基于数字化校园网系统的 高等数学资源共享平台的设计与实现论文

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摘   要：  以我国的高等教育资源数字化共享系统为基础 , 通过使用国家数字化校园网系统中稳定、可靠的硬件运行系统与 网络通道 , 整合了我国高等数学共享平台教育资源，  研究信息共享和生产服务系统 , 可以形成全国高等数学教育研究的共享存 储论坛与全国高等数学教育信息支持系统 , 以进行知识共享、资源共享的内容管理 , 以及网络知识整合等功能共享。

关键词：数字化校园；高等数学； 资源共享平台
【Abstract】： Based on the digital sharing system of higher education resources in China, by using the stable and reliable hardware operation system and network channel in the national digital campus network system, the information sharing and production service system of higher education research resources in China is integrated, which can form the national shared storage forum of higher education research resources and the national higher education information support system, which is helpful for the functions of knowledge sharing, content management of resource sharing and network knowledge integration.
【Key words】： digitization;advanced mathematics;resource sharing platform

1 数字化学习的优点

        与传统学习方法相比，网络学习强调学习者的自主学习 和自主研究，注重学生之间的合作。因此，作为一种新的学 习方法，数字化学习具有许多新的特点，主要体现在：

1.1 师生交往的平等化

        数字化学习为教师提供了一个新的教学平台，为学生提供了一个广阔的学习空间，教师淡化了教学的权 力，成为学生学习的向导和促进者。他们已逐渐从传统教育转向指导教育，并显示出主导地位，他们是教育过程中的参与者。教师应合理地整合数字化学习资源，引导和组织学生在数字化学习中发挥主导作用，师生关系 是一种“主导主体”，是一种平等的关系。

1.2 教学内容的整合化

       在知识和数字化的时代，除了教师和教科书之外， 网络和各种媒体也是学生知识的重要来源。学生可以 选择不同的学习内容和方法，包括选择教师、课程和学 校。使用数码产品进行学习，学生的学习效果有了显著 提高。这种学习方法真正做到了“因材施教”。

1.3 学习时间的终生化和学习空间的网络化传统教育更重视学校教育。现在，  终身学习的理念 已经在全国传播开来。学习不再是大学生的专利。学前儿童、中年人和老年人通过终身学习方案与这一主题联系在一起。集成存储和处理的电子学习环境长期以来在组织架构上将个人使用和信息传播联系在一起。数字学 习是通过时间和空间限制进行的。作为教育培训技术的 有效技术手段，它不仅满足了个体学习，而且满足了教育普及化的要求，为终身学习提供了条件。
2 数字化学习资源平台构建的依据

       目前，  许多教育专家正试图找到一个理论基础来指导 数字化学习资源的实践。但到目前为止，这一理论还没有 得出具有真正指导意义的具体结论。以下两种是作者认为 相对合理的“学习观”。他们之所以学习，是因为他们没 有形成真正的学习理论，而是数字时代的学习理念 [1]。

2.1 面向网络的学习观――联结主义

       联结主义学习观的起始点是个人，个人所拥有的知 识远比他能表露出来的知识多很多。学习者可能学习到 的知识是一个网路，个人的知识包含在这个网络中，他 们从网络中获取知识，依次反馈到网络中，然后更多地 了解形成循环连接的网络。信息的全面发展可以扩大知 识网络的范围，人们所能学到的知识将变得更加丰富。

2.2 有助于学习者个性的发展――自主学习方式

       在数字化学习时代，自主学习的观念至关重要。该课 程观强调把学习者当作学习的主体 , 学习者是利用自身的能 力独立分析、研究与实践 , 来掌握知识并完成学习目标的 主体。与接受学习不同，   自主学习抵制死记硬背和机械学 习的过程，支持学习方法的学习意愿，积极参与。它的内 容和学习目标可以由教师或学习者根据学习进度提前安排。

3 数字化校园系统下高等数学资源共享平台的架构

3.1 数字化校园实现目标

       基于数字化校园网系统的高等数学资源共享平台总 体设计目标是：（1）学习资源类型设置多样化，具有共 享性、可重用性，尽量满足学习者的需求；（2）实现相 应的学习论坛，能对学习资源做出评价；（3）对资源的 检索尽量做到基于全文信息的检索；（4）实现同步刷新 机制，让信息传递具有时效性；（5）实现多种资源类型 的搜索，如音视频、多媒体文件等；（6）支持动态建 构，便于维护资源内容和管理用户 ；（7）平台架构具有 稳定性好、安全性强和良好的开放性与可扩展性 [2]。

