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摘要:本文介绍了一个基于本体的计算机网络课程群开发模型的设计与实现,并就其中的知识结构和功能作了描述,为解决计算机网络课程群各门课程的知识点之间的信息融合沟通、相互衔接提供了可行性论据。
关键词:本体;计算机网络;课程群
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
计算机网络技术是信息类专业一个重要的知识模块,本科教学计划中包含“计算机网络原理”、“网络安全技术”和“网络编程”等课程。近年来,网络技术有了较大的发展,尤其下一代网络技术的不断成熟和应用,迫切需要更新教学内容,组织构建新的教学体系[1],在原有教学内容的基础上,新的计算机网络技术课程群增加了无线网络技术、现代通信技术等,如图1所示。为了更科学地统筹安排其教学内容,需要找到一种方法,实现计算机网络技术新教学体系的连续性和统一性。
本体机制提供了丰富原语描述领域的概念模型,能够对领域知识进行推理和验证。[2]本文根据计算机网络课程群建设及教学科研的需求,整合了计算机网络课程群的核心知识本体,通过对计算机网络课程群数字资源的搜集、整序、分解、重组,按知识体系的关联性和整体性组成相互联系的计算机网络课程群知识资源系统。
2问题分析
(1) 同课异构问题。选择的教材不同,不同教师采用的教学方法不同,甚至相同教师在不同学期上同一门课程都会出现同课异构现象。如图2所示,对同一门课程的教材选择不同,导致课程异构。“计算机网络1”由局域网、广域网、城域网组成,它们是按照地域不同而划分,知识点也按照这个思路组织;“计算机网络2”的知识点是按照软硬件及体系结构划分。大多数教材是按照这两种思路之一去组织章节学习的。可以说,课程异构问题是在组织教学过程中不可避免的,解决好这个问题就能大大提高备课效率。
(2) 课程资源共享问题。课程群的知识点包括讲解、课件演示、例题、实验、习题练习、试题库等为群内课程所共享。例如对知识点“传输层”的学习过程中能够自动加入“运输层”的资源,因为它们本身是相同知识点,只不过在异构系统里而且有不同的表述。
3设计思路
(1) 通过采用基于语义相关的相似度算法来估算概念之间的相似度,产生映射对,实施本体映射,以实现知识的共享。
(2) 课程管理引入知识本体概念。知识本体是教学展示的基本粒子,如计算机网络的基本概念、协议参考模型等都是网络课程群中的知识点。若干知识本体按照教学要求组合为教学策略,实现既定的教学计划。通过构筑基于本体的教学资源库,提供可重用的教学资源库设计及开发部件,通过对教学资源库结构、概念、关系的分析和描述,使得对教学资源库的框架描述上升到知识级,有利于对教学资源库的语义查询、使用及与教学策略的结合应用。教学策略的具体表现形式为:学时―教学大纲―课件。知识点下的知识按其内容来分,分为介绍讲解、课件演示、实验、习题练习、试题库等。
(3) 教学资源隶属于知识本体而不属于课程,知识本体可以按照教学策略组合成为课程。知识本体、教学策略、关系及规则之间在管理层面是平级的,其中关系及规则包含了课程与其他课程的关系及科目内知识本体之间的关系。
4系统实现(计算机网络)
使用RDF/RDFS本体描述语言建立计算机网络学科的本体,在一定程度上支持语义搜索。目标用户有两类:一类是学习者;一类是管理者。例如表1所示的FTP的概念。
(1) 根据课程内容,把本课程分解成若干个知识本体,然后对每个知识本体概念用7元属性来描述。教学领域中的所有概念的Part-of关系形成了一个树状结构。而相关概念关系、相似词汇关系、广义概念关系则形成了一个复杂的网状结构。网状结构与树状结构相结合使的整个教学领域知识库本体成为一个语义复杂、完整但又清晰的、便于学生理解的语义网结构模型。
(2) 采用XML语言来实现本体描述,实现网络教育信息文件格式数据结构的标准化。XML是一种数据描述语言,可以描述数据成分记录包括复杂的数据结构。使用XML可以方便地创建出共享的自定义数据结构,生成网络课程群的结构化信息,这些信息可以在网上进行交换。下面的代码片断是用XML语言描述的一个信息片断,通过网络或者应用程序实现数据共享。
传输层
计算机进行数据通信时,负责总体的数据传输和数据控制的一层,是OSI中最重要最关键的一层。属于重点掌握知识。
网络协议
OSI
传输层协议
传输层服务
运输层
(3) 计算机网络学科重点概念和关系的确定。参考《计算机网络(第四版)》中的有关计算机网络的知识体系结构,以及中华人民共和国国家标准《中华人民共和国学科编码》构建计算机网络课程本体。[3]
群内课程知识点之间会出现重复关系、顺序关系、可选关系等。为了清楚地表明重复元素之间的关系,如无序关系、顺序关系、可选关系,引入RDF的3种结构来描述这些关系[4]。rdf:Bag表示无序列表,rdf:Seq表示有序列表,rdf:Alt表示可选择列表。因为大纲计划提前确定,必修课程核心知识点之间,大多选择顺序关系;而虽然纳入教学计划但开课时间会有所调整的选修课核心知识点之间,选择无序。基于本体的计算机网络课程群知识共享系统如图3所示。
5结束语
本文研究了计算机网络课程群领域本体的构建。通过建立可重用的学习对象完成计算机网络课程群的构建,为更为合理的安排教学内容,提高教学效率打下了基础,学生在对某个知识点学习时也能够思路清晰,综合比较,加深印象,从而增强学习效果。
参 考 文 献
[1] 陆为群. 高师院校课程群建设的原则和策略[j]. 黑龙江高教研究,2007,(11).
[2] 王昊,苏新宁. 基于模式匹配的中文通用本体概念抽取模型[J]. 情报理论与实践,2008,(2).
【关键词】Web2.0;开放共享;社会交互;网络课程
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)06―0087―04
面对Web2.0应用的不断拓展和研究的不断深入,基于Web2.0的网络课程或网络课程中借鉴Web2.0的理念非常值得探索。但在教育实践中的网络课程与公众认知的Web2.0都没有一个确切的定义。因而,若要借鉴Web2.0的理念到网络课程中,本研究认为首先需要从梳理网络课程的认识中挖掘其不断变迁理解与凸现出来的理念。再者,Web2.0在支持与适应学习者上的特性也需要深入分析。最后,从效益的角度看,可以在网络课程开发中采用已经成熟的Web2.0应用模式如Joekoe CMS、Oblog等进行整合设计,从而实现理念借鉴的应用实践。
一 网络课程的理解变迁及理念凸现
梳理网络课程的概念定义,可以发现,在对网络课程的认知上,存在着从重视教学媒体设计到重视教学思想与理念融入的理解变迁,存在着从技术支持产品设计到技术支持教育关系的理念凸现。
2001年,马红亮在梳理传统“课程”概念的基础上,将“网络”作为“课程”概念的定语,把网络课程定义为“在Internet上表现的课堂教学、课外学习的内容和目标体系,以及教与学的总体规划及其进程。”[1]该定义把“Internet”作为“网络”的代名词,作为“课程”的具体的载体,体现出较明显的 “技术”或者“技术环境”的意味。
2001年,林君芬、余胜泉认为,“网络课程,顾名思义就是用于网络教育的课程,首先,它是课程,其次我们强调它必须具有网络的特点。按照美国新教育百科辞典‘课程’条目:‘所谓课程是指在学校的教师指导下出现的学习者学习活动的总体,其中包含了教育目标、教学内容、教学活动乃至评价方法在内的广泛的概念’。网络课程还要考虑到教育信息的传播方式发生了改变,并由此而产生的教育理念、教育模式、教学方法等的极大改变。”[2]该定义指出了网络课程的框架与延伸影响,开始考虑到网络课程并非单纯基于网络载体的传统课程再现,考虑到技术引起的教育传播方式、教育理念等的改变。
2003年,武法提把网络课程定义为“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”[3]。该定义以“总和”概念涵盖了“教学内容”与“教学活动”,考虑到了网络承载的除内容之外的要素。
2004年,何克抗归纳了几种定义[4],然后在分析的基础上给出自己的定义。第一种定义:网络课程是基于Web的课程,即在因特网上通过浏览器来学习的课程(从学习的工具、手段来定义);第二种定义:网络课程是体现现代教育思想和现代教与学理论的课程(从指导思想、理论基础来定义);第三种定义:网络课程是基于资源的学习,基于情境的学习,基于协作的学习(从建构主义学习环境所涉及的三种特征来定义);第四种定义:网络课程是指学习过程具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等主要特征的课程(从学习过程的特征来定义)。何克抗的定义是:网络课程是在先进的教育思想、教学理论与学习理论指导下的基于Web的课程,其学习过程具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特征。何克抗的定义充分意识到了教育思想和教学设计在网络课程中的重要作用和价值。
另外,对于通过网络课程进行网上教学,2007年,梁玉娟等指出社会互是网络学习社区成员之间维护感情的纽带,它促进了一种“社会”关系的建立以及文化习惯的养成[5]。郭三强从学习生态观的视角研究网络课程,认为“组成网络课程的学习主体和学习环境各要素构成广泛关联、相互作用和影响的系统,师生作为学习共同体参加学习环境完成知识意义构建,个体知识增长的同时促进社会化,也意味着共同体集体的进步和智慧的丰富。”[6]
随着教育信息化进程与教育技术研究的不断深入,对于教育领域中的技术存在,教育技术学者已经开始从技术哲学、生态学、服务观等角度综合考虑“教育―人―技术”之间的关系,开始从人文的角度反思技术研究与技术现象。对于网络课程的认知,也在这种整体研究的深入中发生理解变迁。如今,网络课程已经成为一种技术存在与教育教学相融合的实践范例,是教师、学生在网络这种具体的技术支持下展开的教育交往与经验共享。在其认知上,凸现出“交互性、共享性、开放性、协作性和自主性”以及“社会互”等理念与特征。
二 从Web2.0产生的根本原因开始探索
显然,是技术的应用模式而不是技术本身的进步使得研究者们对网络课程的认知发生了变迁。网络课程是在技术应用的进程与教育教学的进程中得以不断发展与提升。下一步,是如何使得网络课程更好的支持教育交往与经验共享,如何融入并创新教育体系。这不由得使人想起Web2.0。似乎与网络课程一样,Web2.0本身是技术的应用模式的改变而诞生的概念,而不是技术本身的改进。同样,Web2.0以在网络中更体现开放、共享、交互等理念而得以发展。因而,面对网络课程建设的下一步目标,探索Web2.0技术应用模式的借鉴显得十分必要且具意义。但问题是,Web2.0本身似乎概念都不清楚,我们借鉴什么?
要借鉴,首先要深刻理解为什么会产生Web 2.0的概念?Web2.0有何特征?
