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数字化教学资源体系的构建与应用研究

时间:2015-02-20  来源:  作者:

摘要:数字化教学资源建设是学校教育信息化的基础,是实现数字化教学的关键。本文阐述数字化教学资源体系的系统结构、各子系统的功能设计与实现及整个资源体系的教学应用实践,探讨在信息社会全新教育的形势下,高校数字化教学资源体系的建设方案和应用规律。

关键字:数字化教学;教学资源;系统结构;功能设计
 
一、建立数字化教学资源体系的系统模型
先进的资源体系必须遵循先进的指导思想。数字化教学环境下,教师和学生在教和学的过程中所扮演的角色发生了变化。因此,在建立数字化教学资源体系的系统模型时,应该以学生为主体,以建构主义为理论基础,以现代教育理念为指导思想,重视学习者的学习过程和师生双方的共同活动。具体考虑以下几点:支持教学过程的多样性,实现自主学习、协作学习、讲授式教学、探究式学习等多种教学与学习模式;支持教学过程的交互性,实现师生间畅通无阻的交流与协作;体现网络化的特点,具备大容量、大规模、开放式、共享性、共建性、实时性等特性;体现资源丰富的特点,形式多样;充分体现多媒体的特点,信息显示多媒体化,交互界面设计友好,建立超文本链接,管理及使用便捷,能应用于各教学与学习环节,为全方位、多层次的数字化教学提供服务;体现技术先进性,可采用SAN/NAS技术、全文检索技术、流媒体技术等。
 
二、各子系统的功能设计与实现
(一)多媒体素材库
为了方便教师进行多媒体课件的制作和多媒体电子教案的制作而建立多媒体素材库,库内素材应包括文本、图形(图像)、音频、动画、视频五大类。
1.多媒体素材库在功能设计及技术实现上应具备的特点
实现权限分配和分级管理,有管理员级和用户级,用户必须先注册后使用,可以通过WEB管理员登录,实现远程管理,转换工具和审核工具则采用服务器端管理方式,保证系统的安全性;实现信息传输的网络化,使用者可以通过校园网上的每一台电脑上传素材,描述信息与文件一一对应,所有素材均可进行在线预览,图片均以微缩图的方式呈现,提高用户选择素材的效率;基于全文检索系统核心技术开发检索功能强大,设计多种查询方式,可以按学科素材、素材格式、素材类型进行树状目录查询,还可进行关键词查询,在前一次查询的结果中再进一步更精确地查询;实现跨库检索功能,可同时检索素材库、课件库、VOD视频点播系统等多个数据库的记录,检索的结果可在线呈现;设计个人收藏夹功能,可形成个人资源中心,在任何类目下,用户均可以直接添加素材到本类目;设置临时上传目录,素材经过管理员审核后才可进入正式库,管理员可以对课程资料、学科资料和素材用途资料进行管理,增减、编辑、修改相关条目。
2.素材入库方法
文本格式的素材直接通过审核工具进入数据库服务器;图片格式的素材利用审核工具直接进入数据库服务器,同时生成一个供预览的缩微图片;声音、动画、视频素材如果是流媒体格式文件直接进行审核入库,对于非流媒体格式文件,则先经过转换工具统一转换成WMV流媒体格式,再审核入库;素材特征说明的描述信息随素材一起入库。
(二)多媒体课件库
1.多媒体课件库的功能模块
(1)用户模块。这个模块包括用户注册、修改注册信息、上传图片、查询其他用户等内容。
(2)课件上传模块。上传通过浏览器进行,在服务器端经过系统优化,使上传达到一定速度。
(3)课件播放模块。为了让更多种类型的课件文件可以被播放,系统要集成常用的播放服务器,如Real.server和Media server等。
(4)系统统计模块。统计课件库系统的日、月、周等的平均访问量。
(5)内部邮件模块。可以让系统的用户之间交流信息、收发信息。
(6)管理模块。包括系统栏目、分类的设计、用户的管理与审核、课件的管理、信息的发布、登陆日志的管理等。
2.多媒体课件库的技术特点
(1)基于WEB技术开发,所有操作均通过WEB浏览器进行。
(2)采用多媒体数据库技术,实现对文档文件、图片文件、动画文件、WEB网页文件、PPT格式文件、可执行文件、光盘文件等多种格式课件存储与管理。
(3)采用Real Server Basic和Windows Media Technology技术,构架通用的流媒体服务系统,采用流媒体技术实现对视音频课件的管理。
(4)设计用户课件上传功能,可采用基于WEB的上传方式和通过FTP的传输方式。
(三)校园视频资源库(VOD视频资源库)
1.视频资源库WEB端主要功能模块
(1)用户注册模块。用户从网上注册后,经审核通过后可开始使用本系统。
(2)节目列表模块。按一定规律(如学科)进行,节目列表,单击相应节目条目可查看详细信息。
(3)节目检索模块。可按照各种方式灵活组合进行检索。
(4)视频点播模块。用户点击相应节目的点播按钮即可启动此模块并进行播放。
(5)私人收藏夹模块。用户可使用此功能形成自己的视频资源中心。
(6)其他信息模块。包括在线用户、人气排行榜、公告、调查、推荐节目、最新节目、使用帮助等。
2.视频资源库管理端主要功能模块
(1)节目管理模块。包括新建节目、编辑节目、删除节目、刷新节目列表、节目查询、上传节目等。
(2)用户管理模块。包括新建用户、编辑用户、查看用户、删除用户、审核用户、用户查询等功能。管理员进行权限分配和分级管理。
(3)系统设置模块。包括最新公告发布、最新节目设置、系统调查发布、视频服务器管理等功能。
(四)自主学习型网络课程
1.基本功能模块
每一门网络课程有多个功能模块,如教学目标、教学计划、师生介绍、电子教案、教学内容、学习方法指导、案例库、习题库、作业布置与答疑、BBS论坛、参考文献及相关网站等。
2.设计开发原则
(1)注重教学目标、教学对象及教学内容分析,保证课程内容的科学性、先进性、系统性,并充分体现其生动性、灵活性。
(2)体现“以学习者为中心”的建构主义教学思想,强调以学生为中心,注重自主学习设计;强调“协作学习”方式,注重基于网络的教学策略设计。
(3)课程内容符合学科本身的内在逻辑体系,符合学生认知心理。
(4)根据课程内容特点设计丰富的教学活动,如实时答疑、分组讨论、布置作业、作业讲评、问题解决等。
(5)网络课程导航设计要简单明确,易于浏览。
(6)充分体现网络课程教学多媒体性、交互性、自主性、协作性的特点。
(五)讲授型网络课程
讲授型网络课程的开发是指以一门课的课程讲授为对象,借助特定的工具,将教师上课的视音频信号、教师上课用的演示文稿或软件、教师在电子白板上的讲解备注等多路信号合成一种高级流媒体,形成独立单元的网络课件,并分章节进行制作,最后形成一门完整的网络教学课程。相对于自主型网络课程对学生主动学习能力及综合素质的培养,此类网络课程的最大特点是在扩大教学规模的同时再现教学情景,增强教学的亲和力和感染力,从而提高教学效果。
 

