框架式教学设计
框架式教学设计范文第1篇
1.计算思维能力培养的课程理念
《网页设计与制作》课程设计性与操作性都很强，其中设计是前提，操作是实现设计的过程．从培养计算思维能力的目标出发，对课程的结构与教学内容进行整体规划，把知识与技能的传授与素养的培养融入在思维中，使知识、思维、可实现的思维成为课程的主线，并把该思想贯穿于理论教学和实验教学之中．我们在课程教学过程中努力实践计算思维能力培养与“面向社会，针对岗位，强化能力，促进发展”教改指导方针的“接轨”，计算思维能力培养与学生创新能力培养、学生专业学习及其它能力的提高紧密结合．根据我省教改成果《网页设计与制作》立体化教材和我校特点，在《网页设计与制作》课程中实践基于计算思维能力培养的框架式教学模式，对框架式教学模式进行理论探讨与教学实践，对《网页设计与制作》课程内容按任务进行框架设计、框架支点设计、教学过程设计等具体工作，在培养学生思维能力的同时强化其设计与实践能力．
2.框架式教学模式
2.1框架式教学概述
“框架”在这里有两重含义：第一种含义是指网站的总体结构及网页区域中的框架技术．首先，网站都是由相关网页通过“关系”构成，“站点”则是放置各网页及各相关元素的地方；对网站总体结构与站点的结构进行设计是网站制作的前提．其次，网页框架技术是常用的布局网页工具之一，在进行网页设计时利用框架进行网页布局，使用该技术实现多个页面同时集中在同一个网页中呈现．因此，网页总体结构与框架技术是网页设计与制作非常重要的内容．第二种含义是建构主义学习理论“支架式教学”中的“概念框架”．建构主义根据维果斯基的“最邻近发展区”理论，借用建筑行业的“脚手架”作为概念框架的形象化比喻，对较复杂的问题通过建立“支架式”概念框架，使得学习者自己（学习过程中通过同伴、成人和有能力的人对其学习所进行的有效干预）能沿着“支架”逐步攀升，从而完成对复杂概念意义建构的一种教学策略．
它所描述的是在最近发展区中有效的教与学之间的互动：学习者被看作是一座建筑，学习者的“学”是在不断地、积极地建构自身的过程．而教师的“教”则是“建筑物”一个必要的脚手架，支持学习者不断地建构自己，不断建造新的能力．它强调教学过程中教师引导教学的进行，为学习者的学习提供一种支持帮助，帮助学习者完成学习，使学习者建构、掌握和内化所学的知识；但随着学习者学习能力的逐渐提高这种支持帮助是逐渐减少的，教师要将管理调控学习的任务逐渐转移给学习者，使学习者最终能够独立学习．学习者的独立自主学习是支架式教学的最终目标．为此，应当为学习者建构对知识理解的概念框架，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入．也就是说，该框架应按照学生智力的“最邻近发展区”来建立，因而可通过这种脚手架的支撑作用（或“支架作用”）不停顿地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平，真正做到使教学走在发展的前面．支架式教学过程一般由搭脚手架、进入情境、独立探索、合作学习、效果评价等环节组成．
2.2《网页设计与制作》课程框架式教学模式
框架式教学模式的任务首先是从抽象的角度对教学内容进行整体规划，结合实际进行“任务”整体“框架”设计；然后对各任务框架进行支点设计，将知识点融入其中．基于计算思维能力培养，《网页设计与制作》课程总体框架分三个部分：首先，让学生了解网站的体系结构，清楚WWW客户机和WWW服务器之间的通信过程，初步明白课程所要进行的工作特质．这样，学生能够从整体、抽象的角度去思考网站框架结构．其次，按从抽象到具体逐步细化的思维方式，先确立网站建设的总任务，如设计一个“新疆之旅”专题网站，接着构思总任务下各子任务及相关内容．最后，进入网站建设步骤流程：第一步，网站的规划与设计．第二步，准备素材．第三步，制作网页并形成网站．第四步，网站，第五步，网站的管理与维护．在总体框架中，第三部分至关重要，其中第一步“网站规划与设计”的主要任务是设计网站的总体结构（网站框架），而网站的总体结构是网站设计的关键所在，是后面的站点建设等知识点与任务能够进行的前提，也就是从任务框架到支点设计的过程．“新疆之旅”网站结构如图1所示．当网站总体结构确定后，即可按步进行搜集、设计、制作各栏目素材、制作网页并形成网站等工作，整个设计与制作流程有序地进行．我们把教学过程设计为课堂教学、实验教学与网络自主学习三条主线．
（1）课堂教学主线．教师可以依托教材的描述以实例演示的方式从头到尾带领学生学习感受范例网站“新疆之旅”从无到有步步搭建的全过程：从“新疆之旅”网站主题的确立，网站总体结构的设计；到站点结构设计，各种素材的准备；然后是网页效果图，网页模板设计，不同网页的设计与制作等工作；最后则是网站的与维护工作．这就是完成教学过程的“搭脚手架”与“进入情境”环节工作．由于是课堂授课，老师可以更系统地讲授相关理论知识，着重培养学生思维能力与分析问题、解决问题能力．