1994年网页浏览器出现,在短短几年间,互联网达到前所未有的普及。通过Web技术,用户只要有一个浏览器,不管用什么平台,都可以浏览全世界的网站信息。这一以浏览器为窗口,享受网站提供的各项应用服务阶段,被称为Web 1.0时代。2004年,在O’Reilly Media公司和Media Live国际公司的一次头脑风暴会议上提出Web 2.0概念。2005年,Tim O’Reilly在《What Is Web2.0》一文中概括了Web 2.0的概念,并给出了描述Web 2.0的框图。该文成为Web2.0的经典文章。[7]从此以后,Web2.0的应用与研究发展迅速,其理念与相关技术日益成熟,推动了整个互联网的变革与应用的创新。
Web2.0的产生首先来自于商业,Tim O'Reilly的总结也主要是从商业模式和软件设计如何创新的视角,通过比较来说明下一代基于互联网络的软件如何设计,商业模式如何运作,并将以互联网为平台聚合用户数据来提供服务作为一个实例。在市场经济社会中,商人对社会与现实的思考相对而言更迅速与深入。从1994―2004,互联网络不断变化和深入人心,可以说,网络规模从量变发展到了质变,这种质变是:由于不断增长的网民的个性化与社会化需求催生了技术支撑的变革与整体模式的创新。这种技术支撑变革与整体模式的创新即是Web2.0。因此,Web2.0产生的根本原因是网民个性化与社会化需求的增长。
从网民需求的角度,分析博客(Blog)、维基(Wiki)、RSS(Really Simple Syndication)、社会性书签(Social Bookmark)、Tag (大众分类或Folksonomy)、SNS (Social Networking Service)、Ajax等Web2.0的支撑性技术及应用,可发现其主要是适应网民“读”、“写”以及“交流”三方面的需求。博客适应了网民书写、个人信息并与人交流的需求。维基集众家之长,共同建设大百科全书,主要是以“写”的方式来适应“读”。RSS功能上类似于传统的新闻组,但它是以用户为中心“读”各方整合的信息。社会性书签与Tag则是从内容组织上使得网民的“读”“写”发生在一定的主题内,这种主题源自现实社会但进行了细致划分。SNS使得网络上人脉得以存在和扩展。AJAX通过异步JavaScript和XML,使得网页的交互性更强。
因此,网络课程建设中借鉴Web2.0,就要借鉴其适应学习者不断增长的个性化与社会化需求的理念。这种理念,在个性化上体现的特征是“开放共享”,在社会化上体现的特征是“社会交互”。要实现理念,还需要通过具体的技术应用与教育实践使得这种需求得以实现。
三 整合开源代码,结合具体课程,实现Web2.0理念
要在网络课程中借鉴Web2.0模式,关键是要实现其“开放共享”、“社会交互”的理念。而这种理念的实现,又体现在具体网络课程的技术支撑与应用中。即,要在网络课程的技术支撑与应用中运用Web2.0的技术与模式。这一点,可以结合具体课程,通过开源代码来实现。
结合《网络技术与教育应用》课程,在开源软件系统Joekoe CMS、OBlog的基础上,采用Ajax+ASP+XSL进行整合开发,可在网络课程中实现博客、维基、RSS等功能。融“开放共享”、“社会交互”的理念于整体的架构与具体模块设计中。
Joekoe CMS是上海乔客网络科技有限公司的产品。其使用DHTML、XML、Ajax等技术开发,由文章模块、下载模块、图片模块、论坛模块、会员模块、留言模块、调查模块、评论模块、广告模块、采集模块等10个频道功能模块,以及会员系统、收费系统、通行证系统等3大系统功能模块块组成的综合Web2.0网站管理系统。并支持用户可进行二次开发。[8]Oblog是北京傲博致远计算机技术有限公司的产品。是一套经过完善设计的多用户博客建站程序。其具有精心设计的架构与功能机制,适合从个人与教育各方面应用的要求。已被国内二十万网站所采用。[9]
二次开发过程中,需要通过定义XML以实现网页局部刷新,通过XML和XSL的结合使得传输数据而不传输格式得以实现,通过对不同开源系统的整合使数据库访问能力增强,并在面向对象、模块化代码重用等方面进行优化。后台数据库连接部分采用了多线程的连接池技术,避免了反复请求连接造成的数据传输阻碍。为加强网站整体安全,在系统设计与程序代码上完善权限系统,管理员分为超级管理员和模块管理员,每个模块都可以独立设置模块系统管理员、模块内容维护管理员。采用基于B/S的三层结构体系,既可满足系统的可扩展性,又能满足Internet/Intranet的应用。三层结构体系包括:前台表现层、中间应用管理层和后端数据库服务器层,如图1所示。
网络课程的框架设计上充分考虑Web 2.0理念,以用户为中心,以“开放共享”、“社会交互”为目标,实现了课程内容和知识社区的融合,使之不仅仅是一个资源内容管理系统,更是一个学术交流社区。前台用户参与的表现层的模块有网络课堂、试验中心、自我测试、学习资源、安全设计、问答中心、博客部落、RSS订阅、用户中心、课程论坛,后台管理模块主要包括系统管理、用户管理、文章管理、图片管理、下载管理、博客管理、问答管理、流量管理、论坛管理、评论管理。课程首页如图2所示。其主要特点如下:
第一,课程具有灵活的元数据定制方案和强大的权限管理方案,通过用户管理模块、用户中心模块相结合构成分布式的课程权限管理和维护体系。
第二,内容面向考级考证,着重培养实践能力。教学内容面向国家计算机等级考试(教育部)与软件资格水平考试(人事部),着重培养学生动手实践能力。课程通过学习资源模块、案例中心模块、试验中心模块提供充足的教学资源(包括丰富的知识点拨、经典的在线实验、典型的校园网案例、常见的问题解答等)。效果明显,教育技术学专业2004级同学通过计算机等级考试三级网络56人,通过软件资格水平考试网络管理员15人、网络工程师4人。
第三,媒体播放可控,重现课堂氛围。通过视频分段链接技术,在网络课堂模块中对课堂视频进行元数据定制,划分内部链接,学生可自由选择章节与知识点,一边听教师讲解,一边学习课件,较好地重现课堂学习氛围。
第四,借助Web2.0经典应用,形成自组织学习网络。通过定义XML,融博客部落模块、问答中心模块、课程论坛模块等于一体,实现了网站与用户间的互动以及用户与用户之间的互动。成效显著,网站已注册用户150余人,发表博客文章500余篇,上传图片100余幅,交流文章共约700篇。
第五,利用RSS协议实现了外部信息的聚合、集成和二次。课程实现重点模块课程动态、问答中心、课程论坛的RSS订阅功能,实现了网络课程的资源序化功能。
四 反思:对后续发展的思考
1本研究中的网络课程建设成功后,曾在其它学校进行了一定的移植。但总体而言,其移植对于普通教师还存在着一定的技术困难,这也限制了较大规模的推广。因而,在较大规模的学习者参与的Web 2.0网络中的效果尚需检验。
2本研究中的网络课程在具体的教学实践中,其有效运用需要与实际的课堂教学以相结合,开展“混合学习”。这表明,在教学体系中,网络课程作为一个实体要素存在,其与教师、学生等其它实体要素之间存在教育性关系。这种教育性关系与实体要素同等重要,而且教育性经验是在教育性关系中获得的。
参考文献
[1] 马红亮.网络课程的概念及特征[J].电化教育研究,2001,(1):63-65.
[2] 林君芬,余胜泉.关于我国网络课程现状与问题的思考[J].现代教育技术,2001,(1):55-59.
[3] 武法提.网络教育应用[M].北京:高等教育出版社,2003.
[4] 何克抗.现代教育技术和优质网络课程的设计与开发[J].中国电化教育,2004,(6):5-11.
[5] 梁玉娟,彭华茂,王迎,黄荣怀,陈庚. 网络学习社区评价问卷的编制[J].中国远程教育,2007,(1):25-28.
[6] 郭三强,陈炳木.基于学习生态观的网络课程建设研究[J].中国电化教育,2009,(8):67-70.
[7] 王伟军,孙晶. Web2.0的研究与应用综述[J].情报科学,2007,(12):1907-1913.
关键词:网络管理;SNMP;网络工程
中图分类号:G642
“网络管理”是网络工程专业的核心课程,综合性强、实践性强。大量知识的灌输容易导致学生学习积极性降低、主动性和创新能力下降,已不能满足深入学习和理解网络管理本质的要求。为了解决这一问题,教学中需要强调专业课程的纵横连接,在专业体系中讲授课程的核心内容。文章结合网络管理的教学经验,从课程体系和课程特点、教学内容和课堂教学的注意事项等方面加以探讨,旨在激发学生学习的主动性,提高教学质量。
1 “网络管理”的课程特点和教学目标
作为专业课程体系中的核心课程之一,网络管理与网络原理、网络程序设计、网络安全等课程共同构成了专业主干课程体系。学生通过“网络管理”课程,接触网络管理的基础知识,知晓网络管理的体系结构、基本功能、相关协议及简单开发等。课程中既有对协议知识的直接应用,也包含对网络管理知识的全面了解,同时也为后续课程打下基础。
对于网络管理课程,通常网络原理作为先修课程,网络程序设计、网络操作系统等课程可以并行讲授,而网络安全等课程作为后续课程需要网络管理的知识作为基础。通过网络原理,学生学习到网络的基础知识和主要协议,在网络管理中会充分利用网络协议的知识并进一步引申,同期课程也会与网络管理互相关联、互为补充,网络管理中的安全管理、配置管理也会为后续课程的学习打下坚实的基础。课程中包含了网络管理的体系结构、协议分析与网络系统简单开发等内容,具有综合性、入门性和实践性等特点。网络管理的体系结构、管理协议、数据库技术、网络安全管理和系统开发等内容综合了前期知识在网络管理的特定环境中的具体应用。作为网络管理的入门,课程注重基础知识的全面展开,比如网络安全管理包括入侵检测、病毒防范和防火墙技术等,但只介绍基本的原理和方法,为后续课程打下基础并留有足够的空间。此外,以配置管理和简单网络管理系统开发为主的实践环节在网络管理课程中占一定的比重,能加深学生对网络管理的深层次理解。
课程涉及内容较多,如果只是大量知识的灌输,会导致学生感觉内容繁多,学习困难且无趣。所以要让学生建立起课程体系的观点,从全局的角度了解“网络管理”在课程体系中的位置,强调与其他课程的关联,做到融会贯通,互相借鉴。同时,实践环节的设置也会让学生对“网络管理”的实用价值有直观的认识,知晓网络管理的基本任务和管理方法。
2 “网络管理”课程的重点教学内容
根据专业课程体系的设计、教学需要和目前主要的“网络管理”课程教材[1-5],本课程的主要内容如表1所示:
2.1 一个完整体系
“体系”的观念贯穿在课程的始终,包含两方面的含义。首先,专业课程是一个完整的体系,网络协议贯穿在所有课程中,各门课程相互关联、互为补充。在教学过程中,应充分引导学生通过协议的不同应用方式加深对协议的理解。其次,网络管理课程本身也包含网络管理的体系结构。无论网络管理系统的具体技术怎样变化,从复杂网络中抽象出的网络管理的体系结构是不变的。体系结构中包含的管理对象、管理进程、管理信息库和管理协议四个部分是本课程的核心内容。
2.2 一个核心协议
