基于XML的个性化网络教学课件系统的研究和实现

1、基于XML的个性化网络教学课件系统的研究和实现     摘  要：文章概述XML在个性化网教学课件系统开发中的优势，研究网络教学课件内容分解成各个知识点，来解决课件内容的个性化选择，利用XML技术，实现个性化的网络教学课件系统。 关键词：网络课件；XML；XSL；知识点；个性化 引言 随计算机网络技术的快速发展，依托网络，发挥网络丰富的信息资源和不受时空限制的优势，实现网络教学。由于网络学员的个性千差万别，若使用划一的、模式化的教学目标将否定或无视学员的丰富色彩的个性，这与创教育和现代教学理论发展的要求是相悖的。 因此，我们在组织实施网络教学过

2、程中，对网络教学课件的开发应体现个性化，实现学员在学习过程中，呈现给学员的网络教学内容个性化，显示的页面样式个性化，并有个性化的学习指导。这样学员在独自地网络学习中不会盲目学习，更有针对性和目的性。使学员按照自身个性的本来面目投社会，这才符合教育的本质要求促进人的个性完善，我们一贯所支持的“因材施教、因人而异”的教学理论也将在个性化的网络教学课件中得到体现。 而现有的网络课件主要是基于HTML网页的网络课件，制定者按一定的思路，以HTML网页形式呈现教学内容，通过网页集成图形、图像、动画、音频、视频等媒体表现形式，嵌入脚本生成动态网页，以同一模式呈现给所有的浏览者，教学内容互相链接而形成一个知

3、识结构网状图，网络教学课件起电子教材的作用，缺乏教学内容、显示样式等个性化。 1   XML在个性化的网络教学课件系统开发中的优势 XML虽与HTML一样源自SGML，但吸收SGML的精华，增加了部分互联网的特殊成分，突破了HTML固定标记集合的约束。使用者可以运用XML自行定义无穷无尽的标记及属性名来描述文件中的任何数据元素，使数据与表现形式剥离开来，使数据结构化并能自解释。XML被推荐为下一代网页发布语言。 使用XML开发个性化的网络教学课件，至少存在以下几点优势：1、可实现课件信息的标准化。 XML具有良好的语义和清晰的结构，是 Internet上不同系统、不同平台上

4、进行数据交换的理想格式，可以用来定义标准化课件信息格式。2、具有开放性的课件。XML强大的数据检索能力为课件信息的开放性提供基础，并达到课件共享和重用的目的。3、课件信息的组织。一般教学课件的内容可以划分为若干知识点，并以知识点为基本单元来组织整个教学内容。所形成的树状层次结构数据表示与XML层次和结构化文档组织正好相和。4、课件内容的维护。XML实现了形式与内容的分离，数据从最原始形式就与其最终表达分离开来。XML文档重在描述数据及其之间的关系，专门用 XSL和 CSS来表现其内容，使同一数据可以根据实际情况具有多种表现形式，真正实现个性化发布。 2  基于XML的个性化网络教学课

5、件内容的组织 课件制作者在认真地考虑本专业课程的网络教学过程中的各种教学需求中，既要考虑本课程教学内容，又要考虑辅助教师教学、学员学习、资料参考、扩展学员兴趣的需要，同时也应考虑如何更好地适合个性化网络教学，从而最终确定网络教学课件的内容。 2.1 网络教学课件内容分解成各个知识点 一般来说，一门课程的教学课件内容从整个课程来看具有层次型结构，即可分解生成一个树状结构。可以用知识点作为描述课程内容的基本单位，它分为复合知识点（可以再分解为复合知识点或原子知识点）和原子知识点（不能再分割）。知识点可以看作是阐述某一方面的教学内容，同时包含相关练习及相应多媒体演示课件、相关知识链的一个完整的教学单