3.2 资源共享平台的架构

3.2.1 资源说明

        当发布者在该平台上发布资源时，  需完成该资源的相 应说明，以便检索者在看到该资源题目时，能及时辨别出 它的相关信息，并决定是否要浏览或下载该资源。资源信息的条目说明，包括资源题名、资源上传时间、资源类型 ( 普通文档或者 PPT，音视频资源等多媒体资源 )、阅读 者在使用资源后对该资源的评论等。考虑到该平台以后 的可扩展性，在设计相应的条目说明时，尽量做到建立 一张单独的表来达到随时增加或改变相应的条目说明。

3.2.2 资源检索

       与大部分数字化学 习平 台一样，  使用者可 以通过题名、关键字、类别等条目的检索字来查找相应的资源。特别说明：通过“关键字”条目来检索资源时，通常 检索到的是对文章中已有的关键字段，而本平台中“关键 字”检索，其检索结果是针对文章中出现频率最高的字段。

3.2.3 不同类型资源使用说明

       在本平台上发布的高等数学资源包括目前常见类 型，包括 PDF 文档、Word 文档、PPT 多媒体课件、音 频和视频等类型，为了保护版权，上传资源者可以设置其上传资源是否能被别的使用者下载，如果不能被下 载，则在网页中得到相应的显示。

3.2.4 管理说明

       该高等数学资源平台管理者通过采用动态权限设 置，对不同角色用户分别管理。该平台包括五个权限模 块 : 资源基本信息、资源类型维护、用户基本信息、系 统菜单管理和角色功能管理。通过管理人员的设置，不 同用户所有使用得权限模块不同。平台能把使用者和资 源置于严密的自动控制之中。

3.2.5 应用操作

       该高等数学资源平台除了有一般的增、删、改、查 外，可对所学资源与老师或其他学习者进行交流讨论， 并作出即时评价。为避免因资源信息改动后，使用者不 能看到及时的信息，本平台将采用 Web 推送机制实现 同步刷新功能 [3]。

4 高等数学资源共享制作系统

        从一开始就将情境教育存储和广播（微课）与网站 制作相结合，解决教师上课的技术难题，使高等数学多 媒体课程的制作更加容易，大大提高了高等数学课程的 制作效率，与数字校园网兼容。

4.1 情景教学录播（微课）系统

        图像和声音广播系统 (Microclass) 采用了优化的 视频、声音和图象处理技术。在实施高等数学多媒体教 学时 , 还可记录现场的教学活动过程 , 如教师录像、语 音、多媒体演示、各类电子课件、计算机操作流程 , 还 有鼠标的移动轨迹、物理图形和图像，即使是教师的即 兴黑板书写过程多媒体语音显示也同时经历了选址课 程。记录和传输条件学习系统（Microclass）支持以一 种文件格式存储情景课件，通过媒体播放器播放和在线订购，或通过浏览器保存和播放多个通用 WMV 文件。


4.2 Web 课件制作系统

        网页编辑系统基于网站的教育计划，结合多媒体视 频和音频、Flash、图像、电子课程、网页和其他材料。 使用 HTML 属性，用户可以轻松地将图像、音频、视 频等资料 , 以及将 Flash 动画加入到高等数学课程中。

       栏目内容和数字多样性。  网站也可 以用作 内容栏 目或章节、视频、办公室文件以及其他新媒体类型 , 或者现有 的个人网页和电子邮件地址。专栏练习和试卷支持各种 类型的问题。该系统支持高等数学中客观问题的自动更 正。Web 课件准备了一个具有以下强大功能的系统：

（1）  丰富而多彩的 Web 课件模块 , 让 Web Course Builder 所制作出的 Web 课件形式丰富多样 , 内容变化 多端。（2）  用户只需关注如何共享专栏或章节中的内容 , 而不用关心他们在物理硬盘上的存放。（3）一个有效的图形混合编辑环境。HTML 编辑器允让用户写网页就想 打字一样容易。（4）超链接功能使课程中的列和图之间 的跳转更容易，并加强了每个课程内容模块之间的连接。 （5）支持各种资源和材料：使用 HTML 的属性，用户可 以在这里轻松添加图像、音频、视频资源和 Flash 动画。 （6）专栏和章节内容的多样性：  网站可以以专栏或章节 内容、视频、办公文档和其他媒体类型的形式使用，甚 至可以以现有网站和电子邮件地址的形式使用。（7）专 栏练习和试卷支持不同类型的问题。选择题、多项选择 题、填空题、简短答案和其他类型的查询是您自己的屏 幕样式和回答，这些形式都很实用。系统支持自动更正 客观问题。（8）课件界面的可定制性：可以随意更改课 程标题、图像、背景等。（9）自定义模板功能：用户可 以自定义保存当前编辑的课程，用于维护原课程的内容。

