前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的网络教学系统规划主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:TP311.10 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)02-0192-01
传统教学往往评价的是学生在一定时间内掌握某一知识与能力,而高校学生的认知水平和学习能力与普通学生存在一定的差异。由于教师的教学任务繁重,班级人数较多,课堂教学中教师往往难以兼顾高校学生的特殊教育需要,且大多采用与普通学生一致的评价方式,不利于高校学生的学习发展。本研究旨在通过视频录像,真实地记录高校学生的课堂表现,设计适用于高校学生的高校网络教学系统,以辅助教师发现其学习过程中存在的问题,提高高校学生学习的能力,激发学习兴趣。
1 系统架构设计
TOGAF(开放组体系结果框架)有4种被接受为学校架构的子集架构,分别为业务架构、应用架构、技术架构和数据架构。其中应用架构要说明的是整体学校内部信息化建设和规划应该分为哪些应用系统去建设,应用系统间的集成关系是如何的。即我们常说的应用架构和应用集成架构。技术架构解决的问题包括了如何进行纯技术层面的分层,开发框架选择,语言选择,涉及到各自非功能性需求的技术点(安全,性能,日志,异常,缓存,消息,大数据量)等需要使用的关键技术。技术架构包括建模架构。
1.1 高校网络教学系统技术架构
高校网络教学管理系统为采用JAVA自主开发的系统,采用MVC三层架构搭建,数据库为Oracle。Model层主要使用了开源的Bboss和Dao,控制层主要使用Structs框架,视图层主要使用了用友华表和Jquery组件。集成方面引入了SAP Jco组件,并提供了对外的WebService接口。
1.2 技术架构的具体说明
(1)开发语言:java,数据库:Mysql5.1.35,WEB应用服务器:Apache Tomcat 6.0.35,程序执行环境:JDK 1.6.16。(2)展现逻辑引擎将解析执行展现逻辑,在展现逻辑中调用业务逻辑完成一定的业务功能,以及控制页面流转,在调用业务逻辑结束后,展现逻辑引擎会把数据传送到展现页面上,在页面中可以使用丰富的标签库展现数据。(3)业务引擎主要实现对业务逻辑的解析,并对业务逻辑中的运算逻辑进行调用。(4)流程引擎主要负责复杂业务数据流转处理,在完成业务处理的同时,提供业务执行历史记录查询。(5)层之间的关系: 高内聚、低耦合,每一层由一组相关的类或者组件构成,共同完成特定的功能。层与层之间存在着自上而下的关系,即上层组件会访问下层组件的API,下层组件不应该依赖上层组件。每个层对上层公开API,但具w的实现细节对外透明。当某一层的实现发生改变,但是只要它的API不变,不会影响其他层的实现。
2 系统分层设计
视频课例网络教学系统主要基于SAP ERP、BW平台以及自开发高校网络教学系统FPS开发实现。
由于系统涉及到三个系统,SAP ERP为标准套件,本课题不对其技术架构进行论述,BW端建模和高校网络教学系统架构介绍如下:
BW建模架构:BW建模分为4层模型架构:
源数据层:主要是业务数据存储的地方,在本系统中指SAP ERP、全面预算管理系统原始数据;数据仓库层:从源数据层通过ETL工具(抽取、转换、清洗、加载)将数据抽取到同一个仓库中;应用层:根据业务需求建立模型(Cude),并根据模型建立对应的分析报表;展现层:数据展现,用户可以进行报表查看,多维度分析、上探下钻等业务操作。
3 系统功能设计
系统主要包括视频课例计划提报、视频课例计划评审、视频课例计划、视频课例执行、视频课例计划与实际分析五个功能模块。
后台管理:主要包括了用户管理(用户添加、删除等操作)、权限管理(用户授权)以及整个系统管理(包括后台作业执行、监控等)。主数据管理:主要同步主数据,包括学生代码、教学记录、视频课例方案等,保证三个系统主数据一致;业务处理模块:主要包括前面提到的视频课例计划提报、视频课例计划评审、视频课例计划、视频课例计划执行和视频课例计划分析模块。
此外,“对话媒体”(Conversant Media)也是系统的模块之一,该模块用于视频课例教学中的整体会话连接、处理及沟通。该模块能完善高校网络教学系统的视频课例互动机制。
4 结语
视频课例网络教学系统是多种教学技术结合而成的综合网络教学系统。在该系统的支持下,视频教学系统源于BW建模架构,包含源数据层、数据仓库层、应用层及展示层。此外,TOGAF框架是系统开发的前提要素。总而言之,本文的研究具备一定的参考意义,能为高校网络教学系统及视频课例教学研究者提供借鉴。
参考文献
[1]仝瑞丽.网络视频课程的设计研究[D].南京师范大学,2008.
目前,国内高等院校的计算机基础教育更多地沿用了传统计算机教育的方法,只注重讲授计算机的理论知识和操作要领,未考虑学生学习的效果。这导致学生只是记住一些概念和理论,能做基本的操作,却很难用所学的知识灵活地解决实际问题。当前大学计算机基础教育面临以下4个问题:
(1)学生的计算机应用能力差异大
高等院校的学生来自全国各地,而不同地区的中小学计算机教育水平参差不齐。单一的课堂教学已无法保证所有的学生学得会、学得好,这给教学带来了问题。
(2)教学和实验的学时严重不足
目前,各个高校都在减少课时,教师只能在课堂上和实验中加大讲授的知识量,加快教学进度。当一个教师面对几十个学生时,基础较差的学生往往得不到教师足够的指导和练习时间,这给辅导答疑带来了问题。
(3)学习的结果与过程未被记录下来
学生可以利用丰富的网络资源巩固课堂内容,扩大知识面,加深对知识的理解。在传统教学中,教师往往忽视了学生的课后学习,没有记录学习结果与过程,这给教育过程的改进带来了问题。
(4)目前的网络教学系统很少区分学习个体
网络教学系统能够提供大量的多媒体教学资源,帮助教师进行课后辅导答疑,却很少区分学习个体,导致缺乏个体相关的数据,从而难以提供个性化的指导,这给网络教学系统的智能化带来了问题。这些问题归根结底是数据的问题,是数据没有被有效地规划和整合的问题。我们把与学习过程相关的大量数据收集起来,对这些数据进行分析,挖掘出有价值的信息,最后传递给学习者,这是一种解决计算机基础教育所面临问题的可行方法。
2面向计算机基础教育的大数据
在当前知识大爆炸的时代,人们获取知识的途径不仅仅局限于课堂,更多的是网络资源。当代的大学生接受新生事物更快,更愿意在特定的学习情境下去主动构建知识。因此,大学计算机基础教育需要改革现有的教育模式,将大数据技术融入到大学计算机基础教育中,建立与时俱进的大数据驱动的教育模式可以有效解决上述问题。在大数据时代涌现出大量的网络教学系统,随着这些网络教学系统的推广和普遍应用,使用者数量急剧增加,产生了大量的数据。数据之间可能存在某种联系,对这些联系进行分析和挖掘可能会找到有价值的信息。将有价值的信息展现出来,能够帮助我们做出正确的决策。在人类社会的发展已经由动力驱动转变为数据驱动的背景下,教育正在发生着一场新的变革,大学计算机基础教育也面临着类似的机遇和挑战。通过网络教学系统,可以更加方便地获取和利用大学计算机基础教育相关的各种数据
