第一篇:网络教学的研究与开发平台的设计文档
网络教学的研究与开发平台的设计
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)(k8); //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。
网络教学平台是数字化建设的一个重要应用系统,是教学环境的重要组成部分,是基于互联网实现数字化教学的必要条件。平台拥有最大的用户群,网络教学平台的建设,将极大地促进和配合教学改革,在充分利用教学资源、提高教学效率和质量、培养学员的自主学习和创造性学习方面发挥积极的作用。同时,为创建学习型社会提供资源基础,为社会需求强烈的终身教育提供不竭的教学资源。
第二篇:基于网络平台的语言文学教学研究
基于网络平台的语言文学教学研究
随着信息技术的发展和网络平台的搭建,教学研究工作随时随地都可以开展,网络平台的应用使教学基本不受时空的限制,形式非常灵活。语言文学作为当前高校越来越重视的学科,其教学形式也急需改变,本文基于网络平台对语言文学的教学进行研究,并探讨了网络平台在语言文学教学中的重要作用及其应用。
网络平台/语言文学/教学
基于网络平台进行教学已成为世界各国重要的教育改革和发展趋势。目前许多教育机构基本上都实现了教育信息化,采用网络技术开展语言教学。基于网络平台的语言教学涉及网络技术、教育学、语言学等多门学科的理论知识与实践经验,所以如何将网络平台和语言教学行为融为一体,使人们在短时间内快速掌握所学知识,目前已经成为网络平台语言文学教学的研究重点。
一、网络平台在语言文学教学中的重要作用
(一)使受益人群更为广泛
相对于围坐在一起的“现场”教学,进行网络平台语言文学教学的广泛性十分明显,它不受身份、地域、时间等限制,人们无论在何时何地,只要有网络就能进行语言文学相关内容的学习,从而快速提高自己的语言能力。同时,无论是学生、教授,还是公司职员、企业管理人员,凡是网络平台上语言文学的受教人群,都可以在相关网络论坛上就共同感兴趣的话题进行探讨,对彼此的观点、经验进行借鉴,取长补短,提高自身修养与语言能力。
(二)促进高效教学
在基于网络平台的语言文学进行教学研究时,教研活动排出了时间、距离等障碍,在网络平台上进行教学活动,参与教学的是来自各行各业的,不同学科不同组织建立的团队,由组织者牵头,各自建立博客、主题网站、QQ 交流群等,根据不同人群的需要,在网络平台上开展语言文学教学,并定期进行分享、达成共识。除了语言文学之外的其他如英语、数学等学科也可以采取基于网络平台进行教学这种方式,不仅节省了教育人员的时间和精力,而且提高了受教人群的广泛性和学习的高效性。
(三)传授的内容更加丰富
所谓网上教学是指教学者和受教者都在网上,通过因特网的信息传输功能将授课内容及场面图像实时地传送给受教人群。目前,相关专家机构已经开发出网络教学应用设备,用于网络实时广播和同步记录,自动生成网络点播资源库,它可以使任何投影机成为网络投影机,还可以把教学内容或会议的现场包括视、音、画进行数字化,通过采集合成及压缩后在网络平台上进行实时直播,再加上各类多媒体软件的运用,不仅丰富了语言文学教学的内容,而且实现了同步教学,扫除了人们进行学习的时空障碍。另外,语言文学教学系统的实现,可以有效地扩大受教者阅读的范围与空间,并增加学习的知识量。
二、网络平台在语言文学教学中的应用
(一)构建数字化化语言文学实训平台
网络数字化语言技能实训平台是基于不同专题构建的数字化网络课程平台,有丰富的学习资源。学习者可以在该平台上进行语言实训,比如进行网络演讲,在相关网络平台上有其资源库以及演讲的基本范畴体系,包括演讲历史简述、演讲人心理分析、演讲稿写作、观众心理分析、演讲评论和演讲技巧等方面,可供学习者进行自主选择,不同学员之间还可以进行比赛,上传演讲的语音和视频等相关内容与其他人共享,并进行相互评价,这也有利于激发学习者的对语言文学的学习兴趣,提高积极性。
(二)构建语言文学网络交流和作品展示平台
开发语言文学网络学习系统,可以通过共享资源,让学员进行自主学习。自主学习包括对语言文学课程的相关授课视频、名家讲坛与教学资料等,学习者通过该系统可对资料进行下载、查看,而系统管理员通过该模块可对相关的资料进行上传、更新和删除等,还可以请相关专家和老师进行网上答疑。通过语言文学学习系统,受教人群可对相关的问题进行实时有效的交流和讨论。该系统还可设置作品查看和作品上传功能,在网络上进行作品展示,实现作品的实时共享,管理员还可根据专家、老师对作品的评价,对优秀作品进行公开表扬,鼓励学员借鉴学习。
(三)提供丰富的写作平台
现代信息技术可以用非常便捷的方式为语言学习者提供丰富的写作素材,帮助学员提高自身的文章写作能力。通常,我们写作过程中最大的问题就是由于自身阅历或阅读面太窄造成的写作素材匮乏。通过创建语言文学网络学习的平台,提供丰富的写作素材,让人们可以足不出户而知了解社会百态。同时,可以通过在该平台上提供写作空间,并邀请专业的教师定期为学习者布置任务并进行写作指导,学员相互之间也可以互相欣赏座屏并发表观点,还可以与自己的读者进行交流,从而提高自身的写作能力和语言文字表达能力,并且激发人们写作的兴趣。
(四)通过网络平台进行多语言学习
基于网络平台的语言实训除了汉语言文学的学习之外,还可以提供英语、法语等多种语言的学习训练,引导学习者通过听、读、写技能的自主训练提高其说和写的能力。实训内容融合了易于修改和更新的数字化网络资源,呈现方式不再局限于纸质教材,便于学员进行研究性自主学习,丰富自己的语言知识,提高语言能力和水平。基于网络平台的语言实训模式的目标是培养语言技能好、文化素养高的复合型人才,实训内容也发生了一定的变化,不再立足于通用语言和传统语言,而是以专题化的实用型和专业型语言为主,从而丰富学习者的知识内容,提高语言使用者的专业水平。
