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论文摘要:目前多媒体教学资源的应用给教学领域带来新变革的同时,也带来了资源繁杂、分散、查询不便等一系列繁琐问题。本文利用本体方法论和本体软件protege3. 3. 1对多媒体教学资源进行分析、分类、定义属性、注释、限定条件和建立关系等来构建一个基于OWL语言的本体,实现对多媒体教学资源的高效管理。
一、引言
教学环境的信息化是教育现代化的前提,教学资源的数字化则是教学环境信息化的重要内容之一。目前,由于教学资源分散和结构性匾乏,教师需要付出大量时间和精力去收集整理教学所需资源,直接导致教师备课时间大幅增多,使教师产生抵触情绪,影响教学信息化进程。因此,组织和管理好多媒体教学资源是教学信息化和教学改革逐步深入的重心,也是现代教育技术不断发展的重点。面对现有的天量无序资源,只有充分应用信息处理、知识管理等现代化技术才可能使教师能在较少时间内找到合适资源,为其带来实实在在的方便。基于此,本文主要阐述了本体方法论和本体软件protege3.3.1对多媒体教学资源进行分析、分类、定义属性、注释、限定条件和建立关系等方面的应用,初步构建了一个基于OWL语言的本体,旨在为实现多媒体教学资源高效管理做出有益探索。
二、本体定义和相关构建工具
(一)本体的概念
“本体”最早出现于哲学领域,是哲学上的一个概念,描述事物存在的规律和本质。后来引入计算机界,人们便赋予它新的含义。从1991年Neches等提出的“一个本体定义了组成主题领域词汇的基本术语和关系,以及用于组合术语和关系,以定义词汇外延的规则”。此后,本体的概念逐渐深入知识工程界,并且和早先有着完全不同的含义。在众多定义中,被广大学者接受,在界内影响力最大的是Gruber于1993年提出的:“本体是概念化的一个明确的规格说明”。
(二)本体的描述语言和构建工具
关于本体的描述语言有很多种,目前开发的本体语言主要是基于一阶逻辑和描述逻辑语言,以一阶逻辑语言为主,主要有以下几类:斯坦福大学知识系统研究室开发的Ontolingua; Cyc系统的描述语言CycL;基于一阶谓词的高级编程语言Loom等。另外,基于Web的本体描述语言有马里兰大学开发的简单HTML本体扩展语言SHOE,美国SAR国际人工智能中心开发的XOL,欧洲IST项目On-To-Knowledge开发的OIL } DARPA定义的本体描述语言DAML+OIL} W3C公布的Web本体语言推荐标准OWL等。
目前常用的本体创建和开发工具有以下几种:斯坦福大学知识系统实验室开发的Ontoligua;美国南加州大学信息科学学院设计的Ontosaurus;西班牙马德里理工大学计算机学院开发的WebODE;美国斯坦福大学研制的Protege;德国卡尔斯鲁尔大学的应用信息学和形式化描述方法研究所开发的KAON等。其中protege使用最为简便,且其源代码开放,模块划分清晰,提供API接口,扩展性强,方便用户学习和使用。用户可以在其工具站点—protege.stanford.edu/,免费下载最新版本、插件和相关文档资料,所以本文创建本体采用了Protege3.3.1。
三、多媒体教学资源本体的建构
(一)多媒体教学资源分类标准
针对目前教育资源的复杂多样性,为避免出现教育资源层次分类不清和属性标注混乱,教育部制定了《教育资源建设技术规范》(CELTS-41.1),其中对教育资源的媒体素材进行了分类。媒体素材是传播教学信息的基本材料单元,根据规范现分五大类:文本类、图形(图像)类、音频类、视频类、动画类。因此,其后的多媒体教学资源本体构建中基本以上述五类为依据。
(二)多媒体教学资源本体构建过程
1.概念及关系的确定
笔者从媒体类型、学科、适用对象、媒体格式、使用语言和存放位置将多媒体教学资源类划为六大类。①媒体类型被《教育资源建设技术规范》分为五类,笔者在这五类下又划分出多个子类,如“文本”包含子类“人物说明”“教材文本”“教案”“历史资料”“习题”等。②学科类的划分参照2004年颁布的全国普通高等学校本科专业目录。③适用对象类依据年级划分,包含“本科阶段”“硕士阶段”“博士阶段”“其他”。④媒体格式按照媒体类型具体编排,包括“文本格式”“图形图像”“音频”“视频”“动画”。⑤语言类指多媒体教学资源使用的语言,如英语、汉语等。⑥存放位置:考虑到添加多媒体资源各个属性后,资源所在的具置于之后也是重要的概念,因此位置类也作为重要概念列入。
2.定义属性
根据属性标注选定的内容,此次本体构建中教育资源属性标注分为两个部分:①采用LOM模型必须元数据中的内容;②另一部采用《教育资源建设技术规范》中针对各类教育资源的特点而开发的分类扩展集中的属性内容。
首先,必选元数据内容具体如下:(1)标识,指多媒体教学资源的标号,在系统中应该唯一;(2)描述,对多媒体教学资源内容的文本描述;(3)关键字,描述多媒体教学资源的关键字;(4)语种,多媒体教学资源使用的语言,具体包括“使用语言”属性,连接语言类个体和多媒体教学资源实例;(5)创建者,记录是谁创建了该资源;(6)创建时间,记录创建资源的具体时间;(7)格式,多媒体教学资源在技术上的数据类型,具体有“所用格式”属性连接格式类个体和多媒体教学资源实例;(8)大小,多媒体教学资源的字节大小,如果经过压缩,指未压缩时的大小;(9)位置,描述多媒体教学资.源的物理位置,具体有“所处位置”属性位置下的个体和多媒体教学资源实例;(10)持续时间,是指连续运行多媒体教学资源需要的时间;(I1)使用者,指使用该资源的主要用户,最重要的优先列出,具体有“适用对象”属性对象下的个体和多媒体教学资源实例;(12)难度,指学习者学习该资源的难易程度的界定,在此将难度分为非常简单、简单、中等、困难和非常困难五类;(13)评注,指对多媒体教学资源在使用方面评论的内容;(14)文献资料,对具体某个多媒体教学资源的补充,为学习者提供更多资源。
其次,分类扩展集中的属性按照素材类型分为不同又具有各自类型特色的属性,在此不再赘述。
3.添加实例
实例是本体领域中最精确、最小的概念,是实现本体最终作用中非常重要的一步。之前所有步骤,包括类的定义、属性的确立等,已经让本体初步成形;而实例的添加能使本体更充实饱满,也可以逐步建立领域知识框架。因此,在添加实例前要挑选和记录准确的个体,添加时,选择适当类别进行添加。以下简要描述如何对各类进行实例添加。
(1)媒体类型类的实例添加:按照自顶向下原则,先根据实例类型,纳入具体分类中,再根据主要内容进行更细的划分。如描述美国克林顿总统的视频,先归入“视频”类,界定出这个资源为人物描述,则再添入视频下的人物类。
(2)学科类的实例添加:学科下添加时可参考2004年颁布的全国普通高等学校本科专业目录中的专业名称,具体不再赘述。
(3)对象类的实例添加:多媒体教学资源的适用对象分类在本文中已经确定,各年级的名称作为实例归入相应类下,如本科一年级作为实例添加到本科阶段类中,其他类中先不添加实例,可在之后根据实际应用情况添加子类。
(4)媒体格式类的实例添加:媒体格式包含的五个子类具体明晰,如:video/rmvb, image/gif,audio/midi等等,仅需填入对应类中即可。
(5)语言类的实例添加:语言类的实例为资源使用的语种,如汉语、英语、法语等,直接添入对应语言类下即可。
(6)位置类的实例添加:位置类实例依据多媒体教学资料存储空间的名称添加。
添加完实例后,多媒体教学资源本体库就初步完成了。在使用这个本体过程中,使用者通过对该本体定义属性、添加实例等不断对本体进行修改、扩展、完善,这是本体构建过程中必不可少的本体优化步骤。笔者使用protege 3.3.1编辑后的多媒体
教学资源本体主界面如图to
4.本体检索
本体构建完成后,利用protege3.3.1自带的插件Queries可以实现多重语义检索。在Queries插件中,可以利用类的名称、属性和属性的约束条件等对多媒体教学资源进行查询。Queries插件提供的多条件限制使资源检索更为精确:查询结果必须符合多个限定条件中的任意一个或者每一个才会呈现出来,这种检索方式给用户的使用带来很大便捷。
论文摘要:学习对象是教育技术领域的一个全新理念。作为理论,学习对象研究影响教学资源可重用性的各种因素间的最佳结构状态;作为技术,学习对象是教学资源的抽象与封装,教学资源以学习对象的形式存在,教学设计者通过重用学习对象来共享教学资源。本文介绍了学习对象的特征、分类、粒度和元数据语义模型,分析了在教学资源库系统中引入学习对象的优势,讨论了基于学习对象的教学资源库系统中学习对象粒度定位、类的封装与继承及其xML绑定。
一、引言
自20世纪90年代E-Learning逐渐兴起以来,教学媒体发生了改变,教学资源的形态也随之发生了变化,数字化教学资源作为教育信息化背景下的现代教学要素,己经成为支持信息化教学活动的重要基础和保证。
但是,教学资源普遍存在难以重用、互操作性差、共享困难、利用率低下等诸多问题。因此,教学资源的共享与重用越来越引起教育技术学界的关注。受到计算机科学中面向对象思想的深刻影响,学习对象的理念逐渐形成并得以快速发展。