。大学计算机基础教育涉及的数据主要有以下几种:
(1)课件。课件是文字、声音、图像、动画等素材的集合,帮助教师更加生动地讲解课程内容,主要使用PPT和Flash两种文件。
(2)视频。视频是将教师在课堂上的授课内容录制下来,为学生提供课后学习的方式。学生可以在教学系统中下载或在线学习视频内容。
(3)题目。题目主要用于测试学习效果,包括判断题、填空题、选择题、问答题、程序设计题等各种题型。
(4)问题。学生在学习过程中遇到的问题,通过教学系统提交给教师。这些问题反映了学习的难点,是教师在课堂上需要详细讲解的教学内容。
(5)代码。代码是学生做程序设计类题目时所编写的程序代码。学生编写代码的质量可以由教师评判,也可以由系统自动评判。
(6)行为。行为用来记录学生的学习活动,如课件下载行为、视频点播行为、作业浏览行为、编程行为等。这些行为能够反映出学生的学习情况。
(7)缺陷。缺陷是学生提交的作业中包含的各种错误,反映了学习过程中存在的问题。对教学系统而言,这些数据是进行个性化推荐学习的参考依据;对教师而言,这些数据能够提示教学过程中需要特别关注的地方。
(8)过程。过程是指在教学过程中收集到的一些宏观数据,如课件学习过程、视频学习过程、测试过程等。这些过程能够反映出学生学习的个体差异。
3大数据驱动的新模式
在大数据时代,我们可以利用大数据技术在大量与学习相关的数据中挖掘出有价值的信息。这些信息能够帮助学生更加科学有效地学习,较好地解决当前计算机基础教育面临的问题。因此,我们将大数据技术融入到大学计算机基础教育中,提出一种大数据驱动的计算机基础教育新模式。它是在有效规划和整合计算机基础教育大数据的前提下,为学生提供各种自主学习资源和服务的新模式。学生和教师在使用各种网络教学系统时,输入的数据和学习行为都被系统记录下来。利用大数据技术对记录下来的数据进行分析,挖掘出与学生学习特征相关的数据。这些数据为学生的后续学习提供个性化的推荐,规划个性化的学习路线;向教师反馈学生的学习行为和效果,为后续教学提供个性化的推荐,帮助教师改进教学方法。以在线课程系统、在线编程系统和在线答疑系统为代表的各种网络教学系统目前得到了广泛的应用,这些系统本质上都是大数据驱动。实践证明,这些系统的应用将为学生学习和教师教学提供实质性的帮助。
1)在线课程系统是课堂教学的延伸
大型开放式网络课程MOOC是国际上流行的教学平台。自2013年5月以来,北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学等国内一流高校纷纷宣布加入MOOC,向全球提供免费的在线课程。MOOC采用云计算架构,提供大量的视频学习资源和人机交互功能。学生提交作业后,系统能自动评判作业的质量,以评估学习效果。MOOC的出现给计算机基础教育带来巨大影响。MOOC解决了学生计算机应用能力差异大的问题,学生不管基础如何,都能找到与之相应的学习内容;MOOC弥补了课堂教学学时不足的问题,学生能在课后随时随地找到学习资源;MOOC能够记录学习的结果与过程以及作业中的错误等,这些对于改进教学方式和调整教学重点等都有意义。
2)在线编程系统是实验环节的补充
随着SaaS技术(软件即服务)的不断成熟,出现了许多功能强大的在线编程系统。这给大学计算机基础教育中的程序设计类课程的实验教学
带来了巨大的帮助。使用在线编程系统进行实验的好处有以下几点:
(1)教师不用在实验室的每台计算机中安装软件,学生通过浏览器就可以编写程序;
(2)学生编写的代码都存储在云端,能上网的地方就能练习编程,并且随时可以修改代码,解决了实验教学学时不足的问题;
(3)在线编程系统主要记录代码和代码编写的过程,能够收集实验过程中与学习相关的数据。国外在线编程系统CodeCademy提供了一种学习编程的新方式。它的用户群是零基础的学习者,所以CodeCademy创设趣味性的学习环境,手把手帮助学习者了解编程的过程。它的在线编辑器能让学习者不用寻找、下载和安装编程环境就可以在网络上编程。在线编程系统不仅为实验教学提供了方便的实验环境,还能收集大量的程序代码和学生的编程行为,有助于分析学生的学习特点与习惯,区分学习个体,为制订个性化学习路线提供有价值的数据。
3)在线答疑系统是课后辅导的平台
学生在学习过程中常常会遇到很多问题,这些问题如果能及时得到解答,就能促进学生更深入地学习;反之,就会影响学生的学习效果和积极性。目前,互联网上已经出现了许多人工解答和自动解答的系统。有代表性的是上海交通大学的远程教育设计中心设计开发的AnswerWeb自动答疑系统,它是一个动态的问题及答案的数据库。学生输入关键词后可以在系统已有的问题和答案数据库中查找相关的材料。如果没有找到答案,则会自动转发给教师请求帮助解答。随后,新的提问和答案将被增加到系统库中。系统会记录所有的问题和答案以及学生提问过程中的行为。在线答疑系统应用到大学计算机基础教育中,解决了教师无法在课后对每位学生进行辅导答疑的问题。同时,利用大数据技术,答疑系统将学生提问和获得解答的行为记录下来,自动的分析这些数据,挖掘学习个体特征,为学生的后续学习提供个性化的推荐。
4结语
教育行业信息化经过10年从无到有的快速发展期,2006年是“十一五”规划第一年,在建设新农村、深入实施科教兴国和人才强国的战略,以及推进社会主义和谐社会建设的战略方针指引下,目前已进入相对平稳增长期。
部署应用走向纵深
特点:网络教学系统、教务管理、办公自动化、财务管理、门户网站的应用较为普遍。
2006年,Web2.0的网络浪潮极大推动了教育网络化的普及,一大批远程教育系统迅速上岗上线。
在东部地区,截至2006年11月,网络教学系统的普及率是最高的,办公自动化系统、门户网站、数字图书馆、教务管理系统其次,教育资源管理系统和财务管理系统等再次之。
在中部地区,截至2006年11月,办公自动化的普及率是最高的,教务管理系统、网络教学系统、门户网站、财务管理系统其次,政务管理系统、数字图书馆、教育资源管理系统、一卡通等再次之。
在西部地区,截至2006年11月,网络教学系统和数字图书馆建设的普及率是最高的,财务管理和教务管理系统其次,教育资源管理系统、门户网站、办公自动化再次之。
投入趋于理性
特点:华东地区的资金相对充裕,各类投入趋于理性,但资金问题还是教育信息化的瓶颈。
在东部地区,2006年,最新的调查数据显示,年投入在10~100万元之间的单位占绝大多数,为56%;100~500万元中等投入的单位所占份额为29%,投入在500万元以上的单位占10%。
在中部地区,2006年,总计投入在10~100万元之间的单位占绝大多数,为73%;统计中,100~500万元中等投入的单位所占份额为17%;统计投入在500万元以上的单位占10%。
在西部地区,2006年,统计投入在10~100万元之间的单位占绝大多数,为60%;预计100~500万元中等投入的单位所占份额为28%,统计投入在500万元以上的单位占12%。
软件平台建设加快