三、结语
由于互联网技术对社会发展的冲击,将语言文学的学习放在网络平台上进行成为必然,它适应了社会信息化的大趋势,还为广大人群打开了方便之门,在不受空间、时间等因素的限制下,可以自主学习、训练、交流等,不仅丰富了学习内容和方式,还能在一定程度上提高学习效率,从而提高学习者的语言能力和综合素质。
参考文献:
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第三篇:基于JSP+XML+SQL Server开发网络教学平台的设计与实现
基于JSP+XML+SQL Server开发网络教学平台的设计与实现
摘要 网络教学平台是面向教师和学生的网络教学系统,采用JSP+XML+SQL Server开发,对该平台的体系结构、功能进行了详细的分析,并介绍了设计中所采用的关键技术。
关键词 网络;三层结构;教学平台;JSP;流媒体
引言
随着计算机技术的飞速发展,信息网络已成为社会发展的重要保证。如何以网络为纽带快速、高效、方便地实现知识传递,以现代化手段促进教学改革,将传统的课堂教学转变为课堂+电脑+网络课堂+internet等多种学习方式,是教育工作者应当为之努力的方向。基于JSP技术的网络教学平台是依托校园网的优势设计和开发的,通过此平台,学生可以不受时间、空间、地域的限制,实现网上浏览教学内容、完成作业,参加测试等功能,教师也可借助此平台,发布公告信息,发布试题,实现课件上传下载,组织讨论答疑等功能。
系统体系结构
网络教学平台按照Browser/Server模式,将传统的浏览器/WEB服务器的两层体系结构扩展成浏览器—WEB服务器+应用服务器—数据库服务器三层体系结构,这种模式采用多种标准的协议和技术,适合于任何硬件平台和软件环境。
系统采用JSP与SQL Server 2000 数据库相结合,其实现的基本原理是利用SQL Server 2000 作为数据仓库,用Servlet等高性能服务器端程序作为后台总控程序,JSP程序在前台运行,Servelet接受用户的输入,分别调用不同的JSP程序向客户端反馈信息,JSP/Servlet通过HTTP连接在服务器端和客户端传递数据,其体系结构如图1所示。
图1 系统体系结构
系统功能分析
网络教学平台由教师教学系统、学生学习系统和教学管理系统三大模块组成,这些模块之间相互联系,相互配合,构成一个完整的网络教学系统。系统功能框图如图2所示。
图2 系统功能框图
1、教师教学系统与学生学习系统
教师教学系统与学生学习系统的功能相对应,主要包含以下几个模块:
(1)网络课堂:网络课堂是实施网络教学的主要场所,教师和学生可以通过此模块实现实时和非实时的网上交流。教师可以实现课程添加、修改,将课件上传等功能,而学生可以浏览教学大纲,教学计划,教学参考资料,教学课件等内容,也可以下载这些资料,观看优秀教师教学录像,通过此平台学生可以自主预复习,把传统的学习过程变得更加方便灵活。
(2)网上作业:作业环节是对所学知识理解和巩固的过程。教师可以在网上发布、批改、删除作业,学生可以在线或下载完成作业,完成后可以将作业上传,还可以通过此环节查看自己完成作业的情况,查看教师评语等内容。
(3)网上测试:教师可以完成试题添加,试题管理,可以调用网络试题库按章、节或综合应用自动、手动组卷,进行成绩分析;学生除了可以参加网上测试外,还可查询测试结果。
(4)讨论答疑 :在界面上采用了BBS形式,提问与回答的过程是异步的,学生将学习中遇到的问题用留言的形式公布在网上,教师通过此模块进行答疑。教师也可以在网上发布讨论题,引导学生进行学术研究和讨论
(5)网上交流:本模块类似于网络聊天室,教师与学生、学生与学生之间可进行实时的网上交流,网上讨论,通过此模块可以解决个别学生的概念模糊,解题思路混乱等问题。
(6)实验指导:教师把学生在实验中遇到的问题和易犯的错误以回答问题的形式表现出来,以交互的形式辅导学生顺利完成实验;学生可以在计算机上撰写、提交实验报告,教师可以浏览、批阅。
2、教学管理系统
系统分为人员管理、课程管理、作业管理、考试管理和讨论交流管理。
(1)人员管理:包括系统管理员、教师和学生管理。其中管理员可以对所有人员进行添加、修改、删除和查询,同时还可以对教师的所有权限进行分配。
(2)课程管理:包括课程添加、课程查询和课件管理。
(3)作业管理:可以查看、修改和删除作业。
(4)考试管理:试题添加、修改、审核和删除。
(5)讨论交流管理:包括BBS版主管理、帖子管理。
软件开发技术
系统采用目前流行的JSP技术开发Web应用程序,采用XML技术对教学数据进行处理,通过JSP/Servlet和XML进行数据交互,同时也采用了计算机网络中的许多成熟技术,如流媒体技术,客户/服务器技术,数据库技术。
(1)JSP技术:JSP是一种卓越的Java技术,它基于强大的Java语言,可在任何Web或应用服务器上运行,与Java Enterprise API(Java 企业应用编程接口)紧密结合,可快速创建高性能的Web应用程序。它将内容的生成和显示进行分离,使Web开发人员能专注于应用逻辑的处理;利用可重用的组件(Java BtensEJB),加快了总体开发速度,并提高了系统质量,采用标识简化页面编程,降低了开发人员的难度。
(2)XML与HTML技术:XML和HTML一样属于标记语言,可以通过标记来描述数据的结构,并且它允许用户自行视描述数据的需要,随意地制定不同的标记,这和HTML有着极大的差别,除此之外,XML不同于HTML对于所有的标记都已经定义了显示格式的意义,对于XML而言,显示格式并不是最重要的,相对地,数据所代表的意义才是最重要的,因此,XML并不负责标记显示的格式。不过,XML却允许通过较复杂且灵活性的方式显示数据,如通过XSL、CSS、HTML+XML Island以及编写程序并通过DOM取出数据再显示;XML具有跨平台、与语言和应用程序等无关的特性;XML除了可以使用标记与属性来描述数据的意义之外,另外还提供了可用来描述文件结构的DTD与XML Schema。