网络管理中最重要的协议是SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol,简单网络管理协议)。由于TCP/IP的广泛使用,作为TCP/IP网络管理解决方案的SNMP也获得了广泛的业界支持,成为工业标准。在教学中,首先要让学生明确网络管理协议在体系结构中的地位,SNMP在管理进程与管理对象通信过程中的作用。其次,需要详细介绍SNMP的协议数据单元格式、操作命令的封装、报文的发送与接收。同时,作为一个应用层协议,SNMP对于传输层协议UDP的使用,可以印证协议分层的基本概念。另外,由于SNMP的演变,三个不同SNMP的版本SNMPv1、SNMPv2、SNMPv3协议间的变化和演进也是学习协议工程中协议改进的最佳案例。再者,在网络管理系统的开发中,系统也不是凭空构建,分层构架和开发也要建立在SNMP协议的基础之上。从体系结构、协议本身、系统开发等方面,SNMP的重要作用都有所体现。
2.3 一个数据库
在网络管理中,网络的状态需要通过收集管理对象的工作参数得到,这些参数对应的数据存储在网络一端。针对数据的特点,网络管理体系结构中设计了管理信息库(ManagementInformationBase,MIB)。虽然MIB在数据管理的功能上与关系数据库相似,但MIB的语法表示、数据类型、存储模式和访问方法都有所不同。MIB的描述采用管理信息结构(StructureofManagementInformation,SMI)来定义了结构化的管理信息,规定了如何识别管理对象以及如何组织管理对象的信息结构。MIB中的对象按层次进行分类和命名,表示为一种树结构,对MIB的访问通过SNMP的命令封装。在讲授过程中,一定针对网络管理数据,让学生充分认识到MIB与普通数据库的区别。
2.4 一个典型管理系统
网络管理的最终表现形式是一个通用网管系统。介绍一个基于SNMP、包含主要网络管理功能的网络管理系统对于学生认识网络管理系统的功能和部署十分必要。在教学中,以HP公司的OpenView为例,通过介绍典型网络管理系统如何在成熟的框架下,利用SNMP协议和MIB搭建网络管理系统,实施故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理五大功能。另外,系统的分层构架和模块化设计是对软件工程课程所学内容的应用和提高,对简单管理系统的开发也可以起到指导作用。
2.5 一套配置管理
网络互连设备和服务器的配置是网络管理中重要的功能学生通过这部分内容的学习,结合实践环节,可以认识到配置管理的必要性和网络管理的实用价值。这部分内容与网络管理的实际应用较为贴近,但学生平时接触到互连设备和服务器的机会较少,动手能力需要在实践过程中多加锻炼和培养。
总之,本课程既有很多基本概念和原理,又涉及到一些具体的协议、系统、配置和开发。在授课过程中,根据“五个一”,在网络工程专业课程的大体系和网络管理课程本身的小体系中,应该紧紧抓住网络管理的本质,将网络管理最核心的内容传授给学生。
3 “网络管理”课程的教学实践与探讨
结合“网络管理”课程的教学实践,为使学生更好的掌握本课程的内容,以下几个方面需要特别注意:
3.1 概念的讲解一定要深入
网络管理课程中的概念较多,在学习过程中容易淹没在各种术语中。一定要结合应用背景,让学生充分理解概念的实质以及在网络管理体系结构中的功能。例如在网络管理体系结构中的“管理对象”,在教材[1]中被叙述为“网络中可以操作的数据”,这种描述较为表面,不能完全揭示管理对象的实质。实际上,管理对象是对网络中被管设备工作参数的封装表示。按照面向对象中封装的概念,就是把被管设备中需要采集和控制的数据抽象出来,表示被管设备本身,并通过接口实施数据采集和设置的具体操作。结合了面向对象中封装的概念,很容易就能理解管理对象是对被管设备的数据级别的抽象。
3.2 实践环节需要突出应用价值
网络管理课程中的实践环节对提升学生的实际操作能力至关重要。实验的设置一定要结合实际,多练习在单机虚拟环境下模拟不完全或不容易操作的项目。常用的互连设备、防火墙和应用服务器的配置等学生平时很少有机会接触,一定要在网络环境中以任务驱动的形式进行实验。实践环节的设置一定要精简,突出实用价值,让学生在有限的上机实践中掌握更多的网络配置管理的技能。
3.3 系统开发中强调框架和协议的使用
网络管理系统开发是“网络管理”课程中的组成部分,通过简单的开发加深对网络管理系统的理解是一个提升的过程。分层设计、模块化程序设计、面向对象的程序设计等基本思想都可以在系统的设计和开发中加以体现。通过协议软件、功能软件和用户接口的分层,可充分利用现有的工具包如SNMP++或者WinSNMP进行功能模块和用户接口的开发。简单的开发练习是基本协议和基本管理功能的具体实施,是对前期面向对象、分层设计思想的应用和提高。
4 结语
“网络管理”是网络工程专业中一门重要的专业课,综合性和实践性都很强。作为“网络管理”的教学一定要做到内容全面、重点突出、注重实践。在讲授的过程中需要在熟练掌握教学内容和充分利用多种教学手段的基础上,结合学生已学的专业课程知识,做到在一个自洽体系中承前启后,按需教学。另外,在授课的过程中最好能结合网络的新技术如IPv6网络的发展,多联系实际,激发学生的兴趣,提升学习的主动性。
参考文献:
[1]杨云江.计算机网络管理技术[M].北京:清华大学出版社,2010.
[2]云红艳,杜祥军,赵志刚.计算机网络管理[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[3]蔡灿辉,陈婧,辛明海.网络管理[M].北京:高等教育出版社,2011.
[4]郭军.网络管理(第3版)[M].北京:北京邮电大学出版社,2008.
[5]尚晓航,郭正昊.网络管理基础[M].北京:清华大学出版社,2008.
关键词:计算机网络;学历教育;初级指挥;通信工程专业
文章编号:1672-5913(2013)14-0072-05 中图分类号:G642
0 引言
自20世纪末美军提出“网络中心战”概念以来,战争模式逐渐从武器平台对抗转变为以网络为中心的体系对抗,在全球范围掀起了一场以信息化、网络化为基本特征的新军革浪潮。从根本上说,网络技术的飞速发展和广泛应用是推动这一变革的原动力。鉴于网络技术对军事行动乃至整个人类活动的深刻影响,计算机网络课程已经成为培养通信工程专业初级指挥人才信息素养的重要环节。
计算机网络一般被视为计算类专业的核心课程,而在军校通信工程专业的全期培养计划中长期作为拓展知识面的选修课对待,教学目标定位比较模糊,严重影响了后续军事网络相关课程的教学效果。笔者针对这一问题,根据通信工程专业初级指挥人才的职业价值取向,按照理工大学“学为主体,教为主导”的教学理念,结合多年教学实践经验,从通信工程专业定位出发,探讨计算机网络课程的教学目标定位、教学内容安排和教学方法设计。
1 教学目标定位
1.1 专业定位
传统上,计算机相关课程在通信工程专业课程体系中所占的比重很小,学时十分有限。然而,计算机网络是通信技术与计算机技术相结合的产物,并且在战场“制信息权”争夺中起决定性作用,这就要求通信工程专业初级指挥人才必须深入了解网络原理才能胜任未来联合作战的岗位需求。2006年,美军在新版的联合出版物《联合通信系统》中提出不再使用“指挥、控制、通信和计算机(C4)系统”这一术语,改用“指挥与控制(C2)”和“通信系统”替代心,这反映出新军革背景下通信与计算机融合的发展趋势。即便是在民用领域,“三网融合”技术也使得传统通信网络“终端+传输+交换”格局向“终端+云”模式转变。因此,笔者认为军校通信工程专业必须加大计算机教育的比重,某种意义上说应该将其作为“准计算机专业”对待。
对于计算机专业来说,IEEE和ACM制订的《计算课程体系2005(CC2005)》是世界范围内广泛认可的课程设置指导性文件。根据CC2005的定义,所谓计算是指“任何需要、得益于或者创造计算机的面向目标的活动”。计算学科主要被划分为计算机工程、计算机科学、信息系统、信息技术和软件工程5个专业。
2008年,全国高等院校计算机基础教育研究会推出的最新版《中国高等院校计算机基础教育课程体系2008(CFC2008)》指出:对非计算机专业学生进行计算机教育的目的是“使他们掌握应用计算机的知识,能够将计算机与信息技术用于其工作领域,成为既精通本专业知识又掌握计算机应用技术的复合型人才”。各院校可以根据自身特点对推荐的课程体系进行适当修改,进一步体现自己的办学特色。
军队高等教育首先是国民教育的一个组成部分,在具体课程体系设置和教学内容安排上应满足高等教育的基本要求。但是军队高等教育又有其独特的职业价值取向,即培养胜任部队第一任职的“基础宽厚、信息主导、技指合一、全面发展”的高素质初级指挥人才。从CC2005划分的专业来看,面向部队初级指挥岗位的通信工程专业更接近信息技术专业或信息系统专业,具体的需求可以表述为:在特定军事应用环境下,通过选择、创造、应用、集成和管理的网络通信技术来满足作战需要,或者关注战场信息资源的获取、部署、管理及使用,并能分析战场信息需求和相关的组织运用过程,详细描述、设计、组织、维护与作战目标相一致的网络通信系统。
笔者认为,使学员理解现代指挥信息系统的组成与工作原理,并在战争实践中发挥作战效能应该是教学的出发点和立足点,具体目标应该落实到针对网络体系中的各种部件、装备乃至系统做到“能组网、懂管理、会应用”,这应该是军事院校通信人才培养的基本定位和鲜明特色。
1.2 课程定位
计算机网络是增强学员的信息素质至关重要的一门课程,这一观念基本上已经形成普遍共识。由于计算机网络是当展最快的信息技术之一,课程内容非常庞杂。而对于军校通信工程专业来说,计算机类课程学时非常有限,远不能与地方高校同类专业相比。因此,在具体教学过程中,教学目标定位一直比较模糊。早期计算机网络并不单独设课,而是采取在一些涉及网络的相关专业课程中泛泛介绍7层协议概念。近年单独设课后,一度出现了宽带通信网与Internet的主线之争。目前仍然存在偏重基础理论还是偏重应用能力的分歧。
CFC2008对理工类非计算机专业网络技术与应用课程的要求是“从应用的角度出发,以TCP/IP协议作为基础,以Intemet作为实例讲解计算机网络技术的基本原理,使学生建立计算机网络的基本概念,掌握计算机网络的构成和基本工作原理,学会计算机网络的基本应用方法,了解网络技术的最新发展”。从中可以看出,计算机网络教学应该以Internet为主线,并且要强调基本原理。
笔者认为网络基本概念和原理作为教学重点是毋庸置疑的,因为素质教育要求必须着眼学员未来职业生涯的长期发展,必须培养学员关注表面现象背后的科学问题,锻炼对问题的抽象思维能力。但是网络应用能力同样需要给予高度关注,这一点对于军校学员尤其重要。如何处理学时有限的矛盾呢?关键是要摒弃用一门课解决所有问题的幻想,通过合理设计课程体系和分层次的应用能力培养环节达到基础理论和应用能力并举的目标。
结合理工大学通信工程学院的实际情况,笔者梳理的通信工程专业课程体系中与网络相关的模块见图1。数字通信原理、计算机硬件基础和程序设计基础是先修课程。计算机网络课程的基本定位是使学员了解并掌握计算机网络的基本概念、体系结构、协议工作原理和基本网络工具的使用。在此基础上通过后续课程理解和掌握军事网络的技术特点,比如战术环境下对网络协议、设备、组网应用的特殊要求。网络应用能力则可以通过学员自主选择开放实验,或者在本科导师的指导下申请创新课题,完成毕业设计得到必要的培养和拓展训练。
