学环节：教学内容的发布、作业、答疑、考试、讨论（同步／异步）、作笔记等等，而现有Internet工具并不能很好地支持这些活动，需要教师进行复杂的交互性程序设计，这对大部分教师来说，是无法完成的。教学支持平台就是要解决这些交互式工具支持问题，使得教师无需花费大量的精力去开发程序，就可以很方便获得很好的交互性支持，从而可以专注于教学内容与教学活动。教学支持平台的首要功能就是降低实施网上教学的技术难度，提供方便实用的教学工具，简化交互式教学设计的复杂性。

4．支持多种教学策略

网上教学完全打破了传统课堂授课的模式，改变了传统教学中教师与学生之间的关系，教 师从知识的传授者和教学的组织者转变为学习的帮助者和引导者，学习者已经成为学习过程的主体，加上教师与学生在地理空间上的分离，形成了一种全新的师生关系，在这种新的关系下，传统教学过程所采用的教学策略相当一部分已经不再适用，网上教学是一种新型的教学方式，在新的教学环境中，它不能完全沿袭传统的教学方式，而是要引进新的思想、新的教学方法。教学支持平台必须能够充分体现这些新思想与新方法，必须能够支持探索式学习、协作式学习、角色扮演式学习、辩论式学习等适合网络学习环境的新教学策略，应该提供实施这些教学策略的实用工具。

二、Vclass的体系结构与功能

一个完整地支持基于Web教学的支撑平台应该由四个系统组成：网上课程开发系统、网上教学支持系统、网上教务管理系统和网上教学资源管理系统四个子系统，其体系结构如下图所示。

网络教学管理系统网络教学系统注册认证学生学籍档案管理教师档案管理行政公文管理辅导答疑系统信息查询数据统计与分析作业评阅系统师生交流工具讨论组聊天室电子邮件邮件列表新闻组适应性学习系统学习管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理学习进度管理学生模型虚拟实验系统远程考试系统网络题库系统流媒体课件点播系统计费管理系统配置与管理网络课程开发工具专业管理网络课程开发模板库课程管理网 络 课 程学 科 教 学 资 源 库 管 理 系 统学科媒体素材库学科题库学科案例库音频、视频、动画、图形、文本学科课件库学科文档资料库CERNET、卫星电视教育网、Internet、Intranet网络支撑平台 图1 远程教学支撑系统结构示意图

远程教学支撑平台是建立在通用的Internet/Intranet基础之上的，专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统，它包括资源管理、网络课程开发、网络教学、网络教务管理四个方面的服务，在丰富的学科资源的基础之上，学科教师根据教学要求与教学计划，并根据自己的教学特色，开发网络教学课程，借助于网络教学的一些支持工具，开展双向的远程教学，教学管理系统可以保障这种教学更加高效，也更加规范化。

2.1网络教学系统

网络教学系统是一整套提供远程教学服务的系统软件，它以网络课程为核心，在教学管理系统的支持下，合理有效地利用学科教学资源，为实施全方位的现代远程教学提供服务，它将网络课程与学校的远程教学服务进行了有机的集成。网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。其主要目的是：

（1）通过提供各种现代远程教育教学辅助手段，保证现代远程教育得以顺利实施；（2）并提供给各个学校或办学点一套切实可用的远程教育支撑软件工具，以支持远程教学活动的各个环节。

（3）通过各种先进的教育技术，最大限度地用计算机替代教师的劳动，并节约大量的教育投资；

（4）形成现代远程教育完整、统一的学习界面，减少因需要熟悉各种不同的学习系统而给学习者带来的不便；

（5）通过给学习者提供包括学习导航、答疑、查询、讨论、作业布置、自测等手段，提高远程教育学习者的学习效果；

（6）通过提供方便的网络课程构建工具，可以大大提高网络课程的建设效率，减少大量的重复劳动，提高网络课程的建设质量；

（7）通过提供标准化的题库与考试系统，保证远程教育的教学质量。

（8）提供多种最能体现网络特色的学习策略，打破传统单一的讲授式学习模式，每一种学习策略都提供多种教学设计模板，以便于教师进行教学设计。

网上教学支持系统的功能包括课程的网上发布，教学过程中对教师教的支持和对学生学的支持，以及对教学活动的管理。

1．在线发布网上课程

网上教学第一步要做的就是将教学内容在网上发布，一般一门课程都有很多文件，如何将这些文件内容很方便的发布到网上，并自动配置相关的教学支持工具，是个很重要的一个环节。系统应该提供多个文件一次性上载的功能，或者生成FTP帐号，供教师通过FTP上载。另外为了保护课程内容的版权，网上课程开发系统要用数据库管理所开发的课程，具体课程页面的显示根据向数据库提交的查询来确定，在这种情况下，课程访问速度、允许同时访问的人数将是网上教学支持系统性能的重要评判指标，一般要求是应允许至少200个学生同时使用同一课程。此外，能否提供高质量文本和图形、高质量的视频和音频也是基本的质量要求。

2．教学活动设计和管理

网上教学支持系统应该为教师提供一系列的实用工具，帮助教师进行教学活动设计和管理，（1）评估系统

网上教学支持系统所提供的评估系统包括测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具。测验试卷的生成工具可以根据教师输入的一些组卷参数，自动生成所需的测验试卷，另外，还可以为每个学生产生不同的试卷，以防作弊。测试过程控制系统主要完成对网上测试过程的控制，如在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览，控制测试时间，到时自动交卷等。测试结果分析工具一般是根据每道题中的知识点和学生的答题情况，对具体 学生给出诊断，对下一步学习提出建议。有些网上教学支持系统还可以根据考试测验的统计数据，运用教育评估理论分析题目的质量，如区分度、难度等。

对客观题测验还就提供自动批改和即时反馈功能，应根据学生的答案提供个性化的反馈内容。有些系统允许教员通过对一些问题加权，进一步控制测试环境。

（2）学生管理系统

网上教学支持系统应该支持教员根据教学需要，设定学生的行为权限，如可以做什么，不可以做什么，如是否可以查看成绩等。

由于网上教学非常适合于小组合作解决问题，分组学习、协同工作将是未来网上教学的重要组织形式。网上教学支持系统应该为老师给学生分组提供方便，比如老师只要设定分组条件（如按成绩），系统就自动将学生分组，同时自动产生相关的一系列设施设定，如小组的主页、小组讨论园地、邮件列表等。老师可以以小组为单位，为这组成员布置特别的教学任务。

（3）学习管理工具

对于教师来说，管理一个在线课程很花时间和精力，而网上教学又特别强调一个老师所教的学生数量，因此自动实现一些课程管理工作是十分必要的，使教师可以集中精力于学生的学习辅导。比如提供自动记分系统，在学生作完测验系统自动判分之后，自动将成绩登录，进一步系统还可以自动提供反馈信息，自动建议学生下一步的学习内容；再比如提供邮件分类系统，对发到教师课程邮箱的信件进行分类，自动区分哪些是学生递交的作业，记录学生递交的时间是否及时，再进一步提供智能系统，自动分析邮件内容，进行归类，或自动解答或提供给老师统一解答。

学生信息跟踪：在进行网上教学时，教师的角色已从讲课者变成学生学习的引导者和服务者，为此老师需要监控学生的学习情况，了解学生的学习进展，已取得的学习成就，及时地发现问题，加以引导。

通过学生信息跟踪，教师可以了解到某个学生何时进入课程，花了多长时间阅读某页内容，做了什么练习，对几题，错几题，是怎么做的，有些产品还可以向教员提供学生曾经访问过的站点的地址。总之，学生跟踪系统可以为教员提供详细的学生进展报告，利用这些数据不仅可以有针对性地因材施教，还可以改进和提高课程的质量。

学习管理：应提供个别辅导、协作监控、讨论组管理、疑难解答、试卷管理、作业管理、成绩管理、学习进度管理等。

3．学习和探索

网上教学支持平台通过为学生提供一系列辅助学习工具支持学生在网上的学习和探索。笔记本：在学习过程中，随时记录自己感兴趣的内容，通过记录学习内容，学生自己建构自己的知识体系。

书签：学生可以标记所感兴趣的内容，以后再看，有些系统是直接利用浏览器的书签功能，但是浏览器的书签功能在显示页面是多帧的情况下往往不能正确标记。

搜索工具：搜索工具也是很有用的学习工具，有的搜索工具只能搜索本课程内容，或者搜索本课程的讨论内容，但也有一些系统允许学生在他所选的所有课程内容中搜索。

学生学习记录：重视教学理论的网上教学支持系统都很在意对学生个性的尊重，对学生学习的激励，如支持学生在课程内容上加注，允许学生去查看自己的作业完成情况，了解自己和班上其他同学的差距等。有些系统为了鼓励学生多做练习，允许学生多次完成同一套作业，只在成绩单上记录最好成绩，不过学生每次作业完成情况都会记录下来，老师可以查阅，发现学生的问题，提供适当的帮助。

学生工作区：有些产品还支持学生自己建主页，用以张贴小组工作成果，或个人的项目介 4 绍，并提供对学生主页的统一管理。

4．讨论和协作

网络学习是一种地理空间分离分散式的学习，学习群体与教师的交流与协作至关重要，网上教学支持系统应该为师生提供方便实用的交流工具。

同步/异步讨论园地：网上教学支持系统大多都提供了若干种支持学生之间、师生之间交换信息和讨论的工具，如公告栏，聊天室等。许多教师发现异步多线程讨论或基于EMAIL的讨论更适合于专题研讨和课堂作业处理。有些产品提供聊天历史的记录功能。已经有一些网上教学支持系统开始提供实时视频或音频会议系统功能。另外一个很有用的讨论工具是电子白板，可以可视地表示公式及问题求解的过程，电子白板常与同步聊天系统、可视会议系统一起使用。课程电子邮箱：在网上上过课的教师都有这样的体验，邮箱很快就被学生的问题邮件填满，当同时讲授多门网上课程时，区分管理这些邮件是很烦琐的事情。所以现在一些网上教学支持系统就为师生按课程建立单独的邮箱帐户，这样可以将不同课程的信件和私人信件区分开来。协同工作：使用计算机协同工作是计算机会议系统的功能，还没有成为网上教学支持系统的标准功能，但有这样的发展趋势。协同工作的意思是，在不同地方的人可以用同一种软件对同一文件一起编辑修改，每个用户都可以看到文件被实时编辑的过程。网上协同机制使不同地方的学生可以象现在的同班同学一样合作完成某个作业，一起做项目。