（2）实验教学主线．配合课堂教学主线，学生自主选题，设计开发一个网站作品，即确立一个贯穿整个学期的项目任务．学生可以独立探索或以小组为单位进行合作学习，共同完成项目任务．教学过程中老师的作用应由大到小，从有到无，逐步消解概念框架的支撑作用．合作学习小组人数一般不超4人，在团队合作过程中，学生更容易发现差异，在个性思维的碰撞中，学生对问题的认识将会更加深刻．教学过程可以安排一至二次“作品公开展示评价”活动，能够更加有效地提高学生的学习积极性并促进小组间的相互学习借鉴．这过程是完成教学过程“独立探索”、“合作学习”与“效果评价”环节的工作．
（3）网络自主学习主线．学生可以通过如下所介绍的ICT“网络教学资源平台”或其它教学系统，按照各自需求进行自主学习，如浏览学习资料、工具操作技能学习、师生或生生互动、作品上传与下载等，极大提高教学效率．实践表明，本课程教学设计有利于培养学生计算思维能力，使其能够从计算机解决问题的方式方法出发，分析各项需求，提出总体设计任务，细化任务设计，构建网站总体框架与各网页结构．从抽象到具体，再从个体到整体；从整体思维到具体设计与制作技能，都得到很好的培养．
二、基于能力培养的ICT课程教学环境
教学过程的顺利进行与教学目标的达成，需要有给力的教学环境．ICT（信息通讯技术）正改变着人们的工作、学习、思维和交往方式．ICT应用于教学不但作为储存、检索、表达的工具，而且支持人们认知学习、研究探索和协作交流．它打破学校、课堂、实验室的地域范围，使学生与社会及世界相连通．学习者按自己的习惯学习和思考，并从指导者那里获得个别反馈；学习者通过网上交谈、电子邮件、小组讨论等方式与教师和同学讨论交流．在ICT教学系统中，信息技术、教师、学生和教材四大要素构成了一个相互联系、相互作用的教学组织结构．信息技术是这种教学组织结构中的基础，提供了全新的教学环境．要建设基于ICT的教学平台，关键是构建好信息资源、网络平台和应用软件．
课程平台为满足不同学生的学习需要，建立“主教材、电子教案与视频、实验系统”等多位一体的学习资源，有利于学生自主学习．设计以“问题与任务”的解决为主线，在每个知识点的学习中首先提出任务，分析任务需要，编制任务案例，将学习的知识与技能融合到案例中，使学生学习过程切合实际、针对性强．平台建设注重交互性与灵活性，师生可以通过“答疑讨论”等多种方式进行交流．师生都是平台的建设者与使用者，可以根据自己的需要，随时、随地通过平台进行信息的获取、加工与．课程平台适合“移动”的学习过程．老师把任务所需素材等资源上传在平台“教学材料”的“课程任务”与“教学资源”等栏目中，让学生按需下载利用；学生把每次完成的操作结果保存在“站点”并上传平台“课程作业”栏目保存，可随时、随地下载使用．
三、结束语
框架式教学设计范文第2篇
【关键词】应用型人才 Web开发技术 MVC框架
【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）05－0009－01
一 背景
当今软件行业蓬勃发展，很多高校认识到发展应用型本科教育既是社会发展的要求，也是教育发展的要求。现有计算机专业教学内容的选择，不同学校由于培养目标不同，观点也不同。但对软件开发，普遍认同Web开发是大势所趋，因此，以Web应用开发为教学内容的核心，是许多面向应用型人才培养高校的选择。但许多高校还停留在的事件驱动模式，有的甚至采用ASP作为主要教学内容。
在Web应用开发技术中，越来越多的软件开发采用了MVC设计模式。由此可见，研究如何将教学内容从传统的之类的模式转向MVC开发模式是十分有必要的，也是十分紧迫的一项工作。
本文首先讨论MVC开发模式的教学方式选择，然后介绍MVC原理和自主开发实现的一个既适用于教学，又适用于实际开发的轻量级MVC开发框架，以及使用该框架开展教学的思路。
二 教学方式选择
计算机专业教学必须做到理论和技术相结合，但如把“实际设计实现某系统”作为教学目标，则是一个看似合理却很难操作的事情。在结合实践开展教学方面，目前国内外高校采用的通常有以下几种形式：模拟验证型、使用验证型、剖析验证型和扩展设计型。
通常程序教学采用的教学方法为使用验证型，教师先提出需求，再通过实例说明如何实现需求，最后给出类似的题目让学生模仿，这可以帮助学生快速掌握开发技术。但由于MVC将输入―处理―显示过程彻底分离，使用传统教学方法使得学生往往不理解MVC的原理，很难将其模仿得到的技能知识推广到其他问题中。