(3)基于连接池的数据库技术:系统采用DB Connection Manager的Java类管理连接池对象,其中每一个连接池保持一组JDBC数据库连接对象,可以为任何Servlet所使用。连接池具有以下功能:装载和注册JDBC驱动程序;根据在属性文件中定义的属性创建连接池对象;实现连接池名字与其实例之间的映射;跟踪客户程序对连接池的引用,保证在最后一个客户程序结束后安全关闭所有连接池。
(4)流媒体技术:采用流媒体技术实现视频音频数据传输。在网络上传输音/视频等多媒体信息主要有下载和流式传输两种。下载时用户必须将既耗费时间又耗费磁盘空间的整个文件复制到自己的计算机中,然后才能播放.因为整个文件必须在下载之后才能播放,所以下载不能用于实况流。同时,下载也不能高效地使用可用带宽,当客户端开始下载数字媒体文件时,所有可用网络带宽都用于尽可能快地传输数据,其他网络功能可能会减慢或被中断。流式传输只以客户端正确呈现的速度通过网络发送数据,所以它比下载更高效地使用带宽。因此,流式传输有助于防止网络过载并能维持系统的可靠性。在流式传输的实现方案中,采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输音视频数据。
(5)客户/服务器技术 :联入校园网的计算机从功能上来说,可以分成服务器和客户机两种,不论哪种服务器,如文件服务器,FTP服务器,数据服务器,邮件服务器,数据服务器,代理服务器等都成天候运行,提供各种服务,为学生服务。
结论
相对于封闭的传统教学模式而言,网络化教学做到了信息渠道的畅通无阻,它突破了时间、空间、地域的限制,体现了以学生为本,因材施教的思想,促进了学生创新意识和创新能力的培养,为学生向多方向,全方位发展起到了推波助澜的作用。
第四篇:网络教学平台设计与开发中需要考虑的主要问题
网络教学平台设计与开发中需要考虑的主要问题
网络教学平台的设计与开发离不开对用户网络教学需求的细致分析, 在此基础上还需要基于理论研究进行教学设计, 并对软件系统的技术体系架构和人机界面进行分析与设计。
系统功能模块的设计是教学平台构建的主体,主要基于用户需求分析和教学设计。具体的模块设计还要针对不同类型网络教学平台的教学过程与教学环节进行。这一部分可以不断地完善和添加功能子模块。
系统架构指的是教学平台开发时采用的软硬件技术架构体系, 包括开发平台的技术路线(如: 技术框架、开发环境、开发模式、开发语言、技术版本、产品版本等), 文件组织(如: 文件的命名、组织、管理等), 服务配置(如: 采用的服务器和操作系统、web 服务等), 运行环境(如: 客户端的运行环境要求、用户系统和浏览器、给出配置建议和下载服务),系统接口(如: 数字校园其它相关系统的接口、文件打包下载、批量上传等)。用户界面指的是教学平台呈现给用户的结构和表现形式。其内容包括: ●平台结构: 研究如何组织系统模块;● 显示页面: 研究用户界面, 显示形式和风格;● 导航系统: 研究围绕用户需求的信息采集和导 航;● 帮助系统: 研究在线帮助和提示;● 异常处理: 研究系统的容错和出错提示帮助,等等。
如果说技术路线是心脏血脉, 系统模块是内脏肌肉, 那么用户界面就是骨架和皮肤, 三者缺一不可。另外, 网络教学平台毕竟是一个软件系统, 从需求分析、业务分析、数据模型、功能模型, 到开发实现与测试, 都需要符合软件工程的要求, 并且需要经过开发 → 应用实践 → 反馈 → 二次开发 → 再应用实践的不断循环, 使得软件系统日趋成熟。
第五篇:网络课程的设计与开发
网络课程的设计与开发
余胜泉、王耀武 ysq@elec.bnu.edu.cn 北京师范大学现代教育技术研究所(100875)
【摘 要】网 络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和,它包括两个组成部分:按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环 境。网络课程设计包括教学内容的设计、网络教学环境的设计以及在网络教学环境上实施的教学活动设计。本文从这设计三个方面出发,介绍了网络课程设计的过程 模式。
【关键词】网络课程、网络课程设计、网络教学支撑环境、网络学习资源设计、网络学习活动设计
在网络教学环境中,教师和学生在地理位置上的分离,使得 教学无法围绕教师为中心来展开,而必须以学生为中心,学生已经成为教学过程中的主体,所有的教学资源都必须围绕学生学习来进行优化配置,教师不再是知识的 唯一源泉,最大的知识源泉是网络,教师的任务是指导学生如何获取信息,帮助学生解决学习过程中的问题,并帮助学生形成一套有效的学习方法和解决问题的方 法。学生的地位也应该由原来的被动接受者转变为主动参与者,学生应该成为知识的探究者和意义建构的主体。学生的头脑不再被看作是一个需要填满的容器,而是 一支需要点燃的火把。网络学习环境不再是教师讲解的辅助工具,而变为帮助学生探索、发现、学习用的认知工具。网络教学应该围绕如何促进学生的自主学习、促 进学生思维的深度与广度发展、组织学生的自主学习活动来展开。这些内容构成了支撑网络教育教学观念的基石。
网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和,它包括两个组成部分:按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境,其中网络教学支撑环境特指支持网络教学的软件工具、教学资源以及在网络教学平台上实施的教学活动。