特点:其他地区仍以基础建设为重点,但资源建设备受关注。而在东部地区,资源建设成为第一位的要素。
在中部和福建地区,2006年,硬件和网络建设还是占了最大的份额,其次是资源建设与软件平台,而视频等建设的关注度并不算高。
在东部地区,资源建设是最核心的,加上软件平台建设,其软件建设大大超过硬件的建设。
用户在选择信息化建设伙伴时,已经越来越成熟,厂商的服务能力备受重视。
从以上数据可以看出,东部地区的教育信息化建设有如下特点:总体建设水平领先,资金相对充裕;资源建设是下一步的重点;信息化意识相对成熟,更看重厂商的服务能力。
高职院校学生的课室主要分为多媒体课室和普通课室。其中多媒体课室主要由多媒体控制系统、投影、展示台、屏幕、主机、OFFICE及其他上课软件、监控系统和音响等设备构成。随着高职院校的迅速发展,为改善学生的学习环境,高职院校逐步把普通课室改造成了多媒体课室。多媒体课室的迅速增加,云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术的发展及其对教育领域的影响,怎样有效进行管理,建立智能型多媒体课室管理系统,对保证多媒体课室教学和教法研究工作的顺利进行具有重大意义。
1智能型多媒体课室的主要内涵
1.1 智能教室背景
在学校,学生接受系统教育最重要的一环就是课堂教学环节。要想提高教学水平、掌握教学环节质量的关键就是要做好教学互动环节。在现有的教学学习过程中,仍然存在诸多问题,如:传统的签到环节、课堂小测试环节、提问互动环节、疑问确认环节。平时所用到的签到方式,用的是纸笔签到,效率较低而且存在代签的漏洞,统计的结果不准确;在课堂的其他环节中,同学们是通过口头或者举手来作答,数据也不便统计,通过部分学生的回复,教师也只能大体判断是否进行教学。现代化教学的需要,传统的教学方式已经不适应,智能教室系统已走入我们的教学学习中。智能教室不仅为教育行业带来了新的机遇,也成为了一种新型的教育形式和现代化教学手段。
1.2 智能教室建设目标
智能教室智能教学系统将实现课堂四大功能:教室后端管理、教学资源云平台、课堂互动、在线云课堂,不仅解决了师生以及学生之间不能有效互动,教学资源不够丰富,还解决了教师备授课不能常态化等问题,增强了老师的教学方式,提高了学生的学习效率。系统为实现“学生的智能发展”、“师生的情智交流”、“转变教师的角色与教学行为”等提供了全面支撑。
1.2.1 教学资源云平台
基于云计算技术开发设计是教学资源云平台,个性化网络教学综合服务平台是将教学服务与课程内容集成于一体,网络支撑平台是教师实施课程教学活动、学习方式创新转变、实施课程教学方式的实践平台。
平台不仅遵循“学生主体、教师主导”的设计理念,实践“合作、自主、探究”的新课程教
学理念, 要把网络教学互动和教学资源整合方面的优势在信息技术中发挥出来;通过“虚拟课堂整合现实课堂”的“双课堂”模式,全面优化上课时的教学活动,实现创新人才的培养,促进区域教学的均衡发展,
中心系统包括“网络教学服务系统”、“教学资源”、“学习资源”,并提供整合本地资源的资源管理系统。
1.2.2 智能教室后端管理平台
智能教室后端管理平台是基于B/S结构的云平台,在个人电脑上不需要安装任何软件,它实现了资源管理、教学应用、用户管理、数据记录统计、模型分析等功能。
1.2.3 智能教室互动平台
智能教室互动平台的核心就是互动,实现了学生与学生、老师和学生之间的智能互动,真正实现了以学生为中心的教学方式
1.2.4 在线云课堂
在线云课堂的核心为视频“云”,包括:老师在线评课、课程资源点播、异地同上一节课、网路互?涌翁谩⑿3て拦馈⑾殖÷伎巍⒃诩壹尤肟翁玫确矫妫?不仅有效地实现了优质教学资源的共享,同时也满足了学校各类教学需求。
新课程改革理念以及构建主义理论与现实环境相结合的产物是智能教室的建设,同时也是项目规划的重中之重。根据规划计划,要完成以下目标。
①物联网覆盖的智能教室代替传统教室。
②建设智能教学平台,提高学生的智能发展环境。
③软硬件的信息化环境学校要全面提升。
④教学课件全面利用,激发学生的学习兴趣与培养学生的学习能力。
⑤师生通过开放的优质教育资源提供了良好的服务。
⑥为学校发展积累丰富的教育教学资源,形成学校优质资源和特色资源。
⑦促进教育信息化建设的进程,为教育均衡化发展提供决策支持数据,统一优质教学资源的标准,提升教育信息化水平,提高教育质量。
1.3 智能教室建设内容
智能教室作为数字教室和未来教室的一种形式,将逐渐取代传统的多媒体教室概念,成为一种新型的教育形式和现代化教学手段。为此,本研究认为,我校应紧跟信息技术发展的步伐,在我校数字化校园建设近年来不断提速的基础上,加大投入搞好新教学大楼多媒体教室的建设,以智能教室建设为切入口,打造智能校园,从而全面提升教学质量与教学水平。
智能教室是未来教室和数字教室的一种形式,新型的教育形式和现代化教学手段是智能教育的一种体现,同时也是一个网络化和充分利用智能设备(平板电脑)的解决方案,不仅保留了学生学习的过程数据,也提供了上课时便捷的课堂互动手段及课件阅读,把握了知识掌握情况,同时智能分析学生作业情况。未来学校建设的有效组成部分是新型现代化智能教室系统,它实现了教育创新的跨越式方式。同时,智能课堂改革在实施过程中的标志性体现是学生学习方式的转变、教师教育观念的更新和学校教学管理制度的重建。
2 智能型教室智能教学系统需求分析
1)多媒体教室的网络化集中维护、管理、控制。高校不断提高对多媒体教室的可管理性,不断扩大可管理的范围,使多媒体教室纳入有序化管理;同时,对于多媒体教室的维护更加简易化,控制力度加强,从设备配置、远程协助、统计分析、状态报告、基础信息、状态报告、远程调试、远程升级等多方面实现控制。
2)多媒体教室实现设备状态可视化管理,全面扩展安全防盗系统。多媒体教室引入数字视频系统,实现可视化管理,提高管理效率;同时,系统要实现复用,配合电子锁等前端设备在特定时段实现安全防盗应用,能实现报警和录像的联动。
3)通过简单易用的app或终端软件,让授课老师自由地对课程进行预约,要求预约功能必须包含预约教室的信息,如:教室能容纳学生数量,教室所安装的哪些教辅设备(如投影仪+幕布,交互式大屏,短焦投影仪+电子白板),教室的具置(如:楼栋,教室号等)。授课教师都可根据自己的课程情况通过预约功能轻松实现对公共教学资源的掌握,避免公共教学资源产生浪费;
4)智能教学系统是以先进的物联网技术为基础,依托物联网三层体系结构(应用层、网络层、感知层)设计而成。运用传感器、执行器等智能装置通过人的策略控制对物理世界进行感知识别,依托通信网络进行传输和互联,利用计算设施和软件系统进行信息处理和知识挖掘,实现物与物、人与物的生产生活信息和信息交互的无缝链接,进而达到精确管理和科学决策和物理世界的实时控制。
5)智能教学系统针对目前国内高等院校传统的网络化多媒体教室,在计算机软件环境架构方面所存在的资源严重浪费、维护成本高以及教学资源合理利用和管理有效性方面存在的不足,提出运用云计算技术,设计云桌面,建设虚拟多媒体教室的设想,实现节约信息化建设和运维成本,使教师在多媒体教室通过网络以个性化需求、方便扩展的方式获得所需的虚拟应用软件环境以及教学资源,从而推进多媒体教学软件环境的高效建设和安全管理,更好地服务于现代化教学,通过无线2.4G环境下的交互式多媒体教学系统,实现当下最先进的三代多媒体教学的应用。