讲授型网络课程开发的基本原则及要求是:选择使用面广、可充分发挥课程效益的课程,如公共课、专业基础课等;综合运用视频技术、艺术和多媒体技术的优势;教师讲解视频画面清晰、稳定、色彩逼真,语音清晰、准确;多媒体课件形式多样,影像丰富,信息适量,能有效解决教学中的重点、难点问题;教师的讲解与多媒体课件的演示相辅相成,声画同步,教学效果好。

(六)精品课程库
精品课程建设是高等院校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。
目前,很多高校均参照国家有关文件,结合自身课程教学的优势与特色,制定了精品课程的建设标准。学校在教育技术中心的积极配合下,利用现代化的信息技术手段,构建网络教学环境,进行网络资源、网络教学硬件环境和软件资源的建设,逐步使用网络进行教学与管理,将学校一流课程的教学大纲、教案、习题、实验指导、参考文献等挂在网上并免费开放,实现优质教学资源共享,促进师生互动学习。
(七)专业课程资源库
专业课程资源库以网站的形式进行建设,可以以某一专业为单位,也可以以某一课程为单位。
1.主要内容模块
不同课程资源有其自身的专业特色,但都应包含素材库、课件库、试题库、案例库、文献资料库、共享软件工具库与相关网站链接、常见问题解答、资源目录索引等内容模块。
(1)素材库用于存放与专业课程相关的各种素材资源。素材的种类要多,容量要大。
(2)课件库用于存放与专业课程相关的各类课件,是教学资源库的主要组成部分。
(3)试题库用于存放与专业课程相关的试题和以库中试题按一定原则组合而形成的试卷。试题要有一定量的积累,并按照一定的教育测量理论集合于计算机系统中。
(4)案例库用于存放与专业课程相关的典型案例,案例应统一制作成HTML网页。
(5)文献资料库为用户提供包括电子文档、图书资料等多种载体资料的相关信息。文献资料要具有实际的参考价值。
(6)共享软件工具库与相关网站链接,为师生提供相关的共享软件下载与网址资源信息。
(7)常见问题解答是经过整理组织的教学相关问题与解答。问题具有典型性和普遍性,具有实际参考价值,包括问题正文、问题解答、参考资料和关键词等内容。
(8)资源目录索引中的资源要具有确实的来源。所有上述资源都分别建有索引信息,以便快速查询、浏览和存取。
2.专业课程资源库的基本功能技术要求
(1)资源库的应用平台应基于B/S模式。
(2)资源库中的所有资源描述要符合有关的技术规范要求。
(3)资源库系统应具备方便地增加、更新、删除资源等基本维护功能。
(4)资源库应具备多种方式的资源检索功能。
(5)资源库系统应具备方便的下载功能和根据具体情况提供资源预览的功能。视频资源较多的资源库应提供在线视频点播功能(支持VOD),对于特殊浏览9S插件,应能提供下载功能。
(6)资源库应具有基本的使用统计功能和评价反馈功能,能保存用户对资源的使用评价意见。
(八)教师教学网站群
教学网站以“站点”形式连接到校园网中,教学内容以Web页面为基本元素出现在网点中。在构建教学网站时,要充分利用网页的基本组成要素,把声音、图像、动画、视频、文本恰当地融人教学资源之中。教师个人教学网站的设计比较灵活,可有选择地开设预习室、网上课堂、案例欣赏、在线练习、网上资源、教学BBS、自我测评等栏目。学生课外可在网上复习所学内容,完成教师布置的作业、进行在线测试或者参加该课程的问题讨论,通过留言板或E—mail对教学提出意见或建议。教师个人教学网站不仅含有较高学术价值的专题性内容,还可包括教师个人成果的汇集以及个人的兴趣爱好。
(九)数字化图书馆
1.主要内容