网络课程设计是教师在网上教学前的准备工作,教师需要把课程编 写成网页的形式并进行一系列的备课。在网络教学中,所有教学活动都是以学生为中心,特别强调在学习过程中发挥学生的主动性、积极性,相应的课程与教学设计 主要围绕“教学内容”、“自主学习策略”和“学习环境”三个方面进行。一是教学的前提与条件,二是整个教学设计的核心棗通过各种学习策略激发学生去主动建 构知识的意义(诱发学习的内因);三则是为学生主动建构创造必要的环境和条件(提供学习的外因)。由于网上教学与传统教学有很大区别,教师的地位发生了明 显的改变,教师由原来的知识的传授者、灌输者转变成学生主动建构意义的帮助者、促进者,因此教师的课程设计也发生很大变化。
一、基本过程
网络课程开发的基本过程如下图所示,在此,我们假设教师已经深入了解了教学对象的学习特点,而且本课程已有成型的教学大纲和知识体系结构(否则论述将超出本文范围)。
图1 网络课程开发的基本过程
设计网络课程教学时,要遵循如下教学设计原则:(1)注重教学目标及教学内容分析;(2)设计教学活动时注意情境创设,强调“情境”在学习中的重要作用、注意信息资源设计,强调利用各种信息资源来支持“学”(而非支持“教”);(3)强调以学生为中心、注重自主学习设计;(4)强调“协作学习”,要注重协作学习环境设计、注重基于网络教学策略设计。
网络课程的具体开发应满足如下基本要求:(1)网络课程建设要充分体现远程教育的特点,能提高学习者学习兴趣与自觉性;(2)网络课程都必须满足在互联网上运行的基本条件,还应具备安全、稳定、可靠、下载快等特点;(3)网络课程应有完整的文字与制作脚本(电子稿);(4)网络课程文字说明中的有关名词、概念、符号、人名、定理、定律和重要知识点都要与相关的背景资料类相链接。(5)对课程中的重要部分,可适当采用图片、配音或动画来强化学习效果,但要避免与教学内容无关的、纯表现式的图片或动画。下面对网络课程开发的关键环节作简要介绍。
二、确定教学大纲
教学大纲是以纲要的形式规定出学科的内容、体系和范围,它规定课程的教学目标和课程的实质性内容,是编写网络课程的直依据,也是检查网络教学质量的直接尺度,对网络教学工作具有直接的指导意义,对学生了解整个课程知识体系也有很大帮助。教学大纲举一般由以下几个部份构成:
说明:扼要介绍本学科的目的和任务,选材的主要依据,以及有教学与学习的原则性建议。
本文:列出按层次结构自治的知识点条目(一般是编章节目),知识点的简要说明,知识点的教学要求、教学时数、教学活动及其所用时间说明。
实施要求:列出编写教材的参考书目,教学环境要求,教学仪器设备,辅助教学手段、说明等等。
教学大纲的编写应注意如下原则:科学性、思想性、主观联系实际、基础性、系统性等等。如果开发的课程已有教学大纲,应尽可能选用现有大纲,如果没有,要编写一个,编写的大纲要经过学科专家审查。
三、确定教学内容
根据教学大纲,编写教材、配套的练习册、实验手册,如果已有优秀教材,尽可能选用。教材的内容应具有科学性、系统性和先进性,符合本门课程的内在逻辑体系和学生的认知规律,表达形式应符合国家的有关规范标准。
教材、配套的练习册:教材是教学内容的文字描述,教材是 教学内容选择结果的体现,教学内容选择时,要选择切合实际社会需求、反应本学科最新发展动态的教材,对于那些已经过时的内容要坚决地删除;教材不是教学内 容的简单堆砌,而是教学内容的的机组合,教材应能够把一门学科的基本概念、基本原理和基本技能要求提炼出来,形成一个具有逻辑性、系统性的知识系统,使之 有利于学生对知识的理解与迁移;练习册是选定教学内容后,诊断与巩固教学内容的测验试题的集合,它是教材有重要组成部份。
实验、实验环境与实验手册:对于一些含有技能培养目标的课程来 说,实验是必不可少的。实验是教材中理论知识的实践认证,技能知识的具体体现。设计实验时,要注意实践性和可行性,实践性是指实验在理论指导下,通过具体 的操作步骤,达到预期结果;可行性是指设计的实验要求的条件不能太高,要能在实际教学过程中得到实施,在网络教学环境下,尤其要注意实验的可行性。实验手 册是对实验的说明,一般有实验目标、实验环境、预备知识、实验步骤、实验报告、思考与练习等几大部分。
四、总体设计与原型实现
选择一个相对完整的教学单元,设计出一个教学单元的网络课件原型,通过原型设计,确定网络课件的总体风格、界面、导航风格、素材的规格以及脚本编写的内容。总体设计是设计过程中最重要的一环,它是形成网络课件设计总体 思路的过程,决定了后续开发的方方面面,网络课件设计过程所要遵循所有原则,都要在这一阶段得到充分体现。原型实现后,应在一定范围内征求意见,尤其是征 求最终用户(学生)的意见,并根据征求的意见进行修订,以达到最优化的目的,减少后续开发过程中修订的工作量。在进行总体设计时,应注意: 1.内容组织
课程内容采用模块化的组织方法,模块的划分应具有相对的独立性,基本以知识点或教学单元为依据。课程内容的组织是以有良好导航结构的WEB页 面为主,链接有特色的网络或单机运行的教学课件,课件以知识点教学单元为单位。课程内容应根据具体的知识要求采用文本、声音、图像、动画等多种表现形式,比如文字说明、背景资料支持、配音阐述、重点过程动画表现以及小画面教师讲授录像播放相结合等。自测部分可根据具体的知识单元设置。
每一个教学单元的内容都有如下几个部份:学习目标、教学内容、练习题、测试题(每一章)、参考的教学资源。课时安排、学习进度和学习方法说明等。在疑难关键知识点上提供多种形式和多层次的学习内容。根据不同的学习层次设置不同的知识单元体系结构。
模块组织结构应具有开放性和可扩充性,课程结构应为动态层次结构,而且要建立起相关知识点间的关联,确保用户在学习或教学过程中可根据需要跳转。2.内容表现
在具体的开发过程中,要注意描述性文字要精炼、准确。中文字体尽量用宋体和黑体,字号不宜太小和变化太多,背景颜色应与字体前景颜色协调,以便减少在屏幕上阅读的疲劳。
