基于局域網(wǎng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、基于局域網(wǎng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)文章簡介:摘要:隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教育、教學(xué)理論的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)越來越得到重視與研究。以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(NI的定義和系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)作了分析與研究,提出了基于寬帶IP網(wǎng)的分層網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模型以及系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)模型?；谶@一模型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)目前的使用效果良好。關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建構(gòu)主義寬帶摘要:隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教育、教學(xué)理論的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)越來越得到重視與研究。以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(NI的定義和系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)作了分析與研究,提出了基于寬帶IP網(wǎng)的分層網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模型以及系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)模型?；谶@一模型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

2、目前的使用效果良好。關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建構(gòu)主義寬帶IP網(wǎng)計(jì)算機(jī)教育教育技術(shù)自二十世紀(jì)八十年代以來,為了迎接信息化社會(huì)對教育提出的種種挑戰(zhàn),國內(nèi)外的學(xué)者作了許多探索,從CAI、ICAI、衛(wèi)星電視、多媒體到教育網(wǎng)絡(luò),努力運(yùn)用各種最新的信息技術(shù)手段來優(yōu)化教育與教學(xué)過程,并且取得了顯著的成效。到了九十年代,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教育、教學(xué)理論的發(fā)展,計(jì)算機(jī)教育從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI向著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(NI發(fā)展。這主要表現(xiàn)為,多媒體化與網(wǎng)絡(luò)化(指基于Inter的教育應(yīng)用迅速發(fā)展的結(jié)合日益緊密;認(rèn)知主義和建構(gòu)主義在教學(xué)理論中日益得到重視。前者使教學(xué)條件、教學(xué)環(huán)境大為改觀,后者使教師從傳統(tǒng)的知識(shí)授予者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)

3、習(xí)的促進(jìn)者,學(xué)生不再是被動(dòng)的知識(shí)接受者而是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者,媒體則由原來的簡單的輔助工具向復(fù)雜的教學(xué)環(huán)境轉(zhuǎn)變。因此,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是現(xiàn)代教育技術(shù)理論研究的重點(diǎn)課題之一,也是現(xiàn)代教育技術(shù)的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的概念和理論基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(NI-NetworkInstruction是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為傳輸教學(xué)信息的載體,將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體技術(shù)以及現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備相結(jié)合,使學(xué)習(xí)者從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者,使教學(xué)管理更為簡便、科學(xué)的一種新型的教育技術(shù)。它改變了傳統(tǒng)教師課堂授課的線性教學(xué)模式,而轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)者突破時(shí)間和空間限制的非線性自主學(xué)習(xí)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育學(xué)中的應(yīng)用,它是基于

4、計(jì)算機(jī)科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)、行為科學(xué)等多學(xué)科而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它日益受到重視的原因,除了技術(shù)和教學(xué)資源的支持之外,更重要的是現(xiàn)代教育、教學(xué)理論的發(fā)展為其提供了全面的指導(dǎo)。1、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論二十世紀(jì)計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用的理論基礎(chǔ)曾有過三次大的演變。圖1是計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用的三大發(fā)展階段。圖1計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用的三大階段行為主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)教育就是要不斷地對學(xué)生進(jìn)行“刺激”,強(qiáng)化記憶,大部份CAI課件都是基于第一代行為主義學(xué)習(xí)理論而開發(fā)的。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論要求CAI課件作為一種輔助媒體,讓學(xué)生自己選擇學(xué)習(xí)的對象和內(nèi)容,著重于引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)由“不平衡”向“平衡”的轉(zhuǎn)變。由于加入了計(jì)算機(jī)多

5、媒體技術(shù),華麗的界面,加上播放課堂錄像式的A VI文件,以及簡單的跳轉(zhuǎn)、鏈接是這類課件的共同特征。典型的有計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)軟件“開天辟地”和“萬事無憂”等。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心。它不僅要求學(xué)生由外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者,而且要求教師由知識(shí)的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的幫助者、促進(jìn)者。這就意味著教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中采用全新的教學(xué)模式、全新的教學(xué)方法和全新的教學(xué)設(shè)計(jì)思想,因而必然要對傳統(tǒng)的教學(xué)理論、教學(xué)觀念提出挑戰(zhàn),從而在形成新一代學(xué)習(xí)理論建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的同時(shí),逐步形成與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、學(xué)習(xí)環(huán)境相適應(yīng)的新一代教學(xué)模式、教學(xué)方

6、法和教學(xué)設(shè)計(jì)思想。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)正是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論而產(chǎn)生的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為學(xué)習(xí)者提供了良好的建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境,主要包括豐富的學(xué)習(xí)資源、信息檢索與查詢工具、各種通信工具等,支持學(xué)習(xí)者獨(dú)立或合作獲取知識(shí)。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的環(huán)境中,教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo),確定問題的種類,然后利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的信息檢索與查詢等工具,確立達(dá)到目標(biāo)的最佳學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行建構(gòu)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者則可以根據(jù)自己的實(shí)際情況建構(gòu)知識(shí),完成學(xué)習(xí)任務(wù)。2、合作學(xué)習(xí)理論合作學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)在師生真誠的合作中實(shí)現(xiàn)目的與手段、教學(xué)與教育、教學(xué)與發(fā)展的深刻的一致性。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中,可以通過計(jì)算機(jī)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地查閱有關(guān)的知識(shí),在Inter和Intra