2 教材选取
目前公开出版的计算机网络教材种类繁多。笔者重点比较了几本获得大多数本科院校公认的教材:Tanenbaum教授编著的《计算机网络》、谢希仁教授编著的《计算机网络》、Peterson和Davie编著的《计算机网络――系统方法》、Kurose和Ross编著的《计算机网络――自顶向下方法》。
Tanenbaum教授与谢教授的《计算机网络》早期版本都以OSI 7层协议模型为主线,较新的版本改为以TCPhP的5层结构来组织内容,并结合了一些新出现的技术和标准。课程内容从物理层向应用层自底向上讲解网络的概念、基本原理、技术和体系结构,教学比较偏重理论,不便于开展实验。
《计算机网络――系统方法》同样采用自底向上逐层讲解的思路,但是作者反对严格地分层,强调计算机网络的系统观,围绕“为什么这样设计网络”阐述关键技术和协议如何在实际应用中发挥作用,需要有充足的学时保证才能达到良好的教学效果。
笔者选用了《计算机网络――自顶向下方法》,讲授内容以Intemet为线索,自应用层向下逐层讲解协议原理。自顶向下方法避免了传统方法讲解体系结构内容枯燥、不易理解的通病,从学员最熟悉的应用层开始层层深入。该教材的另一个特点是精心设计了大量的课后实践任务,使复杂的网络问题变得易于理解,便于学员开展自主学习。
3 教学内容安排
对于计算机网络这样飞速发展的领域来说,教学内容面面俱到是不可取的,应该着重培养学员的洞察力,能够通过自己思考辨别什么重要,什么不重要,哪些是本质的,哪些是表面的;因此在教学内容选取上既要兼顾知识的系统性,又要考虑学员的接受能力,同时还要强调网络基本应用能力。
对于不同专业来说,普遍认可的方法是对教学层次和内容进行分类,以更好地满足不同专业的教学需求。笔者认为即便对同一专业的学员也应该提供分层次的自主学习和实验环节,鼓励学员依据自己的兴趣爱好,深入钻研网络中的科学和技术问题,达到个性化教学的目的。
笔者按照通信工程专业初级指挥人才的培养目标,突出“学为主体”的教学理念,从理论教学和实践环节两个方面进行了详细设计,以解决学时不够这一突出矛盾。理论教学内容仅选取了教材《计算机网络――自顶向下方法》的前5章,具体内容和知识点见表1,强调重要概念的对比理解。实践环节区分了协议分析实验、编程实验、虚拟实验、开放实验和创新课题5个层次,见表2。其中,协议分析实验、编程实验和虚拟实验要求课内完成,开放实验和创新课题则由学员自主选择。理工大学通信工程学院规定在毕业设计开题之前每名本科生至少要完成一个开放实验或创新课题。
4 教学方法设计
鉴于计算机网络课程的重要地位和作用,理工大学通信工程学院一直在探索和推广以小班化教学模式进行本课程的教学。近几年,笔者多次承担了计算机网络课程重点教学改革试点,在多种教学形式和方法综合运用的基础上,总结了两种行之有效的教学法:问题驱动式教学法和课题研讨教学法。
4.1 问题驱动式教学法
问题驱动式教学法采取“提出问题一解决问题一归纳分析”的模式,从实际到理论,从具体到抽象,从个别到一般。课程教学中,困扰学员的第一个问题就是网络协议为什么要分层?教材第1章对这个问题的解释并不能完全打消他们的疑虑,实际上这个问题必须等到对整个网络的发展史、广域网、局域网等基本概念以及网络程序设计有一定认识之后才能真正理解。因此,笔者并不急于解释这个问题,而是让学员带着这个问题从应用层逐层向下边学习、边思考、边实践,直到最后安排一次课堂讨论,得出大家都能够接受的答案。再比如,讲解HTTP协议时,笔者首先从早期互联网上多媒体信息共享不便的问题,讲到Berners-Lee在一个“灵感”启发下用3个创新发明了万维网,然后通过军训网上的具体实例分析,发现非持久连接HTTP协议传输效率低下的问题,引导学员提出并发连接、持久连接、流水线式持久连接等改进方案。最后,结合当前万维网信息检索不便的问题,展望未来语义网的发展。实践证明,这种问题驱动的方法符合计算机应用教育的特点和学员的认知规律,让学员从关注知识点转向关注思维过程,取得了很好的教学效果。
4.2 课题研讨式教学法
笔者根据班级人数制定了十几个课题,不仅侧重原理应用同时也兼顾理论。课题主要是用Wireshark分析协议的工作原理和交互过程,另外还有Diikstra算法和Socket网络编程,以及ALOHA和CSMA协议性能分析等。教员提供必要的参考资料、示例程序和课外阅读材料,要求每个学员完成所有课题,课堂上指定一名学员上讲台简短报告完成情况,就其中的重要原理和问题展开集体讨论。近几年的教学实践情况说明,这是在课内学时有限的情况下,督促和引导学员利用课余时间自主学习网络技术,锻炼网络应用能力的好方法,受到学员的普遍欢迎。
通过上述教学手段和方法的综合运用,计算机网络课程教学效果良好,激发了学员学习、应用、开发网络的浓厚兴趣。2012年度理工大学通信工程学院立项的本科生创新课题项目中,有40%与网络应用有关,特别是在软件制作类项目中比例高达70%。2011年本科毕业设计选题中,30.1%的学员选择网络方面的研发课题,2012年这一比例上升到33.4%。
关键词:网络课程;网络教育;问题;对策
Abstract:Web-based curriculum was a mostly means in distance education. Problems of web based curriculum were analyzed and suggestions on design and development issues were given.
Key words:online course ;web-based education;problems;solutions
网络课程是网络教育资源的重要组成部分。在网络教育中,教学活动围绕着网络课程展开,网络课程是实施网络教育目标的基本单元和核心。纵观目前的网络课程,虽然各有特点,但也暴露出以下一些问题:偏重教学材料的制作,较少关注网络学习环境的构建;偏重以教师为中心和以教为主,很少注重以学生为中心和以学为主的网络教学模式的探索。因此,在理论和实践上探索适合网络教育的教学模式,开发适合网络教育的网络课程,具有十分重大的现实意义。
一、网络课程的概念
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,[1]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。教学内容是以知识点为基本单元,以文本、图像、动画、音频和视频为综合表现手段的课程内容。网络教学支撑环境是指支持网络教学的教学资源、教学平台以及在网络教学平台上实施的教学活动。
二、我国现有网络课程的现状分析
1.教育部给予政策上的支持
教育部于1999年启动新世纪网络课程建设工程,用《面向21世纪教育振兴行动计划》中“现代远程教育资源建设项目”的经费,重点支持若干所高等学校网络教育学院的网络课程建设和应用,并实现资源共享。
2.在研发方面取得了阶段性的成果
在教育部《启动新世纪网络课程建设工程研讨会》上,与会专家讨论了网络课程建设的理论基础、原则、技术规范、方法等,提出了《现代远程教育资源建设技术规范(试行稿)》,为课程的开发提供了一个方向。在实践方面,部分高校的网络学院和各中小学的网校都在积极开发网络课程。
3.网络课程教学的效果并不理想
在应用方面,我国的大多数网络课程能够为学习者提供网上的学习材料,还要求学习者通过电子邮件、电子公告栏、网上练习和测试进行异步双向交流;只有极少数高校网络学院采用视频会议系统。然而基于网络课程教学的效果并不是很理想,大部分高校网络学院在其他省、市开办教学点,部分还沿用传统课堂教学来提高教学效率。
三、存在的问题
通过对一些高校网络学院(远程教育学院)网络课程建设的网上调研,可以发现网络课程建设存在一些共同的问题,总结如下:
1.网络课程、网络课件、网络教材的混淆
目前,关于网络课程与网络课件的界定显得模糊不清,有时被认为是同一个概念或同等的概念;更有人把网络课程理解成教学内容的简单罗列。在网络课程中只有几个课件或几篇讲稿,指定参考教材。概念的混淆,导致很多高校把各学科的网络教育误认成传统的课堂教育,从而大大降低了网络教育的效果。
2.课程体系大而全
从各学科的网络教育看,开设的课程比较齐全,但缺少规划,显得过于急功近利,高校网络学院只是针对当前各科教材做简单的网络化教学,没能很好地与实践相结合,不能体现出网络教育的优越性。
3.重教学内容呈现,轻学习环境设计
在网络环境下的学习,要求必须更加自主地进行意义建构,因此情境的创设尤为重要,网络课程不是仅提供资料,而是影响学生使其成为自己的“教师”的重要工具[2]。从调研可看出,大部分的课程都是文本教学材料或教师讲稿的简单呈现,没有给学习者设置模拟真实的学习情境,缺少一些让学习者去解决的现实问题,无法让学习者进行小组协作、角色扮演、讨论、问题解决等。
4.自主学习资源不足
自主学习是网络教育的一大特色,学习者通过自主学习,实现学习活动的时空分离。目前网络课程在自主性学习方面只是体现学习者自己学习这一点,并没有为他们提供种种有利于进行自主学习的资源。对于一门课程来说,不可能做成百科全书式的,只能关注本课程的教学,这样对于原来对该领域不甚了解的学习者来说,就存在一定的难度,尤其是一些专业性非常强的学科,这些学习者就非常需要相关知识的电子图书馆式的资源库。
5.缺少评价与反馈
评价与反馈是教学中不可或缺的环节。目前网络教学的评价方式仅限于教师对学习者的评价(作业和考试),很少考虑学习者自身的评价、同伴的评价,而这两种对于学习者获得学习成就感非常有效。目前网络教学平台往往是仅给出答题结果,而没有给出适当的分析、评语,学习者只能自己猜测、思考问题的解决方法。
四、相应的对策研究
1.加强教育技术培训,帮助教师改变观念网络课程的建设
如情境创设、学习者解决问题、学习策略的选择等都离不开教师的参与和指导。因此要建设高质量的网络课程,首先要解决的是转变教师对新信息技术的态度问题,要消除教师对新信息技术的“抗拒”和“恐惧”意识,让教师了解新信息技术,了解网络教育,并积极参与网络教育。
2.教学内容多媒体化和情境化
随着网络宽带的拓宽和网速的全面提升,基于WEB的多媒体教学将是网络教学的趋势。网络课程的发展方向是基于流媒体技术的虚拟真实教学环境等更加人性化的教学环境。
3.交互方式多样化
交互有同步、异步形式,交互方式不仅是基于文本的电子邮件、讨论区、BBS,还将出现基于文本和图像的电子白板、应用进程的共享等方式[3]。
4.导航系统便捷化
一个适于自主学习的便捷导航系统应该至少包括:课程结构说明、课程的层次或网络目录结构(如网大的课程结构)、学习历史与状态记录、课程和学习单元快速链接、便捷的资源检索、导航帮助等。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.教育信息化技术标准委员会.CELTS-22.1.网络课程评价规范(标准草案征求意见稿),2002-06-07.