6)智能教学系统引入符合国家标准的网络巡查系统,利用数据通讯技术、数据库技术、系统工程、网络技术、视频技术、管理技术等高科技手段,在全校范围内建立全方位发挥作用的信息化的教育考试指挥、实时、安全、可信、管理、监控、高效的数字化、服务体系;为教学任务调度变更、教务管理、考试等教学活动提供一个更为高效的网络化的通知通告展示平台,进而对教育教学、教务管理、考务管理以及学生管理提供更为智能、高效和有力的物理环境支撑和信息传递交互环境支撑。
3 智能型多媒体课室教学系统的构成
为学校创造一个数字化智能型的教学环境管理平台是高职院校智能型多媒体课室教学系统的主要目标,营造更为高效、舒适的教学环境,为教育、教学提供有力支撑,其主要功能可分为教室环境控制、教学设备控制、教室管理、网络巡查、交互式多媒体教学、教学资源库等模块。
围绕上述功能,智能型教室教学系统可由以下子系统构成:
3.1 教学设备与环境设备智能管理系统
利用各种现代技术如:移动技术、视频压缩与传输技术、移动终端、网络带宽、网络速度、视频分享网站等技术来装备教室和改善学习环境,是当前多媒体教室建设的一个必然选择。
3.2 改变传统的课堂教学模式
传统的教学模式是:设定教?W任务――不同教学空间――分两个阶段教学,使同学们在理论与实践方面全方面地掌握技能,达成最终任务。这种模式学生没有独立思考问题的机会,只有教师在课上一人讲课,学生们自己练习且机械型记忆,所以按这种模式教学,不管老师讲的多精彩,教学设计多精心,学生们的实践能力都不会太强,这种方式培养出来的学生素质与技能型人才相差太大。微课不仅能为学生提供自主学习的情景画面,也更好的实现了同学们的个性化学习,按需选择学习,既可查漏不缺,又能强化巩固知识。内容被永久保存,可供查阅和修正。翻转课堂不同与传统课堂,它又称为“反转课堂”或“颠倒课堂”,“颠倒教学课堂”,课上是老师与学生的互动,课下学生独立完成答疑解惑、知识运用学习等学习,教学效果明显。
关键词:交通规划;教学实验;系统设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)29-0241-03
一、项目背景
交通规划是一门实践性很强的学科,开展实验教学对于巩固学生的理论知识体系、增强学生解决实际问题的能力具有重要作用。同济大学交通学院是最早引进国外先进的交通仿真分析软件,并用于实验教学的研究机构之一。在长期的教学实践中,国外交通仿真分析软件虽然起到了积极的作用,但始终存在着理论基础要求高、输入输出过程抽象、使用方法复杂等问题,并不适合理论基础仍然较为薄弱的本科学生。近两年交通工程系开展的毕业生调研发现,学生普遍反映应该在本科阶段课程中加强实验环节、培养动手能力,而现有的实验工具有限、实验手段单一且使用不便。
随着网络与计算机技术的发展,虚拟实验系统在教学中逐渐开始发挥重要作用[1-3]。同时,国家对科技创新不断支持,越来越多的交通数据得以开放。因此,通过建设一套交通数据采集与分析系统,把不同渠道、不同类型的交通数据进行收集、整理、存储,作为虚拟教学实验系统的基础支撑。再通过用户交互界面,让学生充分认识交通数据的内容,并结合具体课程需求引导学生进行多维度的数据挖掘分析,可以达到良好的教学实验效果。
开发“交通规划虚拟教学实验系统”的目标,就是针对交通工程专业本科学生(特别是低年级学生),设计一个高度图形化、形象化、综合性的虚拟实验教学工具。学生能够利用这种虚拟实验教学工具,更加“简便和直观”地模拟交通工程专业课学习中的常见问题(如交通需求分析、交通供给分析、交通方案评价、交通状态分析、交通行为分析等),弥补现有的交通仿真软件在实际使用过程中理论基础要求高、操作过于复杂、综合性不够等不足。通过开发虚拟实验教学系统,使学生能够在计算机实验环境中及时巩固理论知识、培养分析问题和解决问题的综合技能,增加学生的实验兴趣,进而提高其创新能力。
二、系统设计原则
在本系统的设计中,将遵循以下原则:
1.科学规划:针对提升实验效率、提高实验质量的紧迫需求,充分考虑依托GIS技术,建立交通规划虚拟实验系统,为提升学院实验系统的信息化水平奠定基础。
2.资源共享:充分利用现有网络资源、数据资源和信息系统资源,实现资源的更高效、更规范、更安全、更可靠管理和共享;
3.应用主导:以技术和体制上的可行性为基础,采用主流成熟技术,充分利用现有的可利用设备和设施。
三、系统功能
1.总体设计。本系统拟将出租车、公交车、定点数据等多源交通数据接入虚拟教学实验系统的数据平台,具体功能模块分为数据获取、数据编辑、数据分析、数据展示、数据导出、作业提交、作业展示(见图1),系统功能流程见图2。
2.详细设计。
(1)数据获取。数据获取主要指获取两类数据:城市GIS数据和实验车辆数据。系统初始化后,根据实验需求,加载不同城市的GIS数据(见图3)和不同类型的实验车辆数据(见图4)。载入两类数据后,可以看到城市路网结构和车辆轨迹数据,为开展实验做好准备。
(2)数据展示。如上节所述,系统获取数据后,即在系统界面将数据以图形形式展示出来,可直观观察实验车辆与城市道路网络的空间形态。学生可设置多种条件查询道路网络的基本信息(见图5)、实验车辆信息、各时段车辆轨迹信息等。对于一些外部数据,例如从百度地图下载的兴趣点数据,学生可以将其编辑到GIS数据中,并进行自定义的分析。
(3)数据分析。系统的数据分析功能主要包括交叉口评价、道路评价、路网评价。交叉口评价包含平均排队长度,交叉口拥挤度(见图6)。道路评价包含旅行时间、路段延误、平均速度、路段拥挤度等(见图7)。路网评价包含平均速度、拥堵路段比例、拥挤指数等(见图8)。除直接使用系统功能外,学生也可以直接调用原始实验车辆轨迹数据开展自行分析。
(4)数据导出。学生通过虚拟教学实验系统得到的结果,可以导出成电子表格。学生既可以将导出数据作为最终结果保存,也可以将导出数据作为研究的中间数据,继续深入挖掘。图9为导出结果示意图。
系统还提供一个内部网站模块,用于学生提交作业。网站分为三个权限:管理员、教师、学生。管理员负责账户分配,按学籍号分配学生权限,学生按学籍号登录系统,提交作业。教师登陆后可在线浏览学生作业,对于优秀作业,可以公开,所有学生可以看到。同时设置师生交流区,可以针对作业进行交流沟通。
四、结语
虚拟仿真实验教学系统建设已成为国内大专院校教学改革的热点。教育部将虚拟仿真实验教学系统作为“高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物”,并计划分年度建设一批具有示范、引领作用的虚拟仿真实验教学中心,持续推进实验教学信息化建设,推动高等学校实验教学改革与创新。本项目利用计算机系统把实验内容、理论教学内容、教师指导和学习者自身的思考融为一体,为交通规划实验教学提供有力工具,逐步实现交通规划实验教学的新模式。
参考文献:
[1]文福安.虚拟实验教学系统的研究与应用[J].中国教育信息化,2008,(21).