本文探析学习对象的理论及其在共享型专业教学资源库中的应用。
二、学习对象的理论
(一)面向对象思想
20世纪70年代末,针对导致软件危机的根源,即用Von Neumann机求解的问题域结构与解域结构的不一致性,形成了面向对象的思想。
面向对象(Object-oriented , 00)思想的基本内容是:1、系统由对象组成;2、对象具有标识唯一性且相互关联;3,对象由属性和方法组成,属性刻划了对象的状态,方法刻划了对象的作用、运动及其相互关联;4、对象的属性变化反映了系统的状态变化。5、系统中各个对象之间的相互作用关联,形成对象方法之间的相应动态组合,从而完成系统任务。
80年代,随着OOP的迅速发展,00思想及其方法与技术不仅在软件工程领域得到深人研究和广泛应用,还深刻影响了系统工程、知识工程、人工智能、计算机体系结构等众多领域。到了90年代,00在高度(思维科学)、广度(应用领域)和深度(形式描述)三个维度的研究不断扩展和深人,成为计算机科学的一个研究热点。
(二)学习对象的概念
00思想运用到教育技术领域,提出了可重用教学构件((reusable instructional components)的概念。1994年,H. Wayne Hodgin;在《Learning Architec-tures, API’ s, and Learning Objects》一文中首次使用学习对象(Learning object , LO)一词来描述这种易组合、可重用的教学构件。
1996年,美国IEEE学习技术标准委员会(LTSC, IEEE P1484)成立。该委员会采纳了学习对象术语,2000年,委员会下设的学习对象元数据工作组(P1484.12)给出了学习对象的一个十分宽泛的定义:学习对象是可以在技术支持学习的过程中被使用、重用或引用的任何数字或非数字的实体。
一些研究机构和学者也相继提出了学习对象的定义,但基本上都是针对上述定义的限制性界定和具体描述,最典型的是:学习对象是支持学习的可重用的数字化资源(any digital resource that can bereused to support learning }。这些限定和描述刻划了学习对象的特性,从而进一步明确了学习对象的含义和范畴。
学习对象概念的三个显著特性是:
1、教学性。学习对象是针对学习而设计、在学习过程中被使用、为达到学习目的而存在的特定实体。
2、可重用。学习对象可以被教学设计者针对不同的教学对象、出于不同的教学目的、基于不同的教学策略、在不同的教学情境下重新组合和重复利用。
3、数字化。学习对象是数字化实体,能够传输和共享。
学习对象概念还具有其它一些特性,如自包含(self-contained)、自足(self-sufficient)、内聚(cohesion) ,可聚合(can be aggregated)、互操作(interoperable)等,但教学性、可重用、数字化是最重要的三个特性。教学性是学习对象的首要任务,可重用是学习对象的核心目标,数字化是学习对象与传统教学资源的根本区别。
(三)学习对象与教学资源
建立在非数字化教学媒体基础上的传统教学资源,其形态是固化的、物化的和静态的。随着信息技术的发展和信息技术教育应用的普及,以网络为载体、以多种媒体来呈现的数字化教学资源,从一开始就表现出传统教学资源所无法比拟的巨大优势,并逐渐成为教学资源的主流形态。但是,仅仅只是教学资源的形态发生变化还远远不够,这是因为:1、它所包含的教学内容(或教学材料)仍然是固定的,难以被教学设计者解构和重组;2、它不具备一致的组织结构及其描述信息,难以互操作和共享。
学习对象是教学资源的抽象与封装,教学资源以学习对象的形式存在,教学设计者通过重用学习对象来共享教学资源。因此,学习对象是构件化的教学资源,能有效的检索、发现、管理、重用和共享,具有现代教学资源的全部特征。
(四)学习对象的分类
学习对象的内在固有特性包括:组合元素的个数、内含对象的类型、可重用的构件对象、一般功能、外部依赖性、逻辑类型、不同情境下可重用的潜力、同一情境下可重用的潜力。学习对象按上述固有特性分为5类:基本型((fundamental)、组合封闭型(tom-biped-closed)、组合开放型(combined-open)、生成呈现型(generative-presentation)和生成教学型(genera-tive-instructional)}Z}o
学习对象按组织结构分为原子、集合、线性、层次和网状类型叭按聚合度分为4个聚合层次。
(五)学习对象的粒度
粒度(granularity)是关于对象的大小、尺度及其详细程度等特征的描述。学习对象的粒度决定了学习对象的重用频率与效率,粒度过大会降低重用频率,粒度过小则会降低重用效率。
一方面,根据00思想,对象的粒度要满足“高内聚,低藕合”。另一方面,学习对象不同于软件工程学中的抽象数据类型,教学性是其首要特性,因此,学习对象的粒度要以能表达一定独立教学意义为原则。
(六)学习对象元数据
元数据是关于数据的数据,用于描述数据的属性。学习对象元数据(Learning objects metadata , LOM)的作用在于,为教学设计者和学习者查找、获取、使用、评价、互换、共享、管理学习对象提供支持。学习对象元数据是学习对象的关键技术之一。
目前,国际上相对完备的LOM标准是IEEE((Draft Standard for Learning objects metadata}) (IEEEP1484.12.1)a IEEE LOM标准定义了学习对象的一个语义模型,其结构是一个4层语义树。该语义模型将学习对象的属性组合成9类,分别是:general , lifecycle , meta-metadata ,technical , education } rights , rela-tion ,annotation ,classification。该语义模型的数据元素分为必须数据元素(mandatory data element)与可选数据元素(optional data element),全体必须数据元素组成LOM核心集,全体可选数据元素组成LOM可选集。特别的,第9类数据元素classification组成LOM分类扩展集,为特定领域的学习对象提供了一个简单的扩展机制。
我国《教育资源建设技术规范》是IEEE LOM标准在教学资源领域的扩展和本土化。《教育资源建设技术规范》以LOM核心集为基础,抽取LOM可选集的一个必要子集,利用LOM分类扩展集对九类教学资源规定了扩展属性。
三、基于学习对象的教学资源库
教学资源库是面向教学的教学资源数据库系统,它利用信息技术对教学资源进行开发与整合,以计算机网络为传输载体与共享手段,实现优质教学资源的共建共享。教学资源库是示范性高等职业院校的主要建设内容之一,它主要包括专业教学目标与标准、精品课程体系、教学内容、实验实训、教学指导、学习评价等要素。
基于学习对象的教学资源库是指:基于学习对象所包含的教学设计理论、面向对象思想、可重用性核心理念,运用学习对象的元数据技术和面向对象的程序设计技术,描述、组织、管理、、运用教学资源的数据库系统。
基于学习对象的教学资源库具有以下优势:
第一,由于学习对象的可重用性,在学习对象理论指导下构建的教学资源库能以最大效度提高资源的使用效率;
第二,由于学习对象元数据的标准性,使教学资源的分类组织及其特征描述符合一定规范,同时也是资源数据库的设计依据;
第三,由于学习对象的潜在智能性,在某种教学策略或认知策略的引导下,系统能够自适应教学目标并生成相应的学习对象序列,从而使系统具有一定程度的智能化或通过结构实现智能。
(一)教学资源的分类
教学资源按内容可分为三大类,即标准类、素材类和课程类,其中素材类和课程类属于学习对象。各类教学资源界定如下:
1标准类包括职业标准、岗位能力标准、人才培养方案和课程标准等。
(1)职业标准是根据职业的活动内容,对从业人员工作能力水平的规范性要求。
(2)岗位能力是从业人员在具体工作岗位上应具备的能力,是职业能力的具体化。岗位能力标准一般从普通岗位能力、基本岗位能力、核心岗位能力三个层面描述工作岗位的能力体系,每个层面由若干能力素质类别构成,每一类别根据行为表现的不同而划分为多个级别,每个级别代表不同处理事件能力的程度。
(3)人才培养方案是人才培养目标与培养规格的具体化、实践化表现形式,是学校实施人才培养工作的指导性文件,是组织教学和进行教学管理的主要依据。人才培养方案包括培养目标、培养规格、培养模式、课程目标、课程体系、实践实训教学体系、学习评价等方面的内容。 (4)课程标准是教材编写、教学实施、评价测量的依据,是学校管理和评价课程的基础。课程标准阐述课程的性质、价值与功能,明确三个维度(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)的课程总目标和学段目标,描述学习领域的内容标准和学习目标(结果性目标和体验性目标),给出实施建议(教与学建议、教材编写建议、评价建议、课程资源开发与利用建议等)。