7、中,學(xué)生還可以通過BBS、ChatRoom、E-mail、ICQ等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)者可以選擇性地對某一問題展開討論、協(xié)商、會(huì)話,每個(gè)人根據(jù)自己對問題的看法與解決方案發(fā)表意見,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者之間的信息交流,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的社交能力與創(chuàng)造能力。3、個(gè)別化學(xué)習(xí)理論個(gè)別化學(xué)習(xí)理論是以個(gè)體各自特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn),以發(fā)展個(gè)性為目標(biāo),以服務(wù)社會(huì)為歸宿,以適應(yīng)個(gè)人需要為原則,以學(xué)生自我管理和自主學(xué)習(xí)為活動(dòng)方式的教學(xué)。從教學(xué)活動(dòng)本身看,個(gè)別化教學(xué)包括兩方面:第一,在個(gè)別化教學(xué)中,教學(xué)活動(dòng)讓位與學(xué)習(xí)活動(dòng),教學(xué)從學(xué)習(xí)者本人出發(fā),把教學(xué)的對象變成自我教育的主體,受教育的人成為自我教育的人;第二,學(xué)習(xí)者成為教育與教學(xué)

8、活動(dòng)的中心,隨著個(gè)體的發(fā)展允許他有的自由越來越大,并且學(xué)習(xí)者決定其學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式以及學(xué)習(xí)時(shí)間與地點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容與方法。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的電子閱覽室就是個(gè)別化學(xué)習(xí)理論的最好體現(xiàn),它為學(xué)習(xí)者提供了種類繁多、數(shù)量龐大的知識(shí)信息,既有面向教學(xué)需要的系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容,又有擴(kuò)大學(xué)習(xí)者知識(shí)面的各種學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的能力、水平、愛好,選擇所需要的知識(shí)內(nèi)容,明顯適合于個(gè)別化自主學(xué)習(xí)。自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)習(xí)者可以從中獲取個(gè)人所需的大量信息,自學(xué)能力差的學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的實(shí)際情況適當(dāng)?shù)倪x擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)知識(shí)。因此,在目標(biāo)明確的條件下,學(xué)習(xí)者可以自己找到問題的答案,問題解決的過程就是自學(xué)能力鍛煉成長的過程。

9、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教育、教學(xué)理論的發(fā)展,教學(xué)不再是教師簡單地課堂講授,而是通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生之間的相互合作、相互促進(jìn)的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在,設(shè)計(jì)一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成功與否的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué),是一種新興的教育技術(shù),也是一種全新的教學(xué)模式,它可以完全按照個(gè)人的需要進(jìn)行,不論是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)方式甚至指導(dǎo)教師都可以按照學(xué)習(xí)者自己的意愿或需要進(jìn)行選擇。由于在這種教學(xué)模式下,能為學(xué)習(xí)者提供圖文音像并茂的、豐富多采的交互式人機(jī)界面,能為學(xué)習(xí)者提供符合人類聯(lián)想思維與聯(lián)想記憶特點(diǎn)的、按超文本結(jié)構(gòu)組織的大規(guī)模知識(shí)庫與信息庫,因而

10、很易于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,并為學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)探索式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)創(chuàng)造有利條件。從而有可能在這種教學(xué)模式下,真正達(dá)到讓學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的意義、實(shí)現(xiàn)自己獲取知識(shí)自我更新甚至創(chuàng)造新知識(shí)的理想目標(biāo)。1、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、合作學(xué)習(xí)理論、個(gè)別化學(xué)習(xí)理論,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性、積極性,既保留傳統(tǒng)的教師授課模式,又可以進(jìn)行個(gè)別化學(xué)習(xí),以及合作學(xué)習(xí),還可以將“個(gè)別化”與“合作”二者結(jié)合起來。這就要求網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)具備Inter接入、網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室子系統(tǒng)、音視頻子系統(tǒng)、信息數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、教學(xué)資源網(wǎng)站子系統(tǒng)、電子閱覽室子系統(tǒng)、課件制作子系統(tǒng)、教學(xué)管理子系