论文关键词:数字化校园;建设目标;建设规划;需求分析;教育技术;现代化
近年来,我国特别重视并强调利用教育技术推进教育改革。建设数字化校园,实现教育信息化,强化各项管理,提升综合实力,是各类学校的一项紧迫任务。数字化校园是学校的一张网络名片,是一部永远放映的宣传片,学校可通过这个窗口向世界展示自身的实力和形象。
数字化校园是将现实校园的各项资源数字化,形成的一个数字空间,以现实校园在时间和空间上延伸。它是以网络为基础,从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到活动(包括教学、管理、服务、办公等)的全部数字化。校园网络及其应用系统构成整个校园的神经系统,完成校园的信息传递和服务。在数字化校园里,可以通过现代化手段,方便地实现学校的教学、科研、管理、服务等活动的全部过程,从而达到提高教学质量、科研水平、管理水平的目的。
总体设计方针与目标
设计方针我校的数字化校园建设的总体设计方针是:在未来的三到五年里建设一个包括数字环境建设、数字管理建设、数字教学建设、数字生活建设在内,能充分使用教育技术手段的数字化学校,以资源和数据共享为主导,有步骤、分层次地完成学校数字化校园的建设。
建设目标第一,建设以高速、稳定、可靠、可控校园网为基础,覆盖全校主要楼宇及公共设施的数字化网络通信平台,使之成为数据、监控、广播的综合通信平台,满足数字化图书馆系统、数字化教学系统、校园综合管理信息系统、网络视频会议系统、校园服务一卡通系统等的建设要求,实现真正意义上的“一卡、一库、一网”数字化校园格局。第二,建设覆盖全校楼宇及室外空间的通讯网络,满足实现有线及无线通讯系统,有线电视(包括数字电视接收系统)、校园公共广播、背景音乐、消防应急广播系统、校园安保监控系统等的要求。第三,建设智能化系统,并保证建成后能适应教育发展的需要,建立相应的软、硬件平台,实现信息共享、资源共享、科学管理和网络信息集成。第四,系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构,以适应系统灵活组网、扩展和系统能力提升的需要。第五,系统配置采用有长期动态寿命的产品,回避使用短期过渡性技术产品。第六,实现各个子系统有机互联、资源共享、信息共享、增强对突发事件的响应能力;提高设备利用率、降低能耗、节约能源。第七,设备配置在保证系统可靠性、先进性、容错性和易维护性的同时,使系统具有良好的性价比。第八,立足高起点,采用成熟、先进、实用的技术,进行系统的优化集成设计。按照“按需设置、量体裁衣”的方针,提出系统近期的实施方案、中期的扩容方案和远期的发展规划。
建设需求分析
我校数字化校园基础设施建设要将校园网络与教学系统、管理系统、安全监控系统、电视系统、广播系统、校园一卡通系统等进行合理的结合,构建成一套科学、便捷、稳定、有效的,能满足学校教学和管理智能化和数字化运行的综合系统。因此,必须建设好硬件基础平台和网络支撑平台以及若干应用系统。
硬件基础平台建设(1)中心机房建设。该中心是全校主要服务器、交换机等设备放置地,是全校办公、管理、科研、教学、运营中心。整个中心机房建设包括装修、线缆敷设、照明与应急照明、空调系统、机房的防雷接地系统、机房的供电系统等。(2)综合布线系统。该系统用于传输数据、语音、影像等信息,可将教学楼、办公室、电脑、电话等的传输网络与其他信息管理系统相互连接。(3)防雷与接地系统。所有的通信设备、交换设备、控制设备、服务器、电源和用户终端都是互相连接在一起的,各个设备的零电位有差距就有可能给设备的正常工作带来影响,外界所带来的影响也可能使设备造成损坏,尤其是雷电,因此良好的接地是整个系统稳定运行的前提和保障。
网络支撑平台建设(1)网络交换系统。整个校园网设计为主干核心层、汇聚层和接入层三层网络结构。需要利用网络交换设备将全校所有的教学办公区、学生宿舍区楼宇,以及广场、图书馆、电子阅览室、礼堂、体育馆的服务器、pc机等进行网络连接,使整个校区形成一个整体,实现校园网的统一、集中管理。(2)网络存储及备份系统。网络中心将储存各类教育、教学和管理信息,其中包括多媒体教学信息库、外部教学资源数据库、教学音视频数据库、多媒体教学光盘等,主要涵盖了资源管理系统、资源媒体介质管理、资源浏览和检索、数字化教室等,从而具备校园业务变化的适应性、高度的安全性,能大容量数据存储处理等特点。(3)网络管理系统。整个校园网建成后,将有大量的交换机、服务器等网络设备,需通过一种高效的、快捷的手段来完成对网络设备及系统的安全控制、性能优化、运营管理等,同时节约人员成本。
基础应用建设(1)校园一卡通系统。主要包括pos消费机、读卡器、条码机、写卡器、水控器等,从而实现学生收费管理、校园消费、上机管理、学籍管理、图书管理、转账(银行)、会计业务、查询服务、综合业务、门禁考勤、医疗管理、水控管理、科研经费、巡更等。(2)led屏幕显示系统。在学生公寓、综合楼、教学楼、实训楼、食堂等楼宇入口及综合楼、运动场主席台设置led显示屏,用于显示文字、表格、动画、视频等,也可实现新闻节目、文艺晚会、运动会、体育比赛的直播或转播等。(3)有线电视系统。可以实现全校性的视频影音传送,实现教学影音资料的资源共享,还可以实现教学及综合活动同期实况转播,召开全校电视会议等。(4)监控及报警系统。对校门、校园内、图书信息楼等要害部位和重点部门进行监控及入侵报警,只要通过该系统在监控中心就能发现校门、园内、要害部位等的情况,发现问题即时解决,不需要保卫人员到处巡逻,节约人员成本。(5)多媒体教学系统。节目播出均可以实现电脑控制,可以接收并播放音视频信号,具有教学评估功能,多媒体教室也可接收并集中控制各类节目源等。(6)多媒体查询系统。充分利用图、文、声、像以及交互性等多媒体特征对用户的操作、信息查询与接收等进行合理导引,以便用户以最少的时间和精力查询到最多的信息。(7)计费系统。可以按流量、时间和包月计费,可以对接入的用户进行验证和控制,为数字校园的规范管理提供可靠保障。(8)电话语音系统。学校可与当地电信运营商协商,由运营商投资建设和管理,学校只是按照使用付给投资方使用费。(9)智能建筑管理系统(ibms)。包括楼宇自动控制系统,实现集中监视和综合管理、分散控制、系统联动、优化运行等,从而提高本项目的运营管理水平,降低运行成本等。(10)信息网络安全系统。以整个校园网安全建设、管理、运行为重点,保障整个校园网络、各类应用、管理等的正常运行,降低校园网系统存在的各种安全隐患。
建设项目列表
根据以上需求情况,设置建设项目:综合布线;中心机房、计算机网络及整体网络建设;校园一卡通;监控及报警;防雷、接地;有线电视、校园广播;多媒体教学和查询;led屏幕显示;学生机房、数字语音室、模拟导游室、电子阅览室等;办公会议室、教学多功能厅、演播室等;校园精品课程全自动录播;网络数字教学点播平台;各类教育教务、办公自动化及其他网络管理软件;楼宇自控系统、建筑智能管理等。
网络建设规划
网络建设是建设数字化校园的基础,必须放在第一位(无线网络建设可以视条件择机进行)。网络建设包括:
网络基础设施建设包括供电系统;校园管道系统;机房:双路供电、不间断电源、制冷、防雷与接地等系统。
网络环境建设包括校园主干光纤;数字结构化布线;校园网络架构;ip地址与nat;统一储存;认证与计费;出口管理;网络安全;网络管理;运行与维护;行政管理与制度。
网络应用系统建设包括网站;基于网络的视频监控系统;多媒体系统;多种教学系统;精品课程等。
构建数字化校园进程中容易出现的问题
数字化校园的建设推进了学校教学内容的数字化和教学手段的现代化,加快了教育技术现代化进程,进一步改善了学校各专业的教学条件,强化了高素质人才的培养力度。但在建设过程中容易出现以下问题:
经费投入不足、不及时由此延误了部分项目的建设,影响了项目建设的整体效果,影响了项目功能的发挥。
技术力量分散对教育技术的人力资源没有进行充分有效的整合,技术力量分散,不利于发挥技术优势。
管理水平不高注重硬件系统的投入,忽视制度和管理体系建设。学校应投入相应的人力和经费,建设与之相配套的优质管理服务保障体系,还应制定一整套规章制度和工作流程,建立以人为本、以教学为中心的服务体系,促进管理水平的提高。
【论文摘要】:介绍了如何构建远程教学系统,并将WEB技术运用到教学系统的设计与实现。
1.引言
随着网络技术和网络安全技术等现代信息技术手段的开展,教学模式也发生了巨大的变化。教学已渐渐向网络化发展,学生可在课余时间来学习课堂上没有解决的问题,也可通过网络将课外碰到的问题发送给老师。这样即解决了课堂学习时间的不足,有给学生一个课外学习的好平台。