2.素材分为媒体素材、试题、试卷、课件、案例、常见问题解答、文献资料、资源目录索引等。
(l)媒体素材是传播教学信息的基本材料单元,素材类型分为文本、图形图像、音频、视频、动画五大类。
(2)试题是测试中使用的问题、选项、正确答案、得分点和输出结果等的集合。题库是按照一定的教育测量理论,在数据库系统中实现的试题集合。
(3)试卷是用于测试的典型成套试题。
(4)课件是针对若干知识点实施相对完整教学的软件。
(5)案例是指由各种数字媒体元素组合表现的有现实指导意义和教学意义的代表性事件或现象。
(6)常见问题解答是针对某一领域最常出现的问题给出的全面解答。
(7)文献资料是有关教育教学方面的政策、法规、条例、规章制度和专业文章、书籍、音像资料、事件记录等。
(g)资源目录索引是某一领域中相关的网络资源URL链接和非网络资源的索引气
3.课程类包括网络课程、精品课程、课程包等。
(1)网络课程是通过网络表现的某专业的教学内容以及所实施的教学活动的总和,包括按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。
(2)精品课程是指具有“五个一流”的示范性课程,即具有先进的教育思想、丰富新颖的教学内容、精湛的教学艺术、现代化的教学手段、严格的教学管理及评价等特点的示范性课程。“精品课程要使用网络进行教学与管理”,从这个意义上讲,精品课程的网络表现形式是网络课程。
(3)课程包是针对课程实施完整教学的软件。
(二)学习对象粒度的定位
教学资源的上述分类是依据内容分类,因此,学习对象的粒度取决于教学内容的规模。
知识点是教学内容的核心单元,知识点之间的关联关系体现了知识体系的内在联系,所以知识点及其关联关系是构建完整知识体系的基础。同时,一个知识点又是具有原子特性的不可分单元。因此,知识点属组合封闭型,围绕一个知识点的相关素材属基本型,由关联知识点组成的课程属生成教学型。
设计学习对象时,其粒度定位如下:
1、单个课件被一个学习对象封装;
2、其它素材类教学资源按照知识点分组,每个分组被一个学习对象封装;
3、一门课程对应一个学习对象序列。
(三)学习对象类的封装与继承
将教学资源分类后,提取每一类教学资源的共性特性和个性特性,这些特性在基于学习对象的教学资源库系统内部定义为一个抽象数据类型--一学习对象类(Learning objects class,LOC)。 LOC是教学资源在系统内部的抽象与封装,每个具体的教学资源是LOC的一个实例。
LOC与LOM都是教学资源的抽象与封装,LOC用于系统内部对教学资源的各种加工处理,LOM用于系统对外呈现教学资源,LOC与LOM是动态对应的。
位于顶层的LOC是一个抽象类,它的属性与必须数据元素一一对应,方法至少包括构造器、set,get等方法。各类LOC继承顶层类,重载顶层类的属性与方法,其扩展属性与可选数据元素、分类数据元素一一对应,属性的赋值可以在构造时通过构造器由元数据库中初始读取,也可以通过set方法由元数据库中动态读取。
为了实现学习对象的序列化和智能,还要考虑LOC实例的持久化,在LOC实例的整个生存周期内保持有状态会话。
(四)学习对象元数据的XML绑定
为了实现元数据的XML绑定,基于学习对象的教学资源库系统需要具备:1、一个完备的资源命名空间;2、一套完整的XML标记,并通过DTD约束以符合规范,使用XSL设置显示格式;3、元数据字典和元数据编辑器等元数据管理工具;4,XML文档生成器。
注册教学资源时,在元数据字典和元数据编辑器向导下,提取教学资源的元数据,创建相应的LOC实例,存储到元数据库。教学资源时,XML文档生成器读取元数据库,用XML描述、封装元数据,生成XML文档格式的虚拟资源库。
四、结束语
一、关于教育技术的定义
美国教育传播与技术协会,经过广大学者的研究,结合美国的实际情况,1994年了有关教育技术的定义:教育技术是对学习过程和学习资源进行设计、开发、运用、管理和评价的理论和实践,我国教育技术工作者翻译了美国教育技术的定义,并根据我国以课堂教学为主的特点,对教育技术做出了定义,其中以华南师大李克东教授为代表,他认为“教育技术是运用现代教育理论和现代信息技术通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理,以实现教学过程和教学资源的优化的理论与实践”。
1986年国务院学位委员会正式批准三所大学设立教育技术学硕士学位授予点,明确了教育技术学是教育科学的分支学科,1993年正式确定电化教育专业更名为教育技术学专业。截至2000年,全国己有30余所高校设立了本科教育技术学专业,20多所院校被批准建立了教育技术学硕士点,三所高校设立博士点,构成了一个包括专科、本科、硕士、博士点在内的完整的教育技术学科专业体系,造就了一批知名专家并形成了结构合理的教育技术专业队伍。我们认为,教育技术学的研究对象是教学过程和教学资源,研究范围是对教学资源和教学过程进行设计、开发、应用、管理和评价,特点是理论和实践并重,基础是教学、学习和传播理论,手段是利用现代信息技术和相关高新技术性质是定位于技术学层次的一门科学,主要理论是教学设计、媒体技术和个别化学习,目标在于深化教学改革,优化教学资源和教学过程,为提高教学质量服务。所以我们说:教育技术学是一门关于优化教学过程和教学资源的技术学层次的科学。”
二、关于教育技术的人才培养
美国教育技术人才培养以硕士学位研究生为主,少量本科生及博士生学制2~3年。硕士生以学位课程取得学分为主,不做课题,博士生除完成一定的学分外还必须完成研究课题,学制比较灵活,可以修一些学分后工作一段再来学习,可以5~7年完成学业。学习内容主要是教学系统设计及相关内容,重视教育技术94定义的阐述,从学习资源和学习过程的设计、开发、应用、管理和评价五个方面组织课程和开展研究,特点是在设计和评价上投入更多的力量。教学媒体制作也列入教学内容,学生主要是学习、研制网络方面的软件。他们明确表示“我们是培养软件的设计者,而不是培养软件的制作者”。学生来源主要是学校的教师,在具备某一专业知识的条件下培养利用教育技术当好教师的能力,毕业后还回学校工作,学习方式主要是小组协作讨论学习。
我国教育技术人才培养主要是本科学历教育,本科学生来源主要是应届高中毕业生。近年来研究生招生在不断扩大,研究生的生源主要是本专业和相关专业毕业的本科生。学制:本科教育四年、硕士三年、博士三年。硕士和博士学位除完成学分外都必须完成论文答辩。学生学习的目的主要在于求职,学习的内容有公共基础课、专业基础课及专业课,门类较多。学习的方式以课堂教学为主,辅以实习和讨论。教育技术专业多设在师范类院校,毕业生的主要去向是中学和高校教师。近年来一些普通高校也开办了教育技术学专业,建立了一些硕士学位授予点。非师范院校教育技术学专业建设及人才培养方向是当前亟待进行深入研究的问题。
三、关于教育技术的科学研究
美国教育技术研究从对教学电影等音、视频媒体的设计、制作及应用的研究开始,随着教育技术领域的变化而变化,到如今教学系统设计理论成为科研的主要内容,也进行教学媒体的有关内容的研究,诸如“不同学习工具对学习者的不同影响的研究”等。他们认为媒体制作易,设计难,难在要从教学的整体中去把握媒体技术的整合。没有整体的改变,技术就不能实现潜能。正是由于从教学综合需要研究媒体,因此设计就成了主体。用印第安娜大学教育技术系MichaelMoleda教授的话讲就是“我们不培养制作网页的,而是培养设计网页的”。近几年来,网络教学及远程教育也成为研究的热点,但仍然是把网络教学的设计原则,网络教学系统设计方法作为主要研究方向。研究中也涉及到网络教学优缺点分析、教师和学生的交流、网络教学中学生动机的研究及道德问题研究等多个侧面。视频会议系统的利用与研究,利用媒体(如计算机多媒体等)构建新的教学环境的研究也比较活跃。“教师培训与教育技术”构成了中小学教育技术研究的主题。
结合我国教学实际进行教育技术研究,构成我国教育技术研究的主流。其一是进行教育技术理论层次的研究,主要探讨“为什么”。这主要体现在对教育技术定义、理论体系、学科建设的研究和教学设计的理论基础及原理的研究,不少同志也重视教学系统设计的研究,取得了可喜的进展。如何克抗教授的“教学设计理论与方法研究评论”等,为教学系统设计提供了理论依据。其二是进行教育技术的开发与实施层次的研究,主要探讨“怎么做”。这是大量的,研究比较深入。研究的热点问题是多媒体技术、教学设计、远距离教育等,目前大多数研究仍然基于以课堂教学为基础。这里具有代表性的研究是《小学语文“四结合”教学改革试验研究》、《理论力学课程教学设计的实验研究》和(〈医学课程教学设计的理论与实践研究》。90年代末以来,网络教学及远距离教育发展迅速,特别是计算机多媒体教学的广泛普及,逐步打破了课堂教学的模式,以学为主,考虑从学生角度出发的教育技术研究逐步深入发展,如(〈新型教学模式的研究》、《网络时代远程教育理论的研究》、《“主导一主体’教学模式的理论基础》、《网络教学资源的设计、开发与评价》、《信息技术环境下基于协作学习的教学设计〉》、《多媒体教学应用与教学改革创新》等。这些从不同角度的研究,一是探讨了信息时代新型教学研究的目的、意义,分析了新型教学模式的特点及其研究的理论基础,并提出了新型教学模式的研究方法与资源;二是指出了网络远程教育中的教学观念、教学手段及各种特点;三是指出了“主导一主体”教学模式兼取“有意义地接受学习”理论和“动机”理论之所长,摒其所短,是比较科学而全面的理论基础;四是介绍了协作学习的学习模式,探索了协作学习的基本理论,并对协作学习模式下的教学设计进行了初步探讨;五是指出了多媒体教学应用与教学改革创新的关系,为探讨新的教学改革思路和创新点,培养新的教与学的思维方式提供了理论依据和方法。这些研究代表了当前我国教育技术研究的热点与主流。