2.2网络教务管理系统

远程教学的目标是培养合格的人才，完成既定的教学任务和实现国家规定的教学目标，远程教育机构要达到这些目标，教学管理居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。整个远程教学管理系统可划分为四个相对独立的模块：课程管理、教务管理、学习管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。网络教学管理系统的功能结构如下图所示：

网络教学管理系统课程管理教务管理系统管理专业设置管理课程设置管理课程内容发布教学计划发布选课管理注册认证学生学籍档案管理教师档案管理信息查询数据统计与分析行政公文管理教师评价管理学生学习评价管理系统配置与管理计费管理安全管理数据备份管理

图2 网络教学管理系统的功能结构

1．教务管理系统

注册认证：该系统接受用户的注册，保留学生的档案数据，包括学生每次测试的成绩，修得学分，已修课目等教学过程中动态生成的信息。注册系统还应提供授权认证功能，只有正式注册过的学生才能进入教学支持系统。

学生学籍档案管理：学生的学籍管理覆盖学生从入学申请到毕业的各个环节，如入学申请，选课、学习、考试、毕业等。学生、教师和相关的管理者能够对相应的信息进行修改和添加等操作，学籍管理以学生为单位。

教师档案管理：教师管理包括对教师的档案管理、教师的资格审查、教师的业绩考核以及对于教师任课的管理。

数据统计与分析：将各个教学环节中的数据收集起来，定期整理、统计，并在此基础上，进行一定的智能推理，并将结果通过报表、Email等形式反馈给学生、教师或相关人员，以帮助学生更好的学习、教师更好的改进教学、管理人员更加科学的决策。

信息查询：学生、教师、管理人员以及一般的浏览者均可通过Internet，在相应的权限范围内，浏览相应的信息，如学生对专业、课程情况的查询，学生对考试成绩的查询，教师对学生信息的查询等。

行政公文管理：为了更好地进行教学管理，需要进行教务信息的发布，以及相关部门间需要有大量的公文以及报表流通，因此，我们需要建立比较完善的行政公文管理系统。以实现各类信息、公文的发布、管理以及查询功能。

教师评价管理：对教师的教学情况作综合评价，它包括三个方面的评价：教师的自我评价：教师对自己的教学工作做出主观评价，以量化指标的形式体现；学生对教师的评价：通过在网上发布教师教学情况的评价表来收集学生对教师教学情况的评价信息，综合所有学生的意见后，以量化指标的形式体现；系统评价：教学系统自动记录教师通过远程教学平台来进行教学的过程信息，如布置作业、批改作业的数量，作针对性辅导的次数，上网的时间等等，这些数据最终也以量化指标的形式体现；最后的评价结果将以这些量化指标作加权评分。

学生学习评价管理：包括学生选择学习内容的深浅程度评价；学生的作业情况评价；学生的答疑情况评价；学生的讨论情况评价；学生的考试情况评价：试题难度、考试信度、考试成绩评价；学生参与的态度评价；最后通过加权评分作综合评价。

2．专业与课程管理

专业、课程的管理：包括专业的设置、管理，专业课程的设置、管理，培养计划的制定和调整。要求教师和相关管理人员均可在允许权限内进行访问、修改等操作。

课程管理：包括设立课程，指定课程相关人员（如开发人员、授课人员、助教人员和学生）的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。课程管理还可以提供灵活的数据库报表功能，为教员和管理人员提供有关课程的各种统计信息。

课程内容发布：将教师开发的课程内容，上载到相应的远程教学系统，在网上发布，实施网上教学。

教学计划发布：发布某门课程的教学计划，提供查询、修改、删除等功能。

选课管理：学生可以在已有的网络课程中，选择某些课程进行学习，选课系统自动为学生配置课程学习的资源，并记录本课程学习的过程。

3．系统管理

系统设置、维护功能：它负责系统的日常维护，参数设置、数据备份和恢复。系统的安全性和数据的完整性、一致性主要由本模块来保证。

网络计费管理：提供采集计费源数据的功能；计费功能可能分布在教学活动的各个环节，如学生在注册入学时应缴注册费，补考应缴补考费等，提供计费项目的管理功能包括：学习内容、学习时间、多媒体信息流量、传输的区间、使用的服务方式等项目；按时或实时自动更新用户费用；提供帐单的查询和统计功能（以报表形式或其它形式）；提供计费的数据分析和数据挖掘功能。

权限控制：将系统用户划分为不同的角色，不同的角色指定不同的功能、不同的权限。对 6 于不同权限的用户，只提供他所能访问的功能界面，控制无关信息的显示。

数据备份：定期对系统关键数据进行备份，并对备份档案作详细记录，一旦出现意外，系统能够根据备份数据和备份记录数据进行恢复。

系统评估：跟踪记录用户行为数据，并以此为依据进行分析和统计，发现系统隐含的问题，对系统作出定量评估；通过问卷调查的方式，收集用户的反馈及评价意见，对系统作出非定量评估；根据评估意见，不断修订完善系统。

安全管理：提供权限控制、用户认证、恶意攻击监测等功能。

网络性能管理：收集影响网络性能的数据；提供对历史数据的分析、统计和挖掘功能；提供调整网络拓扑结构和配置的功能。

网络配置管理：硬件平台满足前述的规范要求；硬件平台的可扩充性要求；动态维护网络配置数据库。

2.3网络课程开发工具

通用的多媒体写作工具都是为商务用途而设计的，相对于教育领域的特殊需求针对性不够，特别是缺乏资源的支持，更增加了用户开发多媒体网络课件的难度。网络课程开发工具就是要让非计算机专业人员（普通教师）能够方便地构建网络课程和相关内容（备课、考试等），该工具可简化教师开发网络课程和备课的过程，降低课程开发对教师计算机技能的要求，使一般教师易于学习掌握。另外，该工具能够与远程教学系统进行紧密的配合，可直接将开发的网络课程发布到实施远程教学的因特网站点上。

网络课程工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并给与相应资源库的支持，有了丰富的资源和使用简单的教学设计模板，就可方便地完成多媒体课件对交互性的要求。在课件编写过程中，从总体的教学设计到具体的教学方法，从版面设置到对象属性设置，由于每一步都有模板和提示支持，经过较短时间的学习，普通教师就可以轻松地完成课件的编写工作。教师不必再为缺乏素材而发愁，也不必再学习抽象繁琐的代码设计，可以大大减小制作多媒体课件的难度。

网络课程开发工具主要完成网上课程内容的表示，支持基本教学逻辑的设计，其基本特色是：（1）支持网络多媒体开发功能，能够进行多媒体素材的导入、抓取和制作，通过直观方便的拖动连接、简单易行的课程管理和动态调整等制作手段，能够快速高效地生成网络课程；（2）提供素材库与素材库管理软件，简化教师开发网络课程时的素材制作负担；（3）提供针对具体学科的网络课程模板和向导库，并提供一些模板化的网络课程，可方便和加速网上课程的开发。

1．教学内容的表示：多媒体集成工具

随着技术的发展，网上信息的内容和种类已基本不受技术条件的制约，课程内容的开发可以根据需要，选择合适的媒体形式，如文字、图形、图像、动画、音频、视频等。一般来说，这些基本媒体素材的制作创建都可以利用相关的专用软件，如文字图形可以用字处理软件产生，图像可以用图像处理软件加工，动画可以用动画制作工具生成。

作为网络课程开发工具，对教学内容表示的支持主要是提供对各种素材的集成功能，这与传统的教学软件开发平台的功能是一样的，与传统教学软件开发平台的差别是所产生的最终结果必须能够在网上浏览，如可以转换为HTML格式的文件。

因此，网上课程开发系统每一新版本的推出，都是体现再对哪些格式数据的集成提供支持，在现有带宽条件下如何提高了流媒体播放的效果，特别是在支持教学交互性方面又有了哪些进展等。

考虑到带宽条件的限制，开发系统在产生课程页面的时候还应自动提醒开发者设置出最简易环境下界面的布局，如不显示图形时，在该图形位置应该用什么文字表示要显示的内容；如果有可能的话，网络课程开发工具所开发的课程还考虑到有视力障碍的学生。2．教学逻辑的设计：课程内容结构图

教学逻辑体现了教学内容的层次和相互间的关联。网上教学和课堂教学的差别在于，在教室里，课程内容层次性的展现是由老师通过讲述一步一步完成的；在网上教学时，老师需要将这些关联通过内容的组织立体地揭示，引导学生自己去体会，同时还要注意不要影响学生对课程主干框架的认识，不能使学生感到内容混乱。

因此，网上课程开发工具要为开发课程的教师提供课程内容的建设框架，提供方便老师针对不同学生设计不同教学路径的功能。目前这一功能的实现有两种做法：一是提供内容的层次树，另一种是提供内容的关联图。具体课程内容的切换可以通过设置按钮、热区和超媒体链接方式实现，但要注意提供界面友好的逻辑性强的导航系统。

目录树生成与修改：由经验丰富的老师编写好课件脚本后，课件制作工具可以采用自动与人工相结合的方式，生成树型结构的课程章节目录。教师可以随便对这样的目录树进行调整。此外，有些系统还提供了自动索引工具和自动建词汇表的工具。索引和词汇表是学生学习很有用的信息检索工具。

3．课程的快速生成：模板和向导

网上课程的质量，不仅取决于教学内容的质量、教学内容的表现形式，还取决于教学方法的合理运用、教学策略的具体实施，因此开发网上课程需要综合运用教育学、心理学、计算机科学和各课程学科多方面的知识，这对于网上课程的开发者来说要求太高了，因此，网上课程开发系统就必须提供“低门槛”，在保证开发课程方便快捷的同时，保证所开发的课程具有合理界面布局，有助于学生的学习、记忆和掌握。具体的做法是提供模板或开发向导。

模板主要是某种类型页面设计的框架，向导可以引导教师完成教学模型或课程框架及页面的设计。使用模板和向导，教师只要按照要求填写有关的参数，系统就可以自动生成所需要的页面。

模板简化了设计一个好的WEB课程的过程，提供了一致的外观，保证满足某个界面设计标准。模板还可以产生一些教师可能没有考虑到，但对教学有用的功能设施，实现一些对于教师来说不知如何实现的教学功能，如讨论组等。在有些情况下，模板还可以为拨号用户减少服务器下载和访问时间。

4．素材的组织与生成

网络课程开发工具应能够充分利用教学单位或教师提供的现有各类素材来构建新的网络课程或新教学功能模块。教师可以通过该工具抓取素材库中的素材来构建网络课程或网络教学模块。通过该工具构建的网络课程，能直接在网络上运行。具体功能描述如下：