显然要培养高素质的应用型人才，最理想的形式应该是“扩展设计型”。这方面最著名的例子就是Minix，改变了操作系统这门课程的教学形式。由此可见，要将Web应用开发的教学从传统的之类的模式转向MVC开发模式，应该采用扩展设计型的教学方式。
三 教学MVC框架
目前流行的MVC开发框架有很多，但采用这些技术作为教学内容，则只能采用模拟验证、使用验证方式开展教学，因此有必要开发一个面向教学、兼顾实用的MVC开发框架，以该框架为基础开展教学。该开发框架应该具有MVC所有核心功能，功能简单、清晰，有利于教学，但同时必须考虑足够实用性，避免教学脱离实践。
1．MVC框架
MVC应用程序被分成三个核心部件：模型、视图、控制器。其处理过程，首先由控制器接收用户请求，并决定调用哪个模型来进行处理，然后模型用业务逻辑来处理请求并返回数据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过表示层呈现给用户。
2．Pangu MVC框架
Pangu MVC是.NET平台下的一个MVC开发框架，由绍兴市教育科学2011年度规划课题（SGJ11007）资助开发，主要包括Model、Controller和View三部分。Model实现ORM，复杂但和MVC原理关系不大，教学中可以略讲。Controller的核心包括Router和Controllers两个模块。Router实现URL路由，也就是根据URL请求确定对应的Controller、Action和参数；Controller实现控制器基类，主要实现Web上下文管理、调用Action和操纵View。而View部分则提供视图操控能力，也就是将变量融合到模板中组装出Html的方法，其核心是Token（标签）的处理。
该教学框架功能清晰，在保持足够实用性的基础上去掉了许多“高级功能”，有利于学生将注意力集中在MVC原理的关键技术上，有利于教学的开展。支持以下重要教学概念：依赖注入（DI）、多数据库、ORM、对象访问服务、控制器、URL路由、视图模板。
3．教学安排
基于该MVC框架，教学活动安排如下：第一，按照“扩展设计”模式，完成一个开发教学案例，帮学生不但掌握使用MVC开发系统的原理，而且能将其应用到实际的开发过程中。第二，编写教程，对MVC原理和实现思路进行详细介绍，便于教师将其用到教学中，让学生真正掌握MVC开发框架思想。
四 总结
通过开发面向教学的MVC框架以及配套的教学素材，将其应用到计算机专业本科学生Web应用开发的教学中，解决了原来学生难以理解MVC运作机制，从而难以真正应用MVC开发模式的问题，收到了良好的教学效果。
参考文献
［1］马小军、王育坚.计算机应用型人才培养与课程建设浅析［J］.计算机教育，2009（10）
［2］Ed H. Chi, Ruben Ortega. Expanding CS education; improving software development［J］. Communications of the ACM, 2010（53）
［3］刘林东. Web应用开发课程的教学研究［J］.电脑知识与技术，2009（27）
框架式教学设计范文第3篇
关键词：钢筋混凝土框架；教学楼；抗连续性倒塌
中图分类号：TU378
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2013）06-0120-03
1 引言
汶川地震中，砌体结构的大量倒塌使得其成为谴责的焦点，但根据对都江堰市在汶川地震中学校建筑结构震害的统计，框架结构和砌体结构的损失程度没有明显差别，可见框架结构抗震性能存在的问题同样不可忽视。抗倒塌设计对于保护人民的生命安全有重要意义，抗倒塌设计已经纳入了新版《混凝土结构设计规范》。
建筑物遭遇强震发生连续性倒塌是造成人员伤亡的主要原因。连续性倒塌指“初始的局部单元破坏向其他单元扩展，最终导致结构整体性的或大范围区域的倒塌”。自1968年伦敦Ronan Point公寓发生局部连续性倒塌首次被关注，再到1995年美国俄克拉荷马州政府大楼遭遇汽车炸弹袭击以及2001年美国世贸中心遭遇恐怖袭击产生连续性倒塌，关于结构抗连续性倒塌能力的研究颇多，产生了一系列结构抗连续性倒塌的设计方法。
早期的研究偏重于概念设计，主要通过加强结构的整体性、延性、冗余度和构造措施未挺高结构抗连续性倒塌能力，这依赖于设计人员的经验和结构素养。随之产生了拉结力设计法，其要求构件和连接满足最低的拉结强度要求，以保证结构的整体性和备用传力路径及传递能力。Breen认为，相对于仅关注荷载强度，更应通过强化结构体系内部系杆的拉结作用提高结构整体性。目前最为准确的抗连续性倒塌方法当属拆除构件设计法，通过拆除结构中部分构件，模拟结构初始损伤对剩余构件的影响，以判断结构是否发生连续性倒塌，本文在后文中借鉴了此方法。三种方法设计准确性和可靠度依次提高，伴随的是计算量的大幅增加。