四、关于教学资源建设
美国各院校比较重视教学资源建设,网上教学资源非常丰富。下面我们从美国教学资源建设的模式,教学资源的形式和教学资源的内容对美国教学资源建设作一介绍。资源建设主要是利用信息技术公司的力量进行制作,其一是学校教师搞好资源的教学设计,由媒体公司进行制作,如印第安娜大学、夏威夷大学都介绍了相关情况;其二是众多的信息技术公司为了公司自身的发展,为进行技术人才的培训也进行了大量的投资,建立了丰富的具有教育职能的网站,制作了大量的教学资源;其三是美国许多大学都设有网络教育学院,主要的教学形式是网络教学,其教学资源是由学院组织,根据课程设置建设的。
在我国,教学资源建设主要靠院校教师和教育技术中心实施,多媒体教材、电视教材、网络课程的开发存在着严重的低水平重复制作、效益不高的问题。2000年以来教育部投资采取课题招标的办法,启动了21世纪教学资源库建设工程,第一批网络课程、多媒体教材及素材资源即将面世,这是充分发挥政府职能多快好省地进行教学资源建设的有效途径。由于有了较大的资金投入,也部分采取了教师提出设计,由公司参与制作的建设模式。
根据行业学科归类,采取招标和协作制作,也是进行教学资源建设的好办法。如全军医学教育技术学会进行了“军队临床医学主干课程电视教材系列化研究”协作制作电视教材130余部,“军队临床医学课程多媒体教材的开发与应用研究”协作制作多媒体教材42部,“军队临床医学专业课程电视与多媒体教材配套标准的研究”,按标准引进和制作电视与多媒体教材,为用于课程教学的电视与多媒体教材建设创造了新的路子。
美国教学资源的形式有用于远程教育的课程网络教材,也有配合学校教学的素材库,也有一题一论的多媒体课件配合课堂教学或用于学生自学。美国人在资源制作方面形式比较随意,我们在访问马里兰大学时了解了有关远程教育的开展情况,他们认为开发网络课程极为重要,他们在用多媒体介绍时就非常随便,界面设计不讲究。但他们对于知识产权保护意识特强,只做一般介绍,始终不向我们展示他们的网上课程。
我国教学资源建设主要是素材库、策略库、试题库,多媒体教材、网络课程,我们对教学资源库的建设除注意内容丰富,介绍新尖技术外还比较注意美观,界面设计比较讲究。在教学资源建设方面我们的差距是资源少,网络教学资源更少,管理方面的许多问题有待研究。
五、关于远程教育
美国作为信息技术高度发展的国家,在远程教育方面进行了大量的研究和试点,夏威夷大学、马里兰大学都分别开设了远程教育本科或硕士学位课程或专业,有的专业只进行网络远程教育,据调查统计75%的美国大学将提供网上教育,50⑴万成年人在学习。在美国几乎没有类似于我们国内同步教育的网校,美国远程教育的主体是高等教育,成人教育、继续教育和职业技术教育的发展増加了大众接受高等教育的机会与选择。美国远程教育采取了卫星电视双向传递和英特耐特网两种方式。
【关键词】探讨 鲁教版 地理 教学资源
【中图分类号】g633.55 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2014)03-0176-01
鲁教版高中地理教材,是当今社会热点与时代主题完美结合的产物,与社会生活的生产与实践有着密切的联系,坚持区域内部与区域之间的可持续发展,对人地关系的协调有着重要的作用。按照学习的时间顺序将地理知识进行合理划分,先进行自然地理的学习,然后在学生对自然有一定了解的基础上,研究人文地理,倡导人与自然的和谐发展。这种教学思路是科学合理的,并经得起实践的考验。鲁教版教材为地理课堂的理论基础,在此基础上,必须对教学资源进行合理开发,科学利用,下文将对此进行重点探讨。
一、地理教学资源定义
研究鲁教版教材下的地理教学资源,第一步就是要对教学资源的定义进行了解。与其他教学资源相近,地理教学资源在分类上,主要包括:图片教学、文字教学、课件教学、视频教学以及师生间的互动教学,随着经济与科技的不断发展,媒体教学现在也越来越流行了,在媒体教学中地理教师将相关知识运用媒体的手段让学生们接受,地理教学资源从媒体的表现形式上,主要表现为:文字教材、语音教材和视频教材。文字教材又可以叫做文字表达的教材,也就是学生必备的地理书,是一种我们的生活中使用最为广泛、成本相对比较低、方便学生携带,方便我们使用的原始教材。语音教材,包括广播、听力、录音、mp3、mp4等等。还有与之相应的视频教材,例如:现今课堂教学中常用的地理课件等,学生可以在地理书本知识学习的基础上,有相应的图片、视频加以理解,也可以理解为更好的帮助学生们接受地理知识,形成地理思维意识,地理视频教材也有:动画视频和非动画视频之分,综合应用多种媒体的表现优势并且有着非常大的交流与互动的特点。
二、合理开发利用高中地理教学资源
从鲁教版教材的特点来看,研究教的方法,应该从学生学的方法来。学生的学习要先从书本上得到一些知识,所以教师应该在教学生看书的方法上下一些工功夫,因为,不是每个学生都知道适合自己的方法的,所以教师应该挖掘学生的潜力让学生们在做短的时间得到最大的学习效率。
(一)教学模型的引导
一些学生领悟能力较强.针对这种情况,我们可以利用比较抽象的定义、理论使其深入理解知识点。学生的接受能力不同,对此应有不同的教学,比如应用教学模型——地球仪,这样在讲地球自转经纬度、时区划分等知识点时,便有助于学生更好的直观理解、领悟。融合相应教学方法,让学生的大脑随着教师讲解时地球仪的转动,也不断转动思考,不会出现教与学脱节的现象,更可以为后续讲解内容做好铺垫。如利用地球仪讲解地形图时,便可根据地球仪颜色分布,让学生了解一些简单的地质构造,板块运动等,为其以后学习打下坚实基础。类似的方法便于使一部分领悟能力较强的同学理解层次更深的知识点,理解其中原因,并不简单记住现象。
但是这种教学也存在一定弊端,不能够保证全部学生都理解、接受,从而对相关知识形成完整知识体系,为了更好处理这一问题,可以编排一些简单的教学口诀,用最简单、有效的教学方法,使学生更好的掌握地理知识。
(二)多媒体课件的辅助
新时期计算机网络技术的不断发展,多媒体课件辅助教学成为一种新型的教学资源与教学模式,地理教师在课前精心制作的辅助教学软件,能够很好的解决书本知识枯燥、死板等弊端,使地理课变得动感、直观、形象、生动。在鲁教版教材应用的过程中,更加要注重对多媒体课件的设计与应用,与其他教材相比,鲁教版教材对知识点讲解的更加深入,要求与实践结合的更加紧密,从而对学生的学习和接受能力提出了很高的要求。这样一来,需要更直观的教学资源与形式来打开
一瓶颈。多媒体教学资源应运而生,巧妙的将这一问题成功化解。教师在地理课堂应用课前准备好的视频、图片,以及音乐资源,大大的提高了学生学习地理的趣味性,也达到了地理教学的有效性。例如:在“学习地理环境整体性”课程中,教师可以有针对性点的对在网络、文献上搜索一些关于拉尼娜现象、厄尔尼诺现象的视频、图片资料,并且将同样的任务布置给学生,这样更能够提高学生的动手实践能力,这也是鲁教版教材着重培养学生的一个方面。经过师生课前的精心准备,学生对该现象的成因、影响会形成一定得印象,更有助于对教材知识点的理解。然后在课堂中,将课堂相关的教学资源进行集中展示,使学生形成完整、系统的认识和理解。
(三)合理利用图表
无论传统还是现代的地理教学中,图表的作用都是不言而喻的,有助于学生更直观、更有层次的接纳地理知识,在笔者对鲁教版教材多年的运用于教学中发现,图表与鲁教版中的知识点能够起到相辅相成的效果。课堂中,教师在解答的时候,要围绕着“图”(地图,插图,图表等)来,因为地图把形象和抽象的概念结合了起来,是地理学习关键方法。学生看老师能从地图中知道这么多,他们自己也就渐渐会用图了。会用图,会分析图,会记忆图。地理也就学到了大半。例如:在海洋地理知识的讲解中,可以引用“海底地形图”,解析海底主要的地貌形态及特征,并归纳出海底地形的分布状态与规律。
高中地理的教学资源的开发与利用,在教育改革之后地理教育者很大的挑战,不但要求教师教授知识,更需要学生们在课堂上的配合,课堂上教师与学生之间的交流是非常重要的,教师最主要的教学方法就是让学生们对地理产生兴趣,从而运用媒体教学、书面教学等有效教学方式,进行有效的创新与尝试,努力探索学生地理学习的新方法、新手段。
参考文献:
[1]刘欣.高校校园文化育人功能达成探究[j].广东水利电力职业技术学院学报,2011,9(4):78-80.