素材的搜集与利用：网上有大量丰富的教学素材，资源管理系统可将资源统一、规范地存放在数据库中以方便共享。教师能通过网络课程制作工具方便地访问这些资源，还可以进行分类查询。这样可以避免重复劳动，缩短研制开发周期。

素材的制作：教师一方面可以用其他的工具如Powerpoint等生成图片，幻灯片和声音等素材，然后通过制作工具载入利用，另一方面也可以利用制作工具提供的编辑功能，方便地生成自己需要的素材，然后保存到相应的素材库中以便再利用。

这里应特别提出的是，某些课程如物理化学都有其特殊的符号表示，给教师书写教案带来很大的不便。我们可以把特殊符号作为一种素材放在素材库中，通过制作工具提供的编辑功能可以让教师方便地添加一个符号并多次利用。

教学内容添加：将素材库中的素材拖动到目录树的叶节点中，在上下两个相邻的两个素材间可以方便地插入一些衔接性的文本和语音，以便承上启下。

连续播放和预览：提供连续播放和预览等功能，让教师随时看到课件的效果。

课件输出：最后将制作好的课件内容输出，自动生成网页形式的网上课程。5．网络化学习模式：多学习策略支持

网络课程开发不应只是能够开发传授式的课程内容，还应能够设计可充分体现网络特色的，充分发挥学生认知主体作用的学习策略与学习方式，如协作式学习、发现式学习、角色扮演学习、问题解决学习、基于资源的学习等等，并支持生成这些学习策略所需要的内容。

6．制作视频课件：流媒体教学内容的生成

提供教师一个有效的制作工具，用于将教师在课堂教学的实况录制下来，进行数字化后，编码成流媒体格式，在网上以课件的形式发布。对于有讲稿的教学录像，还可以将已经数字化的视频数据和他所使用的PowerPoint或HTML的讲稿利用Javascript语言关联起来，以便客户端点播时的同步播放。教师只需要提供资源的存放地址（可以是URL）地址，和同步播放关系（例如播放的前后次序等等），利用本工具可以自动生成对应的Javascript脚本，并上传到服务器的指定目录中。同时，在指定的HTML文件中自动生成一条点播链结。

网络课程开发工具基本的开发思想是：通过与资源库系统和题库系统集成，利用资源库和题库中已有的媒体素材和各种类型的题目，教师可根据需要在教学模板库中选择合适的教学模板，在学生模板库中选择合适的学习者模板，通过写作模块编制出教学微单元，存放在教学微单元库。在编制的过程中，基本的教学内容通过教师与写作工具的交互输入。在使用这些教学单元时，教师或学习者通过浏览器从教学微元库中点播。

2.4教学资源管理系统

远程教学的基础是教学资源，为了更好地发挥网络远程教育的优势，将优秀教学资源划分成各种素材，进行系统化、科学化的分类，并以多媒体化的电子信息形式存储于各种数据库中，构建成统一的教学资源库，形成数字化的电子图书馆，为学习者提供内容丰富的优秀教学资源，使远程教育建立在丰富的教育资源基础之上，减轻任课教师建立大量教育资源的负担，减少学校之间的重复开发。

教学资源包括媒体素材库、试题素材库、案例库、网络课件库、网络课程库、文献资料库等。所有上述资源都分别建有其索引信息，以便快速地查询、浏览和存取，另外，资源的收集、编辑、修订等都是资料库能否得到充分利用的关键因素，需要一个强大的资源管理系统对它进行管理和支持。

教学资源管理系统主要功能是对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用。它需要收集与管理五种类型的教学资源：媒体素材（包括文本、图形、音频、视频、动画）、试题素材、案例素材、课件素材、文档资料素材。教学资源库首先是按照学科来组织，其次按照素材类型来组织，每种类型的素材都需要标记不同的属性，便于归类存储和检索。

管理员教师学生系统管理资源审核资源发布资源检索系统管理用户管理计费管理学科课程资源管理试题案例媒体素材课件文献资源管理统计与分析试题素材管理案例素材管理媒体素材管理网络课件管理文献资料管理用户信息访问记录试题库案例库媒体素材库音频、视频、动画图形、文本网络课件库文献资料库 图3 资源管理系统结构示意图

1、资源服务

用户在客户端通过浏览器访问系统资源，系统应为用户提供如下功能： 资源检索：输入查询条件，查询出所需资源，使用资源。资源发布：通过网络上载资源，将资源在网上在线发布。

资源审核：对用户所上载的资源作审核处理，保留合理内容，删除不合适的资源。系统管理：对资源的使用情况作跟踪记录，对资源的访问与使用情况作统计与分析，对收费内容自动计算收费记录。用户管理也是系统管理内容，由于共用教学管理系统中的用户模块，所以在上图中以虚线表示。

2．系统管理

系统既要实现对资源的管理，还要实现对用户的管理。其功能分别如下：

用户管理功能：具备用户注册、添加用户、删除用户、设置用户权限等多项功能，但共用教学管理系统中的用户模块，也就是说，Vclass系统中的注册用户能够自动使用本资源库。计费管理：计费管理系统可实现计费系统运行管理，以及系统和用户帐单的查询与统计，包括：支持多种计费源的数据处理以及计费功能，例如基于教学内容（网络课程、素材内容、考试等）的计费、基于学习时间的计费、基于多媒体流量的计费、针对电话拨号的计费、电子邮件系统的计费、Proxy系统的计费功能等；

计费系统关系重大，必须考虑系统可运行多个计费版本，系统配置灵活，支持对计费项目、折扣策略、计费源、计费时间段，传输区间等主要计费参数的定义和更改；设计分布式的各数据源自动数据获取、分析和预处理，并采用必要的系统备份；用户费用需要逐步做到实时自动更新和控制等。

统计与分析：用户的各种帐号、资源的使用情况以及计费信息均保存在数据库中，并提供多种数据报表，方便用户自我服务，同时也方便管理员进行各种评估、分析，如使用频率最高的资源、使用资源最多的用户等等。

3．资源管理

各种资源按照其物理形态分类存储，并进行不同的属性标注。按资源类型划分，可分为媒体素材、试题、网络课件、案例、文献资料等多个管理模块。资源管理系统的主界面如下图所示：

图4 资源管理系统主界面

尽管这些模块的具体数据形态与属性不尽相同，但基本功能与实现是相似，都具有如下功能：

（1）使用资源

浏览：信息呈现的方式是决定用户能否方便地浏览信息并迅速找到自己所需要信息的关键因素。由于资源库涉及到的资源种类很多，且每一种类又包括不同的学科类型，所以用户不可能同时浏览本系统中的所有信息资源，为了解决这个问题，我们采用了信息分级呈现的方式，即用户先选择所要浏览的信息类型（如网络课件、媒体素材），然后选择信息的子类型（如视频、动画等）。对本系统来说，浏览其实也是一种查询，对不想输入任何检索词的用户，选择浏览方式就可直接查询数据库的内容。

资源下载：用户可将自己需要的信息从资源库下载到本地计算机的硬盘上。使用跟踪：系统自动记录资源的使用情况，如浏览次数、下载次数等。（2）检索资源

单键查询：对于文本素材，也就是关键词的全文检索功能；对于其它类型的素材，则以布尔逻辑查询所有类型匹配的属性字段。

检索引擎：素材检索引擎功能还包括：布尔查询、关联查询的段落定位查询、精确查询、模糊查询并支持通配符。

多媒体检索：多媒体素材应集成多媒体音频影像查询技术，例如可采用“关键帧捕获”技术，根据多媒体资料中场景的变化自动选择出关键帧，用于预览或建立索引。

导航与预览：系统要具备良好的导航结构。检索出的资源，可以进行在线预览。（4）资源录入与发布

资源批量入库：一次将多个具有相同属性的资源加入资源库中。

资源单个入库：一次将一个经过审核的临时库中的资源加入正式资源库中。远程提交：用户可远程提交素材（用户可通过互联网络远程上载素材）。（5）资源的搜集与整理：

资源自动搜集：系统可根据管理员的信息检索要求，自动在Internet网上搜集信息。资源自动整理：系统可对收集到的信息进行自动文摘、自动提取关键词、自动建立索引。（6）资源审核

审核：查看用户上载的资源，并标记不合格的资源，确认合格的资源。删除和修改资源：允许管理员删除和修改资源库中不合格的记录。

三、用户功能与主控界面

本系统针对三类用户，一是学生，二是教师，三是系统管理人员，每类人员在本系统中所能使用的功能如下图所示：

注册认证学生浏览课程内容设自置适多应重学学习习内容1设置适应机制点播流媒体课程2接受视频广播制作流媒体课程设置广播对象远程组卷联机考试联机判卷联机自测布置作业提交作业批阅作业设添统置加计组试与卷题分策析略学习进度管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理课堂笔记本管理个人学习情况查询提出疑问检索问题答案解答问题管理问题资源345参与同步or异步讨论管理讨论话题做虚拟实验设计虚拟实验发布课程内容开发课程内容制作课程模板制作课程素材检索课程素材加入课程素材素材库管理6789教师专业设置管理课程设置管理课程内容发布教学计划发布选课管理学生学籍档案管理教师档案管理信息查询数据统计与分析行政公文管理教师评价管理学生学习评价管理系统配置与管理计费管理安全管理数据备份管理注释1.适应性学习系统2.流媒体授课系统3.测评系统4.学习管理系统5.自动答疑系统6.师生交互工具101112注释7.虚拟实验系统8.网络课程开发工具9.教学素材管理系统10.专业与课程管理11.教务管理12.系统管理管理员

图5 用户功能结构示意

学生登录进本系统后，其主控界面如下图所示：

图6 学生主控界面

学生点击课程名称，便可以进入课程学习主界面，左侧是教学系统提供的功能菜单，右侧是课程内容学习界面。

图7 课程学习主界面

图8 教师主控界面

教师登录到本系统后，其主控界面如图8所示。

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇2

航空发动机的热结构、燃烧机理及相关非接触测量技术的基础研究是其研发技术的难点[1,2], 建造先进航空发动机燃烧试验平台研究上述问题是最常用的手段[3,4]。王枫等[5]采用液氧煤油高压补燃法对发动机高频燃烧不稳定性进行了研究, 杨阳等[6]为了研究发动机的燃烧室性能建立了直连式脉冲燃烧高温风洞。上述研究存在燃烧室压力振荡大、流场均匀性较差或燃烧时间不长等问题。