以上三种方法中前二者均从结构整体层面来把握设计，仅拆除构件法反映出局部构件对于整体结构的影响。本文针对教学楼中框架结构这一重要的结构形式，从拆除构件法出发，着眼于局部，指出框架教学楼中底层柱特别是离外廊较远的一排框架柱是结构的关键构件同时又是结构的易损构件，而关键构件与易损构件的重合导致结构发生倒塌，亦即大量框架教学楼倒塌的重要原因。
2 我国混凝土框架结构房屋的震害情况
总结历次地震中钢筋混凝土框架结构房屋的震害，主要有四个特点：
2.1 “强柱弱梁”没有实现。塑性铰形成于柱端，而不是在梁端。在图1、图2、图3、图4中都可见；
2.2 部分房屋因为开窗面积大，窗间墙很短或者没有，产生短柱效应，如图2所示；
2.3 框架结构房屋破坏顺序是从下至上，先是底层破坏，再往上发展。如台湾云林口国小（图1）在集集地震中底层最先因为柱失效倒塌。
2.4 在纵向上有的框架结构房屋出现“叠饼式”破坏（图1），在横向上有向背靠外廊方向“叠饼式”（图3）和整体倾覆（图4）。
3 关键构件与易损构件
关键构件是结构中一旦失效就会引起不相称破坏的构件。关键构件处在传力路径上的关键环节，一旦失效后就会引起传力路径中断，引起连续性坍塌。关键性构件的辨别可以通过商用结构计算软件，依次抽除构件后，经计算分析结构损伤程度来进行，对简单的结构也可根据经验未判断。易损构件是在所有可预期地震载荷作用下结构中最先开始破坏并失去承载力的构件。对结构用商用计算软件计算分析即可得到结构的易损构件。
而假使结构中某个关键构件同时又是结构的易损构件，那么在地震载荷下，此构件极易破坏失效，引起不相称破坏的连续性倒塌。可表示成如下式子：
关键构件=易损构件结构倒塌
4 对钢筋混凝土框架结构房屋倒塌分析
4.1 钢筋混凝土框架房屋的易损构件
历次地震中，“强柱弱梁”破坏机制没有实现，大量出现的柱铰机构是框架结构整体失稳倒塌的重要原因。文献对汶川地震灾区某典型框架结构建立三种有限元模型进行分析：1）一般的纯框架模型；2）带楼板框架模型3）精细的带楼板一填充墙框架模型，分析结果说明现浇楼板对框架梁的加强作用明显，不可忽略，按照规范设计的框架无法保证“强柱弱梁”的抗震设计目标的实现。文献中论述填充墙和框架梁的共同作用形成近似于墙梁的构件，使得梁的刚度大大增加。如文献中教学楼局部纵向框架二楼的窗下墙与框架梁共同作用（图8），使得梁的刚度远大于柱的刚度，从而使原设计的强柱弱梁（梁铰机构）体系变位强梁弱柱（柱铰机构）体系。文献在进行完框架梁与上部墙体的墙梁的抗震试验后，在理论分析中认为这种组合墙梁抗弯刚度远大于底层可框架柱，可以将其视为抗弯刚度无限大的刚梁。可见现浇楼板与填充墙都严重影响结构产生“强柱弱梁”。框架柱在侧向力作用下剪力均布、弯矩两端最大，在柱端形成复杂受力状态，而在柱顶不合理地留设施工缝也会对柱端形成塑性铰带来不利影响。剪切型破坏的框架结构变形集中在底层，底层柱更容易失效。
在横向地震下，考虑到跨度相差悬殊的两跨框架，可以将外廊一侧两排较近的柱视做具有冗余度的柱系，横向地震作用产生的倾覆力矩作用于框架将在两排柱上产生往复的拉压力，或者是直接竖向的地震力，外廊一侧的冗余柱系能共同工作，离外廊较远的一排柱更为易损。
可见，框架结构柱特别是底层柱是结构的最易损构件，在纵向地震作用下离外廊较远的一排柱有更不利影响。
4.2 钢筋混凝土框架房屋的关键构件
以某框架结构教学楼为例，在纵向地震作用下，某根框架柱失效，由于梁的悬链线效应和板的张力效应，相邻的柱将承载更大的载荷，引起连续性倒塌（图1），框架柱是结构的关键构件。
为了说明在横向方向上底层各个框架柱失效给结构带来的影响，本文取四层框架教学楼中取横向一榀框架为研究对象，对底层三根框架柱依次抽除进行分析。框架教学楼模型外廊宽2m，教室宽7.5m，层高都取3.6m，柱距3m。假设框架柱都固支于地面。混凝土板厚100mm，楼面活载标准值为2kN/m2。柱截面为400x400，配筋为8φ20，梁截面为250x500。分析后得弯矩图（图7）。
由于框架底层在地震作用下最容易失效，限于篇幅，本文将底层梁柱的内力设计值列表如表1、表2（梁柱编号见图6）。
可以得以下结论：
1）由图10，去除A柱后，整个框架的内力状态不发生明显改变；去除C柱后，右边一跨形成大跨度悬臂构件整个结构大部分截面内力增加数倍；去除B柱后由于支撑框架的两柱跨度增大，截面弯矩增加，变化幅度介于两者之间，但远小于抽除C柱的情况。
2）在去除C柱后，底层梁柱截面内力远超承载能力。如B梁，左截面抗弯承载能力设计值为228.9kN·m，右截面为184.7kN·m，而其内力设计值达到473.4kN·m和214.9kN·m。