[2]张岩.浅谈网络教学的作用和模式[J].青岛大学师范学院学报,2001(2):89-290.
[3]冯少舟.论远程教育收益率和远程教育内部回收贴现率[J].现代远距离教育,2002(2).
作者简介:
关键词:网络课程;Web2.0;通用学习设计
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)17-0073-04
一、问题的提出
在保证优质教学内容的前提下,网络课程中有效的学习支持是保证学习者学习的关键。但是,从国内外的研究和笔者从事的网络课程设计与开发的实践中发现:学生在论坛的讨论中,多数没有对话题展开深层次的交互;大部分学生登录到平台后不知道从哪里开始学习;部分网络课程中学习活动的设计没有提供工作流式的步骤和脚手架;很少对学生的学习进行跟踪、分析及给予个性化的学习指导;对学生的自我反思支持不多;大部分学生想认识其他人。出现这些问题可能的原因是:第一,网络课程学习过程中,学习者很难获得个性化的支持;第二,从情感上讲,如果学习者获得学习支持,意味着会暴露个人的弱点;第三,网络课程的设计还是针对特定的学习者,而非面向多样化的学习者。因此,可以发现学习者在网络课程学习中的面临情感性(缺少持续性的关心)、认知性(表现在记忆、语言、问题解决等方面)和策略性(表现在学习方法、交流、分享和协作等方面)缺失。
带着这些问题,为了弥补学生在网络课程学习中面临的情感性、认知性和策略性缺失,通过文献调研、学生访谈和学习平台相关的学习记录发现Web2.0的技术和理念能够有效的解决这些问题。所以,通过思考学生在网络课程的学习过程中面临的情感性、策略性和认知性缺失的问题,采用设计研究的方法,通过迭代式的设计,提出设计原则,以期待解决此问题。
二、Web2.0对网络课程学习环境的支撑模式
网络课程教学设计的本质是为学习者搭建合适的脚手架,而网络课程中学习支持环境对学习影响非常大,正如舍基所说:“行为的改变取决于机会,而非动机。”更确切地说,在网络课程中要为学习者创造有效的学习环境,提供合适的学习机会,给予学习者个性化、适当的、持续的学习支持。通过理论解析和实践总结可以推出,Web2.0的理念和技术能够支持这样的学习环境,如图1所示的Web2.0对网络课程学习环境的支撑模式:
从多种途径来识别Web2.0对网络课程的学习支持环境支撑模式的要素,该模式以促进学生学习为目标,以通用学习设计为概念框架,以Web2.0理念和技术支撑为核心。从系统工程的角度,要思考两个问题:一是有没有一种通用的符合学习规律的概念框架;二是什么技术能够对概念框架提供有效的支持。而通用学习设计和Web2.0给予这两个问题满意的答案。通用学习设计和Web2.0可以被认为是作为两个方法存在于一个统一体中,如图1所示,网络课程学习支持环境是一个系统,三角形内是Web2.0,三角形外是认知性支持、策略性支持和情感性支持,当Web2.0三角形越大,所支持的也就越有效。在这里,强调二者的相互作用,因为全面的解决方案需要关注Web2.0和通用学习设计,只有它们有效的整合,换言之,只要Web2.0支撑作用发挥到最大,学习者的学习就会更有效果。
1.以通用学习设计为概念框架
通用学习设计理论提供了一个思考网络课程中学生面临情感性、策略性和认知性缺失的框架。UDL(Universal Design for Learning)通用学习设计源自建筑学,框架基于扩展有别于传统课堂教学的课程设计和教学的机会(Rose & Meyer, 2002)。旨在通过精心地设计满足学生多样化的学习需求,以最大限度地促进每一个学生的学习。通用学习设计的核心是使用技术促进学生的学习。它提出了指导灵活多样的教学方法和课程资源设计的三个原则,这些原则源于脑和神经科学有关人类学习的最新研究,大脑中有关学习的区域,分成三个相互联系的网络:认知网络,专门接受和分析信息如名称、事实、数字等(“是什么”的学习),帮助学生把新知识和已有的知识经验建立联系;策略网络,专门计划和执行动作(“如何做”的学习),用于解决问题、选择、运用和修改策略网络;情感网络,专门评价和决策(“为什么”的学习),并且学生想学习与其生活密切相关的内容。
通用学习设计根据学习者不同的学习需求、学习方式、学习风格、学习路径(Dolan & Hall, 2001),提供适应的教学策略和设计原则,聚焦于信息表达方式、知识表达方式和学习方式。根据通用学习设计的原则,运用Web2.0技术和理念支持网络课程中学习支持环境,探索在认知网络、策略网络和情感网络方面有效的设计原则,促进学生更好地学习。
2.Web2.0技术
Web2.0技术支持的教学交互过程中,出于解决教育教学问题的目的,学生通过正式或非正式的活动一起交流、分享和协作,通过Blogs、Wikis、播客、Email和微信/微博等进行同步或异步的讨论。它既是交互的有力支撑工具也是网络课程中学习支持环境创设的脚手架,其应用和功能包括:
(1)交流和社会学习工具:技术支持能够进行同步交互(视频会议、播客、聊天、博客和电话等)和异步交互(论坛、邮件、群组等);
(2)提供更多的案例:教师和学生能够为学习和元认知提供案例,通过微信、微博、博客、Wiki等。
(3)支架:基于工作流的、步骤式的问题解决过程,如RSS、计划、时间线、认知模型软件等。
(4)自我反思:提供多种反思的方式,如博客、Wiki、同步聊天、微信、微博、播客等。
三、设计原则
Web2.0支撑的网络课程学习支持环境的设计研究,聚焦于Web2.0理念和技术支持环境下的理解和有效的学习支持环境的设计,通过迭代式的设计将Web2.0和通用学习设计理论与网络课程连接起来,为促进学习提供了设计原则。这些设计原则是对Web2.0支撑的网络课程学习支持环境的理解的提升和设计特征的概括,作为一个解释性框架用于指导实践(错误!超链接引用无效。)。根据通用学习设计的框架和Web2.0的理念和技术提出三个设计原则(J. B. Howard, 2003; K. L. Howard, 2004; Lancaster, 2011; Write & Guide, 2012):
原则一,在网络课程的学习支持环境中,为了弥补学习者认知性缺失,设计应充分利用Web2.0作为支架的特征,提供多种灵活的表示结构和方法。
认知过程维度包括六个维度:识记、理解、运用、分析、评价和创造,这六个维度是连续的,被假定为认知的复杂程度,反映了学习的路径。为了给予学习者认知性支持,知识论坛提供了“在基于别人观点的基础上建立自己的观点”、“引用其他人的观点”、“允许对别人的观点进行评论”、“利用协作工具协同创作”、“发表个人的重要观点”和“提炼新的观点”六个支持工具。(D.R.Garrison & Anderson,2008)提出了认知性存在的概念,主要通过基于文本支持的持续性对话和反思来促进意义和理解的构建。(Reigeluth & Moore, 2011)认为认知支持包括那些支持学生建构对于学科领域的理解和提升学科领域的能力的要素,具体的形式包括文本资料、数字资源、人际交互、按顺序利用信息、反馈和评价等。如表1所示的认知性支持设计原则,例如:当为学生引入一个新的概念或单元,可提供多种结构、目前的信息,如视频讲座、数字化文本、基于活动的探索或示范。
原则二,在网络课程的学习环境中,为了支持不同的策略性缺失,应基于Web2.0的交流工具和自我反思的特点,设计应提供灵活多样的表达工具和方法。
网络课程的学习支持环境中,为了给予学生策略性支持,应当抓住两个问题:一是运用什么方法;二是什么时候运用。如果创造的情境是为发展技能,那么提供指导(解释、示范、实践提供即时反馈)是有帮助的;如果是为发展复杂思维,那提供模拟和虚拟的世界是合适的;如果是为记忆信息,那经证实的记忆方法和策略是有好处的。并且,在解决问题之后,学习者可通过自我反思学到更多。(D.R.Garrison & Anderson,2008)提出促进学习者了解和对话在网络学习中至关重要。如表2所示的策略性支持设计原则,当要求学生反应对于知识的理解,可提供一系列的工具,让学生做出相应的回应,如写、幻灯片、口头、视频、绘图等工具和方法。
原则三,在网络课程的学习环境中,为了支持不同的情感性缺失,应利用Web2.0的社会性的特征,提供多种灵活的选择参与和互动。
(Sylwester,1995)认为情感对于学习过程是非常重要的,因为,情感驱动了注意,也就驱动了学习。同样,在网络课程的学习支持环境中,给予学习者持续的关注和个性化的学习支持有利于激发学习者的情感,以便于更好的学习。情感能够促进有意义的对话和学习过程的进展。相互支持的社会性情感回应是进行批判性反思和对话的必要条件(D.R.Garrison & Anderson,2008)。互动也很关键,通过互动学习者可以操练重要的社会技能和批判性思维技能,促进对情感的依赖。(Darling-Hammond,2012)提出有效的互动包括分享原始观点、通过辩论消除不同观点、解释对现象的思考、提供评论、观察他人策略以及倾听解释等。(Kagan & Kagan,1994)在大量积极的学习者执行问题解决任务时,鼓励同步的互动,(Johnson & Johnson,1994)也认为在互动中同伴之间要表扬、帮助、鼓励和支持彼此的学习努力,促进彼此的成功。同时,(Slavin,Hurley,& Chamberlain,2003)提出要确保学习者的平等参与机会,让所有的学习者有机会作出贡献。如表3所示的情感性支持设计原则,鼓励并允许学生选择感兴趣的领域内学习的主题或概念,参与协作学习进行积极的互动。
四、总结
网络课程中学习支持环境的设计原则目的是为支持每个学生高质量的学习,学生在网络学习过程中,有效的支持策略会随着学习类型的不同而不同,正如(Darling-Hammond,2012)所指出的那样,支持策略的合理性取决于:学习材料的性质、学习者带入学习过程的知识技能以及经历的特点、学习的目标以及达成这些目标相关的学习评价。为了给予学生持续的认知性、策略性和情感性支持,Web2.0理念和技术的出现,为其提供了可能,而通用学习设计为其提供了概念框架,因此,Web2.0和通用学习设计是网络课程中学习支持环境设计中两个重要的互动要素,互动体现在Web2.0的支持程度,犹如两个运动中的圆,内圆是Web2.0,外圆是通用学习设计,内圆越大,说明支持的越好,就更有助于学习者学习。
依据设计研究的范式,根据对网络课程中学习支持环境的解析,分析学习者在学习过程中面临的认知性、策略性和情感性缺失的原因,以Web2.0为支撑模式,以通用学习设计为概念框架,提出了有效的设计原则。那么,后续的研究会根据这些设计原则进行网络课程的设计,收据数据、分析数据、输出结果、与研究问题比较,开始新一轮的迭代过程,以达到对设计原则和学习支持环境设计实践的逐步求精,获得一个更满意的设计。
参考文献:
[1]洛林.W.安德森.布鲁姆教育目标分类学[M].北京:外语教学与研究出版社,2012.