本文针对航空发动机发展的需要, 建造一套流场均匀性好、能长时间运行的试验平台, 其研发的难点是在高温且长时间运行条件下热结构的设计及氢氧易燃易爆的控制。介绍试验平台的工作原理, 研究结构总体方案和管道阀门选型及布局。采用热分析方法, 对燃烧室、混气段、喷管段结构进行了创新设计。同时给出了调试结果。

1 试验平台工作原理

试验平台由主体设备、气源系统、冷却系统、测控系统组成。

试验平台工作原理图如图1所示, 高温高压气流采用氢氧燃烧产生。通过调节氢氧配比, 实现试验气流中的氧气含量与大气含量一致, 尽可能接近真实大气的试验效果, 同时, 参混一定量的高压空气, 将气流总温度和总流量调节至设计值。

2 试验平台结构总体方案设计

试验平台结构部分包含主体设备、气源系统、冷却系统。最高工作压力为5.4 MPa, 最高气流温度为1 650 K。

主体设备由进气段、燃烧室、混气段、稳定段、喷管段等部段组成。采用直连式结构, 整体安装在滑轨上, 设备在温度剧烈变化情况下可以自由伸缩。高温部段为夹套水冷结构, 如图2所示。

气源系统由氢气、氧气、空气、氮气和点火器阀门管道供给系统组成。根据功能和安全要求, 各气体供给系统配置了气动球阀、减压阀、调压阀、单向阀、安全阀、排气阀和快速阀。

氢氧阀门管道供给系统安全设计的关键是保证氢气、氧气安全使用。由于氢气、氧气泄漏、流速过高、遇到铁屑、静电产生火花等均可能产生爆炸的严重后果, 因此氢氧阀门管道施工时, 应严格按照规程对阀门管道进行清洗、脱脂处理, 同时将氢氧阀门管道接地, 防止静电产生火花, 管道布局严格按照使用规范布局。同时在氢氧供气管道上设置快速截断阀、止回阀, 防止点火不成功或阀门失效带来的危险, 在氢气排气阀及安全阀出口配置阻燃器, 防止排气时发生燃烧, 排气管道引到室外安全排放。

阀门设计中的关键是氢氧调压阀。试验时氢氧管道压力高, 气源压力波动范围大, 阀后氢气流量很小, 这就对调压阀的精度要求很高。为解决这个问题, 在氢氧调压阀前安装一个减压阀, 以减小调压阀入口压力及其波动, 氢氧调压阀采用电动高压抛物面阀芯低噪声单座笼式控制阀, 由专业的调压阀厂家根据要求进行针对性设计, 其阀门调节精度高、运动速度快, 且密封可靠, 可以满足要求。

冷却系统包括冷却水池、软化水装置及管路阀门等。该试验平台需要冷却的部段有燃烧室、稳定段、混气段、圆方过渡段、喷管段。在冷却水入口处安装自来水软化装置, 管道上还需安装过滤器, 确保主体设备长期安全运行。

3 燃烧室、混气段、喷管段热结构创新设计

本试验平台单次试验运行时间长、温度高, 长时间的烧蚀对结构设计带来了严峻挑战。通过传热计算、结构创新设计, 完成了燃烧室、混气段、喷管段的设计, 如图3 所示。

试验时燃烧室、混气段、喷管段将产生1 000℃以上的高温, 壳体将承受5.4 MPa的压力, 而且长时间运行。为保证设备能在高温高压下长时间正常运行, 需采取特殊热结构设计及考虑冷却[7]。

燃烧室采用夹套水冷结构, 内壳外壁开纵向水槽, 用高压循环冷却水冷却内壳体, 水槽截面尺寸3 mm×3 mm, 内壳体最小厚度为1 mm。燃烧室使用1Cr18Ni9Ti材料, 通过传热计算, 保证内壳体壁温不高于使用材料的许用温度值, 冷却水出口温度不高于80℃, 确保设备安全运行。

混气段采用外壳、夹套、内壳结构型式, 截面为圆形, 出入口直径均为160 mm, 中间最小直径仅为24 mm, 试验时此处热流量最大, 若开纵向水槽冷却, 势必在此处产生大量的热量, 满足不了要求。为此, 特将混气段采用环形水槽, 同时采用传热性能更好的TU1和H62材料, 再在混气段后段采用流速高的冷气体冷却内部结构, 以传热计算确定内壁厚度。通过以上措施, 解决了混气段热结构问题。

喷管段也采用外壳、夹套、内壳结构型式, 喷管段截面为方型。由于传热需要, 内壳材质选用TU1, 其焊接性能较差, 且此处压力较高, 吸取以前焊接结构带来的较大变形的教训, 此次内壳采用整体加工成型, 在其外壁开环形水槽。喷管总长300 mm, 喷管喉道最小空间为4.94 mm, 精度为0.05 mm, 整体加工难度较大, 拟采用电火花加工, 辅以专用刀具, 解决加工难题。

4 试验平台调试及分析

试验平台建成后, 完成了试验平台分系统调试、联合调试及点火燃烧调试。

4.1 各系统联合调试结果

为保证试验的安全进行及试验的精准度, 在点火试验前必须先进行联合调试, 本文重点介绍阀门性能调试和各集气室、燃烧室压力调试结果。

由于氢氧的危险性, 联合调试时利用氮气代替了氢气和氧气, 测试了各阀门的性能、动作时间和稳定性。调试发现原来管路中设置的减压阀稳压性能不好、截断阀一定程度上会引起气流的波动等问题, 根据调试结果对管路阀门配置进行了优化改造。图4给出了氢气管路的压力闭环控制曲线, 其中编号为Hp03的压力测点值为调压阀阀后压力。由于氢气管路流量很小, 调压阀阀前压力在4.5~5.0 MPa之间时, 调压阀开度在20%~80%的范围内;阀前较小的压力变化就会引起较大的开度改变, 控制难度相对较大, 且重复性不太好, 但阀后压力基本能满足该状态试验的需求。氧气和空气管路的压力控制稳定性和重复性要好很多。

表1给出了冷调时主体设备不同位置的设计计算压力与试验测试压力的比较。

可见富氧空气集气室和燃烧室的压力与设计计算值符合较好。造成氢气压力波动较大的原因是由于调试条件的限制, 替代氮气气源不足, 压力下降较快, 调压阀的反应速度无法完全满足调压需求。只要试验时增加氢气气瓶数目, 提供充足的氢气气源, 氢气的控制精度应该能够满足设计要求。

4.2 点火燃烧调试结果

点火燃烧调试是对各系统最严酷的考核。开展了多次点火燃烧调试, 从调试结果看, 流场均匀性较好, 下面给出喷管出口马赫数为2.5、总压2.0MPa、总温1650K的部分调试结果。

图5给出了主体设备上氢气集气室 (Tfp03) 、富氧空气集气室 (Tfp04) 和燃烧室 (Tfp05) 的压力变化情况。氢气集气室的压力曲线有三个尖峰, 第一个尖峰为试验开始时吹扫氮气产生的, 第二个尖峰为高压氢气冲入集气室产生的, 第三个尖峰为试验结束时吹扫氮气产生的。点火器在氢气喷入集气室前2s开始工作, 氢气刚进入燃烧室即成功燃烧, 主体设备的压力立即跳跃至燃烧水平。

表2给出了点火调试时不同位置的设计计算压力与试验测试压力的比较。

在该次试验中, 主体设备的设计计算压力与实测压力偏差比冷调时大, 约为5%, 可见喷射盘的设计计算方法可靠。

4.3 喷管出口压力、温度调试结果

选取喷管出口马赫数为2.5状态进行喷管出口压力、温度调试。

图6给出了喷管出口压力分布。采用5点总压排架测试, 排架水平摆放, 从左至右依次为测点1、2、3、4和测点5。由图可知, 出口压力的波幅为3%左右;与燃烧室压力相比, 出口总压损失约为0.1 MPa。水平方向上的压力靠近壁面区域较高、中心区域较低, 不均匀性约为3%。

图7给出了喷管出口的两点测温曲线。喷管出口平均温度约为1 000 K, 比燃烧室的温度降低了约240 K, 这是主体设备冷却水带走了大量的热量所致。按照主体设备内壁和冷却水之间传热核算出来的燃烧气体温降约为180 K, 与测试值比较接近。两个测温点将出口截面长度等分为3段, 两点温度曲线重合, 可见出口温度场均匀性较好。

5 结论

1) 试验平台是一个由多个分系统组成的复杂系统, 且使用氢氧燃烧, 危险性很高。调试结果表明, 试验平台经受了高温、高压、氢氧燃烧恶劣工况的考验。

2) 主体设备热结构及冷却方案、调压性能、氢氧管道供给系统安全设计合理, 达到了预期设计目的。

3) 目前设备已经进入了正常运行阶段, 流场均匀, 运行稳定可靠, 使用方便, 第一期试验已经圆满完成。

参考文献

[1]Xu L, Kyprianidis K G, Gr觟nstedt T U J.Optimization Study of an Intercooled Recuperated Aero-Engine[J].Journal of Propulsion and Power, 2013, 29 (2) :424-432.

[2]Rued K.Future Trends in Aero Engine Design-New Engine Concepts and Technology Trends[C]//2003 AIAA/ICAS International Air and Space Symposium and Exposition:The Next 100 Years.2003.

[3]张新宇, 陈立红, 顾洪斌, 等.超燃冲压模型发动机实验设备与实验技术[J].力学进展, 2003, 33 (4) :491-498.

[4]Corporan E, DeWitt M J, Belovich V, et al.Emissions characteristics of a turbine engine and research combustor burning a Fischer-Tropsch jet fuel[J].Energy&fuels, 2007, 21 (5) :2615-2626.

[5]王枫, 李龙飞, 张贵田.液氧煤油补燃发动机喷注器高频燃烧不稳定性的试验研究[J].宇航学报, 2012, 33 (2) :260-264.

[6]杨阳, 刘伟雄, 乐嘉陵, 等.直连式脉冲燃烧高温风洞的设计[J].西南交通大学学报, 2008, 43 (3) :387-391.