6、元，甚至可以为一段文字、一幅图表、一段动画、一段视频、一段声音等学习对象或实体作为某一个知识点，一门课程的学习可以看成对一系列知识点的学习过程。各知识点划分越细，对各知识点重用性就越高，知识点之间的关系从整个课程结构分析，可以看为树形结构。但由于知识点之间又相互关联，又形成网状结构。 2.2  网络教学课件的数据元素的描述 为了增加与有关教学资源元数据规范的一致性及改善网络教学课件的数据元素定义的明晰性、范围以及内部的一致性，以及便于对网络教学课件的数据元素的具体操作，对课件的数据元素的属性进行描述，使之尽可能满足各种应用对课件信息的检索操作需要，可以根据具体需要包括以下其中的几个描

7、述：名称、标识、学科、作者、描述、关键词、相关链接、链接描述、难度、重要程度、日期、权限、类型、格式、适用对象等。 2.3 网络教学课件中知识点的数据元素的描述 为了对分解的知识点能有更好的数据信息提供给课件系统，符合各系统模块的相应操作，同时便于将各知识点的数据元素存储在数据库中，对各知识点进行相应管理，可以根据具体情况包括以下其中的几种描述：标识、标题、描述、关键词、掌握程度、难度、重要程度、划分类型、知识类型、创建时间、内容（链接该知识点的具体教学内容）、内容显示样式、相关知识点、示例、自测试题等；同时还需对相应的知识点内容、示例、自测试题进行相应的属性描述。 2.4 生成相应的网络教学

8、课件的XML Schema文件 我们根据以上对网络教学内容的研究，结合网络教学课件和知识点的数据元素的描述，用XML Schema语法建立一些开发个性化网络课件系统时将要用到的XML Schema文件，如对网络教学课件的数据元素的XML Schema文件（课件.xsd），描述知识点的数据元素的XMLSchema文件（知识点.xsd），以说明我们所定义的网络课件的标记规定，来验证我们将产生的有关的课件文件XML文件是否符合我们所定义的XML Schema文件。 我们所研究的个性化网络课件系统的有关课件和知识点的数据信息将存储在数据库服务器，我们将有关的XML文件映射到数据库中的一个表或几个表中，

9、我们在建立类似“知识点.xsd”文件时，用XSD架构创建到数据库中的表的自定义映射。 <?xml version="1.0" encoding="gb2312" ?> <!-命名空间声明-> <xsd:schema xmlns:xsd="/2001/XMLSchema" xmlns:sql="urn:schemas-microsoft-com:mapping-schema"> <!设定元素知识点映射为数据库的一个表，表名为：知识点结构

10、4; <xsd:element name="知识点" sql:relation="知识点结构"> .<!将知识点元素下的各元素映射为表（知识点结构）中的各字段à <xsd:element name="知识点标识" type="标识TYPE" sql:field="知识点标识" sql:datatype="ntext" /> <xsd:element name="标题" type="xsd:string

11、" sql:field="名称" sql:datatype="nvarchar(30)" /> <xsd:element name="内容" sql:relation="内容"> <!子表（内容）与父表（知识点结构）用“知识点标识”进行联接à <sql:relationship parent="知识点结构" parent-key="知识点标识" child="内容" child-key="知识点标

12、识" /> . 3 基于XML的个性化网络教学课件系统的体系结构 3.1 系统的体系结构 本系统采用B/S三层体系结构来实现。 第一层为客户端浏览器，它是用户与整个系统的接口；对于教师，是实现对课件的有关信息数据进行输入、修改、删除等操作的界面，对于学员，能通过浏览器实现个性化网络学习。     第二层为中间层，是Internet 信息服务 (IIS) 服务器，它启动相应的进程来响应客户的请求。 第三层为数据库服务器，存储有关的课件内容和显示样式等数据，它应用ODBC和SQL实现同中间层的连接，提供数据的查询和存储。 系统中的人机界面、应