关键词:云计算 中职学校 教学资源 平台
云计算是网络技术、计算机技术发展的产物,凭借强大的处理能力,减轻用户端处理负担,因此,具有更高的工作效率。在中职学校构建基于云计算的教学资源平台,对提高教学质量与水平具有重大意义。
一、云计算理论知识
云计算包括很多理论知识,加强对云计算理论知识的探讨,可为云计算的应用以及充分发挥云计算优势奠定坚实的基础。
1.云计算定义
目前有关云计算的定义比较多,文中认为云计算将互联网中管理与维护等虚拟计算机资源加以集中,完成网络交付信息服务的系统。云计算的管理有软件负责,并利用SaaS、PaaS、IaaS模式将服务布局到用户终端。同时,集中处理终端服务请求,简化终端实际操作。
2.云计算特点
云计算主要有以下四个显著特点:首先,云中软硬件资源的存在形式为分布共享,即,不管是存储器的存储能力还是计算能力均可提供给用户;其次,配置与扩展具有较大灵活性。当用户使用云资源时,可将相关服务提供给用户,一旦用户不使用可对其进行收回;其次,用户并不参与云端的管理,简化用户的操作流程与负担;最后,节约用于使用成本,即用户按照自己的需求使用相关资源,并支付相关费用,减少不必要的开支。
3.云计算服务类型
云包括三个架构,每个架构提供不同的服务类型,其中基础设施云,为用户提供直接操作硬件资源的相关接口,用户可获得存储及计算能力。平台云实质上为托管平台,即,用户可将自己开发的应用托管到云中;应用云可为用户直接提供应用服务,不过该种服务依赖于浏览器,主要针对某项特定功能,灵活性不够。
二、中职学校教学资源平台现状
目前,中职学校构建的教学资源平台一般是以这种形式存在:有学校负责建立网站,教职工、管理员教学活动、管理活动等均在该平台上实施。尽管这种形式构建的平台一定程度上满足教学及管理活动要求,但随着社会发展及信息技术的进步,其劣势也日益凸显。
首先,教学资源分布不均衡。尽管我国比较重视在教育方面的投入,但受当地经济水平发展不均衡影响,优质的教育资源仍集中在经济发达地区;其次,教学资源应用不合理。部分学校在实现传统教学资源向数字化转化过程中,没有根据学校实际进行合理的规划。而且没有对资源进行合理划分,并建立相关索引,一定程度上增加了管理难度;再次,忽略软件资源管理。部分中职学校构建的教学资源平台时,将硬件的投入当做重点忽略软件的管理,导致软件资源的作用无法充分发挥;最后,不重视后期功能的开发,无法充分发挥硬件资源的功能,尤其没有根据教学实际实施教学资源的整合,一定程度上影响教学资源平台的运用效率。
三、基于云计算教学资源平台构想及模型选择
1.基于云计算教学资源平台构想
中职学校构建云平台教学资源时需将资源进行面向服务的改造和封装,而后实现现有教育网上的云布置。同时,为得到较大资金支持,应鼓励与引导企业进入教育行业,为构建教育领域私有云提供有力的支持;另外,构建云平台教学资源时,中职学校还应充分考虑云的应用方式和提供的服务,以实现教育资源与云计算的良好融合,为云计算教学资源平台作用的顺利实现奠定坚实的基础。
2.基于云计算教学资源平台模型选择
构建基于云计算中职学校教学资源平台时,需要选择合适的云平台模型,目前云分为混合云、私有云以及公共云三种类型,其中公共云的计算模型由云服务商提供,可降低在基础方面的成本投入,将运行、管理风险转移给服务上,但也面临着信息泄露的风险。而私有云需要中职学校投入大量的财力、物力及人力。混合云不仅具有公共云的诸多优点,而且安全性较私有云高,因此,中职学校可根据学校实际构建混合云。
四、基于云计算中职学校资源平台构建
构建基于云计算中职学校资源平台时,需明确平台的逻辑及平台架构,接下来结合中职学校实际进行探讨。
1.逻辑架构
中职学校构建基于云计算的教学资源平台后,当学校师生应用云资源时,系统能自动完成IP的分析,并选择合适的路由,在最短的时间内寻找到用户要寻找的资源,而后建立连接传输数据。有时即便云中某台服务器出现故障,系统也能切换到另外的服务器上。同时,因使用统一身份认证,因此,学校师生只要注册一次,便可实现整个云资源的访问,十分方便与快捷。另外,考虑到云计算具有较强的数据处理能力,用于使用平板电脑、手机等终端可以自由的访问云中的资源。
2.平台架构
首先,在IaaS基础架构即服务方面。该层架构主要为学校师生提供存储、计算等方面的基础服务,一方面依据云基础架构构建数据存储中心,用于存储教研成果、精品示范课、课题库等内容。另一方面,构建网上交互式实验室,以及实现视频会议的召开等;其次,PaaS平台即服务。在该平台下,中职学校师生可获得一站式服务,即,在SaaS模式下,将开发环境、研发平台作为一种服务提供给师生。中职教师利用云平台设备,完成相关程序的开发,而后通过网络传到学生及教师手中,为教师及实力较强学生提供软件开发及平台。其中最为重要的是可借助云计算教学资源平台,实现在线学习、远程教育等;最后,SaaS软件即服务。该层的作用是将各种应用软件服务提供给师生,例如,教学统计、信息、课件制作等应用服务。
五、总结
中职学校构建基于云计算的教学资源平台,需分析与解决很多现实的问题。同时,考虑到该平台的构建需要投入大量资金,因此,要想充分发挥教学资源平台的优势,应进行综合的分析、合理的规划,实现教学资源与平台的良好整合,为提高中职学校教学水平与质量做好铺垫。
参考文献
[1]刘猛. 基于云计算的中职教育教学平台研究[D].广东技术师范学院,2013.