滚切式椰子脱壳平台总体设计 篇3

刘泽飞（1991-），男，汉族，云南省人，工学学士，重庆京东方光电科技有限公司，研究方向：机械电子。

摘要：针对目前椰子的加工现状，手工椰子脱壳存在效率低、危险系数高、资源利用率低等缺点。根据椰子结构特点和椰壳特性，设计一种基于滚切原理的椰子脱壳机。椰子被螺旋辊上的螺旋槽单位排序并依次往前推送，从出椰孔口排出后，经由双托辊和剥壳刀具构成的脱壳通道，椰子边转动旋进边切开椰壳。

关键词：椰子；脱壳；滚切式

椰子，是椰子树的果实，是由外层为纤维的壳组成的，提供椰子皮纤维和内含可食厚肉质的大坚果。在对椰子进行深加工的过程中，椰子的脱壳工艺处理是一个关键而又困难的工序。因椰子的果壳主要由纤维素组成，壳仁间隙小、壳孥硬、难以剥离，而且椰子品种繁杂，尺寸差异较大、形状不规则；剥壳的同时不能破坏椰肉的品质，而物理剥壳法都对椰肉品质有不同程度的破坏，所以椰子的破壳取肉难度较大。目前，我国尽管已研制和开发一些坚果脱壳机械，但其发展相当缓慢，远远落后于种植业的发展，并且成熟的机型以及进行批量生产的不多，远不能满足实际需要。在技术上还存在如下问题：（1）脱壳率低，脱壳后的果仁破碎率高，损失大。（2）机具性能不稳定，适应性差。（3）作业成本偏高。针对这些不足，就需设计一种脱壳机械结构，既工作结构简单可靠又成本低廉。

1、平台整体结构设计

平台设计的主要思路是：采用定速滚刀器滚动切割椰子，然后通过滚压—切割一碾搓的方法使椰子脱壳。

图1-1为平台结构示意图。平台主要有传动部分4、输送部分2和切壳刀具工作部件5、7组成。平台的导向喂入装置2是直辊与螺杆组合结构，它既可以对物料进行水平输送，也可以完成导向功能，使椰子进入剥壳工作部件与切壳刀具轴向相平行。支承托辊7是由两个加工有不同形状辊纹的平行辊（纹理呈平行轴方向的圆柱齿轮状辊和纹理呈相交叉方向的辊）组成，它们的转速及方向相同。椰子的旋转动力由椰子与支承托辊间的摩擦力提供。滚刀通过压力杆在椰子上方施加切割力，实现椰子在平均中径方向滚压、切割。在椰子破壳过程中除对椰壳产生径向切割，还对椰壳有轴向分离的作用；故选用滚刀作为椰子的破壳切割刀具。另外平台的结构包括电机、传动部件、支撑构架、压力杆及调解机构等。

其各部分构造分述如下：

（1）传动部分：主要由电机13、四个齿轮3和大、小带轮和V型带等组成。小带轮12和电机13安装在同一轴上，大带轮4和最小齿轮安装在同一轴上。电机启动后，大、小带轮转动引起齿轮转动带动输送部分。

（2）输送部分：由下料斗1、出料斗9和导向对辊2等組成。

（3）剥壳工作部件：由滚刀5、一对支承托辊7和压力杆8等组成。滚刀和支

承托辊是主要零件，均采用合金工具钢制作而成。

2、平台工作原理

电机启动后，椰子从下料斗1落入输送对辊2上，输送对辊以一定的转动速度旋转，并推动椰子以一定的转动速度沿输送对辊的轴向方向运动，椰子经由一个每次仅能通过一个椰子的孔进入剥壳工作部件。椰子进入剥壳工作部件后，使滚刀5与椰子6相接触，在支承托辊摩擦力的作用下椰子作逆时针转动。椰子与滚刀摩擦力的作用使滚刀作顺时针转动，此时滚刀与椰子作相对静止运动。在平均中径处椰子被滚刀割开并继续转动挤压切搓，椰壳逐渐脱离椰肉，破壳后的椰子被高速推出，从出料器挡板9下料。由于滚切后的椰壳和椰肉已经部分脱离或裂开，然后进行壳肉分离即可。试验时，先将椰子加入料斗，旋转手柄，椰子就通过对辊输送到脱壳工作系统，只要微调控制手柄，使滚刀以一定的作用力与椰子接触，即可剥壳。

3、平台剥壳工作部件结构

剥壳工作部件由呈星型分布的支承托辊、滚刀、压力杆等构件组成见图3-1所示，下方两固定支承托辊同时作顺时针旋转。滚刀依据椰子的大小不同手动向上下移动，施加不同大小的力是通过控制手柄来调节，滚刀在压住椰子的同时并作顺时针的圆周运动，完成椰子的剥壳及卸料。

1.支承托辊，2.椰子，3.滚刀

4、传动方案设计简图

本设计的传动和执行机构较为简单，即动力由电机通过V带传动，直接将能量传到主动轴，主动轴的齿轮1带动过渡齿轮2，过渡齿轮2带动齿轮3，从而使得主动轴和从动轴以同旋转方向同速率转动。其方案简图如图5-1所示。

5、结语

该平台结构简单，采用机械剥壳法，机械性能稳定，提高脱壳率并且作业成本偏低，能满足一般小企业或家庭式作坊使用。但本设计精度上还有待于进一步改进。另外还需针对本结构对刀具进行具体讨论。（作者单位：1.重庆交通大学；2.重庆京东方光电科技有限公司）

参考文献：

[1]椰子剥壳机的研制.王旺平，李诗龙，刘晓艳.2011.03.02

[2]史建新，高大中，王学农，周向农.6PH.150型核桃破壳机[J].粮油加工与食品机械.2000.1：28-29

[3]陈秀文，谢俊夫，陈和贤.椰子剥壳机构之研制[J].农业机械学刊第15卷第3期.2006，9（03）：23-32

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇4

飞机总体设计阶段机翼结构质量分配方法研究

提出了一种机翼结构质量分配方法，能根据飞机总体设计参数，把机翼结构质量分配到承弯结构、承剪结构、分布气动载荷所需结构、起落架安装影响结构等12个功能结构部分。建立了飞机总体设计阶段机翼结构质量分配的分析模型，然后根据现有飞机机翼的质量和飞机总体几何参数，用参数优化方法确定了该分析模型中的`结构修正系数，从而得到一个机翼结构质量分配模型。用8架飞机的机翼所完成的算例证明了该方法的有效性和合理性。

作 者：王和平Wang Heping 作者单位：西北工业大学飞机系,刊 名：西北工业大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY年，卷(期)：19(2)分类号：V211 V211.91关键词：飞机总体设计 机翼结构质量 质量分配 歼击机

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇5

文档

一、背景分析：

随着网络教育的蓬勃发展, 如何更有效地建设网络资源日益成为重要而迫切的问题。基于网络教学是目前网络研究和应用开发的热点问题。利用先进的计算机技术、网络通信技术、多媒体技术等相关的信息加工处理传播技术, 将现实教学中的各种资源数字化, 并通过计算机进行教学管理的综合性的开放型的教学环境。一门多媒体课件一旦安装在网上的某一服务器中, 全国乃至世界各地的学员只要装配有联网的计算机就可以自己学习, 具有不依赖与教室和操作工具等优势, 而且只要有足够的网络带宽, 可以以多媒体的方式进行教学, 大大节省了教学资源。

从学员来看, 在构建社会终身教育体系和学习型社会的伟大实践中，网络教育作为一种新型的教育手段占据着重要的地位，对推动高等教育大众化和促进全民素质的提高将起到极其重要的作用。网络教育平台是网络教育的载体，是体现网络教育优势的关键。网络教学平台是一个以学员为中心的、开放性的、人性化的实验教学支持服务平台, 从学员来看网络教学系统是集理论教学、实践教学和辅助学习与其学习过程管理与统计分析为一体的管理平台, 它必将在程序设计教学中其他重要的作用，制作集成网络教学、考试、辅导平台。利用该平台, 学员可以实现网上交流和网上亲身体验;该学习的平台是一种教学辅助平台, 以实践为主线, 在传统教学的基础上力图强化学者的动手能力。

随着我国教育信息化进程的推进以及网络教学技术的不断发展，网络教学越来越满足教学的需要而将会成为一种主流的教学方式。网络教学是教育面临信息时代的重大抉择，网络教学的开展给教学带来了翻天覆地的变化，因此应积极创造条件，大胆的涉足网络教学。

二、网络教育研究与开发平台的功能分析

（一）智能管理、动态分析

教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它要为学员、管理人员提供全面的服务。通过管理学员保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到学员的帮助与辅导等；平台可以通过管理系统设置课程与教学计划，查看学员的学习档案，为学员提供有针对性的帮助；管理者可管理学员档案、发布最新信息、对教学学员信息进行管理和维护等。

突出师生之间交互的重要性，重视学习环境的创设，创设了教学管理平台, 其教学管理贯穿于学习者开始参与网络课程到最后考试测评的完整过程, 教学管理中包含了学籍管理、成绩与学分管理、财务管理、课程计划管理、答疑管理等, 保证教学能够正常进行的调控。另外由于网络学习对学员都有电脑技能的要求, 他们不可避免会产生操作上的困难, 因此很多网络课程中都提供了在线帮助。对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用。它需要收集与管理五种类型的教学资源: 媒体素材、试题素材、案例素材、课件素材、文档资料素材。学生可以在些发表议论, 与多个人交流, 获取更多的教学资源。

平台将开发的课程内容上载到相应的网络教学学员，在网络发布，实施网络教学。学员可以了解教学计划，可选择某些课程进行学习，系统需自动为学员配置课程学习资源，并记录本课程学习的过程。网络教学平台是网络教学的基础。为了便于学员查找素材及课程资源的重复利用，网络教学平台用数据库来管理教学资源。所有资源都分别需要建有其索引信息，以便快速的查找、浏览与存取。网络教学平台能对各类教学资源进行采集、管理、检索和利用。

网络课程开发、网络教学支持、网络教务管理和网络教学资源管理分别完成网络教学课程开发、教学实施、教务管理和教学资源管理的功能。网络教学平台实现了教学资源管理，学员管理，课程管理等教务管理功能。课程管理包括开设专业、设立课程，指定课程相关人员的权限和口令，分配建立与课程相关的设施；为了给学生提供有效的资源，网络课堂提供三种方式:一是课程资源，将有关资料、软件等材料在线上传到课程资源处;二是FTP资源，鉴于人力等原因，还可以利用FTP提供的大量的资源；三是网络资源

鉴于网络资源复杂性，系统设计师为精心为学员提供一些好的网络资源站点并及时更新。平台给学员在网上提供比较详细的讲义，可以利用超媒体提供更多的信息资源，并可以方便更新，还节省学员记笔记的时间，以及其它各种学员要用的素材在网上及时整理好。