本系统采用了基于B/S模式的三层体系结构,数据库采用的是SQL SERVER 2000,在服务器与数据库之间通过ADO(ActiveX Data Object)对象来建立通信。
2.网站首页构建
该教学平台的首页通过表格即 来规划,主要包含:课程介绍、教学大纲、实验指导、课件,学生考试平台、在线提问、在线习题,教师平台。首页的左边有滚动的文字,右上角显示当前系统的时间,右边显示本课程的介绍情况,下边主要显示访问者的人数。
3.关键功能设计及其实现
本系统主要用到了数据库DB,数据库中有Student、Teacher、TS、Test、Problem等五个表。本系统主要通过以下方法来实现与数据库的连接:
Set conn=Server.CreateObject("ADODB.CONNECTION")
strProvider="Provide r= sqloledb; Data souce=(local);Initial Catalog=DB;UID=SA;PWD=;"
conn.open strProvider
本平台主要由学生平台、教师平台组成。
3.1 学生平台
学生平台主要是针对学生而设计的,使得他可以像在一所现实大学内一样进行学习。它是整个系统的核心部分,包括学生注册、学生提问、学生学习、学生考试。
(1) 学生注册。该系统主要接收学生的注册信息,包括姓名、性别、班级、学号。当学生填写注册信息提交后,必需经过所选老师的同意后,此学生才能登录到学生平台实现提问、考试。
(2) 学生提问。如你是一个合法的用户,则你就可以实现提问功能。此页面显示提问学生的姓名、提问的标题、提问内容、向哪位老师提问。提交填写的问题后,将在所选老师的页面自动显示"您有新的问题要您问答"。学生界面还会显示此问题是否已经问答的显示。
(3) 学生学习。当学生登录到该网站后,就可以学习该网站中内容。内容包括教学大纲、实验指导、课件。可以将教学大纲、实验指导分别写入文本文件中,如:jxdg.txt。用如下代码可将文本文件中的内容导入网页中:
set fso=server.CreateObject("scripting.filesystemobject")
path="jxdg.txt"
file=server.MapPath(path)
set myfile=fso.opentextfile(file,1)
while not myfile.atendofstream
response.Write myfile.readline
response.Write "
"
wend
myfile.close
(4) 学生考试。当学生登录到考试系统时,学生可以选择考试的类型,比如:综合考试,章节考试。点击"考试开始"学生就可以进行相应类型的考试。考试的试题则是随机抽取,通过随机函数Rnd,当选取一道试题后,就给该试题所在记录的字段Mark赋值为1,表示该试题已被选,不能再选。当然学生在考试时不能刷新页面,防止用户刷新页面的代码如下:
if request("downloadok")<>"y" then
response.cookies("downloadok")="y"
else
发生错误!因为您刷新了此页。
End if
3.2 教师平台
教师平台的功能主要有试题添加、问题问答、在线批改作业等。
(1)试题添加。教师登录到平台后能够批量添加试题。我们可以添加任意道试题,比如在文本框中输入5,点击"确定"按钮,显示5道试题的录入框。每道试题的录入框中显示:试题的类型,试题的内容,试题的答案等。
(2)问题问答。当学生提交问题后,教师的平台上会自动显示提示信息。教师看到提示信息后,教师点击试题进入"问题问答"页面。回答问题后将此问题字段中的Mark标记赋值为1,表示已经问答。
(3)在线批改作业。当学生提交作业后,作业以学生的学号建立一个文本文件存储在学生的文件夹中。教师登录到平台后输入学生的学号即可将学生的试题答案及试题显示在教师的页面上。教师批改完后可将学生的成绩输入到学生所在的表中。学生就可以查到作业的成绩。
4.结束语
现代科学技术的发展,网络教学系统的发展将是以后教育的一种主要形态。作者主要运用WEB技术设计开发教学系统,已初步达到设计的要求,能够将WEB挖掘技术运用到教学系统实现其智能化是下一个目标。
参考文献
[1] 张景峰. ASP程序设计与应用. 中国水利水电出版社. 2006.
[2] 候志荣. WEB应用程序开发. 人民邮电出版社. 2003.
关键词:数字化;教学平台;网络教学
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 15-0000-01
The Construction Study of Digital Network Teaching Platform
Dong Yanlei
(Ocean University of China,Qingdao266100,China)
Abstract:Construction of digitalization teaching network platform is the basis of achieving educational informationization and important aspect of achieving digital campus construction.
This paper briefly describes the basis of network teaching platform,the platform architecture of the framework and its objectives to be achieved and the functional modules have been studied and discussed.
Key words:Digitalization;Teaching platform;Network education
网络教学平台又称网络教学管理系统、数字化教学系统等,是高校在现代教育技术和信息技术发展的基础上构建的基于互联网的教学管理与信息交流平台。网络教学作为传统教学的有效辅助手段,在各个高等学校内得到越来越多的关注,已经逐步成为教学活动的一个重点发展模式。如何建立起一种开放的、网络化的、高效的教学平台必定会成为学校教学工作的重要组成部分。
一、网络教学平台实现的目标
网络教学平台是一个提供教务管理员进行后台管理,支持教师和学生在网上进行交流,实现网络教学的开放、交互式平台教学平台,实现的功能应该包含以下内容:
(1)教务管理员对系统进行后台管理和维护;(2)教师应用本教学平台设置课程及管理课程,进行课件的编写、,作业批改及作业答案的、试卷管理、成绩管理等;(3)学生可以进行教学评价,查看个人信息、课程信息,在线进行课程学习、课外训练、测试,完成作业、教学评价,使用教学资源等;(4)学生之间,师生之间相互交流、讨论,优化课后教学服务,可以实现“师―生”和“生―生”交流,满足教学过程的需要;(5)提供丰富的教学资源,师生或其他学习者可以进行资料收集、整理的平台。可以为师生提供文字、图片、视频、Flash等多种格式的课程资源及包含选择、填空、论述等题型的试题库等教学资源。
二、网络教学平台体系构架
网络教学平台采用先进技术架构、多层软件构架、统一的身份认证以及完善的安全保障体系,以课程为中心、同教务网络管理系统完美结合,涉及到平台首页、教学组织、课堂教学、课外作业、在线考试、成绩管理、教学评价、试卷管理、教学资源与平台管理等等多个方面。
网络教学平台的开发模型有C/S结构与B/S结构两种,其中B/S三层结构可以将用户界面、应用逻辑与数据管理三层分开,使得系统可以灵活多变地应付各种变化。本文以B/S三层结构为例对网络教学系统体系进行架构。在B/S结构中,用户界面完全通过客户端浏览器来实现,在客户端实现部分事务逻辑,但是主要事务逻辑通过服务器端来完成, B/S结构大大简化了前端客户机的工作,客户端不需要进行专门的维护,系统的扩展变得也非常容易,从而减轻了服务器的负担,并增加了交互性。
B/S三层架构分别表示为用户表示层、业务逻辑层、数据层,这三层既是相对独立的单元又有逻辑上的关联,下面对这三层做简单介绍:
第一层:用户表示层,即浏览器。配置于客户端上,它的任务是向分布点在网络上的某服务器发出请求,服务器通过身份验证后对其请求进行处理,最后把所需的信息传送给客户端并显示在Web浏览器上。