在画质上,应要求构图合理、美观,画面清晰、稳定,色彩分明、色调悦目,动画、影像播放流畅、具有真实感。图形图象应有足够的清晰度。色彩的选择应清晰、明快、简洁,颜色搭配合理,主题与背景在色彩上要有鲜明的对比。网页色调要与内容相适应,背景颜色应与前景颜色协调,各页间也不宜变化太大。
构图是指画面的结构布局。构图的基本要求是设计好屏幕的空间关系,使画面新颖简洁、主体突出,具有艺术感染力,使教学内容形象地展示在学习者面前。动画是课件的主要表现形式。动画的造型要合乎教学内容的要求,比喻和夸张要合理,动作应尽量逼真,动画要尽可能接近事实。
影像的目的是突出教学重点和难点,增加可信度。由于动态影像的信息量大,受网络带宽的限制,播放可能会出现停顿现象,这时应适当减小影像的播放窗口,要尽可能采用流媒体技术。
在声音质量上,应要求解说准确无误,通俗生动,流畅清晰;音响时机恰当,效果逼真,配乐紧扣主题,有利于激发感情,增强记忆。在声音的处理上要慎重考虑,要考虑网络带宽的制约,应与影像结合起来综合平衡。
在内容结构上:同一网页中不宜同时出现过多动态区域。网页长度不宜太长,一般不要超过三屏,在800*600屏 幕分辨率下不应横向滚屏。每门课程的网页应保持统一的风格和操作界面。控制功能、操作方法符合常规习惯。课程内容的设计应尽量加入交互方式,激发学生在学习过程中主动参与和积极思考。在疑难的知识点上充分发挥多媒体的功能,展现其内涵,使学生能够深刻体会,从而有利于培养学生获取知识的能力和创新能力。学习者对课程中的有关图片、资料、动画可选择浏览或不浏览,也可选择背景音乐开或关,以及配音阐述的开或关。网络课程每个知识点都应提供相关的参考文献资料 链接,以拓广学生知识面。3.内容导航
鉴于网络课程信息量巨大,内部信息之间的关系可能异常复杂。因此除了要求在信息结构上要合理设计外,对信息的导航策略要求也十分高,要求导航设计要清晰、明确、简单,符合学生认知心理,否则,学生容易迷失方向。网络课程可以提供的导航方法有:
列出课程结构说明:建立目录索引表,以表格的方式列出如下内容:教学单元、教学活动、学习时数、学习进度和、学习方法;并指明学生所处的知识层次和位置;让学习者了解网络课程的信息结构,直接到达所需要的学习页面; 网络课程网站的文件结构:网站的文件结构要根据章节、通用网页、组件和媒体类型等适当地建立相应的子目录,单个子目录中文件数目不宜太多,以方便维护; 页面组织:网站的网页组织要反映课程的目录层次结构和网状结构。网页间的联系要便于学习者对知识结构的掌握。在网页中应有到课程起始页(Home)、前一页、后一页、上一层、相关内容的超链接,应提供由关键词(基本概念)和目录树查找相关网页的快速跳转功能。对于描绘教学内容的重要媒体也要提供查询和直接显示功能;
直接导航:对一些重要的导航点,如当前学习单元、当前学习目标、学习单元的结束、前进、后退等,在主界面的导航中心提供直接的导航,只需用鼠标单击导航上的超链接,便可直接进入对应的界面之中;
浏览历史记录:记录学生在超媒体知识空间所经历的历史路径,学生可随时快速跳转到以前浏览过的页面。线索:记录学习者浏览路径,可让学习者沿路返回,也可预先设计浏览的路径,减少学习者的探路时间;
检索表单:提供对整个课程全文检索功能,让用户检索Web的信息,帮助学习者迅速寻找所需要的学习内容;
帮助:对一些学习过程中容易遇到的问题,用帮助页面的方式给出指导,提供解决问题的方法和途径,引导学习者不致于迷航;
导航条:提供到顶级页面、上一级、下一级、同一级页面的导航; 演示控制:用于对动画、影像、声音的控制,让学生根据自己的学习需求控制影像/声音的播放进度;
书签:记录学习者标记的学习重点,便于对重点学习内容的快速定位。它是Web浏览器必备的功能;
框架结构:对结构比较复杂的课件设计可采用这种方法。主框架可以是学习区,副框架则可用作动态导游图,以显示当前的学习进度,并可以点击导游图直接到达某个进度;
导航策略用于网络课件,实际上是教学策略的体现。这是一种避免学习者偏离教学目标,引导学习者进行有效学习,提高学习效率的策略,它是决定网络课件质量的关键因素,因此需要精心设计。
五、脚本编写
脚本是教学人员与技术开发人员沟通的桥梁,脚本编写要根 据计算机的特点,在一定的学习理论的指导下,对每个教学单元的内容及其安排以及各单元之间的逻辑关系进行教学设计,并写出相应的设计文本,网络课件的脚本 编写要充分考虑原型设计阶段所确定的内容表现、导航、教学设计等课件的总体风格。脚本描述了学生将要在计算机上看到的细节。它在课件设计中占有非常重要的 地位,它是设计阶段的总结,又是开发和实施阶段的依据。从其内容来看,它是网络课件中教学内容和教学方法的载体,而不是课本或教案的简单复制。1.脚本编写要求
人 员组成:因为脚本不仅包含了将要在计算机上显示的大量的教学信息,更重要的是如何通过计算机为学生构建一个良好的学习环境,使学生在与这样的环境的互动 中,促进学习的发生。这就要求脚本提供的教学信息以及这些教学信息的展示和交互过程应能较好地体现一定的学习理论,应能充分发挥计算机的优势。因此,参加 脚本编写的人员应包括学科专家、教学设计人员、教育软件设计专家、教育心理学专家、计算机程序设计人员。脚本编写应遵循如下基本原则:(1)明确教学目的和各教学单元的教学目标;(2)根据教学目标,使用的教学内容应准确无误;(3)根据教学目标和教学内容,选择适当的教学方法(CAI模式)和传递教学信息的媒体;(4)学习理论的应用。无论采用什么样的模式,都必须注意学习理论的应用,以提高软件的教学效果。(5)应考虑计算机的输出和显示能力。(6)使用的格式应该规范。脚本可以使用不同的格式,但必须规范,而且便于对脚本各项内容的表达,这些内容包括:
显示信息。指屏幕上将要显示的教学信息,反馈信息和操作信息。注释信息。说明显示信息呈现的时间、位置和条件以及连接要求。逻辑编号。显示信息常常是以屏幕为单位来表述的,为了说明它们之间的连接关系,每一个显示单位应有一个逻辑编号,以便说明连接时使用。
媒体、交互信息和“热字”的表示。为了清楚地表示教学信息中使用的不同媒体(文字、声音、图形或图象等)、教学信息中的“热字”以及交互过程中呈现的各种信息,脚本中常用不同的符号表示它们。
对于编写好的脚本,应组织编写人员和更多的教师对其进行审查,修改其错误,补充其不足,然后,让未来的使用者对脚本进行“试运行”,看是否能达到预期效果。这样得到的脚本作为编程或写作的蓝本,会明显的提高开发课件的速度和质量。2.脚本类型
脚 本包括文字脚本和制作脚本,文字脚本是按照教学过程的先后顺序,描述每一个环节教学内容及其呈现方式的一种形式,其主要目的是规划教学软件中知识内容的组 织结构,帮助教学软件开发者将所要传授的知识清晰化,并对软件的总体框架有一个明确的认识。文字脚本与文本教材有较大的区别,它除了要表达清楚知识内容之 外,还需要对教学目标、学习目标、教学活动、采用的教学策略、所采用的表现方式、教学软件的总体结构等。一般情况下,文字脚本包括以下内容:
(1)使用对象与使用方式的说明:阐明教学软件的教学对象,软件的教学功能与特点以及软件的适用范围与使用方式。(2)教学内容与教学目标的描述:阐明教学软件的知识结构,以及组成知识结构的知识单元和知识点,并详细介绍教学的目标和要求。
(3)网络课件的总体结构:根据教学大纲和总体教学目标,确定网络课件的总体体系结构,划分软件的基本组成模块,并确定各模块间的联结与导航关系。(4)知识单元的教学结构:表述一个知识单元的教学结构,它是文字脚本设计的主体,一般都由多个文字卡片组成,每个卡片一般都有序号、具体的教学内容、教学媒体类型、教学模式、教学内容的呈现方式、教学方法、教学活动以及教学的组织结构等。
文 字脚本可以说是对教学软件的总体构思的设计,它是学科教师按照教学过程的先后顺序,将知识内容的呈现方式描述出来的一种形式,但它还是一种概要设计,还不 能作为多媒体教学软件制作的直接依据,因为教学软的开发,还应考虑所呈现各种信息内容的位置、大小、显示特点(如颜色、闪烁、下划线、黑白翻转、箭头指 示、背景色、前景色等)、交互方式,还要考虑信息处理过程中的各种编程方法和技巧,还需要编写制作脚本。
制 作脚本包含着学习者将要在计算机的屏幕看到的细节,例如,用各种媒体展示的教学信息;计算机提出的问题;计算机对学习者各种回答(正确的或错误的)的反 馈;在不同的情况下,学生应进行的正确操作,等等。制作脚本一般采用卡片式格式,在卡体部分将这些信息的内容及显示的位置描述出来,同时用相应的符号表示 这些信息的类型。在卡体的注释部分,详细地说明卡体中各种信息显示的逻辑关系,即先显示什么内容,后显示什么内容;后来的内容显示时,先前的内容是否还保 留;操作信息的作用,等等。
六、素材准备
素材准备。根据脚本的要求,准备所需要的素材,包括文字、图片、声音、动画、视频、案例等,通过课件原型的设计和脚本的编写,可明确素材的规格、数量、种类和具体内容,便于进行批量制作,可大大降低开发的时间与成本。素材采集。通过扫描仪扫描图形,把准备好的音频和视频素材,通过声卡和视频采集卡,转换为计算机可识别的数据文件。
素材整理。制作好素材后,要根据《现代远程教育资源建设技术规范》对素材进行属性标注,纳入到网络课程的素材库中,供学生学习和教师在学习和教学中参考
七、课件开发
根据脚本提供的要求和建议,参考开发的软件原型,利用课件开发工具(Frontpage、Dreamwave、Flash、Shokewave、Mediatools、Visual J++等)集成课程内容,形成网络课件。
界面设计和制作。对屏幕上将要显示的信息的布局进行设计,包括主菜单、不同级别的操作按纽、教学信息的显示背景、翻页和清屏方式等。
编写文字材料。完成软件的制作以后,还要编写相应的文字材料,例如软件的内容适于何种程度的学生使用,软件的使用环境,使用的机型,软件的使用方法,以及其它配套使用的文字材料等。
八、教学环境设计
课 程教学内容设计是实施网上教学的根本,但绝对不是网上课程内容设计的全部。在网上进行学习,强调以学为中心,强调学生的自主学习,在网络课程设计过程中应 注意设计大量帮助学生进行自主学习的资源,促进学生的自主思维,促进学生的思维深度,促进学生学习的参与度。在一个典型的网络教学系统中,促进学生自主学习的课程资源有:讨论论题、疑问及解答、课程辅助资源、测验试题、自主学习活动等。这些资源,都应该在统一的网络教学环境下管理与使用,教学环境设计主要 指在统一的教学支持平台下的自主学习资源设计,而不是网络教学软件的设计,教师只需关注如何在网络平台设计具体的学习支持资源,而无需关注具体的程序设 计,比如与网络课程学习直接有关的课程大纲、练习题、常见问题、讨论论题等,所有内容直接在统一的网络教学平台界面中录入,或通过标准的TXT或RTF文件提供。自主学习资源、自主学习活动设计是网上课程设计与传统基于教科书的课程设计的基本区别之一。1.讨论论题及内容设计
网 络教学有良好的异步交互的优良特性,通过网络可以有效的对某一个论题进行深入的讨论,我们每个人都有过课堂讨论的体验,但课堂讨论由于时间有限、参与人数 等讨论发言都很简要,一般都是几段话,这种时间有限的讨论往往浮于表面层次,感性成分居多而很难进行非常理性的思考,因为课堂讨论没有足够的时间进行充分 的思考,难以深入。而基于WEB的BBS(电 子布告牌)系统,它是以发表文章为基本的讨论交流形式,这种交流是不受时间限制的,参与讨论的学习者可以对讨论问题进行充分的思考,通过不同观点和立场的 碰撞与交流,学习者可以对一个复杂事物达到一个相对全面且深刻的理解。通过文章来表达自己的思想,可以大大提高学生的逻辑思考能力以及驾御文字表达自己思 想的能力。异步讨论可以大大促进学生对某些复杂事物的认识深度以及自主思维的深度,但前提是被讨论的问题要有一定深度和广度的讨论空间,也就是问题要有相 当的复杂性和歧义性,要能够诱发不同的观点,要能够诱发不同层次的思维。这样讨论才能有效地展开,才会引起学习者的兴趣,激发学习者的参与度。这就要求教 师在进行课程设计时要充分考虑教学内容的性质,深入理解课程的教学内容,提出一些有争鸣空间的问题,教师还应对这些问题进行多侧面多角度的考虑,准备一些 讨论发言文章,以便在讨论过程中诱导讨论展开的方向,促进讨论展开的深度与广度。2.设计课程疑问及解答