[2]宋述强,曾小牧.“目的性学习”与“知识建构社群”――加拿大多伦多大学“CSILE/Knowledge Building”项目述评[J].中国电化教育,2005,222(7), 88-90.
[3]杨南昌.学习科学的关键词[M].上海:华东师范大学出版社,2009.
[4]D.R.Garrison, & Anderson, T. 21世纪的网络学习研究与实践框架[M].上海:上海高教电子音像出版社,2012.
[5]Darling-Hammond,l.Powerful Learning[M].上海: 华东师范大学出版社,2012.
[6]Dolan, R. P., & Hall,T. E.Universal Design for Learning:Implications for large-scale assessment[J].IDA perspectives,2001,27(4),22-25.
[7]Howard, J. B.Universal design for learning: An essential concept for teacher education[J]. Journal of Computing in Teacher Education,2003,19(4)113-118,1040-2454.
[8]Howard, K. L.Universal design for learning[J].Learning and Leading with Technology,2004,31:26-29.
[9]Johnson, D. W., & Johnson, R. T. Handbook of cooperative learning methods[M]. Learning together. 51-65.
[10]Kagan, S., & Kagan, M.The structural approach: six keys to cooperative learning[M].Handbook of cooperative learning methods, 1994, 115, 33.
[11]Lancaster, P.Universal Design for Learning[J]. Colleagues, 2011, 3(1)5.
[12]Reigeluth, C. M. & Moore, J.Cognitve Education and the Cognitive Domain. In C. M. Reigeluth (Ed.), Instructional-Design Theories and Models[M]. Educational Science Publishing House,2011,vol,2.
[13]Rose, D. H., Meyer, A. Teaching every student in the digital age: Universal design for learning[J].ERIC,2002.
[14]Slavin, R. E., Hurley, E. A., & Chamberlain, A. Cooperative learning and achievement: Theory and research[M]. Handbook of psychology,2003.
【关键词】序列式学习活动;学习设计;网络学习活动;
【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)02―0090―04
一 引言
目前网络学习活动设计主要立足于教学形式和教学模式的研究,从大的方面探讨了网络学习活动设计的可能,如项目学习活动设计、案例学习活动设计、问题学习活动设计、参与式网络学习活动设计,但在实践操作中很难把某门课程全部地设计为这类学习活动。本文借鉴了传统授课的授课经验,把课堂教学任务分为一定的学习序列,围绕这些学习序列设计各种学习活动设计方式,混搭为序列式网络学习活动设计。
二 序列网络学习活动设计意义
序列学习是指学习者在学习过程中一连串的学习行为,也称学习流。[1]学习者在其学习过程中随着任务的递进享受快乐的学习过程,忘了时间和周围事物的存在,深入探究学习目标的全新体验。认知专家帕斯克(Pask)[2]认为学习应该遵循递进规律,总是从一个假设到另外一个假设的线性学习过程。综合上述文献的表述,笔者给序列网络学习活动定义为“遵循学生的认知规律,把教学内容分解为一定的学习序列,并为这些学习序列设计相应的活动,这些活动既包括学习者学习材料学习活动,也包括学习者自主探究或协作学习活动”。这种序列方式的网络学习材料的编排方式,在SCORM等网络课程标准中早已经提出,只不过我们国内对此研究比较少。我国台湾学者游宝达教授提出了序列式之数字学习教案设计模式,探讨了在数学数字化学习过程中,如何合理设计数学课程中的学习材料。[3]因此序列网络学习设计的首要任务是把一个大的教学任务分解为连续相关的若干个小的任务,其次设计学生解决这项任务的活动方案,最后对学生的学习过程和学习效果进行评价。活动方案可以选择教学目标,选择项目学习活动、问题探究活动、案例学习活动等,并且每个活动结束时实时呈现学生的学习结果,这些学习结果又变为其他学习者的学习材料。任务之间的链接教师也可以通过讲授的方式以叙事性语言描述相关课程内容,使各项活动之间顺利过度。如对“信息”的概念讲解这节课,网络学习活动可以设计为对信息认识的案例分析活动、信息概念的探究活动,信息概念讲解三个任务来完成。序列网络学习活动设计不同于其他网络学习活动具有以下特点:
序列网络学习活动融合其他网络学习活动形式,其它学习活动只是其一个学习序列的教学形式而已;
把教学讲解作为学习活动的一个形式纳入到学习活动设计中,学习材料本身就包含在活动学习理论的工具概念的一个部分中,只不过很多文献忽略而已;
学习者可以被教师设计时的学习流引导,不容易迷航;
学习者可以及时学习到本序列学习活动中其他学习者的学习经验,很快进入下一个序列学习活动中,不必等到学习活动全部结束时才能共享其他同学的学习成果。
序列网络学习活动设计作为一种新型的网络学习活动设计方案,对于网络学习活动设计的研究与发展有以下几点意义。
1 回归教师对网络学习活动设计本位
学习分为正规学习和非正规学习,一般在教育研究中以研究正规的学习为基础。[4-6]网络学习活动不应该视作学生的自主学习活动,而应该是在教师的设计指导下学生通过学习交流获取经验的过程。序列网络学习活动设计的基础就是把学习任务分为学习序列来完成,这样教师一方面可以实施监控学习过程,另一方面为学生的学习提供了大致的学习过程。学生在学习过程中不会由于任务的无目的性和中途殆邂而降低学习兴趣,一个任务的完成马上有个新的任务接踵而来,总使学生处在高亢和兴奋的学习氛围中。
2 真正体现了活动学习中工具功能
网络学习活动中一个非常重要的理论基础是列昂捷夫提出的活动理论。其理论结构可以见下图。
活动学习理论中工具是一个宽泛的概念,既包含了技术工具(如计算器、office辅助学习工具),也包含了内化于心理的工具(如学习材料等)。[8]笔者查看了国内有关学习活动设计的文献,发现大部分文献中提到工具时都简单地认为是技术工具,而忽视了心理工具在学习活动中的作用。笔者在对所教学生的访谈中发现学生更倾向于学习材料的学习。序列网络学习活动把学习材料作为很重要的学习活动来设计,也作为衔接其他学习任务的桥梁。
3 具有可操作性
序列网络学习活动设计的出发点就是为每一门课程提供网络学习活动设计的理论基础。首先它融合了其他网络学习活动设计的方法,其他网络学习活动设计的方法都可以作为该设计序列中的活动方法设计;其次,序列的学习活动设计方法,可以按照原课程的思维逻辑来设计网络学习活动的思维,不必再费神准备大型的学习任务。学习过程中对学生学习的监控也是分阶段性的,可以实时地监控学生的学习行为。
三 序列网络学习活动设计的原则与步骤
序列网络学习活动设计的一个目的是使学生在学习过程中体验从一个任务到另外一个任务的递增过程,并在每个序列任务的完成过程中通过查看其他学习者的学习结果,和自己的活动成果做对比,从而获取学习乐趣的过程。序列任务是序列网络学习活动设计的根本,因此序列网络学习活动设计应该遵循如下几点原则:
1 序列任务的递进应该遵循学生的认知规律
序列网络学习活动是由一个个序列学习活动组成,彼此之间又相互联系,递进地完成教学任务,因此序列任务之间应该遵循学生的认知规律,一个序列任务的完成,要很快让学生进入下一个序列任务的情景中。问题―探究―交流合作或查找答案的逻辑序列是序列网络活动设计中对概念讲解类知识常用的学习活动设计方式,而任务―设计―评价的逻辑序列适合于对应用类知识的学习。
2 序列任务间的过渡应该顺畅
序列网络学习活动设计中序列任务之间的衔接是关系到学习者是否能够流畅地完成学习任务的一个重要方面。对于本身知识点间有逻辑关系的可以顺利成章里安排为序列任务的逻辑系列,但若知识点间本身没有逻辑关系的序列任务的衔接可以使用教师的讲解来完成,这样学习者在学习的过程中能够深刻地感受到教师的存在,排除了孤独感,也完成了两个学习任务的衔接。
3 网络学习材料注重叙事的表达方式
网络学习活动是学习者面对冰冷的计算机所作的学习活动,虽然有其他学习者的交流参与,但很难消除学习者的孤独感。因此在网络学习活动中,对于一些非概念和原理定义类的知识我们可以使用叙事的口头语言方式,这样就让学习者有一种和教师面对面交流的感觉,有利于消除学习者的孤独感。
学习序列学习活动设计主要涉及在网络课程中课程内容的呈现方面,首先考虑学习者的认知规律,以学习者自然的学习状态参与到学习中,呈现为流意识状态,因此不可能是简单的学习目标和学习知识的呈现,而是把学习知识融入到学习者的学习材料中,在自然的状态下学习。学习序列的学习活动设计主要分为以下几个步骤:(1)确定学习目标,对学习者需要掌握的知识点进行梳理;(2)遵循学习者认知规律,安排学习者学习序列,促进学习者知识构建;(3)对知识进行强化,以教师点评或后记的方式强化所需知识点,尤其是概念和原理类知识;(4)对学习过程和学习结果进行评价,可以是测评或过程性评价。具体流程可以参考下图。
1 学习目标和知识点细化
根据课程教学大纲,依据课程学习目标,对所教授的课程内容进行知识点细化。如《教育传播学》课程中的第三章内容“教育传播中信息与符号”有关信息内容方面,教学目标有“理解信息的概念”和“掌握信息的本质涵义”两条。在学习活动设计中教师可以细化为对信息概念的讲解和对信息本质涵义的探究两个知识点。
2 学习序列设计即学习活动过程设计
心理学中把学生沉侵于做某件事的情况,定义为学习者的流意识状态。[9]学习序列设计的关键就是使学习者在阅读和操作这些学习材料时总是处于流意识状态。这需要设计者设计学习材料时把知识的呈现分为n个小步骤来完成,并且每个步骤完成后都要对学习者的学习给予反馈。网络学习工具之丰富,给教师的学习活动设计提供了方便之门,如对问卷调查可以在学习者参加完调查后,马上给出有关这个问题调查的总体状况;如在学习者完成某个问题的解答时,可以提供其他学习者有关这个问题的见解等。
3 学习评价
对于这种学习活动的设计既可以使用传统的评价方式也可以使用过程性评价方式。在设计的时候设计者可以根据不同的情况设计不同的评价方式。如对于某些知识的识记,就可以通过考察测试的评价,而对于某些实践性知识的理解和掌握,可以通过对学习者在学习过程中的参与程度及贡献做出过程性评价。
四 序列式网络学习活动设计案例
选取笔者所授课程《教育传播学》中一章节――信息及其本质作为案例,设计了一份网络序列学习活动设计的案例,以期对序列学习活动设计提供参考。
1 引入:信息在现代社会是普遍存在的。
问卷设计如下:(学习工具:调查问卷)
2 案例分析:让学生浏览下列阅读材料,并回答材料后问题。
3 教师讲解块:主要由上述案例引申出信息概念及产生过程。
提问学生:(网页文字呈现)在上述的同一个事件中,你们的留言老师看了。同学们有没有发现一个问题,为什么不同的读者会有不同的观点?