11、統(tǒng)、Inter遠(yuǎn)程教育子系統(tǒng)以及BBS、E-Mail、Chat-Room、ICQ等子系統(tǒng)。圖2是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2、分層的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以分為四層:即網(wǎng)絡(luò)層、軟件層、資源層、應(yīng)用層。圖3是分層網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖3分層的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。由于音視頻是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不可缺少的教學(xué)手段,而MPEG1格式提供VCD質(zhì)量的畫質(zhì),帶寬為200Kbps1.5Mbps,MPEG2則提供廣播級的DVD質(zhì)量圖像,帶寬為1.5Mbps15Mbps,同時(shí),為滿足網(wǎng)絡(luò)信息資源的查詢以及遠(yuǎn)程教育,與互聯(lián)網(wǎng)

12、相連也是必不可少的,因此,只有寬帶IP網(wǎng)才能滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要,這也適應(yīng)當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。軟件層(SoftwareLayer是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的手段和橋梁。通過聊天室、電子郵件和電子論壇等,可以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、教師與教師之間跨時(shí)間、跨空間的交流,使用音視頻點(diǎn)播、音視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播可以取代傳統(tǒng)的廣播式電視教學(xué)和非網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式,同時(shí)它增加了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的隨時(shí)性和現(xiàn)場感。基于BROWSER/SERVER模式是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件開發(fā)的基本模式。資源層(SourceLayer是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。所有的教學(xué)內(nèi)容都集中在資源層。各教學(xué)資源網(wǎng)站、信息資源數(shù)據(jù)庫為學(xué)習(xí)者提供了廣泛的學(xué)習(xí)資源,同時(shí)也為教師提供教

13、學(xué)資源。教學(xué)資源網(wǎng)站包含各種教師和學(xué)生所需要的教學(xué)內(nèi)容,教師的教案以及課程輔導(dǎo)內(nèi)容均存放在網(wǎng)站內(nèi);信息資源數(shù)據(jù)庫包含各種光盤數(shù)據(jù)庫、圖書資料信息以及試題庫等;教學(xué)管理不僅包含所有教師和學(xué)生的個(gè)人信息、課程設(shè)置以及課表等,還是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行的中樞。應(yīng)用層(ApplicationLayer是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)施的場所。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室形象、生動(dòng)地傳授知識(shí),學(xué)生也可以通過電子閱覽室查詢和訪問分布在世界各地的各種信息,跨時(shí)間、跨空間地與學(xué)生或教師進(jìn)行咨詢、輔導(dǎo)、討論和交流,和教師或其他學(xué)習(xí)者共享或共同操縱某個(gè)軟件或文檔資料的內(nèi)容,也可以自己選擇所需要的知識(shí),完成自主對知識(shí)的建構(gòu),培養(yǎng)自己的社

14、交能力。由于采用寬帶IP網(wǎng),真正意義上的遠(yuǎn)程教育也就變得不再遙遠(yuǎn)。3、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)踐基于分層的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模型,我校網(wǎng)絡(luò)中心經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)建設(shè),功能模塊開發(fā),功能組合,試驗(yàn)運(yùn)行等發(fā)展階段,初步在我校建立起了新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),并在教學(xué)區(qū)和家屬區(qū)全面建立了以光纜為骨干的寬帶IP網(wǎng)絡(luò),保證教師、學(xué)生方便有效地在網(wǎng)上備課、制作網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)課件以及自主學(xué)習(xí)。我校研制和實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的廣播式電視教學(xué)及非網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)相比,具有以下特點(diǎn):·基于統(tǒng)一的瀏覽器(Web使用模式,降低了使用難度,便于教師和學(xué)生普遍掌握使用。·基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)系統(tǒng)信息傳播模式多樣、靈活。視頻點(diǎn)播、音頻

15、點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫以及音、視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播等技術(shù)代替了傳統(tǒng)電視廣播教學(xué)中的錄像、錄音等材料的使用。·可以提供適合互聯(lián)網(wǎng)的交互式超文本課件。使教材、教案結(jié)構(gòu)立體化,非線性化。·可以提供交互式的電子公告板、電子留言板、電子郵件、課件下載等多種教學(xué)交互手段。并將這些材料的使用由單向改變?yōu)殡p向可交互式使用。·突破了時(shí)間和空間的限制。改變了遠(yuǎn)程教學(xué)的模式,學(xué)生在網(wǎng)上的學(xué)習(xí)可以不受時(shí)間和和空間的限制,同時(shí)由于可以使用交互功能,為遠(yuǎn)程解答問題、輔導(dǎo)、交流、討論等創(chuàng)造了條件,還可以簡單方便地利用廣域網(wǎng)中的教學(xué)資源,共享全球各地的各種知識(shí)和信息資源。·對課堂教學(xué)模式產(chǎn)生了重大影響。網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室的使用效果特別明顯,受到校內(nèi)外的重視,目前出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,同時(shí),電子閱覽室的使用率也相當(dāng)高。結(jié)束語網(wǎng)絡(luò)教學(xué)解決了原來教育技術(shù)存在的瓶頸和限制。教師可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,不受時(shí)間和空間的限制,在廣闊的網(wǎng)絡(luò)空間中編輯、制作、存儲(chǔ)和使用教學(xué)材料,利用