数字化资源是数字图书馆的物质基础,是高校数字图书馆建设的重点。数字化资源建设应包括:完善的书目数据库;各种实用数据库、电子科技期刊、硕士和博士论文库、光盘资源;各类电子图书、电子版文献信息资源;对网络信息进行组织、加工,形成虚拟馆藏资源;根据自己的教学特色和馆藏资源,建立特色资源库;联网并共享社会及其他高校数字化图书馆的资源。
2.基本要求
数字图书馆系统应该基于Web的B/S模式;采用引进与开发并举的方针,构建各自的数字化信息资源;遵循标准化原则,在数字内容创建、内容对象描述、资源组织体系描述、资源系统服务与交互操作等方面依照通用的标准规范进行开发建设;建立不同层次的联盟,在资源采购、联机编目、馆际互借与全文传递等方面进行分工协作,共同开发和享用内、外部资源,避免重复建设;通过校园网、互联网和电子阅览室等多种途径向师生及社会提供信息服务。
三、数字化教学资源体系的应用
(一)开展必要的教师培训
通过培训、考核,使教师在教学工作中将数字化信息技术与各个教学环节有机融合起来。培训的主要目标是:要求教师转变观念,掌握基本的数字
化教学理论;具备基本的信息技术知识;具有高效获取信息与加工处理信息的能力;具有数字化教学资源的使用和开发能力;具备数字化备课和课程整合的能力。
(二)进行灵活的数字化备课
有了数字化资源体系,教师可以根据教学内容和教学目标需要,利用多媒体电脑及网上多媒体备课平台进行备课。教师既可以单独备课,也可以采取同一课程的多名教师分工协作、集体备课,整合成系列电子教案或是网上多媒体课件。
(三)积极与课堂教学相结合
数字化教学资源体系提供给教师现代化教学手段、丰富的教学资源,实现传统教学与网上数字化教学资源优势互补,形成科学、多样的授课方式。
教师在网上备好课后,可将课件存储在与中心交换机直接相连的资源体系服务器上,或上传到个人教学网站的相应位置。上课时,利用教学楼多媒体教室内的多媒体计算机,调用已备好的文件进行上课。这种课件图、文、声并茂,有效地激发了学生在课堂学习中的兴趣与热情。
随时调用资源体系中现成多媒体课件或是原始素材进行上课,或者在上课前将所需的素材内容从相应资源子库中直接下载到教室的多媒体计算机硬盘上,上课时根据教学设计的进程随时调用。
(四)构建全新的数字化教学模式
数字化教学模式是依托数字化教学环境,综合运用数字化教学资源和数字化教学工具,在建构主义等现代教育理论的指导下,师生通过对数字化教学信息的展示、收集、利用、探索、发现、创作、重组等方式进行的各类教学活动的模式。高校在数字化教学应用实践中采取的数字化学习模式主要有:基于多媒体计算机的个别化学习模式;自主交互式学习模式;基于多媒体网络教室的协作式学习模式;基于网络通信的协商式学习模式;基于网络资源利用的研究性教学模式;基于多媒体计算机和网络的问题解决学习模式;基于Internet的远程教学模式。
(五)实现开放学习与资源共建
开放的数字化资源体系是整个数字化教学的核心。学生可以在任何时间、任何地点以适合自己的方式学习任何课程。数字化资源体系不是封闭的、一成不变的,而是开放的、不断丰富的。教师、学生甚至整个社会在经过审核后,都可以将教学资源添加到其中。这些丰富的教学资源将给教学、科研带来极大的支持和帮助,并且为高校拓宽教育功能、扩大办学规模、兴办远程教育、向全社会开放教学资源、形成终身教育体系奠定基础。
学习与资源建设的开放性既是数字化教学的必要内容和基本要求,又是高校开发数字化教学资源系统必须遵循的基本原则,它确保了数字化教学资源体系的先进性与科学性。数字化教学资源体系的建设与应用将极大地推动数字化教学与学习的发展,对建立学习型社会和构建终身学习体系具有十分重要的作用。

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