对于网上学习,学习者必须进行自主学习,没有了教师面对 面的解释和演绎,它要求学习者从听众变成索求者,进行深入的思考。但到了百思不得其解时,及时的答疑和帮助则成了必不可少的内容。教师对课程内容理解得较 为深刻,他应该知道初学者容易遇到那些问题,学习过程中有那些常见的疑问,教师在进行课程设计时,可将这些问题及其答案罗列出来,放在答疑系统中。这样,当学习者遇到类似的问题时可以从答疑系统中获得迅速的解答,消除学习过程的许多障碍,也可以减轻教师在教学过程中答疑的工作量,缩短学生获得解答的时间。在设计课程疑问及解答中应注重利用恰当的问题,引导学习者的有意识的选择性注意。因为问题在吸引和保持学习者的注意,在使学习者对重要信息保持高度警觉和提高学习者心理上的参与方面是非常有效的一种注意策略。在学习新材料前有针对性地提出问题,让学生带着问题去学习,不仅有助于将学习者的注意力吸引到重要的信息上,忽略无关的或不重要的信息,而且问题还能提供 一种“推敲”的功能,通过推敲使信息的含义更为明了,从而促进学习者对所学内容的记忆和理解,提高学习效率;此外,问题的类型也影响到学习者对学习材料的 注意,若问题涉及材料的基本结构,学习者将注意材料的主要内容;若问题涉及材料的细节,则学习者注意材料中的细节。鉴于问题在吸引和保持学习者的注意方面 的重要作用,在具体的设计中,应根据学习目标和学习内容的特点,精心设计问题的位置和问题的类型。一般对学习材料中的重点难点内容,可通过前置问题的设 计,激发学习者的选择性注意,前置问题的设计可通过创设问题情境或提出与学习内容有关的一些问题来达到;为了促使学习者回忆已学过的学习材料,强化记忆,可通过后置问题的设计来达到目的。3.计划在线交谈话题
同步讨论类似于面对面讨论方式,学习者之间可以跨越地理 位置进行实时的交流,实时讨论比较适合用于激发碰撞新观念、新想法,教师进行实时答疑和辅导、实时答疑的活动等,也可以进行一些情感交流,教师在课程设计 时应注意设计一些实时讨论的问题,引导学生参与讨论。问题设计应具有情感交流的情形。讨论话题应能启发新思路、新观点,讨论话题应有一定的密集性,不能过 于分散。4.设计课程资源
教 师设计的主体教学内容信息容量是有限的,若没有丰富的相关教学资源支持,就不利于学生进行探索和发现,不利于促进多面性思考,不能满足众多学习者的个性化 需求,因此,网络课程设计应该是一种基于资源型的课程设计,它有两个并列的主体,一是课程的主体教学内容,二是极大丰富的课程教学(学习)资源,网络教学 资源的开放性与全球化为资源的课程设计提供了最适宜的土壤。网络课程资源设计应遵循一些基本的原则:
(1)教学资源要与课程内容密切相关,避免与课程教学目标无关的资源分散学生学习的注意力与参与度。
(2)要以良好结构的方式来组织课程资源,以便学生能快速的定位自己所需的课程资源。
(3)课程资源应有丰富的消息量,提供给学生足够的探索发现的空间。(4)课程资源应有丰富的表现形态,应具备良好的多样性。它应涵盖媒体素材(音频、视频、动画、文本、图形)、案例素材、文献资料、课件素材等多种形式,满足学习多样性的需求。
(5)课程资源内容应具有良好的多样性。不同资源应有不同的阐述角度以及不同的阐述观点,在内容的深度上也应有不同的层次,满足不同认知层次的学习者需求
(6)教学资源应有比较合理的“颗粒度”,资源之间有相对的独立性,可重用性较强。
(7)课程资源应有一定的涵盖面,对课程的每一个教学知识点都应有一定数量的教学资源支持。5.设计测验试题
无论是什么样的教学形式,测量与评价都是教学过程中的一 个重要环节,是保证教学质量的重要手段之一。网络教学平台中的测评系统具有自动组卷、联机考试、自动(联机)阅卷、试题管理等一系列功能。它可以对网上教 学中的考试与作业提供全面的支持。测评系统的核心是一个网络题库,它将试题按照经典测量理论进行严密的组织存储。它要求教师在课程设计时要设计一定量的测 验试题,并按照经典测量理论的方式对试题进行属性标记,最后纳入试题库中。设计试题时应遵循以下原则:
所有学科的网络题库,都应遵循经典测量理论的指导,要严格按照经典测量理论的数学模型开发题库管理系统、组织试题;每一道试题都要按照经典测量理论来进行属性标记。
试题组织:试题的组织与编写必须以学科的知识点结构为依 据,建设题库之前,必须首先确定学科的知识点结构,在按学科知识点结构组织试题时,还需注意学科知识点结构的区别,例如语文、英语等学科,整个学科知识点 之间逻辑性不强,每一个教学单元都包括很多的知识点,而物理、数学等学科则不同,知识点之间具有严密的逻辑性,而且一个知识点往往代表某章或某节的内容,不会被包函在其它章节之中。在组织试题时,尤其是在设计题库管理系统时,要充分考虑并适应这种学科知识点结构的区别。
试题的分布结构:试题数量要足够多,在各指标属性区间内 均衡分布,核心属性有知识点、难度与认知分类,以这三个属性为核心,形成三维立体交叉网络,网络上的每个交叉结点上都有合理的试题量,在保证这个核心结构 的基础上,还应注意试题在题型和区分度上的合理分布,要处于基本的均衡状态。试题质量要求:试题内容要科学,不能有任何错误;无歧义性,表述简单明确;无关联性,试题之间不能有相互提示,不能相互矛盾;试题参数标注要尽可能符合客观实际。要注意试题与课程相关,主要是针对课程的难点和疑点。在设计测试和作业试题时,常用的问题类型有是非题、选择题、填充题、配对题、简答题、论述题等,它们中有些问题类型侧重于材料的细节,如填充题、配对题等;有些侧重于材料的基本结构,如简答题、论述题等,以上这些问题类型较适宜于后置问题的设计。