第二层:业务逻辑层,即应用服务器。位于Web服务器端,用于进行系统事务处理,当接受到从客户端发送过来的用户请求后,首先连接上数据库,然后向数据层即数据库服务器提出对数据进行处理的请求,最终由数据层把数据处理的结果传给Web服务器,再由Web服务器提交给客户端。
第三层:数据层,即数据库系统。位于数据库服务器端,用于进行数据处理,通过执行Web服务器发送过来的对数据库的操作请求,来完成对数据库进行查询、编辑、维护等功能,把最终执行结果传送给Web服务器。
三、网络教学平台功能模块设计
根据对教学系统的总体分析和用户的需求,并结合教学的实际应用,通过采用模块划分的方法来分别实现相应功能,具体划分为四个功能模块:教学支持模块、交流模块、教学管理模块和教学资源模块。
(一)教学支持模块。该模块主要包括课程管理及课程;教师对授课电子教案的编写、、修改和删除;组织答疑讨论、布置作业、作业批改等教学活动;以及进行考试处理、教学资源使用等功能。
(二)交流模块。包括在线学习和交流答疑两部分。借助于公告牌(BBS)、留言板、E-mail、通知、答疑、分组讨论、教学论坛、教学博客等手段来解决学生之间、师生之间在教学活动或课后环节中的交流问题。
(三)教学管理模块。该模块主要包括用户管理、教学资源管理、数据库的管理与维护等部分,使网上教学将与现有教学系统能有机融合在一起,给与师生提供多种综合性的教学服务。
(四)教学资源模块。该模块提供了课程电子教案、课程案例、文献资料、软件工具等丰富的教学资源,师生或其他学习者通过此模块可以进行资料的收集、整理、浏览、编辑,以此对学习资源进行完善,从多渠道获取知识,满足学习的需要。
四、结束语
网络教学平台是一套用来建立、储存、维护、追踪、管理学习者、教师、教学内容及教学过程的软件系统。网络教学平台依托于校园网络平台,利用丰富的数字化教学资源可以开展形式多样、效果良好的数字化教学和数字化学习,为培养学生的综合素质提供了保障,拓展了学习的渠道,方便了师生的学习,在开展研究性学习、个性化学习和进行学科整合、培养学生综合素质等方面发挥了重要作用。
参考文献:
[1]邱艳敏,武晓璐.基于Web的网络教学平台的设计与实现[J].电脑知识与技术,2009(33)
[2]王楠,乔爱玲.高校数字化校园规划体系结构与流程[J].中国电化教育,2008(1)
【关键词】教学主客体;网络教学平台;交互
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B【论文编号】1009―8097 (2008) 08―0085―04
美国学者布兰斯福特(1999)认为,许多新技术都具有交互性,可以更容易地创建教学环境,在这种环境中学生能够通过实践来学习、获得反馈和不断地改进他们的理解以及建构新知识。以网络和多媒体为基础的网络教学必须而且只有具有丰富的交互机制,才能真正实现网络教学的目标,才能激发学生探索知识的欲望和动力,才能直观形象地提供学习内容。网络教学平台具有丰富交互性是网络教学的需要,是发挥网络教学有效性的必然要求。如何充分认识和设计网络教学平台的交互机制,已经成为设计、开发和评价网络教学平台的重要内容。目前,对于网络教学平台的交互研究大都集中在从技术角度分析如何设计和开发交互手段,较少从教学应用层面分析网络教学平台交互的含义和特性。本文在结合教学有效性探讨的基础上,从教学主客体关系角度分析网络教学平台交互的涵义、分类和影响因素。
一 网络教学交互的含义和要素分析
1 网络教学交互的含义
国内外有关网络环境下教学交互的研究中,其涵义的解释和描述主要包括:
(1) Merrill,L I & Jones(1990) 认为,学习中的交互是教学系统与学生之间,包括相关信息交换在内的,实时的、动态的、相互的给予――提取过程。
(2) Gilbert和Moore(1998)认为,以计算机为媒体进行教学的交互性Interactivity是指学生和技术之间的信息交换。
(3) Wagner教授认为,交互是在相互影响的个体和群体之间的一种相互影响和信息交换,需要两个主体和两种活动之间的互动。
(4) 北京师范大学远程教育研究中心陈丽认为(2004),教学交互是一种发生在学生和学习环境之间的事件,它包括学生和教师,以及学生和学生之间的交流,也包括学生和各种物化的资源之间的相互交流和相互作用。
综合上述描述,可以归纳出网络教学交互的定义:网络教学交互是在网络环境下,为实现网络教学目标,所发生的学生、网络教学资源和教师之间的相互影响的互动事件。既包含作为主体的学生和教师之间的社会交流以及他们与作为客体的网络教学资源之间的互动和交流,也包括网络教学资源本身的动态变化过程。
2 网络教学交互的要素分析
任何一个教学系统都包括教师、学生和课程资源三大要素,其中课程资源包括教学媒体和教学信息。网络教学系统作为一种特殊教学系统,其要素也可以归纳为三大要素:教师、学生和网络教学平台。网络教学交互其实就是指教师、学生和网络教学平台之间的相互作用和关系。如图1表示网络教学交互的各要素关系。
图中,网络教学平台涵盖了网络教学媒体以及承载与其上的教学信息,网络教学交互主要有生机交互、师机交互、生生交互、师生直接交互、师生间接交互和资源内部交互,其中除了师生直接交互与传统教学中面对面交互相似之外,其他所有教学交互形式都与网络教学平台有关。网络教学平台的交互显然成为网络教学交互研究中最重要的课题,如果将师生直接交互排除在网络教学交互范围内的话,网络教学交互从技术上讲就是网络教学平台的交互。
3 网络教学平台交互的概念
网络教学平台交互的定义可以描述为:网络教学过程中,网络教学平台自身教学信息的动态呈现和生成以及与学生和教师之间由于相互作用形成的信息和情感交流活动。具体实现关系如图1。
网络教学平台交互的目的是使学生在网络学习过程中,通过相互交流和相互作用,能改变自身行为,从而实现网络教学目标。当这种交互活动对学生的反应能够使学生的行为朝着教学目标方向发展时,网络教学是有效的。因此,网络教学平台交互重点是关注交互活动如何对学生学习的意义产生作用,如怎样在网络教学平台上设计与现实实验环境相仿的虚拟实验场景和操作步骤;当学生学习过程遇到挫折是如何实时给予帮助和矫正;如何监控学生的学习状况等。
二 基于教学主客体关系的网络教学平台交互要素分析
1 网络教学过程中的教学主客体关系
网络教学是一个有机的社会活动系统,其要素也可以归纳为三大要素:教师、学生和网络教学平台(包含各种技术手段以及运行于其上的教学信息等)。其中教师和学生是系统的主体,网络教学平台是系统客体。它们之间相互联系、相互作用。传统教育中师生之间的关系比较紧密,教学交互总是离不开师生交互,总是将教师和学生之间的作用关系放在同等地位进行研究,而在以“学为中心”的思想影响下,由于网络教学过程中教师和学生的联系相对比较“松散”,对于网络教学理论和实践研究的重点和中心很容易偏向与学生,容易忽略教师的主导和参与作用,特别是教师对网络教学资源的整合利用作用。因此,网络教学过程中,只有教师和学生共同参与网络教学平台的交互,才能真正达到网络教学的和谐发展,才能提高网络教学的有效性。
(1) 师生“双主”之间相互联系,相互依存,形成主体结构,成为网络教学的动力系统,从而促进和推动网络教学活动的进行。有人认为,网路教学不需要教师,只要有学生和平台就可以实施网络教学。这种想法首先否认了网络教学平台中教学资源的建设问题,其次否认了网络教学的教学设计问题,这两个方面都必须要教师参与才能进行和开展。只有教师设计和维护好网络教学平台才能保证学生能得到丰富而适合的交互内容,网络教学平台的交互内容也只有通过学生的交互才能使之真正发挥作用,达到教学效果。教师和学生之间是和谐平等的。
(2) 主体支配客体,客体制约主体。网络教学的师生主体对教学平台客体的支配作用主要表现在:教师根据需要设计制作网络教学资源,选择教学策略,改变教学内容顺序,对学习内容进行管理等;学生选择学习内容,个性化学习界面,设置学习书签等
(3) 客体是两个主体联系的桥梁。网络环境下,虽然教师和学生都属于主体地位,但与它们出现在统一空间或时间范围内,这是网络教学区别于传统教育最显著的地方。网络环境下,网络教学平台是教师和学生进行交互的中介手段,师生可以通过留言板、BBS、站内短消息、QQ等方法进行练习和对话。
2 基于教学主客体关系的网络教学平台交互要素
根据以上分析,网络教学的交互不仅指学生和学生之间、学生和平台、学生和教师之间的交互,还包括教师对教学平台的操作和交互控制作用。网络教学平台的交互要素如图2.