5 高等数学资源共享的实现方案

5.1 资源存储平台

        资源库分为六个子库：教材与课程数据库、教学软 件数据库、课程教学数据库、实例与测试数据库、视频 教学数据库、数学实验数据库等。

        在教材和课程库中，它记录了本期的课程日历、高数 内容介绍、教学大纲、每章的电子学习计划、电子学习材 料和一些实用参考书。教育软件库包括常用的数学工具， 如 matLAB、SPSS、Stata、SAS、Maple 和 C+++，   这 些 工具更易于下载，对学生来说更实用 [4]。《高等数学》课 程课件 PPT 演示存储在“教学课件库”中。其中三角函 数图像与性质、定积分的概念、定积分在几何与物理上的 应用、二重积分的概念及计算、多元函数、曲线与曲面积 分的课件使用率较高。在学校通过“例题及试题库”记录 的历年同步试卷、典型考题、高等数学课程综合试卷、期末考题分类整理 , 以促进学生的自主学习与期末复习。视 频图书馆的教学维护与高等数学课程和现场教育相关的微 课程内容录制与播放。在“数学实验数据库”中，  记录高 等数学课程各章节的数学实验内容。教师使用 MATLAB 中的数学软件组织实验科目，并允许学生独立编写程序。


5.2 教学支持系统

        在线辅导。  系统还提供了两个运行模式：教师模式和讨论模式。在教师模式下 , 老师能够使用声音和白板的功 能 , 如果学生需要使用声音或者白板必须先向教师提出 , 老 师也可以同意学生使用 , 但可能限制学生的使用。在讨论 模式下 , 学生通过抢占的方法取得音频与白板的使用权利， 使不懂的高等数学知识及时得到解决，落实的更彻底。

        答疑讨论。学生可以首先以书面形式提问，系统会 自动找到系统数据库中类似或相似的答案，并将其呈现 给学生。当系统无法为学生提出的问题提供满意的答案时，学生可以通过与教师的互动讨论直接向教师提问， 这样使学习高等数学知识更加灵活。

        网上作业。它涵盖了教师在线提供作业或链接、发 布作业、学生做作业、教师批改作业、作业发回和作业 统计的全过程，使高等数学知识学习及时、全面。

        网上测验。这一模块使用来测试学生的学习成果。 试卷是一个随机创建的系统。自检完成后，系统将提供 参考答案，对高等数学的学习带来了便捷、高效。

5.3 学习控制

        能够调节与管理各个阶段学生的学习时间。

5.4 教学质量管理

       它还提出了在教师教育中高等数学的定性评估 , 分 为定性评估和定量评价 , 包括了评估指标体系的设定、 评估影响统计以及学校对老师教育的定性参考评估。
 
5.5 个人助理

        它主要是对用户个人数据管理的补充，包括信息提 供、消息通知和问卷调查。

6 结语

        数字校园网系统在数学专业实践和教学中使我们能 够了解更高层次的数学资源配置。完善高等数学教育资 源数据库将使我们能够逐步实施在线教育准备、电子学 习、在线交流、在线研究和自主学习模块，并实现资源 浏览和下载、课程使用、媒体课程需求、订阅视频、在 线答疑和在线考试，最终实现高等数学数字资源得到充 分优化和利用。

参考文献

[1] 庞金龙,于水英.高校信息资源共享平台的设计与实现[J].数 字技术与应用,2013(6):182.
[2] 张瑶.基于云计算的高校学习资源共享平台的设计与实现 [D].新乡:河南师范大学,2016.
[3] 蒋漪涟,刘晓丹,张路通.基于云存储的教学资源共享平台的 设计与实现[J].机械制造与自动化,2016,45(04):104-107.
[4] 尹光,陈金涛,刘云川,等.新编高等数学[M].北京:北京邮电 大学出版社,2018.


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