3）去除C柱后，整个结构的重力合力作用点在A柱B柱之外，分析结果为A柱一排的各层框架柱轴力为拉力，B柱一排的各层框架柱轴力为压力。A柱轴拉力为1113.4kN，B柱轴压力为2035.8kN，而原模型A柱轴压力为122.3kN，B柱轴压力为447kN。
4.3 关键构件与易损构件重合引起教学楼倒塌
框架结构教学楼中柱尤其是底层柱是结构的易损构件同时又是结构的关键构件，在横向地震作用下离外廊较远一侧的柱更是有不利影响，关键构件与易损构件重合导致结构连续性倒塌。在纵向、横向地震作用下的教学楼倒塌各有其特点，但重要原因就是教学楼中的关键构件与易损构件重合。
5 意见与建议
本文基于使关键构件不与易损构件重合的原则，提出两种抗倒塌设计的解决方案：1）.增加关键构件的强度富余，使关件构件不是易损构件，如增加框架柱截面、配筋面积、提高材料强度，使用短肢剪力墙或者使用在框架中使用斜撑等。其中设置钢斜撑能使其先于混凝土框架耗能失效，使整个结构具有多道防线。在日本，混凝土框架房屋采用钢斜撑耗能抗震已有实际应用；2）.加强易损构件的冗余，使结构易损构件不是关键构件，即易损构件失效时，有替代的传力路径。比如钢筋混凝土结构教学楼，可以使用内廊式教学楼，或者如图8采用“双外廊”避免内廊式带来的采光通风问题。还可以使用如图9布置的框架体系，具有较好的冗余度。
框架式教学设计范文第4篇
关键词:Web应用;Struts框架;Spring框架;Hibernate框架;实验教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)07-1783-02
Based on SSH Frame Experiment Teaching Platform Research
SONG Qing-yuan, JIANG Ning
(School of Software, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
Abstract: With the rapid development of Internet, the application program of server based on Browser/Server is widely used. There are many technologies and frameworks in developing web application. This article through to Struts, Spring and the Hibernate three kind of frame technology's analysis, designs based on the SSH lightweight experiment teaching platform application frame. This article carries on the elaboration to performance history's several key technologies, and to use this integrated frame to carry on the Web application system's design and the development has provided the reference.
Key words: Web application; Struts; Spring; Hibernate; experiment teaching
随着计算机网络技术的发展,使得教学方式由传统的校内教学向网上教学延伸。实验教学平台给网上教学活动提供了一个基本的运行环境,人们可以在网络环境下实现信息服务与资源共享。开发实验教学平台,将大大促进各个学科教学活动的进行,同时也适应了社会发展的需要。
SSH框架是将Struts、Spring、Hibernate框架良好的整合起来,使用Struts作为表示层框架,Spring作为业务逻辑层框架,Hibernate作为持久化层框架。
实验教学平台基于SSH轻量级框架搭建,使用Tomcat作为Web应用服务器。平台为学生提供充足的教学课件与实验资源,使学生能通过实验来加深对理论的理解,提供了师生互动功能,增强了教学效果。
1 实验教学平台的概要设计
1.1 系统概述
平台为学生提供充足的教学课件与实验资源,使学生能通过实验来加深对理论的理解;师生可以良好的互动,学生可以向老师提出自己问题并及时获得老师的答复。系统提供良好的安全机制保证本平台稳定的运行。如图1所示。
1.2 功能模块
1.2.1 登录
为了保证实验教学的规范和实验平台的安全性,学生和教师在使用该平台时,必须先登录。
