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數字化教學資源體系的構建與應用研究

時間:2015-02-20  來源:  作者:

摘要:數字化教學資源建設是學校教育信息化的基礎,是實現數字化教學的關鍵。本文闡述數字化教學資源體系的系統結構、各子系統的功能設計與實現及整個資源體系的教學應用實踐,探討在信息社會全新教育的形勢下,高校數字化教學資源體系的建設方案和應用規律。

關鍵字:數字化教學;教學資源;系統結構;功能設計
 
一、建立數字化教學資源體系的系統模型
先進的資源體系必須遵循先進的指導思想。數字化教學環境下,教師和學生在教和學的過程中所扮演的角色發生了變化。因此,在建立數字化教學資源體系的系統模型時,應該以學生為主體,以建構主義為理論基礎,以現代教育理念為指導思想,重視學習者的學習過程和師生雙方的共同活動。具體考慮以下幾點:支持教學過程的多樣性,實現自主學習、協作學習、講授式教學、探究式學習等多種教學與學習模式;支持教學過程的交互性,實現師生間暢通無阻的交流與協作;體現網絡化的特點,具備大容量、大規模、開放式、共享性、共建性、實時性等特性;體現資源豐富的特點,形式多樣;充分體現多媒體的特點,信息顯示多媒體化,交互界面設計友好,建立超文本鏈接,管理及使用便捷,能應用于各教學與學習環節,為全方位、多層次的數字化教學提供服務;體現技術先進性,可采用SAN/NAS技術、全文檢索技術、流媒體技術等。
 