九、教学活动设计 自 主学习活动设计是网络课程开发的核心内容,它是对即将实施的网络教学具体活动的规划和设计,通过教学活动的设计,教师便可清晰的知道如何利用已设计好的网 络课件与网络教学环境。自主学习活动设计的基本出发点在与促进学生与教师之间,学生与学生之间的交流,促进学生积极的投入到网络学习中来,充分发挥自己的 积极主动性,提高网络学习的参与度。自主学习活动对学生个性的发展,社会参与能力、协作意识与协作能力、知识学习与实践均有重要的训练作用。从学生的全面 发展和知识两个角度出发,网上教学活动活动具有以下四种功能目标的统一:社会化与个性化的统一,知识学习与知识实践的统一。社会化功能:社会化是“个人学习知识、技能和规范,取得社会生活的资格,发展自己社会性的过程”,例如团结、服从。通过网上课外活动可促进个体的社会化,如用户注册、网络规则和礼仪是培养社会性的有效手段。以虚拟社区形式出现的网站能体现出更高的社会性。
个性化功能:个性作为心理学上的概念,即个人稳定的心理特征(如性格、兴趣、爱好、品性等)的总和。网上课外活动为学生的个性发展提供了广阔的天地。它为学生个人提供获取知识和实践技能的新途径,使学生的学习富于独立性和创造性。
知识化功能:创建一个有充分交互的多媒体资源和愉快的活动环境,提供各种支持网络工具使学生能容易地将信息转换为有用的知识。通过Web能获得课外“即时信息”,对于扩大学生知识面,增加信息量,跟上时代潮流,培养学生主动获取信息,处理信息的能力都是十分重要的。
实践化功能:实践性是课外活动的重要特性。学生能力的培养,重要的一条在于必须独立观察、分析,在实践活动中锻炼。网络能充分提供发挥学生自我管理、自我教育的实践功能。通过网络可建设虚拟的实验平台,合作或者个人进行充分安全的实践。
在规划各种形式的网络活动时,应综合按照这些目标进行设计并协调处理好这四种目标关系,否则网上教学活动很可能出现偏差,例如过分个性化则可能发生沉溺于网络,以自我为中心的负面效应。所以对参于基于Web的课外活动的成员资格应具有多重目标要求。
在一门完整的网络课程中,至少需要设计如下教学活动:实时讲座、实时答疑、分组讨论、布置作业、作业讲评协、协作学习、探索式解决问题等。教学活动的安排,根据课程内容确定。
自主学习活动的核心是让学生真正的深度参与到学习中来,它对复杂的课程内容的学习以及学生独立思考能力的发展非常有帮助。比如,学生在学习“建构主义”这个知识内容时,我们可以采用角色扮演的学习活动来促进学生对“建构主义”的认识深度与广度,实施过程如下:
(1)首先收集国内论述“建构主义”的学术文章,通过搜集文献学生可以知道国内论述“建构主义”较多的学者有何克抗(北京师范大学)、高文(华东师范大学)、张建伟(北京师范大学),他们三者论述的重点不一样,有差别,也有共同点,可以分为三种不同的学术观点。
(2)将所有文献放在网上,限定一个时间段,要求学生阅读这些文章。(3)根据学生个人兴趣(对那一个学者的学术观点更加欣赏)选择扮演的学者,如高氏或何氏。
(4)要求学生到网上学术演讲厅中以扮演的学者身份演讲辩论,在演讲过程中必须阐述他所扮演学者的观点。
(5)教师做主持人维持演讲规则与秩序,并适当给予学生帮助与提示。从 上面的一个小案例中我们可以看到,若用普通的方法学习“建构主义”,学生看完几篇文章,做几个练习就完了,大多数学生的认知心理加工都在表面层次,而在上 面的学习过程中学生看了文章内容后,还需要进行深层次的心理加工,消化文章所表达出的观点与思想,并用自己的语言去阐述学者的观点,看完文章后在通过语言 来表达与仅仅看看文章的心理加工显然不是在一个层次。加大、加深学生的自主思维,这就是设计自主学习活动的精髓。教 师在进行网络课程设计时还需要注意的是,自主学习活动实施起来比较长,知识传递的效率没有课堂授课高,它主要针对学生的学习能力与基本素质的培养,它应在 课程内容中占一定比例,但不能过多,否则,实施起来比较困难。另外,自主学习活动往往要求学生做深入的思考,做广泛的调研,它针对复杂的教学内容比较有 效,而对于简单的教学内容采用传统式的方式可能更加有效。因此教师进行课程内容设计时要充分考虑教学内容的特色。
十、运行维护与评价
网络课程与传统的课程内容不同,它是开放的,因为支持它的网络教学环境是动态的,是开放的,在网络课程的运行过程中,会产生很多很有价值的教学资源,这些教学资源通过相应的管理系统的管理,本身就可以纳入到网络课程中并成为网络课程的重要组成部分。
另外,网络课程的设计也不可能一步到位,需要在网络课程的运行过程中,不断收集教师与学生的反馈意见,以及实际的教学数据,根据这些数据再对网络课程的设计做进一步修订。
参考文献
1.曹文君 朱东来,《基于Web的多媒体CAI课件开发过程中若干问题的研究和实践》http://etc.elec.bnu.edu.cn/论著选摘/99年会论文/基于Web的多媒体CAI课件开发过程中若干问题的研究和实践.htm
2.凌应标 吴向军,《基于 5.余胜泉,《基于Internet的教学系统》http://etc.elec.bnu.edu.cn/lab/group/ysq/基于Internet的教学系统(修订).htm
6.余胜泉,《基于INTERNET的教学模式》http://etc.elec.bnu.edu.cn/lab/group/ysq/基于INTERNET的教学模式(中国电化教育9804).htm
包括与网络课程学习直接有关的课程大纲、练习题、答疑系统、课程学习讨论系统和作业提交与管理系统,