1.2.2 实验预约
学生可以在实验室规定的开放时间内,自主选择做实验的时间。学生预约后,实验管理员在公告栏及时公布实验预约情况,必要时进行合理的调整。
1.2.3 教学内容
任课教师提前实验项目和实验指导书,以便学生提前了解实验目的,并让学生预习实验内容。
1.2.4 作业管理
学生从客户端书写实验报告或制作电子作业,并上传到服务器。教师下载实验报告或电子作业,批改并公布实验成绩。学生并可在线查询成绩。
1.2.5 公告
实验管理员可在公告区内各项通知,如实验规章制度、临时公告、各实验日程安排表、实验预约统计表等。
1.2.6 在线答疑
学生可就某一实验项目提出问题,老师进行非实时答疑。学生拥有对自己所提问题的管理权,包括修改、删除等。教师拥有对所授课程全部问题及答疑内容的管理权,包括修改、删除等。
1.2.7 教师和学生管理
实验管理员对任课教师和学生具有管理权,在每学期开学,管理员对任课教师和学生资料进行初始化。
2 SSH框架的总体设计
SSH轻量级框架是目前企业级应用开发主流的设计框架。如图2所示。
SSH轻量级框架成功的采用了Struts、Spring、Hibemate的优势,规避了三个框架的缺点,使得各个框架可以充分发挥自己的优势:
1) Struts是一个Web应用框架,主要用于表示层,其逻辑处理功能不强大,所以SSH框架将逻辑处理功能交给Spring框架来做,使得Struts框架可以专注于Web表示层开发。
2) Spring虽然也提供相应的模板和辅助类来对JDBC进行封装,但是这种封装并不很完善和灵活,在实际需求中不能满足各种用户要求,所以使用Hibemate来做持久层框架,使Spring可以专注于业务逻辑的开发。
3) Hibemate是一个面向Java环境的ORM数据库映射工具,这种映射技术可以把对象模型表示的对象映射到基于SQL的关系模型结构中,因此可以整合到J2EE系统中作为持久层框架。
SSH架构使用表示层、业务逻辑层、持久层实现,层与层之间边界清晰、功能独立,使得开发人员可以专注于自己熟悉的领域进行开发,能充分发挥团队化协作能力。使用Hibemate框架连接数据库,开发人员不用考虑不同数据库之间的差异,提高了数据处理的能力和效率。并且Spring、Hibernate与Struts并不依赖于具体的服务器。基于SSH开发出来的系统可以部署在多种服务器上。因此可以看出SSH是一个良好的设计框架,开发人员可以基于SSH框架进行J2EE企业级应用开发,提高开发效率,降低系统维护成本和开发人员的学习成本,便于团队之间合作开展。
3 基于SSH框架实验教学平台的详细设计
3.1 表示层设计
使用Struts作为表示层的实现框架,它继承了MVC设计模式,结合Struts标签库,可以很好地实现收集用户数据、显示页面。同时用户的任何请求都先通过Acegi的过滤器认证后,可以进一步访问系统的资源。
3.2 业务层设计
使用Spring框架来实现业务逻辑层,Ioc容器负责处理应用程序的业务逻辑、事务管理、DAO组件。业务逻辑层还需要提供与其它层交互的接口,管理业务对象之间的依赖性。
3.3 持久层设计
使用Hibemate来实现持久层,对JDBC进行封装,使开发人员可以用面向对象的思想来访问各种厂商的数据库
4 结束语
集成后的框架具备了三种框架的技术优势,将Struts的MVC机制,Spring的反转控制机制以及Hibernate的ORMapping映射机制融合在一起,以SSH架构在系统开发简洁性、开发效率、开发成本以及维护费用等方面有着很大的优势。
参考文献:
[1] 戎伟,张双.精通Struts[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[2] 朱少敏,刘建明.基于轻量级JZEE平台的政府采购系统的设计与实现[J].计算机工程与设计,2007,28(24).
[3] 蒋纬,马光思.Spring与其他框架整合及流程分析[J].计算机工程,2007,33(14).
[4] 杨涛,周志波,凌力.基于struts和Hibernate的JZEE快速开发框架的设计与实现[J].计算机工程,2006,32(10).
[5] 宋秀琴,侯殿昆,方中纯.基于StrutS和Hibemate的Web应用的构建[J].网络与通信,2005,21(11).
[6] 丁振国,任新洁.基于Struts的Web应用开发研究[J].微机发展,2004,14(1).
[7] Dong J, Yang S. A Web Service for Visualizing Design patterns on Demand,Information Technology Coding and Computing,2005(4).