网络教育平台完成网络课程内容的组织、呈现，实施模板式的网络课程开发，实现教

学资源的管理和重用，简化开发网络课程的难度，降低开发网络课程的技术要求。因此，网络教学平台支持的网络课程都要基干B/S模式，具有非实时、交互式的特点。简图如下：

（二）平台接口设计的集中监控

1.教学平台集中监控系统结构组成如图１所示，主要由一台中央监控计算机和多个控制器终端组成，它们通过以总线及通信接口单元连接。通信接口单元的主要功能是保证中央监控计算机和其他控制器的信息共享，从而实现监控机对其他控制器的远程监控。控制器将采集的电流数据、动作处理状态等信息通过通信接口单元传输给中央监控机，中央监控机再通过判断处理发出相应的指令通过网络接口单元传输给其他控制器，最后其他控制器根据指令完成相应的操作。

图１ 系统总体结构框图

2.通信接口单元的硬件设计其他控制器一般采用单片机控制，通信接口单元以其他控制器中的单片机作为中央处理芯片。图２是一个以ＡＴ８９Ｃ５２单片机为中央处理芯片的通信接口单元硬件结构框图。

图２ 通信接口单元硬件结构框图

图中的网络接口芯片采用Ｒｅａｌｔｅｋ公司的ＮＥ２０００兼容芯片ＲＴＬ８０１９ＡＳ，它符合ＥｔｈｅｒｎｅｔⅡ 与ＩＥＥＥ８０２．３标准，全双工工作方式，收发可同时达到１０Ｍｂｐｓ的速率，支持８／１６位数据总线和对１０ＢａｓｅＴ 拓扑结构的自动极性修正，使得系统可以稳定运行；４个诊断ＬＥＤ 引脚可编程输出；ＣＭＯＳ工艺，功耗低，单一电源５Ｖ 供电，可方便地与单片机连接。用户只要外接一个隔离低通滤波器２０Ｆ００１Ｎ，就可方便地实现以太网接入。3.通信接口单元的软件设计

通信接口单元的软件设计主要包括单片机和网络接口芯片的初始化、ＴＣＰ／ＩＰ协议族在单片机上的实现和以网络数据帧的接收与发送等。具体编程采用单片机ASP 语言，在Ｋｅｉ１Ｃ５１环境下编译调试。3.1、主程序

通信接口单元的软件主程序流程图如图３所示。单片机的初始化即是对单片机的串口和中断等进行的设置。

图３ 主程序流程图

3.2、８０１９的初始化在对ＲＴＬ８０１９ＡＳ操作之前，必须对其进行初始化设置。具体即是对其片内寄存器设置初值以选择芯片的工作模式，数据收发，ＲＡＭ 的读写等。寄存器页的选择是通过ＣＲ寄存器的ＰＳ０和ＰＳ１的值确定的。具体配置如下： １）命令寄存器ＣＲ＝２１，选择页０的寄存器。

２）数据配置寄存器ＤＣＲ＝０ｘｃ８，使用ＦＩＦＯ缓存，普通模式，８位数据ＤＭＡ。３）远程字节计数寄存器ＲＢＣＲ：指定远程ＤＭＡ 操作时传输数据的字节数，ＲＢＣＲ１＝０，要读取的字节数的计数；ＲＢＣＲ０＝１２，要读取的字节数的计数共要读取１２个字节。

４）接收配置寄存器ＲＣＲ＝０ｘｃｃ，使用接收缓冲区，仅接收自己地址的数据包和多点播送地址包，校验错的数据包不接收。

５）发送配置寄存器ＴＣＲ＝０ｘｅ０，启用ＣＲＣ 自动生成和自动校验，工作在正常模式。

６）接收缓冲ＰＳＴＡＲＴ＝０ｘ４ｃ，ＰＳＴＯＰ＝０ｘ８０，ＢＮＲＹ＝０ｘ４ｃ。７）中断状态寄存器ＩＳＲ＝０ｘｆｆ，将各位值设置为１，表示在初始化状态下，无中断发生。

８）中断屏蔽寄存器ＩＭＲ＝０，屏蔽所有中断。９）置命令寄存器ＣＲ＝０ｘ６１，使其选择页１。１０）初始化物理地址寄存器ＰＡＲ０—ＰＡＲ５。１１）置多址寄存器ＭＡＲ０～ＭＡＲ７均为０ｘ００。

１２）当前页寄存器ＣＵＲＲ＝０ｘ４ｄ，指向当前正在写的页的下一页。

１３）重置命令寄存器的值，将ＲＴＬ８０１９ＡＳ置于开始模式，即ＣＲ＝２２Ｈ。3.3、协议的裁减ＴＣＰ／ＩＰ协议是一套把Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的各种系统互连起来的协议族。接口单元主要完成网络数据传输，而无需提供复杂的网页浏览，因此需要对ＴＣＰ／ＩＰ协议适当精简，以适合在单片机上应用。接口单元的链路层由以网络控制器ＲＴＬ８０１９ＡＳ实现，数据通信采用ＩＥＥＥ８０２．３标准。它只处理接收地址与本机物理地址相同或为广播地址的以网络数据帧。网络层实现ＩＰ、ＡＲＰ协议和ＩＣＭＰ协议。ＩＰ数据报的首部保留２０字节的基本控制信息，实现完整的ＡＲＰ协议，对于ＩＣＭＰ协议只需实现其中类型号为０、代码为０的Ｐｉｎｇ应答协议。传输层实现用户数据报协议ＵＤＰ。ＵＤＰ是一种无连接的传输层协议，把应用程序传来的数据加上ＵＤＰ头，作为ＵＤＰ数据包发送出去。

3.4、以网络数据帧封装使用ＴＣＰ／ＩＰ协议传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐

个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息。接收数据时，则逐层剥离首部信息，并根据首部信息进行分用。以网络数据帧的物理长度必须在４６～１５００字节之间。

3.5、以网络数据帧的接收和发送当单片机查询到ＲＴＬ８０１９ＡＳ中有新数据时，就启动远程ＤＭＡ 读取网卡缓冲区中的数据并进行ＴＣＰ／ＩＰ解包处理，除掉各种协议头，然后根据需要将解包后的数据通过串口发送到其他系统中。数据帧接收流程如图4所示。

图4 数据帧接收流程图

在发送以网络数据时，将待发送的数据按帧格式封装，根据需要设置以网络目的地址、源地址、协议类型和数据段。之后将数据帧通过网络接口芯片发送至以网络。发送数据子函数部分关键代码如下： Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１２］＝０ｘ０８； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１３］＝０ｘ００；

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１４］＝０ｘ４５； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１５］＝０ｘ００； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１６］＝０ｘ００； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１７］＝０ｘ５４；

／／ｉｐ数据报的总长度０ｘ５４＝８４＝２０ｉｐ头＋８ｕｄｐ头＋ ５６数据段

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１８］＝０ｘ００； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［１９］＝０ｘ００；

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２０］＝０ｘ００；／／标志３位 Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２１］＝０ｘ００；／／片偏移量１３位 Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２２］＝０ｘ２ｅ；／／生存时间 Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２３］＝０ｘ１１；／／协议ｕｄｐ１１ ｆｏｒ（ｉ＝２６；ｉ＜３０；ｉ＋＋）

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［ｉ］＝ＩＰ＿ａｄｄ［ｉ－２６］； ｆｏｒ（ｉ＝３０；ｉ＜３４；ｉ＋＋）

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［ｉ］＝Ａ＿ＩＰ＿ａｄｄ［ｉ－３０］； ｋ＝ＣＲＣ＿Ｐｒｏｃｅｓｓ（２０，１４，０）； Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２４］＝（ｂｙｔｅ）（ｋ８）； ／／ｉｐ包头校验和，每１６位异或再取反。Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［２５］＝（ｂｙｔｅ）ｋ；

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３４］＝（ｂｙｔｅ）（Ｌｏｃ＿Ｐｏｒｔ＝８）；／／开始ＵＤＰ头１６ｂ源端口

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３５］＝（ｂｙｔｅ）Ｌｏｃ＿Ｐｏｒｔ；Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３６］＝（ｂｙｔｅ）（Ａｉｍ＿Ｐｏｒｔ＝８）；／／１６ｂ目的端口

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３７］＝（ｂｙｔｅ）Ａｉｍ＿Ｐｏｒｔ；Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３８］＝０ｘ００；

／／ｕｄｐ长度０ｘ４０＝６４＝８＋５６，设定ｕｄｐ数据区为５６字节

Ｓｅｎｄ＿Ｂｕｆｆ［３９］＝０ｘ４０； ｋ＝ＣＲＣ＿Ｐｒｏｃｅｓｓ（５６，３４，１）；

／／ＵＤＰ校验包括数据和头，所以放最后 ４．接口单元的测试及应用

远程监控计算机的通信部分利用ＶＣ实现，采用ＶＣ的Ｗｉｎｓｏｃｋ控件编程。本测试中将监控计算机与教室控制器通过网线对接。设置计算机ＩＰ地址为１９２．１６８．１．１８，教室控制器的ＩＰ地址为１９２．１６８．１６．１７。图６是Ｓｎｉｆｆｅｒ软件截获的教室控制器和监控计算机之间的数据通信情况。

从图６中可以看到源端即客户端ＩＰ地址为１９２．１６８．１．１７，而目标端即服务器端ＩＰ地址为１９２．１６８．１．１８，传输的数据是ｈｅｌｌｏ。测试结果表明教室控制器能够通过接口单元接收到监控计算机发送的命令，并对此命令作出响应并发送回数据。

（三）了解与学习课程全过程，并通过平台检测学习效率

学习功能主要包括网上教学和在线学习功能。网络教学平台支持在网络环境下的教与学的一切行为，在线学习功能主要包括论坛、在线练习或课件下载、在线答疑、电子阅览、视频点播和在线测试等。是对学员的学习进行评价，是直接针对学习效果的评价，即以国家的教育教学目标为依据，运用恰当的、有效的工具和途径，对学生的学习过程和结果进行事实把握和价值判断，从而考察和促进学习质量。它一般表现为学生的学习成绩、进步情况、能力和其他行为。其目的是为学员提供准确的反馈信息、促进学习、改进教学决策，最终提高学习质量。

网络学习评价对以网络作为学习载体的学员学习情况和学习效果进行价值判断，它是以学生为中心来研究其学习背景、手段、方法及取得的效果，从而寻求适合学员的学习方式，考察学员的学习质量。网络学习评价用网络为手段跟踪和记录学员学习的全过程，从而贯穿于学员获取知识的整个过程中，其目的直接指向学习过程和学习质量，所以在动态实施过程中不断给学习以支持和质量保证。实施完学习评价后，学员可以从评价的反馈信息中及时了解自己的学习状况，有目的地调整自己的学习策略，从而有效控制学习进程，高质量的完成学习活动。