关键词:多媒体教学;资源建设;资源管理
近年来,虽然各大高校都在不断进行多媒体教学资源库的建设,来满足当前现代教与学的要求,达到提高教学质量的目的,但在建设过程中遇到了不少的困难,相对整体而然,成效并不明显,反而出现了一种杂乱无章的状态,问题主要表现在如下几个方面:
第一,教学资源分布零散、建设重复。以各类院校为主体群建立的多媒体教学资源库呈现出一种小规模,相对独立而封闭的局面,大多零散地、无序地存在于一线教师或相关教学管理部门当中,缺乏得到统一的规范化管理,建设上存在重复,浪费了大量的人力,物力和财力,远远没有达到资源共享的目的,资源利用率低。
第二,内容与形式单一,缺乏好的资源。资源在建设的内容与形式显得十分单一,大多数只偏重于某一方面或某一类型的资源,况且其中不少资源是为了建设而建设,注重形势和数量,缺乏真正优质核心的资源。
第三,教学资源偏重于素材库,缺乏各种的资源整合平台。主要是以基础素材库为主,偏重于文本类素材、图形(图像)类素材、音频类素材、视频类素材和动画类素材,而对于相对于试卷库素材、课件库素材、案例库素材、文献资料库素材、资源目录索引素材、网络课程库素材较少,相关素材大都凌乱地分布于各类的网站或相关应用平台上,以及对相关教学项目建设与展示,缺乏相应的资源整合平台作为支撑。
第四,缺少教与学相互动的网络辅助平台。大部分教学互动平台都是寄托在某一论坛、QQ群、空间、贴吧等平台,来进行辅助学习,缺少真正实现教师教与学生学相实际对应学习的辅助交流平台,不便于与教学资源相直接联系的学习互动交流,也不便于知识库的长期积累。
第五,教学资源的建设缺乏统一的规范。虽然积累了一些资源,但却缺乏兼容性和系统性,因为没有按统一的建设要求和标准而构建,资源分类不明确、不规范,学科种类属性界定不清,内容重叠,相互包含,不利于教师使用和共享,也不利于规划、管理。
第六,缺乏教学资源库的日常管理机制。教学资源库建立起来之后,更需要一个良好的支持服务体系机制作为支撑。教学资源库的服务工作得逐步渐进,其内容的建设是要不断更新、完善、充实,无论是相对于平台技术的不断优化、数据的备份等资源软建设方面要得到保障的同时,相对于资源服务器硬建设方面的日常管理与维护工作也得跟上,现在大多院校在方面都显得足够不重视,经常平台无法使用、数据丢失等情况。
由上所述,我们在发现存在问题的同时,也逐渐清楚多媒体教学资源库平台的建设是一项系统、庞大而繁杂的工程,但由于教学资源库在教学活动中有着举足轻重的作用,如何建设适应网络发展,集教学库资源、教学项目建设与展示、网络辅助学习,教与学为一体的教学资源平台管理系统,为师生提供一个完备的服务体系和内容丰富的教学资源平台,已是我院及所有高校当前急待解决的问题。
1 需求对象
根据调查分析我院及有关高校多媒体教学资源在建设和管理上的实际情况,我们可以明确此系统的需求对象和使用职责范围,为教师、学生、一般管理员和系统管理员四类对象,对于每一种类别的需求对象,应当明确具体的活动内容和系统需提供的功能需求。
对于“教师”对象而然,是系统主要使用用户,是教学资源与教学项目建设的主要参与者。通过登录教学资源管理平台首页后,可实现对资源的、下载、修改、评论管理,以及对资源的浏览与搜索;可在线申报教学项目,完成对项目网站栏目结构设置与栏目内容建设,并可从教学资源库中调用资源共享到项目栏目内容中来,可对开放的教学项目进行评论;可在线实现师生之间的互动交流,进行知识问题等的讨论。
对于“学生”对象而然,是系统中网络辅助教学学习的用户。通过登录教学资源管理平台首页后,在网络交互平台中具有提出问题、查看相关答疑、老师交流互动的功能;具备对可开放的教学资源或教学项目导航、查询和学习的功能,参与对教学资源和教学项目的评论。
对于“一般管理员”对象而然,是系统中承担各系部管理者的角色。通过登录教学资源管理平台首页后,根据权限设置的不同,可进行设置系统中的相关参数,如使用教师信息、学生信息和课程;对系统相关新闻公告进行添加、删除和更新管理;设置系部教学资源的分类,进行资源的统计与查询;对教学项目进行分类设置,设置项目的评审标准,查看评审结果等。
对于“系统管理员”对象而然,是系统中承担系统总管的角色。通过登录教学资源管理平台首页后,对所有用户进行管理,包括对用户资料、用户的审核、一般管理员权限的分配,用户使用日志等管理;设置系统中的相关参数,如使用系部信息、资源文件大小、类型、存放路径等设置。
2 功能性需求
功能性需求也就是分析软件必须要实现的哪些具体功能,用户利用这些功能来完成任务,满足业务上的需求。根据前面我们以用例图的方式对需求对象的定义,对象活动的职责范围分析,此基于高校的多媒体教学资源平台管理系统必须要具备的功能有:用户管理、教学资源管理、教学项目建设与管理、网络交互学习管理、新闻公告管理、系统管理六个大方面的功能,各功能简要描述如下:
(1)用户管理。用户管理功能应该是对系统所有用户的管理,根据权限设置的不同,对各功能模块进行不同层次的使用和操作,主要包括用户注册、对注册用户的审核、用户资料修改、设置用户权限等方面的功能。
(2)教学资源管理。提供一个对教学资源共享服务的平台,应该实现对资源的、下载、检索、删除、评论等一系列功能,通过不断的建设和积累,统一的规划与管理,方便教师在教学和学生在学习的过程中,快速得到优质的资源,提高对资源的利用率和共享性。
(3)教学项目建设与管理。教学项目建设与管理,应该实现一个对学院各类教学项目的展示平台,如某专业建设、精品课程建设、以及其他教学项目的申报等。主要功能包括能灵活定义教学项目栏目结构,以栏目内容的编辑、修改,项目评审管理。
(4)网络交互学习管理。以论坛的形式,应该实现老师和学生在教学过程中的互动管理,加强师生之间的交流,包括问题,对问题的答疑,以及对问题的检索等功能。
(5)新闻公告管理。新闻公告管理是实现对一般管理员对象在资源管理过程中,进行一些新闻公告传达,应该包括新闻公告的添加、删除、修改等操作。
(6)系统管理。系统管理是应该实现整个系统关键参数的配置,如院系部门设置、资源文件大小、类别、存放路径的设置,进行数据库的备份与还原,教学资源和教学项目大的分类设置,资源的查询与统计,以及系统日志保存等操作。
3 非功能性需求
软件的非功能性需求是指软件为满足用户业务需求而必须具有且除功能需求以外的特性,影响着整个系统的性能,既要考虑系统的可用,又要考虑系统的易用。主要包含功能性、可靠性、易用性、效率、维护性、可移植性等几个大方面的指标。由于该多媒体教学资源管理平台系统是为师生提供一个稳定、易学易用的教学资源建设与共享平台,根据非功能性需求定义及相关参数指标来看,不难发现此系统应该具有准确性、安全性、容错性、易恢复性、易理解性、易操作、易安装等特点。
(1)准确性。软件的准确性是非功能性需求中最基本需要具备的属性。此系统要充分考虑教师或学生添加、删除、更新或查询处理各种数据资源的时候,能得到其正确、相符的结果,体现其高准确性,关系到使用整个资源网络平台的回访率,以免在平台准确性不高的情况下,让用户失去在此平台下进行教学资源建设的兴趣度。
(2)安全性。此系统是一个基本互联网的平台,面对的用户群体来源面十分宽广,因此对其安全性的要求显得更加重要,要防止系统在非授权的情况下,具备进行故意或意外的对数据进行访问或破坏的能力,有必要对用户权限、动态口令、数据库字段等进行加密处理,也涉及到系统相关服务器环境进行严格的安全防护措施。
(3)容错性。系统应该在故障或违反指定接口的情况下,具备一定的维持相关系统性能水平的能力。如:当用户在建设资源过程当中,出现网络掉线的情况,要仍然能离线支持用户对数据的录入,当网络恢复,能立即恢复系统原有功能的使用操作,避免意外故障出现数据的丢失。
(4)易恢复性。当用户在进行相关重复操作过程当中,系统应该具备自动恢复直接受影响的数据,以减少为达到此目的所需的时间和努力的能力。如:在进行操作过程当中,对某些表单设置自动保存的性能。
(5)易理解性。对于此系统而然,对具体功能的实现操作流程,应该符合大众的逻辑思维,避免另类、跳跃式的操作流程。
(6)易操作性。减少用户为操作和运行控制过程中所花的费力程度。如:对下拉菜单应该具备带首字母筛选和索引功能等。应该设计易理解、易学习的界面导航,友好的人机界面。
(7)易安装性。系统应该尽量少使用安装控件,必须的控件安装也需尽量做到自动运行,或一键到位。以及在系统更新过程当中,不要使用下载安装包的形式,应具备在线更新的能力。
4 小结
本文主要分析了对多媒体资源建设的需求,从背景情况上阐述了目前高校在多媒体教学资源建设和管理过程中存在的诸多弊端,然后对需求对象、功能性需求、非功能性需求这几方面进行了具体分析。
参考文献:
[1] 福勒(Martin Fowler),UML China,王怀民,周斌.企业应用架构模式[M].北京:机械工业出版社,2010:7-9.