框架式教学设计范文第5篇
关键词：建构主义；支架式教学；抛锚式教学；随机进入教学；真实感图形；OpenGL
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913(2007)14-0016-03
1引言
建构主义认为，学习是在一定的情境下，在教师和学习伙伴的帮助下，利用学习资料，通过意义建构的方式获得，而不是通过教师的传授获得。情境、协作、会话和意义建构是建构主义教学过程的四大要素，学生在教师创建的学习情境中独立探索、自主学习，通过与学习伙伴的交流、协作，教师的适当引导，实现意义建构――对当前学习内容的理解和掌握。这种教学方法能够激发学生学习的主动性、积极性与创造性，有利于开发学生智力、培养学生的创新思维能力；但是它以学生为中心，完全摈弃了教师在教学过程中的主导监控作用。由于学生受到已有知识的限制，独立探索、自主学习的进程势必缓慢，往往事倍功半，特别是对于学习基础差的学生，可能就失去了学习的信心；我国的教学方式长期以来主要以教师为中心，学生是被动的知识的接受者，如果生搬硬套建构主义教学模式不可能收到好的教学效果。所以我们认为，教师应该将建构主义的教学理念渗透进教学活动中，灵活地应用建构主义教学方法，在教学过程中既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分调动学生学习的主动性、积极性与创造性，只有将这二者结合起来，使二者优势互补，才能获得最佳的教学效果。我们在“计算机图形学”实验教学中进行了尝试，收到了较好的效果。
2建构主义教学方法
应用比较普遍的建构主义教学方法有“支架式教学”、“抛锚式教学”和“随机进入教学”。
支架式教学，为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架，把这种概念框架比作建筑行业中使用的“脚手架”而因此得名。支架式教学由以下五个环节组成：(1)搭“脚手架“：围绕当前学习主题建立概念框架；(2)创设情境：根据当前学习内容，设置一个能够激发学生学习积极性的问题情景；(3)独立探索：让学生独立探索，教师给以必要的提示，引导学生沿概念框架逐步攀升；(4)协作学习：进行小组协商、讨论，在集体讨论的基础上达到对当前所学概念比较全面、正确的理解，即最终完成对所学知识的意义建构。(5)效果评价：包括学生个人的自我评价和学习小组对个人的学习评价。
抛锚式教学，以真实事例或问题(作为“锚”)为基础，所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”。抛锚式教学由以下五个环节组成：(1)创设情境；(2)确定问题：让学生面临一个需要立即去解决的与当前学习主题密切相关的问题；(3)自主学习：由教师向学生提供解决该问题的有关线索，让学生独立自主地探索解决问题的方法；(4)协作学习；(5)效果评价。
随机进入教学，学习者可以随意通过不同途径、不同方式进入同样教学内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解，由以下五个环节组成：(1)创设情境；(2)随机进入学习：学生根据自身需要随机选择学习内容；(3)思维发展训练：随机进入学习的内容通常比较复杂，所研究的问题往往涉及许多方面，因此在这类学习中，教师设计若干有利于促进学生认知能力发展的问题，帮助学生建立适当的思维模型，培养学生的发散性思维；(4)协作学习；(5)效果评价。
3建构主义教学方法的改进及其在教学中的应用
建构主义教学方法重视“情境”和“协作学习”对意义建构的重要作用，能够激发学生积极探索的求知欲望，培养学生互相帮助、合作学习的优良学风；但是支架式教学和抛锚式教学的核心步骤“独立探索”和“自主学习”，对于新知识的教学显然是不合适的。我们对此进行了改进，将创设情境、协作学习和效果评价引入教学中，综合利用以上教学方法，将本课程的教学目的和每节课的教学目的设计成适当的问题，抛给学生，激起学生的求知欲，再引导学生探索解决问题的方法。在这个过程中，以支架式教学方法为主，引导学生沿着概念框架不断攀升，从而完成意义建构。充分利用校园网络资源，开发了“计算机图形学”实验辅助教学系统到校园网，帮助学生课前预习和课后拓宽课堂内容，开阔学生视野。
对于本科生来说，“计算机图形学”课程的实验教学目的就是生成简单的具有真实感的图形或场景。首先把生成具有真实感的图形(场景)这个问题抛给学生，作为锚；然后充分利用多媒体教学设施演示了多个具有代表性的真实感图形(场景)实例，创设情境帮助学生理解真实感图形(场景)的概念。为了帮助学生建立生成真实感图形的概念框架，编写了一个基于VC++和OpenGL的演示程序，程序启动以后，在屏幕上显示一个彩色立方体，提出问题：为了生成一个立方体必须怎样做？经过几分钟的讨论得出结论：用数学的方法为这个立方体建立几何描述，并用适当的数据结构在计算机内表示，得出几何建模概念，我在黑板上画一个矩形框，框内写“几何建模”。提出问题：为了把3D几何描述的立方体显示在屏幕上，计算机应该具有什么功能？经过讨论得出透视变换的概念，按“Home”键立方体翻滚，按“End”键停止翻滚，引导学生分析立方体的运动经过讨论得出几何变换概念，我在黑板上画出第二个矩形框，框内写“变换”，从“几何建模”框引一条带箭头的线指向“变换”。按空格键显示一个单一着色的二十面体，被立方体部分遮挡，从视觉上不可见的部分应该不画引出消隐和裁减概念，在黑板上画第三个矩形框，框内写“消隐、裁减”，从“变换”框引一条带箭头的线指向该框。单击二十面体增加纹理，引导学生分析二十面体和立方体的色彩，再单击立方体增加光源，引导学生分析增加光源后的色彩效果，经过讨论画出最后一个矩形框，框内写“颜色、光照、纹理、材质”，从“消隐、裁减”框引一条带箭头的线指向该框。之后，带领学生分析生成立方体的程序，给出有关OpenGL的基础知识，引导学生建立生成真实感图形的概念框架(见图1)。以便刺激学生的求知欲，促使他们沿着概念框架不断攀升，使学生明确本课程的教学目的和流程、每一阶段的学习目的和学习内容，在学习中有的放矢。