网络教学中是对学员成绩的评价是很关键的。在网络教学中的评价往往比传统课堂环境中的评价更有效。可以把所有学员的回答记录下来，提供丰富的数据以供分析。当进行成绩评价时，必须考虑学员的参与程度和以往成绩。如果学习活动包括讨论平台，会议、电子邮件等多种书写形式的作业，可把它们集中放到学员的文件夹中。作业和考试的结果放在学生记录数据库中，然后教师才能对学生成绩作出一个正确的评价。

（四）开展网上交流与虚拟社区

网络教学是先进计算机科学技术水平的体现，符合现代化教育的一般规律，为远程教育提供一个真正高效的现代化手段。以“学”为中心，网络教学不仅仅是教学材料的网络发布，而更多的是学员之间的充分沟通与交流。这种沟通与交流的实现，以及保障教学质量的关键环节，有一个完整的网络教学平台进行支持。网上交流克服了传统课程教学中所存在的问题，使学员之间能够及时交换信息，有效地调动学员的学习兴趣。

网络教学平台可以使学员之间在教学中以一种交互的方式呈现信息，学员可以根据学员反馈的情况来调整教学。教学中学员学会运用网络学习与课堂教学环境下相比，网络学习中学员最大的不同是具有很大的自主性，他可以选择何时、何地、以何种方式来学习。这是以学员为中心的学习方法，学生具有极大的自由度。伴随着这种自主性的是责任感，学员必须具有动机和自律来完成学习，信息可来源于数据库或协作学习，另外，网络课程给学员协作提供了许多机会，小组教学正成为网络教学课程中的一个通用形式。对话意味着平台对学员的输入或选择有反应，如回答问题和查询结果等。网络教学中学员既有参与，又有交互。在网络课程中，学员的反馈通常是以E-mail 的形式进行的，通过 E-mail给学员布置作业，或对作业给出评论。平台对学员上交的作业评分，然后让学员下载该文件来看评论。给每个学员都提供个性化的反馈信息。学员间的相互评价可作为评价的替代或补充。来自学员的评价是来自同一层次，经常会很有帮助。然而，学员在评价别人的作业时通常需要细致的指导。学员常认为评价应是负面的，提醒学员在评论时要多一些建设性的评价。网络环境下的虚拟社区可以用文本形式参与讨论，还可以通过语音和按照需求传送视频图像，使学员似乎处于真实讨论学习环境中。

交流平台分为“信息中心”、“在线交流”两部分。

体现网络在教育中最大的两个用处，一是丰富的资源，二是快捷方便的联系。所以说，交流平台是网络辅助教学系统中非常重要的部分，它是实现个别化学习和协作化学习的物质基础，也是实现教学质量的保障。

“信息中心”类似于留言本，它可以使大家方便的联系。这里应该是一个高度智能化的服务中心，学员登录这里，就可以知道整个网站的信息变化与否。可以相互交流学习经验，共同解决疑难问题。类似于普通的聊天室。

（六）实现教与学的支持

网络教学平台实现了教和学的支持，以及对教学活动的管理与实现。提供同步、实时或是非同步的教学环境。网络学习具有个性化，学员的起点与能力各不相同，所以网络教

学平台必须能够针对不同能力的学员，提供不同形式的教学。因此网络教学平台要能为学员提供适应性超媒体教学。根据学员的个别能力特征，动态呈现与学员当前学习能力最相关的基于超媒体教学内容。它应有两个含义：一是学习内容的选择上平台可以根据学员的历史记录和能力估计，选择学员没有掌握或是没有学习过的教学内容，这些学习内容是与当前学员能力最接近的。二是在学习内容的组织上，平台将根据对学员估测的能力和学习的认知风格，选择最适合学习者的内容呈现方式。公布网络教学资源的内容，为学者提供大量有用的资源链接，实现基于资源的学习;通过课程论坛等实现协作学习策略;使各种教学策略融合到平台中。

网络教学平台提供一个测试平台以检测学生的学习效果。根据一些教育测量指针作统计与分析，再根据这些测量指针具体指示的意义，对教学过程和活动作调整，并对具体学员给出论断，对下一步学习提出建议。

网络教学平台中也提供为学生实时答疑的工具。分为自动答疑和人工答疑两大部分。平台将学科最常见的问题按一定的分类放在知识库中，当学员遇到问题向平台提交时，平台就可以根据学员对问题的描述，在知识库中进行搜索，给出解答。如果平台没有搜索到对该问题的解答，平台将会通知学员，并采用两种方式进行处理：一是将问题通过电子邮件的方式发给主持这门课程的技术老师，当技术老师对问题将解答后，平台自动将解答发送到学员的邮件箱，并将问题解答自动加到知识库中；二是将问题公布在答疑布告上，征求答案，有人对其解答后，平台将通过电子邮件通知该学员，同时平台也会将解答归纳到知识库中，以便其它学生遇到类似的问题时，平台能给予自动应答。

纲络课程开发支持基本教学逻辑的设计。这个工具能够简化开发网络课件和备课的过程，降低课程开发对电脑技能的要求，使一般学员易于学习掌握。同时要求学员通过该工具开发的内容能直接发布到网络。该工具所具备的特色是：支持网络多媒体开发功能，进行多媒体素材的导入、制作，而且能够方便、快速地生成课件；提供素材库与素材管理软件，解除制作、寻找素材的麻烦；提供一些网络课件的模板和向导库；支持网络化学习模式，即充分发挥学员认知主体作用的学习策略与学习方式，如协作学习、发现式学习、角色扮演学习等，并支持生成这种学习策略所需要的内容。

强调让任何学科的学员无须学习编程，无需掌握任何计算机语言就可以开发所需要的课程，发布课程内容。绝大多数平台模块都通过设置课程内容模板来实现的。为学员提供强大的网络课程编辑功能。学员不需要学习任何网页工具软件和语言，就可以在平台的在线协助下，方便地进行课程目标规划。同时自动完成教学进度安排。学员只要了解简单的

编辑知识就可以轻松完成课程的编辑上网。极大程度的减少了学员的工作量。详细结构图如下：

三、网络教育研究与开发平台的特点阐述

（一）、以学员为中心构建知识、学习资源

网络教学平台是以学员为中心的教学模式的体现，所以，不论大的方面还是小的细节都应该坚持以学员为中心。一切为了学员学习，充分发挥学员的主动性和创造性。网络教学以学员为中心，以学员学习为主，不受教学课堂的限制。学员由被动接受变为主动学习，通过信息技术，充分利用各种学习资源去主动构建知识。学员将成为知识的探索者和学习过程中真正的认知主体，从生搬硬套、死记硬背的学到带着任务解决实际问题的学，从按部就班的学到自定步调自定目标的学，有利于学员创新能力的培养。不再以指导者的身份出现，而是学习过程的积极参与者，不是讲坛上的圣人，而是学员亲密的朋友和指路

人，学员的恐惧心理消失，主观能动性得以充分发挥。

（二）、网络环境下教与学有效地结合

平台功能非常强大，但使用非常复杂，因此、在设计时，凡是可有可无的模块坚决不要，对于较复杂的模块，力争使用界面简单。

网络教学平台使学员的教学行为能够在网上得到很好地实施，保证在网络环境下教与学有效地结合。计算机网络技术为个性化学习提供了良好的技术支持，学员可以根据自己的需要选择学习的内容及课程的进度，有利于因材施教，极大地提高了学习效率和学习效果，实现了班级授课制下的教学个性化。学员户都能最大限度地享用自己不拥有的各种教学软件和大量的信息资源。学员可以随时随地上网学习，查阅各种参考资料。网络能为学员提供丰富多彩、图文并茂的学习信息资源，学生有了很大的、自由的选择空间，他们可以从广泛的信息源中选择他们所需要的学习材料；按照他们各自的实际情况来设计和安排学习，真正成为学习的主体。包括：

(1)、构建资源型的教学环境

基于网络技术的资源共享特性，构建资源型的教学环境。网络资源包括学习内容及相关的辅助学习材料。（2）、提供最佳的认知工具

网络平台提供最佳的认知工具。认知工具是支持、指引、扩充使用者思维过程的心智模式和设备。在现代学习环境中，指以计算机和通信网络相结合，用于帮助和促进认知过程的工具，学习者可以利用它来进行信息与资源的获取、处理、编辑、制作等，并可用其来表征自己的思想，与它人通信协作等。

(3)、支持多种形式的教育模式

网络平台支持多种形式的教育模式，特别是基于问题的探索式学习模式、协作式学习模式、资源式学习模式。

(4)、构建与传统校园环境一样的文化氛围、人文精神

网络平台提供构建与传统校园环境一样的文化氛围、人文精神。将校园的潜在影响在空间上延伸，提供内在精神的物化工具，如图书馆、虚拟社团„、虚拟学术演讲厅、学生社区、教师社区、娱乐室等。

(5)、帮助学员扩充知识

平台发挥帮助学员扩充知识的主导作用。网络教学活动是以学员为主的自主学习活动，学员是学习的主体。网络教学是落实课程标准和改变学员学习方式的需要

新的教学课程标准明确指出：现代信息技术发展对教学教育价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的教学活动中去。

（三）、操作方便 不断更新系统性能

方便教师管理和使用，程序结构清晰，目录结构清晰，增强系统通用性、扩展性等涉及理念。具有可扩充、自适应、可定制等特点。在结构上以教学本体为核心，采用本体的思想设计教学过程和教学内容。系统内部一般有两种角色:管理员、学员，他们分别在平台中演绎自己的行为。基于网络环境支持校内外教学的支撑平台，面向教务，提供与教学有关的较为完整的操作支持，教务、学员可以完全基于网络完成相关的教学活动。

（四）、没有空间和地域的限制

使用者可以根据需要随时调整界面，增减内容。课程列表显示了系统内每门课程的描述，包括是否允许访客使用，访问者可以对课程进行分类和搜索，按自己的需要学习课程。由于先进的网络技术，系统的通信、集成和演示功能强大，教学内容来源广泛，几乎不受时空和地域的限制，没有国界和种族的隔阂，是一种全球性的交流和学习，学员可以更快的更新学习观念、学习方法，从而增强学习能力。因特网上资源丰富多彩，很多都是最新的最先进的各学科研究成果，促进了教学内容的更新和现代化。而且还可以使更多的人又更多的机会接受教育。