这就是我们这节课所要和大家提到“信息”。(ˇˍˇ) 老师先卖个关子,不解释问什么出现这种现象。先和大家说说什么信息。其中人本主义者小约翰(美国传播学者,著有《传播学原理》)从人是如何认识世界的角度出发,给信息下了个定义“信息就是熵”。熵是什么意思,这个词比较偏僻,若查字典的话,我们能够大致了解到熵的涵义――不确定的东西。哈哈,同学们可能有点不懂,怎么信息就是不确定的东西。记得在上几讲中,我在提到传播现象时,和大家交流过,我们人一来到这个世界,就有了解和获取周围人或物变化的欲望。人是好奇的动物,他总是不满足自身的知识,总是想了解这个世界,操纵这个世界。我们人类在认识周围的事物时,不能够一下子就了解了周围事物,有一个学习的过程。比如说我们今天早晨起床准备外出,这时你打开窗户,看见窗外阳光明媚,几乎没有风,因为在这样的秋天,你大致可以推断出今天你不必穿很多的衣服外出,基本可以肯定的是你不必带着雨伞外出。其实,在你早晨起床之前到打开窗户,你不确定外面的天气,也不确定你今天是穿厚一点的衣服外出,还是单薄一点的衣服外出。在你打开窗户后,你确定了这些观点。这就是信息――把不确定的东西变成确定的东西。外面的天气给了你信息,让你确定了某些东西。天气是外在事物,它包含了信息,我们人类通过对天气的认知,了解了信息。好,同学们,这下你们应该能够大致说出,什么是信息了吧?运用你的语言,在下面空格处给信息下个定义吧。
通过上面学习信息的概念,我们知道,每个人在认识世界的时候都会有自己的观点,这就是信息。所以我们刚才在阅读材料是不同的人会有不同的观点。
当然,我们刚才所说的信息概念,是指广义的信息。其实信息概念有广义信息与狭义信息之分。狭义信息只考虑信息的形式,而排除了信息的语义因素。
刚才我们聊到了信息是如何产生的,以及信息的概念是什么,那么现在运用你的语言,在下面空格处简单谈谈你对信息本质的看法。
4 评价学习者学习(测试与过程性评价)
对学习者的评价分为两个部分,一是对知识掌握的考察,主要通过测试完成;另外一种评价方式是对学习者的学习过程实施过程性评价。
过程性评价量表:
参考文献
[1] MorrisonGR,Ross SM & KempJE, Designing effective instruction(5rd.ed.)[M].New York: John Wiley & Sons.Ins,2006,(10).
[2] 宋广文,李寿欣,伊炎.学生认知方式及其教育应用的研究与进展[J].华东师范大学学报,2000,(12):7―10.
[3] 游宝达[台湾].An e-Learning Content Design Methodology Based on Sequential Guiding Approach [R].嘉义:台湾省国立中正大学,2005.
[4] R•M•加涅.W•W•韦杰.K•C•戈勒斯.J•M•凯勒. 王小明等[译].教学设计原理(第三版)[M].上海:华东师范大学出版社.2007.
[5] 约翰•桑切克.周冠英等[译].教育心理学[M].北京:世界图书出版社(第二版).2005.
[6] M•P•德里斯科尔.王小明[译].学习心理学――面向教学的取向[M].上海:华东师范大学出版社.2007.
[7] Yrjö Engeström. Learning by Expanding: An Activity - Theoretical Approach to Developmental Research [D].Helsinki,Finland: Helsinki: Orienta-Konsultit, 1987.
[8] 刘洪超,葛文双.《现代教育技术》网络公共课程学习活动设计分析[J].现代远距离教育,2008,(4):61―64.
[9] 高燕,秦志刚.基于工作流的网络学习过程管理 [J].中国电化教育.2008, (8):9-12.
On E-Learning Activity on Sequential Guiding Approach Design
WU BingNI Bing
(Educational Department, Chaohu University, Chaohu 238000,China)
【关键词】教学起点;网络课程;交互
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2009)11―0108―03
随着互联网技术的发展,网络教学受到广大教育工作者的广泛而深入地研究。研究主要集中在不同学科、不同的网络交互工具等方面,很少有人从教学起点对网络教学展开研究,导致目前网络教学最大的缺陷就是教学起点的丧失,即交互活动做的不好。为此,我们从教学起点出发,对现有的网络教学平台分析研究,来揭示网络教学的交互。
一 对教学起点概念的探讨
对于教学起点的概念,很少有人对其进行探讨。而对教学的概念,古今中外的许多教育家,思想家,学者都从不同的角度对其下过定义,有从教学目的出发的,有从教学本质出发的,也有从教学的相互作用出发的等等[1],但是在分析了这许许多多有关“教学是什么”的论述后,绝大多数观点都把教学看作是一种活动。最具权威的观点是《中国大百科全书》(教育卷)的教学条目,将教学定义为是“教师的教和学生的学之间的共同活动”。叶澜教授[2]也曾指出,“在一定意义上,教学是人类一种特殊的交往活动”。而在最初的原始形态教育中,教学也是以相互传递学习生产经验为主的交互活动。
由此,我们可以看出“活动”是教学最初的“起点”,这里的活动,具体来说就是教学过程中的各种交往活动,主要有师生间的、学生与学生之间,以及学生与教材之间的。而在网络教学中,又增添了一种新的交互,即学生与操作界面间的交互。
二 对网络教学交互的认识
1 网络教学交互的基本概念
在理解网络教学交互概念之前,首先我们来看什么是交互。交互,从字面可以看出是指双方之间的交往活动。Wagner将其定义为:“个体与小组间的相互作用,至少需要两方和双边的行动。”而教育上的交互往往是指在学习过程中,学习者通过媒体与教师或同学或其他人之间的互相交流。综合以上观点,结合网络教学交互的实际情况,可以认为网络教学交互系统包括四个基本要素:学习者、学习内容、教师以及交互支撑平台,即学生通过网络平台与教师、学习同伴和各种学习资源之间的相互交流与相互作用[3]。
2 交互在网络教学中的重要作用
(1) 搭建起师生之间学习的桥梁
在远程网络学习过程中,由于师生异地分离,容易导致教的行为与学的行为之间产生误解,因此必须依赖“互动”增加沟通来解决这种教学误解,更好的促进教和学的进行。网络教学中如果不加强师生间、同学间的交流,其教学效果将远远不及面对面教学。
(2) 增添人文情感因素,提高了学习者的学习兴趣和注意力
传统课堂教学中,最显著的优点是学生和教师可以进行实时互动。在网络教学过程中,可以利用网络交互工具,传播教师的肢体语言信息,如表情、手势、语气等,再增加充足的教学资源,模拟课堂教学的情景,实现师生之间、学生与学生之间的互动,来解决学习者学习过程中遇到的问题,让学习者在网络上有一种课堂的氛围。因此有效的交互工具可以让学习者感受到传统课堂上的教学气氛,弥补网络教学中的情感缺失,从而提高学习者学习的兴趣和注意力[4]。
(3) 提高学生学习的积极性,培养学生之间人际互动能力
在网络教学中有效的人-机互动模式、人-人互动模式形成了立体的人-机-人互动模式(或人-机-环境模式)。交互功能强大的网络教学平台中,学习可以模拟以教师为主的课堂教学和小组讨论等形式的互动教学,学习者遇到什么不惑之处,可以向教师、学习同伴等求助,来解决学习过程中遇到的问题。在问题解决后,学习者有了兴趣,可以继续学习新的内容。在相互作用的过程中,求助实际上是一种人际之间的交往,这种交往,有利于提高学习者学习的积极性,培养学习者之间人际互动的能力。
三 目前我国网络教学中的交互现状分析[5]
目前我国许多高校的网络教学平台建设主要集中在网络资源的建设上,在交互方式上,主要以异步交互工具为主,同步交互在网络教学中很少使用。具体表现在以下几个方面:
1 基于内容交互是目前网络学习的重要组成部分
目前在网络教学中,学习内容是学习者访问网络平台获取知识的主要组成部分。而学习内容主要以课程的形式体现在网络上,课程的设计人员根据课程的要求,设计教学目标、教学大纲、课程教案、自学提纲、视频教程、模拟试题、学习资源等多种形式的学习资料。这些形式的资源,都是围绕教学内容设计的,他占据了网络课程的绝大部分界面。同时,在国家级精品课程的评价中,也不难发现,课程内容的评价占据课程总评价的重要分数比例。但网络课程设计人员应该认识到内容的交互只是单向进行,应该在网络课程中增加相互作用的过程,如在学习内容的一些地方增加网络交互功能,允许学习者改变、添加注释和感想。
2 异步交互方式是目前网络教学交互的主要形式
通过对国家级精品课程以及一些高校的精品课程的分析发现,异步交互方式是目前网络课程学习中应用广泛的一种教学交互的实现形式,造成这种原因的一个主要问题就是,异步交互工具技术实现比较简单,一般综合性的网站提供免费的异步交互工具,及时非专业的网络课程的开发人员,也能在课程建设中实现异步交互方式。目前网络课程主要采用的异步交互工具有E-mail,留言板,论坛,wiki平台等多种形式。
3 基于过程的交互方式有待开发与使用
对基于过程的交互(Interaction for Learning Process)的理论及其实现技术的研究在教学领域研究尚不成熟,还不能满足网络教学支持平台软件开发、网络教学的要求。基于过程的交互平台对计算机硬件环境的要求较高,而且在技术实现中造价较高,这种交互平台目前在网络上,大部分只用于商业领域,如许多商业网站设置的咨询窗口以及视频会议系统,可以与客户及时的沟通。再对现有的精品课程的分析中发现,很少有网络课程使用这种交互工具。但基于教学过程的交互功能较为强大,能够实现更加复杂的教学,可以模拟现实的课堂教学,如课堂师生面对面的学习、教师对学习者的管理,学习进程记录与监测、作业提交与、测试、讨论、小组协作等多种形式的教学。
四 基于教学起点的网络教学交互设计的策略
1 基于教学起点的网络教学交互设计的前提
为了确保网络教学有着良好的交互功能,应该在设计过程中完成以下两个基本任务。
(1) 加强网络教学交互平台软硬件环境建设,确保网络教学交互顺利实施
根据教学的要求,对于网络教学平台开发人员来说,良好的教学交互对网络硬件要求较高,视音频播放需要占据很多的带宽资源,一般的网页服务器不能满足基本的要求,需要相应的视频服务器解决视音频的传输,对于一个视频服务器,可以从传输画面质量、带宽需求、传输的延时性、前端抓图功能、语音对讲功能等来判断其性能。在软件建设方面,同步交互工具开发需要软件开发人员具备较高的软件开发能力,其他教学环境如网络课程教学子系统,教学服务系统及教学支撑子系统的建设,都是良好的网络教学必不可少前提。