13、用逻辑层、数据库几个部分可以分布在不同的主机上，具有分布处理的能力，它们相互间通过TCPIP协议进行通讯。 4 基于XML的个性化网络教学课件系统的功能实现 个性化网络教学课件系统既是一个提供教师将教学内容及相应媒体组织上网的系统，又是一个提供学员进行个性化网络学习的系统。将本系统分成两个子系统，一是个性化网络课件管理系统；二是个性化网络课件教学系统。 4.1 个性化网络课件管理系统的主要功能实现 教师和学员进入系统前，进行身份验证，身份验证通过后才能进入系统，并规定教师、学员的系统权限，教师的系统权限由网络教学系统提供，学员经注册成功之后获得相应的系统权限。新学员必须先通过注册，按规定的表单

14、填写个人有关的数据资料，自动存入相应的学员数据库中，在个性化网络学习系统中将需要有关的个人数据资料，以便更好地进行个性化学习服务。 帮助教师按系统提供的表单，录入相应的课件信息数据和各个知识点信息数据（包括需要的示例、试题及相关资料），系统生成相应的XML文件，结合对应的XML Sechma文件，使用XML BULK Load组件，将信息数据自动存储在相应的数据库中，其中使用以下代码： Set objBulkLoad=CreateObject(“SQLXMLBulkLoad.SQLXMLBulkLoad”) objBulkLoad.ConnectingString=”provider=sqlo

15、ledb;server=dbserver;database=courseware;”&- “initial uid=syf;pwd=syf;”   objBulkLoad.SchemaGen=True objBulkLoad.Execute “架构文件.xsd”,”XML数据.xml” Set objBulkLoad=Nothing 系统允许教师和学员对有关的课件信息数据和各个知识点信息数据（包括需要的示例、试题及相关资料）进行检索，查询相关内容。并对有关的课件信息数据和各个知识点信息数据（包括需要的示例、试题及相关资料）进行增添、删除、插入等修改操作。 实现基于XML的方式

16、修改数据。可以应用以下几种解决方案：1、用OpenXML插入XML数据。2、用updategram修改数据。3、用DiffGram修改数据。 4.2 个性化网络课件教学系统的主要功能及实现 个性化网络课件教学系统根据学员在现实中的学习情景，实现以下几个功能模块。 1、个性化课件内容查询模块的功能及实现：根据系统表单中提示的所要选择的课程、学习的难度等个人信息或检索的关键词向课件内容数据库中查询相应的课件知识点，生成相应的课件内容XML文件，提交给个性化教学课件生成模块，形成个性化的教学大纲，学员通过点击教学大纲上相应的章节，便可显示相应的教学内容。 2、个性化在线自主测试模块的功能及实现：通过

17、在线自主测试，提供个性化学习指导的依据，在学习每个章节的知识点时，通过相应的XSLT转换文件从学员所选的课件内容XML文件中生成相应的示例或测试题的XML文件，或者从数据库中检索生成相应的示例或测试题的XML文件，生成在线自主测试界面，评判学员测试情况，给出出错试题的解答信息，以及出错试题的相应知识点的链接，便于学员重新学习对应的知识，同时根据学员测试结果，推荐学员下一步的学习难度。 3、个性化课件样式管理模块的功能及实现：按照学习者个人喜好确定对教学内容的显示样式，包括对从课件样式库中进行显示样式的选择以及学习者对显示样式的个性化设置，或者使用在学习者数据库中所记录的学习者所喜欢的显示样式，

18、确定课件内容的显示样式XSL/CSS文件，然后提交给个性化网络课件生成模块。 4、个性化教学课件生成模块的功能及实现：该模块根据系统将所产生的XML数据文件，运用CSS和XSL将其很好地在浏览器上显示出来，而且，同一个XML文件，可以使用多个CSS和XSL样式文件来显示不同的样式。从而实现了数据与显示的真正分离，由CSS和XSL文件决定显示数据的不同样式。可以把样式的定义直接写在XML文档中，也可以建立独立的外部样式表文档，通过在XML中加入样式单指令<?xml stylesheettype=”text/css” href=”样式单的URL”>与样式单文档相链接。XSL样式文件也可以通过采用以下代码来实现：   /c# XpathDocument myDoc=new XpathDocument(“数据文件.xml”); XmlReader myResult