中图分类号:TP393.09文献标识码:A文章编号:1003-2738(2012)03-0321-02
摘要:教学资源整合是教育领域中的一大难题。通过分析高校数字化教学资源的现状和Web Service的技术特性,提出了一种基于Web Service技术的教学资源整合方式,对已有资源系统数据和分散异构数据分别采取不同的处理方法,从而实现教学资源的有效整合。
关键词:SOA;Web Service;资源整合
引言
随着网络信息技术的飞速发展,高校逐渐拥有了许多数字化教学资源。它们在给教学提供服务的同时,也为资源的集成整合、共享和快速检索带来了新的挑战。如何有效整合教学资源使其更好地为教学服务,成为教育信息化领域的重要研究课题。
一、高校数字化教学资源的现状分析
教学数字化教学资源是指与教学活动相关的、为教学服务的各类数字化信息资源,其来源主要有以下几个方面:1.图书馆内电子图书及视频资源;2.教师教学资源,包括电子教案、课件动画、录制课堂视频以及制作的精品课程和网路课程等;3.院系学科资源系统;4.出版社提供的教学资源库;5.教育软件公司提供的教学资源或素材资源;6.教学视频点播系统;7.校内bbs上学生的笔记、课件、考试试题等资源。
在教学中我们发现,高校数字化教学资源具有以下一些特征:1.异构性,包括运行环境的异构和数据模型的异构。教学资源系统的操作系统有基于Unix和Windows的;系统架构有基于B/S和C/S的;采用的数据库有Access、SQL、Paradox等;2.分散性。各部门拥有各自独立的教学资源,彼此间又存在许多的数据联系和业务联系。3.封闭性。教学资源系统之间主要以紧密耦合的方式组合而成,在其它信息系统中无法被重复使用。4.不安全性。教学资源系统之间主要依靠数据的直接共享,以及组件之间的相互调用来实现集成,信息安全得不到保障。
二、SOA和Web Service技术特性
SOA(Service―Oriented Architecture)是一种在计算环境中设计、开发、部署和管理离散逻辑单元(服务)的组件模型,将应用程序的不同功能单元通过这些单元之间定义良好的接口和契约联系起来,所有功能都用相互独立的服务来实现。服务接口采用中立的方式进行定义,独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。构建在不同系统中的服务接口以一种统一和通用的方式进行交互。
实现SOA的主要技术是Web Service。SOA和Web Service是两个不同层面的架构,SOA是概念模式,Web Service是实现模式。
Web Service是一种与开发语言、应用平台无关的开发技术,使用标准的XML协议和信息格式来实现应用服务。通过使用开放的Internet标准WSDL(web服务描述语言,用于服务描述)、UDDI(统一描述、发现和集成规范,用于服务的和集成)和SOAP(简单对象访问协议,用于服务调用),使得Web Service平台、语言和者能够互相独立,成为目前解决平台差异、系统差异、协议差异、数据结构或格式差异和分布式应用问题的主流方案。
三、高校教学资源整合系统设计
依据高校数字化教学资源的特点和整合需求,结合面向服务的SOA和Web Service技术特性,基于Web Service的教育资源整合系统是实现高校教学资源系统之间数据和业务无缝衔接的理想方案。该系统由5层结构组成,分别为数据层、服务层、流程层、业务层和门户层。
1.数据层。
数据层提供全局数据,利用消息(MQ)和企业服务总线(ESB)等数据转换工具将分布在各个数据库(Oracle、DB2、MSSQL等)的数据按照一个统一的格式和规范进行集中和共享。
从教学资源的分布来看,数据分为两大类:一类是教学资源系统数据库中的数据,一类是分散在个人网页、ftp站点等环境中的非结构型数据。对第一类数据,将数据分布在相应的资源数据库中,而资源系统之间需共享交换的数据如学生学号、课程号、教师工号等进行集中存储、集中管理,形成一个统一的共享数据库。对第二类数据,利用元数据对资源属性进行描述,建立元数据中心。元数据中心抽取异构源数据,进行规格化处理XML转化、格式校验、数据校验、和修正,确保元数据的完整性和准确性,并按照数据标准和规范要求统一存储。
2.服务层。
提供了整个系统中的各项服务。
针对原有教学资源系统,采用Web服务封装其提供的大量完整业务逻辑的组件。通过绑定程序把原资源系统的API用WSDL重新描述,使其具备Web服务的功能,并将这些服务到UDDI公共目录服务器中注册,以提供目录路由服务。针对非结构性数据,由元数据中心向Web服务管理中心注册自己的数据交换业务,管理中心根据注册信息进行Web服务的路由,调用访问服务来向元数据中心传送数据或从元数据中心获取元数据。各个服务通过企业服务总线ESB来互相访问。
3.流程层。
流程管理器(BPM)对系统服务按照BPEL业务流程执行语言编排实现跨系统的业务集成。流程层着眼于提高每个业务流程的效率和效能,通过创建模型利用流程整合自动化流程处理过程,监控和管理这些业务流程,从而满足业务变化的需求。
4.业务层。
业务层集成各种业务规则和逻辑,实现各项业务操作,如网络教学、自主学习、图书检索、搜索等粗粒度服务。通过调整服务的组合方式,实现新的业务功能和逻辑。业务层主要依赖于企业服务总线ESB和流程引擎。业务服务总线将细粒度服务编排融合为粗粒度服务并为各业务对象提供目录、路由服务以动态绑定到所需要的服务。
5.门户层。
网站首页布局了网站主要的应用和信息,并对其进行分类和整合,形成信息门户。系统采用门户(Porta1)设计原理,为不同角色的用户提供不同的访问入口和操作界面,整合集成了系统内部所有应用和信息的表现输出,为不同访问权限的用户提供不同的内容。统一门户层具有良好的兼容性和可扩展性。
从用户的角度来看,门户就是一个网页,上面有一些用户所需要的信息。如教师进入门户网站后,可以看到所授课程、借阅图书、所教班级学生的名单、学生成绩单,历史访问网站、资源数据库等;此外,用户还可布局订制一些个性化信息,如上课提醒、新书通知、资源更新等。
四、总结
学校的教学资源建设情况不同,实现教学资源整合的途径也会不尽相同。将面向服务的架构思想应用于高校教学资源整合方案中,克服了传统整合方法中数据协调困难、应用系统之间耦合紧密的缺点,是高校教学资源系统整合的大趋势。
参考文献:
[1]周融,陈明锐.基于SOA的高校信息系统集成的研究[J].南京信息工程大学学报,2009(3)。
[2]毛海波. 基于SOA的数字资源集成研究[J]. 情报杂志,2010(6)。
[3]Mike Jasnowski.JavaXML和Web服务宝典[M].北京电子工业出版社.2002。
微课是职业教育信息化的有力手段,本文探讨了微课的定义,分析了《饮食文化概论》课程微课教学资源建设的具体实践过程,为职业教育微课教学资源建设提供建议。
关键词:
微课;资源建设;教育信息化
一、引言
教育部《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中指出:“职业教育信息化是培养高素质劳动者和技能型人才的重要支撑,是教育信息化需要着重加强的薄弱环节”,而微课资源建设正是实现职业教育信息化的有力手段。2015年11月,由浙江商业职业技术学院牵头主持,职业教育“民族文化传承与创新子库——烹饪工艺与营养传承与创新”国家教学资源库建设项目在杭州启动。依托良好的办学条件和师资力量,教学资源库中《饮食文化概论》子项目成功落户浙江农业商贸职业学院,子项目团队从微课的定义开始,开启了《饮食文化概论》微课教学资源建设的探索与实践。
二、微课
微课,即“微课程”这一概念最早起源于美国的DavidPenrose,而在国内,则是由广东的胡铁生老师首先提出并应用于教学实践。他认为,“微课程是按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合”。而焦建利教授强调,微课程是以阐释某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频。黎加厚教授则是认为,“微课程”是时间在10分钟内,有明确的教学目标,内容短小,集中说明一个问题的小课程。其内容既包括教师讲授教学内容的微视频,还包括教师给学生设计的学习单,对学生学习活动的安排。尽管学者们对微课的定义有着不同表述,但是对于微课的特征都形成了这样的共识:一是微课的以微视频为主要表现形式,以形式短小为特点;二是微课的内容围绕某一具体的知识点进行设计,以内容精悍为特色。以微型化资源为基本需求,微课资源给学习者提供更加多元化的知识载体与学习情境。加快微课资源建设,对推动高校教育信息化、教育现代化意义重大。
三、资源建设的定位
《饮食文化概论》是烹饪工艺与营养专业的一门专业基础课程,其微课教学资源建设定位于“辅教辅学”的功能。辅教是指教师可以根据教学需要,利用微课资源灵活地组织教学,实现教学目标。辅学是指包括在校学生、校外社会学习者在内的具有学习意愿、具备基本学习条件的学习者,都能够通过微课教学资源进行自主化、个性化的学习,达到一定的学习目标。满足烹饪工艺与营养专业从业人员职前、职后的学习需求,提高烹饪工艺与营养专业人才培养质量,为我国餐饮行业的健康发展提供支持。
四、资源建设的原则
作为职业教育国家教学资源库的子项目,按照“辅教辅学”的功能定位,遵循资源库“资源碎片化、课程结构化、设计系统化”的建设原则,通过碎片化的资源,构建结构化的课程和系统化的知识体系,强化《饮食文化概论》微课资源的应用与共享。
五、资源建设的的具体实践