二、各子系統的功能設計與實現
(一)多媒體素材庫
為了方便教師進行多媒體課件的制作和多媒體電子教案的制作而建立多媒體素材庫,庫內素材應包括文本、圖形(圖像)、音頻、動畫、視頻五大類。
1.多媒體素材庫在功能設計及技術實現上應具備的特點
實現權限分配和分級管理,有管理員級和用戶級,用戶必須先注冊后使用,可以通過WEB管理員登錄,實現遠程管理,轉換工具和審核工具則采用服務器端管理方式,保證系統的安全性;實現信息傳輸的網絡化,使用者可以通過校園網上的每一臺電腦上傳素材,描述信息與文件一一對應,所有素材均可進行在線預覽,圖片均以微縮圖的方式呈現,提高用戶選擇素材的效率;基于全文檢索系統核心技術開發檢索功能強大,設計多種查詢方式,可以按學科素材、素材格式、素材類型進行樹狀目錄查詢,還可進行關鍵詞查詢,在前一次查詢的結果中再進一步更精確地查詢;實現跨庫檢索功能,可同時檢索素材庫、課件庫、VOD視頻點播系統等多個數據庫的記錄,檢索的結果可在線呈現;設計個人收藏夾功能,可形成個人資源中心,在任何類目下,用戶均可以直接添加素材到本類目;設置臨時上傳目錄,素材經過管理員審核后才可進入正式庫,管理員可以對課程資料、學科資料和素材用途資料進行管理,增減、編輯、修改相關條目。
2.素材入庫方法
文本格式的素材直接通過審核工具進入數據庫服務器;圖片格式的素材利用審核工具直接進入數據庫服務器,同時生成一個供預覽的縮微圖片;聲音、動畫、視頻素材如果是流媒體格式文件直接進行審核入庫,對于非流媒體格式文件,則先經過轉換工具統一轉換成WMV流媒體格式,再審核入庫;素材特征說明的描述信息隨素材一起入庫。
(二)多媒體課件庫
1.多媒體課件庫的功能模塊
(1)用戶模塊。這個模塊包括用戶注冊、修改注冊信息、上傳圖片、查詢其他用戶等內容。
(2)課件上傳模塊。上傳通過瀏覽器進行,在服務器端經過系統優化,使上傳達到一定速度。
(3)課件播放模塊。為了讓更多種類型的課件文件可以被播放,系統要集成常用的播放服務器,如Real.server和Media server等。
(4)系統統計模塊。統計課件庫系統的日、月、周等的平均訪問量。
(5)內部郵件模塊。可以讓系統的用戶之間交流信息、收發信息。
(6)管理模塊。包括系統欄目、分類的設計、用戶的管理與審核、課件的管理、信息的發布、登陸日志的管理等。
2.多媒體課件庫的技術特點
(1)基于WEB技術開發,所有操作均通過WEB瀏覽器進行。
(2)采用多媒體數據庫技術,實現對文檔文件、圖片文件、動畫文件、WEB網頁文件、PPT格式文件、可執行文件、光盤文件等多種格式課件存儲與管理。
(3)采用Real Server Basic和Windows Media Technology技術,構架通用的流媒體服務系統,采用流媒體技術實現對視音頻課件的管理。
(4)設計用戶課件上傳功能,可采用基于WEB的上傳方式和通過FTP的傳輸方式。
(三)校園視頻資源庫(VOD視頻資源庫)
1.視頻資源庫WEB端主要功能模塊
(1)用戶注冊模塊。用戶從網上注冊后,經審核通過后可開始使用本系統。
(2)節目列表模塊。按一定規律(如學科)進行,節目列表,單擊相應節目條目可查看詳細信息。
(3)節目檢索模塊。可按照各種方式靈活組合進行檢索。
(4)視頻點播模塊。用戶點擊相應節目的點播按鈕即可啟動此模塊并進行播放。
(5)私人收藏夾模塊。用戶可使用此功能形成自己的視頻資源中心。
(6)其他信息模塊。包括在線用戶、人氣排行榜、公告、調查、推薦節目、最新節目、使用幫助等。
2.視頻資源庫管理端主要功能模塊
(1)節目管理模塊。包括新建節目、編輯節目、刪除節目、刷新節目列表、節目查詢、上傳節目等。
(2)用戶管理模塊。包括新建用戶、編輯用戶、查看用戶、刪除用戶、審核用戶、用戶查詢等功能。管理員進行權限分配和分級管理。
(3)系統設置模塊。包括最新公告發布、最新節目設置、系統調查發布、視頻服務器管理等功能。
(四)自主學習型網絡課程
1.基本功能模塊
每一門網絡課程有多個功能模塊,如教學目標、教學計劃、師生介紹、電子教案、教學內容、學習方法指導、案例庫、習題庫、作業布置與答疑、BBS論壇、參考文獻及相關網站等。
2.設計開發原則
(1)注重教學目標、教學對象及教學內容分析,保證課程內容的科學性、先進性、系統性,并充分體現其生動性、靈活性。
(2)體現“以學習者為中心”的建構主義教學思想,強調以學生為中心,注重自主學習設計;強調“協作學習”方式,注重基于網絡的教學策略設計。
(3)課程內容符合學科本身的內在邏輯體系,符合學生認知心理。
(4)根據課程內容特點設計豐富的教學活動,如實時答疑、分組討論、布置作業、作業講評、問題解決等。
(5)網絡課程導航設計要簡單明確,易于瀏覽。
(6)充分體現網絡課程教學多媒體性、交互性、自主性、協作性的特點。
(五)講授型網絡課程
講授型網絡課程的開發是指以一門課的課程講授為對象,借助特定的工具,將教師上課的視音頻信號、教師上課用的演示文稿或軟件、教師在電子白板上的講解備注等多路信號合成一種高級流媒體,形成獨立單元的網絡課件,并分章節進行制作,最后形成一門完整的網絡教學課程。相對于自主型網絡課程對學生主動學習能力及綜合素質的培養,此類網絡課程的最大特點是在擴大教學規模的同時再現教學情景,增強教學的親和力和感染力,從而提高教學效果。
 

講授型網絡課程開發的基本原則及要求是:選擇使用面廣、可充分發揮課程效益的課程,如公共課、專業基礎課等;綜合運用視頻技術、藝術和多媒體技術的優勢;教師講解視頻畫面清晰、穩定、色彩逼真,語音清晰、準確;多媒體課件形式多樣,影像豐富,信息適量,能有效解決教學中的重點、難點問題;教師的講解與多媒體課件的演示相輔相成,聲畫同步,教學效果好。