(2) 注重网络教学交互工程的人性化设计,提高网络教学交互的效果
在网络教学交互设计时,要在进行知识交流的同时,应该根据教学要求,注意到情感的交流,使计算机网络日益人性化,智能化,能够结合学习者的学习特点给出相应的学习策略,学习建议及学习评价。
2 基于教学起点的网络教学交互活动的设计
基于教学起点的网络教学交互活动设计就是根据教学的交互要求,加强在网络教学过程中的互动设计,即利用网络交互工具,尽可能的虚拟真实的教学环境,具体包括媒体界面的操作交互,学习者与学习内容之间的交互,学习者与教师之间的交互以及学习者与其他学习者之间的交互设计。
(1) 网络学习者与媒体界面的操作交互设计
友好的界面应该做到形式与内容的统一,版式布局匀称协调,色彩配置鲜明新颖。在正确认识到所有设计都是为教学服务的基础上,根据具体的教学内容进行美学设计,同时还要简洁明了,突出教学重点。设计清晰的栏目使学习者快速进入学习状态。但在实际的设计操作过程中,为了能展现更好的教学交互,可以把设计分成若干单元,对于每一个单元,可以由不同的专业人员来完成,内容的设计可以聘请专业的教学设计人员指导课程教师设计和最后审核把关;界面的美工设计聘请专业的美术人员,在学科教师的指导下进行设计;教学平台中需要开发的交互软件,学科教师设计交互功能,由软件开发人员来开发完成。最后由教育技术人员集成软件,实现网络教学媒体操作界面的交互设计。
(2) 网络学习者与教师的交互设计
按照网络教学信息交流的时效性,师生的信息交互活动可分为两种:实时的同步交互和非实时的异步交互。在一些能及时做出答复的问题上,设计上通常采用同步交互的方式,如使用网络直播系统,视频会议系统,IP电话答疑系统等,可以实现师生之间实时的互动,模拟真实课堂的情景,让学生通过网络,象是和教师在同一个教室里。但这些系统的实现,需要网络平台开发人员具备较高的软件开发水平和良好的网络环境。在一些复杂问题上,设计常采用异步交流方式,如采用电子邮件,FPT文件传输等,在此交互中,要特别注意时效性,师生双方应及时给予对方以反馈信息。因此,应该有专职的网络教师,不用承担课程教学以外的任务,有时间和精力来和众多的网络学生充分地进行交流和沟通 ,同时也做到了情感的交流,使交互更具人文关怀,激发学习者和教师积极参与。
(3) 网络学习者与学习内容的交互设计
首先,在学习内容的设计方面,第一,应该根据教学目标来确定教学内容,在教学目标的基础上对教学内容合理取舍。第二,还要对选择好的学习内容进行合理的组织,通常学习内容要采用超文本结构形式来组织,如设置热字、图片等作为交互对象。第三,还应该考虑一种最佳的表现形式来呈现教学内容[4]。对于复杂的内容,可借助图像,视频,动画等直接表现。同时也要考虑媒体所占用的空间大小和网络的传输速度。
其次,可以设计情景式交互,即将交互活动设计到与学习内容相关的真实情境中。对于情境的设计方法包括以下几类:第一,将交互活动设计到模拟的情境中;第二,让学习者在交互情境中扮演一定的角色;第三,提供真实的、可以体验和感觉的反馈。运用多媒体的优势,提供视频、音频方面的反馈,设立感受通道,诱发学生参与到学习情境中去。这类交互活动符合建构主义学习理论,让学生通过自己体验来建构知识内容。
再次,在获取并有效利用学习资源方面,应建立一个多方位查询模块。学生通过该模块可以多向查询。主要方法有:第一,针对每个专业设立一个概念库。将每一门课程中涉及到的概念、原理等相关内容都存放在本专业的概念库中,当学生有疑问时,可以随时通过本课程或者专业的资源库来查找所需要的资料。第二,将常见问题进行分析整理并建立一个问题库,当学生问题与库中问题吻合时,能够很快得到反馈。
最后,应增强导航的设计。导航为顺利进行交互提供了支持,不断告诉学生完成当前内容后,下一步应该做什么。导航发可采用多种方式导航,如书签导航,模块导航,线索导航等。在使用导航过程中,可以以一种导航为主,也可以多种导航策略结合并用。这样可使学习者按自己喜欢的方式与学习资源交互,使交互更具人性化。
(4) 网络学习者与其他学习者间的交互设计
要实现学习者之间有效的交互,在网络平台软硬件满足的条件下,首先,在进行网络教学设计时要充分考虑到课堂教学中学习者之间的交互活动的特点,然后利用网络交互工具模拟课堂环境,让学习者在网络教学平台中,如同在课堂学习一样,教师也便于管理。其次,利用网络交互平台强大的功能,设计多样化的教学方式,让学习者真正地参予到网络学习中,也可以适当的对学习者进行分组学习,使学习者能够相互启发和帮助。第三,应该设计一些吸引学习者讨论的活动主题,使他们能够自发的进行相互讨论。最后,要加强虚拟学习社区的建设和组织[6],给学习者与学习者之间提供一个良好的交流平台。
五 总结
学生是学习的主体,任何教学平台的设计,都应该以学生为中心。从教学起点对网络教学的设计,使网络教学的的交互功能将更进一步地得到提高。学生在利用功能强大的网络平台学习时,利用交互工具,与教师之间实时地建立互动,能更好地参与到教学之中。这样,学生利用网络平台学习的积极性将更进一步提高,现有的网络教学平台将发挥更大的作用。
参考文献
[1] 王道俊,王汉澜.教育学[M].北京:人民教育出版社,1999.
[2] 叶澜.教育概论[M].北京:人民教育出版社,1999.
[3] 丁兴富.远程教育学[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
[4] 朱守业.论网络远程课程的人性化设计[J].教学与管理, 2006,(6):42-46.
[5] 舒存叶,张雷,赵蔚.网络课程交互现状分析与思考[J].中国电化教育,2004,(11):69-72.
关键词:计算机网络;课程教学改革;实验教学改革
在信息时代,各行各业都亟需大量掌握计算机网络系统规划、设计:建设、维护和应用的专业技术人才。因而,社会对高校在计算机网络教学和人才培养方面提出了更高的要求。作为计算机及相关专业的必修课程,计算机网络具有实践性强、概念理解抽象等特点,传统的教学体系无法适应技术的发展和社会的需要。如何设置计算机网络课程教学体系,研究理论教学和实践教学的内容、方法手段,提高教学效果,是值得高校探讨和研究的问题。
1 计算机网络教学现状分析
1.1 计算机网络理论教学
当前计算机网络课程教学方面存在诸多问题,在学生和教师两方面都有反映。一些学生在学过多门计算机网络课程(如计算机网络、组网技术、网络编程等)之后,似乎才弄懂计算机网络;而一些学生则认为“计算机网络就是些概念,太简单”,但一接触实际,很多概念又不大清楚,动手能力极差。教师则深感在有限时间(例如48学时)讲清楚计算机网络的概念、原理,同时还要兼顾动手实践,并非易事。
1.2 计算机网络实践教学
在教学实践中,计算机网络教学的最大误区是将其教学降低到单纯网络产品的介绍和配置、使用以及操作的应用培训课程。此外,网络实验设置和实验办学条件(实验室),也是目前阻碍学生计算机网络应用能力提高的一大瓶颈。
2 计算机网络课程教学改革研究
2.1 精选教学内容,构建完善的课程体系
2.1.1 采用英文原版教材,全英文电子课件
在教材方面,自2003年开始,我们使用国外著名大学普遍采用的全英文教材《Computer Networking-A Top-Down Approach Featuring the Internet》,教学内容的组织由“自底向上”改为“自顶向下”,采用全英文电子课件。在教学形式上要求采用启发式讲课,使学生能够参与到教学中来,课堂互动气氛活跃,教学的信息量大大增加,教学质量明显提高。期中期末考试试卷均为全英文试卷,进一步强化学生的英语水平,提高学生获取和理解英文网络科技文献的能力,使学生具备跟踪网络新技术前沿发展的能力。
2.1.2 教学内容紧随网络前沿,引入最新科研成果
由于计算机网络技术发展的最大特点是速度快,而且计算机网络是一门实践性很强的课程,因此,课程的内容必须与网络技术的发展同步且与实际应用相结合。课程讲授内容如表1所示。此外,在教学过程中引入主讲教师最新的教学及科研成果,以确保教学内容先进,能及时反映计算机网络领域的最新科技成果。
2.2 实验教学体系构建
2.2.1 建设计算机网络与信息安全实验室,搭建实验教学平台
2007年,我们利用中央与地方共建实验室的方式建设了“网络与信息安全实验室”,配备80台套网络实验设备,有课程专用服务器、路由器、交换机、工作站等硬件设备,能够满足80名学生同时实验教学需要。软件方面,选择合适的模拟实验软件、网络管理软件及不同的操作系统软件。
2.2.2 独立开设实验课
原来的计算机网络是由理论教学和实践教学两部分组成。总学时56学时,其中理论教学44学时,实验教学12学时(只包含表2中的2,4,14三个实验)。显然,这样的课程设置并没有突显实践教学在网络课程体系中的真正地位。在多方调研和论证的基础上,我们将理论教学和实践教学分离,对网络实验独立设课,使学生认识到实验课程的重要性,改变过去重理论、轻实验的思想:大大深化了学生理论与实践的结合,充分调动了学生学习理论知识和参与实验的主动性与积极性。
2.2.3 在原有实验基础上,引进课程同步原版实验
为配合理论教学内容,引进与教材相符外原版课程同步实验,更好地帮助学生理解和掌握教学中的重点和难点。如表2中的实验3所示。
2.2.4 实验教学形式方法、实验内容
在实验课上,教师首先讲授该实验相关的理论知识点、实验目的、实验内容、实验重点和操作难点,再以小组为单位,安排学生进行实验,布置实验进度。每次实验后,要求各小组做小组小结,再由教师作整体总结,使学生从实验中不断积累经验,获得更多的实验技能。
分组时,教师要注意学生之间搭配的合理性,实验过程中鼓励能力差的同学积极参与。对于实验能力强的学生,可以指定他们担任一些实验辅导工作,负责所在小组的实验,并协助教师开展工作。这种变教师指导实验为学生协助指导实验的教学方式,充分调动了学生参加实验教学的积极性,发挥了学生的实验特长,同时也增强了学生的协调能力和合作精神。
2.2.5 实验内容设计
实验有必修和选修两种类型。其中必修实验为32学时,要求在实验课内完成,选修实验在课下自主完成,如表2所示。
3 结语
通过课程实践教学体系的建立,学生学会了解决实际问题的思路和方法,掌握了设计和完善网络的方法。通过这一系列措施的实施,学生普遍感受到计算机网课程教学内容新、知识量大,自学能力有所提高:计算机网络课程把相关的多门课程联系起来,提高了学生学习计算机网络的兴趣和积极性,提高了学生的综合素质。当然,教学改革是长期的实践过程,在以后的教学中,仍然需要不断完善课程教学体系,丰富和改进实验内容和实验方式,以期能对提高学生的能力、增强就业竞争力起到更大的作用。
参考文献:
[1]朱志国.计算机网络课程实验教学的思考与探索[J].经济研究导刊,2009(1):244-245.
[2]陈润,琚生根,宋社刚.计算机网络实验教学研究与改革[J].实验科学与技术,2006(1 2):59-61.