1.组建项目研究团队,有分工有合作。微课教学资源建设是一个系统的工程,不是教师个人可以简单完成的,需要团队协作。《饮食文化概论》项目组成员,既有教学经验丰富的一线教师进行课程设计,又有行业专家技能大师给予指导把关,也有教辅人员负责素材收集,联络推广等工作。团队成员明确分工,通力合作。
2.制定资源细化表,明确建设内容。通过对其他高校《饮食文化概论》课程开设情况的调研,听取行业对该课程建设的意见,项目团队最终将该课程的内容设计为导论、食文化、酒文化和茶文化四大块,并制定出资源细化表,罗列出该课程基本的知识点和技能点,对课程资源建设的主要内容进行选择和量化。具体到需要建设哪些资源内容,需要建设多少数量。比如多少个微教案、多少个微课件、多少个微视频、多少个微练习,多少个图片、案例等等。在最初设计时,就尽可能的做到资源碎片化,并将资源碎片化体现到所有素材收集、制作、传输的全过程。
3.依托专业人员,提供技术支持。不可否认,一线教师通过手机、录屏软件等方式也可以制作出微视频,但作为国家教学资源库的子项目,在资源质量上有着更高要求,要制作高质量的微课还须依赖于专业的摄像设备和视频编辑人员。专业人员解决专业问题。这样,教师也能更好的将精力投入到教学设计中,专业人员也能运用技术手段将教师的教学设计尽可能地现实化,并在微课拍摄方面给予更多的指导,比如拍摄时主讲老师的着装、语速、眼神方向,肢体动作等等,都会影响微视频最终的呈现效果。
4.精心设计微课,完善配套资源。微课质量并不由视频质量作为唯一衡量标准。它更多的,还是主要取决于微课选题,教学设计和教师的授课效果。微课选题是微课设计的首要步骤,根据资源碎片化的原则,选取内容充实,富有代表性,能将理论和实际相结合的某一个知识点。对教学目标、教学重难点、学习对象、教学环节等进行分析,编写微课脚本,处理相关图片、文本、音视频等多媒体教学素材,根据知识点类型选择恰当微课呈现形式,完成微课的视频录制,同时完善相关配套的微课教学资源。《饮食文化概论》的微课类型主要有理论讲授型和实践演示型两种。理论讲授型,如五味调和等知识点,可采用百家讲坛式,緑幕抠屏式的方法录制,实践演示型,如茶道等知识点,可采用实训实操式的方法录制。
5.做好平台维护,及时上传资源。一个好的微课还需要有一个与之配套的微课网络应用平台,以便于向社会大众推广。智慧职教是国家“职业教育专业教学资源库”项目建设成果面向全社会共享的指定平台。子项目在资源建设的过程中,要做好智慧职教平台维护,在前期要完成课程结构的搭建,课程封面、课程简介、教学团队介绍的制作等工作。对已整理、制作完成的微课教学资源,也要及时上传平台,测试资源在平台上的使用效果,进行反馈和改善。
六、反思与建议
1.资源建设需要遵守技术规范。为了更好地服务于资源库项目的建设和应用,规范资源开发行为,中国高等职业技术教育研究会教学研究与资源建设委员会、职业教育数字化学习中心组织专门的课题组,制定了资源库系列技术规范,供资源库建设团队在资源建设的过程中依循和参考。因此,各子项目团队在资源建设过程中,应严格遵守技术规范,优化资源开发质量,提高资源共享效率,促进资源库项目与其他各级各类资源开发项目的衔接互通,推动优质资源的广泛共建共享。
2.资源建设需要多做交流共享。职业教育“民族文化传承与创新子库——烹饪工艺与营养传承与创新”教学资源库,共有包括《饮食文化概论》在内的22个子项目。在微课资源建设过程中,各子项目团队之间要多进行沟通交流,尤其资源建设经验较少的子项目团队,应多向已建成示范性课程的子项目团队请教学习,在吸收已有经验的基础上引入新思路,寻求创新。各子项目团队之间也应互通有无,共享建设资源,既避免人力的重复劳动,也避免资源的重复建设。
3.资源建设需要边建设边应用。微课资源建设是一个长期的、循序渐进的过程。对于已经制作出的微课资源,教师可以前期通过微信、QQ等社交平台,应用到课程教学之中,一是可以对微课资源建设进行宣传推广,让学生接受新的学习方式,二是可以根据学生的学习情况反馈,及时调整后续资源建设。学生是日后微课资源的主要使用者之一,通过前期的使用测试,也可以从学生的角度出发,丰富资源。如由学生做出题人,通过学习微课视频,提出关于本节微课知识点的测试题,教师可以择优将这些测试题充实到微课的习题库资源中。
七、结语
微课资源建设既是职业教育教学改革遇到的新挑战,也是职业教育综合素质人才培养面临的新要求。对学生而言,微课教学资源的建设助力于培养学生自主学习,移动学习,终生学习的意识与习惯,满足学生职前、职后的学习需要。对教师而言,微课的建设过程不仅是对教学资源的开发,也是教师对课程体系、知识点的再梳理,对教学方法,教学设计的再思考。对高职院校而言,微课资源的建设工作也将引领高校在课程建设和教学改革等方面的深化发展。
作者:熊明珠 单位:浙江农业商贸职业学院
参考文献:
[1]黎加厚.微课的含义与发展[J]中小学信息技术,2013,(4):10-12.
[2]焦建利.微课及其应用与影响[J]中小学信息技术,2013,(4):13-14.
[3]王新国,秦智伟,张永强.高校微课资源建设的探索与实践[J]高等农业教育,2014,(6):59-61.
[4]毛姣艳.高职教育微课资源建设策略探索[J]职业时空2015,(7):12-13.
关键词: 数学教学 意外资源 教学策略 案例分析
叶澜教授曾说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景,而不是一切都必须遵循固定而没有激情的行程。”在课堂教学中,随时会发生一些教师事先没有预料到的“意外”,从而打乱教师的教学思路。对课堂的“意外”,有的教师可能会视而不见,不予理睬,也有的会冷嘲热讽,批评指责,这些都违背了新课程理念。因此,教师在教学中要及时捕捉这些“意外”中的“生成点”,抓住各种有价值的“意外”资源,引导学生去探索、去研究,促进课堂有效生成。
案例1:一位教师在“子集的概念”的教学中,当引进子集的概念和符号表示后,通过分析关系式{平行四边形}?劢{矩形}强化“子集”的概念时,突然一位学生站了起来。
学生:老师,您讲得不对,应该反过来,平行四边形的集合是矩形的集合的子集。
(举座哗然!大家惊愕……想必学生有自己的想法,教师遂决定让学生说下去。)
教师(亲切地):哦,说说你的理由。
学生:因为矩形具备的性质平行四边形不一定具备,但平行四边形具备的性质矩形都具备,所以平行四边形的集合是矩形的集合的子集。
(学生的回答是错的,但显然学生动脑思考了,是直接否定还是借机发挥教师选择了后者。)
教师(肯定地):这位同学敢于发表自己的见解,值得表扬。究竟是对是错,请同学们思考讨论。
(思考交流开始了……问题得到了很好的解决。)
教学随想:案例中,该学生把集合的元素(对象)搞错了――出现“意外”,教师善待“意外”,深化了学生对“集合”“元素”“子集”的认识――这正是本节课的目标之一。尽管这样的活动过程是即时的,“意外”的,可能会耽误“既定的教学计划”的执行,但教学的针对性强了。数学活动触及了学生的“兴奋点”,学生的数学思维活跃了,既保护了学生的自尊心、自信心和学习的积极性,培养了学生善于交流表达的学习习惯,又及时发现了问题,解决了问题,何乐而不为呢?
然后,笔者组织学生观察数列各自特点、共同特点,再让学生根据共同特点抽象概括出等差数列的定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫等差数列的公差,公差通常用字母d表示。一切都很顺利,笔者正准备进入教学的下一环节时,突然生1举手,提出问题。此刻,笔者一怔,应该讲得很清楚了啊,怎么还有问题呢?暗地里想,可能学生的问题很“幼稚”,但为了不挫伤学生的积极性,笔者还是让生1提出自己的问题。
学生1:定义中为什么是后一项与它的前一项的差,而不是前一项与它的后一项的差呢?
教师(如释重负,面带微笑):同学们很爱动脑筋,敢于质疑,也很聪明,经过群策群力解决了问题,用自己的方式定义了等差数列,很了不起!同学们,你们再比较一下你们的定义和教材上的定义,哪个更简洁?
(学生经过比较讨论,都一致认同教材上的定义简洁,不需要讨论有限数列和无限数列的问题。)
教学随想:案例中,学生1突然提出:“定义中为什么是后一项与它的前一项的差,而不是前一项与它的后一项的差呢?”笔者没有立即否定学生的说法,而是因势利导,通过师生、生生交流,分析了学生想法的合理性,通过比较得出了教材定义的简洁性。这样,不仅活跃了课堂气氛,而且使学生深刻理解了定义的本质含义,提高了课堂教学的有效性。
教师:刚才我发现学生4在下面反思,提出了一个问题:“如果换成5本书如何处理。”这种不满足于对现成的问题的解答、善于进一步思考的精神值得学习。如果大家都学会对问题进行变式探究,就能收到举一反三、以少胜多的效果。我非常欢迎同学们对一些例题进行改编,提出自己的思考。下面看看谁能回答学生4提出的问题?
在笔者的引导下,学生首先处理了“5本书问题”,接着又对原题进行了一些改编并作出了解答。课堂上,学生的思维非常活跃,提出了很多问题:“4本不同的书给甲、乙、丙3人,有多少种不同情况?”“4本相同的书给甲、乙、丙3人,每人至少1本,有多少种不同情况?”“4本相同的书给甲、乙、丙3人,有多少种不同情况?”“5本不同的书给甲、乙、丙3人,其中2人每人2本,另1人1本,有多少种不同情况?”……有些问题的方法他们学过了,能解决。有些问题学生虽然提出来了,但是他们缺乏相应的知识储备,所以笔者让他们记下来,等本章内容学完了,再拿出来看看能不能解决。
教学随想:案例中教师巧妙地利用和发挥“意外”的教学资源,组织学生思维对话,因为有教师对学生在课堂教学中质疑、拓展的呵护和肯定,也因为学生对知识的交流与反思,学生从真正意义上感知并体验了问题的本质,同时也培养了自我反思、相互交流、彼此评判的方法与能力,使课堂因及时利用意外资源而精彩生成。