教学演示系统COT(Constructivist- Oriented Teaching)具有图1中生成真实感图形各模块的基本功能，可以满足应用建构主义教学方法进行“计算机图形学”实验教学的基本需要。例如“基本图元生成”的教学，启动COT后：(1)显示一个星空图，引导学生观察、分析、讨论这幅图的组成：背景色、前景色、组成星空的点、点的大小等，提出问题：在计算机内怎样实现？通过讨论得出需要设置背景色、前景色、定义点坐标和点的大小，引导学生设计程序结构，然后给出相应的源码，引导学生分析在OpenGL中实现以上功能的命令，帮助学生建构起OpenGL中编成框架、创建应用程序窗口的意义、绘制点以及其如何组织点等有关函数原型的格式、功能及应用的意义。(2)显示一条直线，提出问题：由于两点确定一条直线，那么怎样修改“星空图”的程序使得能够画出这条直线？通过讨论得出关键是要将glBegin(Points)中的参数改为表示直线的参数，将“Points”换为“Lines”，运行程序验证设计结果，接着把程序中的点数改为六点，再次运行程序生成三条直线。在此基础上提出问题：怎样画折线、闭合线？学生立即得出答案-修改glBegin()中的参数。然后显示一幅有不同粗细、不同线型的直线组成的图形，根据指定点的大小经验，学生立即得出答案-指定这些直线的宽度和形状即可，帮助学生建构起设置直线的宽度和线型的意义。(3)以类似的方法完成三角形(带、扇)、四边形(带)、多变形的意义建构(4)显示一幅类似儿童简笔画的图形：有一个房子、一棵树、一个人。经过分析、讨论，带领学生一步一步的设计，然后给出源码，帮助学生建构OpenGL中的平移、旋转和比例等有关函数原型的格式、功能及应用意义。整个教学过程以显示的图形为支架建构“生成基本图元”的意义，综合运用了“支架式”、“抛锚式”、“讨论法”等多种教学方法。教学地点选在机房，可以边讲边练，还便于进行讨论，讲授大约需要1学时，学生练习1学时。课后布置一个设计性实验：应用所学知识设计一个简单场景，要求用一周的课外时间完成设计、编码，提供2学时上机调试运行。将学生按照自由为主、指定为辅的原则分组，一组4~5人，讨论设计中遇到的共同问题，培养团队协作精神，为综合实验设计打下基础。其余的实验内容(如变换、颜色、光照纹理等)基本上按照这种模式进行教学。
基本实验教学内容完成以后，布置一个综合试验，设计一个具有真实感的场景(校园一角)，要求必须具有光照、纹理、阴影和可交互移动对象的功能，我们提供了一个基本的系统框架，学生完成建模、变换、消隐、光照、纹理、阴影等功能。用两学时讨论以下问题：(1)系统需要的功能模块以及小组内每个学生承担的任务；(2)为了解决所承担的任务已经掌握的知识和拥有的资料、需要学习的知识和查找的资料。要求学生利用两周课外时间完成设计，每周有一次小组会议：汇报工作进展，讨论遇到的问题，并要求尽量通过小组内成员之间讨论、协商解决，教师仅给予必要的指导。两周后提供两学时的上机时间，调试运行所开发的系统。要求每个学生根据所承担的任务写出实验报告，召开一次小组会进行总结并在组内为每个成员评分，最后上交一份总结报告、系统开发文档和操作手册。
开发了一个初步的网络教学辅导系统，知识内容由三部分组成：(1)基于教材的教学内容。(2)高于教材的扩展，比如阴影、纹理，由于学时数的限制，教学中仅讲授了基本知识，在此从深度和广度两方面进行了扩展。针对生成真实感图形的各主要环节配有比较大的程序开发实例。(3)计算机图形学发展前沿课题介绍：计算机动画、科学可视化、计算机建模、计算机辅助设计、人机交互界面、虚拟现实。学生可以随机进入各个学习单元及其子单元，目前还没有实现在线交流，教师使用少量学时对知识扩展和学科发展前沿部分组织学生进行讨论，学生以课题组形式撰写综述报告。
应用上述教学模式极大地激发了学生的求知欲，提高了学生学习“计算机图形学”的热情，教学效率明显提高，不但解决了过去教学学时不足的问题，而且扩大了学生的知识面，更好地培养了学生的动手能力。
4结束语
建构主义教学理念和方法是打破“以教师为中心向学生灌输知识”的传统教学模式的有力工具，但是怎样在教学中正确、灵活运用它，既以学生为认知主体又发挥教师的主导作用，探索适当的教学模式和方法，是教育改革中的重要问题，本文在这方面进行了初步探索。今后进一步的研究方向为完善“计算机图形学”实验的网络教学辅助系统，深入研究建构主义、Blended Learning等新的教学理论，在教学中灵活运用。
参考文献：
[1] 严云芬. 建构主义学习理论综述[J]. 教育探索与实践,2005,(8).
[2] 张建平. 现代教育技术理论与应用[M]. 北京：高等教育出版社,2003.