（五）、同步与异步教学相结合

教与学的过程是同步进行的，除了学员不在同一地点上课之外，学员可在同一时间远程听老师授课以及师生之间进行交流。充分体现网络教学不受空间的限制的优势。可全天24小时进行，学员可以根据自己的实际情况来确定学习时间、内容和进度，可随时在网络下载相关学习内容或向技术老师请教。实现了网络教学不受时间、空间的限制的特点。

网络教学实现了教学超越时间、空间的限制，学员可以根据自己的需要随时随地进行网络学习，网络教学平台设计时以异步教学为主，兼有同步教学的这种方式，更能实现网络教学的高效。

四、总结

随着网络技术的高速发展，网络教学平台环境也成为现今热门的技术。外加Internet的普及和发展，网络教学平台的开发受到更多的关注，基于多媒体教学将是网络教学的趋

势，通过网上进行同步双向交流和资源共享，更好地体现了网络教育的灵活、开放、基于资源的特点，及其在全面教育方面的无可比拟的优势。网络教学的构建将朝着功能进一步完善，操作越来越简化，资源渐趋丰富，服务形式更多样，教学内容多媒体化和情境化，交互方式多样化，导航系统便捷化的方向发展。利用现代信息技术进行教学资源信息化建设，已经成为重要的教学手段。目前数字化系统和无线网络建设也日趋完善，未来的网络教学平台应能适应这些技术的发展，比如可以将网络教学平台整合到学校的一卡通当中等。随着教育技术理论和网络技术的不断发展，对网络教学平台的研究和探索还将不断深人，网络教学平台也将在现代教学中具有广阔的应用前景。

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇6

【摘要】本文主要阐述了基于工作情境的《海关报关实务》课程设计总体思路与步骤，分析了课程设计的总体框架，对每个工作任务的实施步骤、教学方法等也做了说明，以期对《海关报关实务》教学改革有促进作用。

【关键词】工作情境；任务驱动；课程总体设计

一.研究背景

随着我国高职教育的不断发展，高职教育正处于全面发展和深化改革的重要阶段，如何使课堂教学与职业岗位有效接轨是我国高职教育改革的重点。教育部 [2011]9号文中也提出：“高职教育以就业为导向，创新体制机制，推进产教结合，实行校企合作、工学结合，促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接”。

基于工作情景的专业课程开发是高职院校课程建设的一种新模式。这种教改模式，主要是通过对企业的调研，分析企业相关职业岗位所需要的知识、技能、素质，基于工作过程重构课程内容及教学过程。本文以国际贸易专业 《海关报关实务》课程为教学改革载体，对“基于工作过程教学”的《海关报关实务》课程进行总体设计。

二.课程设计总体思路与步骤

课程设计的总体思路是以“行动导向”为主题，深入海关、货运代理公司或报关企业、通过对货物进、出口报关过程各个阶段及相关程序等教学内容设计学习情景，打破传统的课程体系，构建工作情景的课程教学体系。

设计的步骤是通过调研确定具体工作岗位，归纳出典型工作任务。接着，对工作任务做深入的分析，包括知识结构，技能要求和业务素质等。在分析工作岗位和任务的基础上，重新划分教学模块，制定新的课程标准，构建以项目驱动的基于工作情境的海关报关教学体系。

三.课程设计总体框架

（一）制定课程标准

以基于海关报关工作过程的课程设计理念为指导，以报关员岗位职业能力和职业素养培养为重点，通过对南昌有关报关行及国际货代公司的调研，参照国家报关员职业资格标准，在企业行业专家共同帮助下，确定课程目标及内容，制定课程标准。

（二）任务驱动型教学模式的设计

根据报关员岗位工作任务，打破传统的教学模式和教学模块，重构报关实践教学内容。报关工作的流程主要由以下四大环节构成：审单、录单、申报、交单――查验货物――查询编码、计算关税、缴税――办理放行手续。

然后根据相应的工作任务，使学生在模拟工作情境下，了解海关报关程序和制度，完成报关员在方式下的真实报关操作过程。可以利用实训室的设备进行软件模拟和角色扮演，突出实践性，让学生模拟完成现实报关员一般进出口货物的报关操作。

（三）基于工作过程重塑课程体系

以报关行或国际货代公司报关员真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，设置基于工作过程的学习内容和领域，科学重塑工作任务，以模拟真实报关业务为承载重新构建学习项目。下面以保税物流货物为例进行说明：

（四）按照岗位要求和工作任务要求，优化教学设计

对海关报关工作进行任务梳理后，针对不同的工作任务，还要优化设计教学模式和方法，才能达到提高学生实践能力的效果。具体来说，首先，教师应该明确每项任务的学习目标，包括知识目标，能力目标和操作目标。然后再虚拟一个合适的报关环境让学生进行模拟操作。第三，教师要对工作任务涉及的知识点进行详细的讲解和梳理。最后，把学生分成若干小组进行模拟演练并且按照评分要求打分，提高学生兴趣和实践操作能力。

四.结束语

《海关报关实务》课程实践很强，应该按照完整的报关工作过程，将理论教学和实践教学集成化，使课堂学习融“教、学、做”为一体，把报关知识和技能置于课题模拟工作过程、工作岗位的环境中。基于工作情境的课程开发，有利于获得结构完整的工作过程中所涉及到的知识、职业技能和相关职业体验，是值得我们尝试和推广的课改方向。

参考文献

[1] 教育部.关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见.教职成 [2011]9号文

[2]许英，唐金龙.基于工作过程的《报关实务》课程设计研究[J]现代企业教育，2011，（24）：228-229

[3]腾颖.基于工作情境的海关报关实务课程设计探讨[J]才智，2011，（5）：316-317

[4]苏超艳《.报关实务》课程任务驱动式实践教学研究[J]华章，2012，（12）：179-180

李林，（1986-），男，江西上饶人，硕士，助教，主要从事国际贸易教学研究。

网络教学平台的体系结构与总体设计 篇7

当前，现代信息技术特别是网络技术、多媒体技术、Internet技术所引发的教育手段、教育观念和模式的革命，使远程教育超越了时间与空间的阻碍、教与学的彼此互动进入一个全新教育模式，远程教育达到了最大限度的延伸。对于依靠互联网开展远程教育的广播电视大学,良好的网络环境是保证教学工作和远程教育教学质量的重要基础。建立良好的网络支持系统，提供更好的技术支持服务，为实现终身教育、继续教育、素质教育的深入开展提供有效的保障。

二、远程教学系统的网络环境与现状

青海广播电视大学经过30多年的发展，全省建成分校或教学点26所，形成了覆盖全省的系统办学网络，开展多层次、多渠道的办学模式和教育形式。目前在校生有1.2万人，其中开放教育学生8000人以上、网络教育、联合办学学生约2000人左右，每年开展社区教育和继续教育培训约1.4万人次。这些大部分依赖于网络的支撑，然而，近年来网络高速发展，网络规模迅速扩大，网络故障和安全问题变得日益复杂，所面临的潜在威胁也越来越大，很多网络故障和安全问题影响了正常的工作秩序。主要表现在：一是，访问量增加与网络带宽的矛盾较为突出，实施远程教学大量教学资源是高质量的视频与音频，学员在观看教学资源时经常不流畅。二是，科学高效网络管理与可靠的安全体系不完善，网络变慢、时断时通的现象时有发生。三是，应用数据备份系统不健全。因此，提升校园网安全管理体系和安全运行体系就显得非常必要的。

三、建设目标与内容

建设可管、可控、可信的网络提高网络运行质量，完善数据备份的有效性，提升服务器应用系统性能消除访问瓶颈，建成能满足1万人同时在线学习的要求，提升远程教与学效果，形成现代远程教育中心和教育信息资源中心。

1.拓宽电信出口带宽

目前我校的出口线路主要有两条即教育网线路、电信线路，其中电信线路出口带宽仅为6 M，由于大部分学员所在的都是电信网络，其流量非常大。电信线路带宽远远不能满足较高的访问量。经与电信专业人员沟通，经实地考察建议目前升至50M以上带宽比较合适。

2.进一步做好网络出口网络设备的双机备份工作

网络中一些关键的网络设备是校园网和广域网连接的核心设备，要求有高度的可靠性。如果发生故障导致校园网全面整体瘫痪，影响正常的工作秩序，为确保网络畅通需作这些设备双机热备，目前，核心交换机已作双机热备。本次方案采用与现有设备同品牌的阿姆瑞特AS-F5500Ltd 安全网关实现双网关热备份，保证网络的正常使用。

3.增加网络流控设备和网络管理软件提升网络管理能力

网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、分析、评价和控制。 然而，Internet是一个开放的、无控制机构的网络，简单的网络管理技术和单一的防护产品已不能适应网络迅速发展的要求。仅依靠传统的网络安全设备来保证网络层的安全和畅通已经不能满足网络的可管、可控要求，因此以终端准入解决方案为代表的网络管理软件开始融合进整体的安全解决方案。通过对我校网络现状分析及咨询考察同行的经验，采用安装专业网管软件eSight 应用平台和采用阿姆瑞特AQ2000流控设备，通过对接入用户实施安全策略，控制终端网络使用行为，避免大量的带宽都被下载、网络视频等P2P类应用吞噬，实现高效、便捷地网络管理目标，全面推动网络整体安全体系建设的进程。

4.应用服务系统的提升（见图）

（1）购置Cisco UCS 刀片服务器。Cisco刀片服务器结合虚拟化技术VMware，提升访问性能和服务器的工作效率。采用内嵌服务器管理软件，提供图形化界面便捷管理。

（2）建立服务器负载均衡系统。由于目前网络的访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。目前我校教学平台的平均访问量较大，除了增加帶宽，提升服务器性能外，还要积极采用负载均衡技术，这种技术能使大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间，系统处理能力得到大幅度提高。避免服务器、数据中心等的单点失效，达到更好的访问质量。采用CISIO ACE应用程序负载均衡引擎，有效处理HTTP 请求和并发会话数、吞吐量的需求。

（3）建立应用服务数据和教学资源的备份系统。开展远程教育学习者的数据和教学资源极为重要，一旦遭到破坏或丢失将会给正常的教学工作带来重大的影响，为避免这种情况的发生，行之有效的办法是采用数据存储备份。及调研采用购置nas大容量机架服务器和EMC网络存储，用于储存和备份教学资源，实现数据安全和资源安全。

四、结束语