三 基于教学主客体关系的网络教学平台交互分类
从系统论角度看,网络教学平台交互的对象可以分为主体和客体两大要素,主体对象包括教师和学生,他们是交互系统的核心部分,客体对象包括网络教学平台以及作用于在其上的交互手段,它们是交互系统的必要条件。
从教学有效性角度看,网络教学平台交互可以看作是网络教学系统的缩影,也可以将这个系统看作是主体和客体的作用关系系统。这种交互可简化为图3。
根据主体和客体之间所建立的交互功能,可将网络教学平台交互分为以下三类。
1 导航类交互
指网络教学平台如何呈现教学内容及其关系,包括前台学生主体如何浏览和选择信息,后台教师主体如何控制教学内容的结构和框架等。这类交互的作用是使学生通过前台快速掌握学习内容的知识结构、学习路径和具体学习内容,教师利用导航清晰的后台快速生成网络学习资源。
2 反馈强化类交互
指网络教学平台与学生主体之间的控制机制,当学生输入某一信息后,系统能根据输入情况作反馈响应。反馈响应可以是显性的,也可以是隐性的。显性响应表现为学生能通过操作界面看到响应结果,如学生测试结果反馈、学习状况反馈等;隐性响应表现为系统将响应结果传输到后台数据库保存或处理,它并不直接操作界面上显现出来,学生不能直接看到响应结果,如学生学习过程跟踪、学习步调和学习内容控制策略等。
3 功能操作类交互
指提供给学生主体操作网络教学平台的方法和操作界面的显示技术交互,使学生熟悉网络学习的基本方法和技术,降低学生计算机操作难度,增强交互界面的友好性。如网络课程中帮助模块、特殊教学资源的播放插件交互下载等。
四 教学主客体对网络教学平台交互的影响
网络教学过程作为一个双向传播的过程,教学主客体的各种因素都会影响教学交互的效果。如师生特征、学习材料类型、网络自身特性、交互内信息的深度和广度以及可能出现的种种外界干扰都会影响交互的效果。
1 学生主体的特征
网络教学的交互离不开学生的参与,学生是网络教学交互的主体之一。网络教学交互不是随意设计和制作的,而是依据教学设计的方法和步骤特意地设计到教学中的。学生的学习动机、初始能力、学习风格、个性特征等因素都将直接影响到网络教学平台的交互设计。
(1) 学习动机
所谓动机,就是指引发并维持活动的倾向。在学习活动中,学生只有积极参与,才能完成知识意义的建构。学习动机与学生的兴趣和学习期望具有直接关系。因此,网络教学平台的交互策略要有利于激发和维持学生的学习兴趣,交互内容要符合学生的学习需要。学生的学习动机因素是网络教学平台交互设计的中心任务。
(2) 初始能力
此处的初始能力包括学生在网络环境下的虚拟交际能力和计算机操作预备技能。前者指学生在以计算机为主的虚拟世界中进行学习交流、提问、回答和协作的能力,后者指学生在无直接帮助的情况下,与学习资源或学习伙伴进行计算机交互操作和控制网络的能力。
(3) 学习风格
学习风格是个体在一定的生理特性基础上,受社会环境和教育的影响,在长时期的活动中逐步形成的。威特金的知觉研究将学习风格分为“场独立性”和“场依存性”。“场独立性”学生在认知活动中会更多地利用内在参照作为信息加工的依据,他们的自我交互能力较强。对于这类学生,应该提供更多的交互路径和交互工具,使学生能对学习材料根据需要进行重组。场依存性学生则偏好集体学习情境,对于这类学生,要尽量利用网络提供各种人际交互方式,例如利用网络平台进行小组讨论、角色扮演、模拟等,提供给他们有明确指导的、结构严密的学习材料。
2 教师主体的特征
网络技术和多媒体技术的发展,不但没有削弱教师在教学过程中的作用,相反,对教师的能力提出了更高的要求。
(1) 交互的意识:网络教育要求教师具有现代教育意识。如果教师仍然停留在传统的教育观念上,还没有建立以开放、创新、个性化等为特点的网络交互意识,他就不会有设计网络交互活动的主动性。
(2) 计算机操作能力和媒体设计水平:在网络环境下进行教学交互活动,对教师提出一些要求:具有熟练操作网络和多媒体的能力;能灵活组织教学活动,运用各种教学方法,创设轻松愉快的教学环境和融洽的心理氛围,激发学生探究兴趣和创造性思维,培养学生自主探索的能力;根据交互反馈的情况及时对学生予以恰当的评价,以维持较高水平的交互活动。
3 学习材料的类型
学习材料之所以对交互策略产生影响,是因为不同学习内容对交互提出了不同程度的要求,应采用不同的交互设计策略。要素学习是学生对前人经验的接受,教学有着严密的逻辑结构并通常配有相应数量的练习。此时交互必须提供丰富的资源及对意义建构作出适量的反馈评价。问题解决学习要求学生有效地把知识内化为自己的认知结构,以指导自己的认识和实践。应利用多媒体技术和虚拟现实技术,创设开放性的问题情境、支持查询和收集信息、成立协作小组、实现教师指导与监控,完成总结和互评。探究学习是学生通过自主参与获得知识的过程。应利用网络加强同伴之间的交互,或利用计算机的各种工具,让学生设计各种情境,收集各种信息。
4 网络自身的特性
在设计交互时,网络的软硬件环境是必需要考虑的一个重要因素。设计者首先要考察现有的网络环境是否能够满足学习的需求,如网络传输速率如何、操作系统对交互平台的兼容程度等。如果网络环境不佳,将会挫伤学生交互的积极性和学习耐心,甚至会致使学生放弃交互活动。其次还要考虑软件设计的艺术性,精彩动人的交互界面、良好的导航组织结构和界面规划能给学生艺术享受,无疑会增强学生的交互动机。
五 总结
网络教学平台的交互是教学内容与学生和教师进行发生联系的主要途径,是教学过程实施的主要渠道。在网络教学平台的交互研究和设计中,必须运用系统方法,从交互对象的主客观关系角度全面分析导航类交互、反馈强化类交互和功能操作类交互的设计策略,并充分考虑师生特征、学习材料类型、网络自身特性等影响因素,从而合理运用网络教学平台的交互手段和方法提高网络教学有效性。
参考文献
[1] Merill,D,Li,Z&Jones, M.Second Instructional Design, J. Educational Technology [J], 1990, 30(2): 16.
[2] 陈丽.远程学习的教学交互模型和教学交互层次塔[J].教育技术通讯.2004,3.
[3] 李艺,张增荣.网络教学中的师生交互及其内涵[J].教育技术通讯.2000,5.
[4] 胡文鹏,冼伟铨.远程网络教学系统中的主客体关系研究――从系统论角度看师生关系[J].现代远距离教育.2007(5):6-8.
[5] 慎英,刘良华著.有效教学论――新课程的视野[M].广东教育出版社.2004,5.