(六)精品課程庫
精品課程建設是高等院校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。
目前,很多高校均參照國家有關文件,結合自身課程教學的優勢與特色,制定了精品課程的建設標準。學校在教育技術中心的積極配合下,利用現代化的信息技術手段,構建網絡教學環境,進行網絡資源、網絡教學硬件環境和軟件資源的建設,逐步使用網絡進行教學與管理,將學校一流課程的教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻等掛在網上并免費開放,實現優質教學資源共享,促進師生互動學習。
(七)專業課程資源庫
專業課程資源庫以網站的形式進行建設,可以以某一專業為單位,也可以以某一課程為單位。
1.主要內容模塊
不同課程資源有其自身的專業特色,但都應包含素材庫、課件庫、試題庫、案例庫、文獻資料庫、共享軟件工具庫與相關網站鏈接、常見問題解答、資源目錄索引等內容模塊。
(1)素材庫用于存放與專業課程相關的各種素材資源。素材的種類要多,容量要大。
(2)課件庫用于存放與專業課程相關的各類課件,是教學資源庫的主要組成部分。
(3)試題庫用于存放與專業課程相關的試題和以庫中試題按一定原則組合而形成的試卷。試題要有一定量的積累,并按照一定的教育測量理論集合于計算機系統中。
(4)案例庫用于存放與專業課程相關的典型案例,案例應統一制作成HTML網頁。
(5)文獻資料庫為用戶提供包括電子文檔、圖書資料等多種載體資料的相關信息。文獻資料要具有實際的參考價值。
(6)共享軟件工具庫與相關網站鏈接,為師生提供相關的共享軟件下載與網址資源信息。
(7)常見問題解答是經過整理組織的教學相關問題與解答。問題具有典型性和普遍性,具有實際參考價值,包括問題正文、問題解答、參考資料和關鍵詞等內容。
(8)資源目錄索引中的資源要具有確實的來源。所有上述資源都分別建有索引信息,以便快速查詢、瀏覽和存取。
2.專業課程資源庫的基本功能技術要求
(1)資源庫的應用平臺應基于B/S模式。
(2)資源庫中的所有資源描述要符合有關的技術規范要求。
(3)資源庫系統應具備方便地增加、更新、刪除資源等基本維護功能。
(4)資源庫應具備多種方式的資源檢索功能。
(5)資源庫系統應具備方便的下載功能和根據具體情況提供資源預覽的功能。視頻資源較多的資源庫應提供在線視頻點播功能(支持VOD),對于特殊瀏覽9S插件,應能提供下載功能。
(6)資源庫應具有基本的使用統計功能和評價反饋功能,能保存用戶對資源的使用評價意見。
(八)教師教學網站群
教學網站以“站點”形式連接到校園網中,教學內容以Web頁面為基本元素出現在網點中。在構建教學網站時,要充分利用網頁的基本組成要素,把聲音、圖像、動畫、視頻、文本恰當地融人教學資源之中。教師個人教學網站的設計比較靈活,可有選擇地開設預習室、網上課堂、案例欣賞、在線練習、網上資源、教學BBS、自我測評等欄目。學生課外可在網上復習所學內容,完成教師布置的作業、進行在線測試或者參加該課程的問題討論,通過留言板或E—mail對教學提出意見或建議。教師個人教學網站不僅含有較高學術價值的專題性內容,還可包括教師個人成果的匯集以及個人的興趣愛好。
(九)數字化圖書館
1.主要內容
數字化資源是數字圖書館的物質基礎,是高校數字圖書館建設的重點。數字化資源建設應包括:完善的書目數據庫;各種實用數據庫、電子科技期刊、碩士和博士論文庫、光盤資源;各類電子圖書、電子版文獻信息資源;對網絡信息進行組織、加工,形成虛擬館藏資源;根據自己的教學特色和館藏資源,建立特色資源庫;聯網并共享社會及其他高校數字化圖書館的資源。
2.基本要求
數字圖書館系統應該基于Web的B/S模式;采用引進與開發并舉的方針,構建各自的數字化信息資源;遵循標準化原則,在數字內容創建、內容對象描述、資源組織體系描述、資源系統服務與交互操作等方面依照通用的標準規范進行開發建設;建立不同層次的聯盟,在資源采購、聯機編目、館際互借與全文傳遞等方面進行分工協作,共同開發和享用內、外部資源,避免重復建設;通過校園網、互聯網和電子閱覽室等多種途徑向師生及社會提供信息服務。
三、數字化教學資源體系的應用
(一)開展必要的教師培訓
通過培訓、考核,使教師在教學工作中將數字化信息技術與各個教學環節有機融合起來。培訓的主要目標是:要求教師轉變觀念,掌握基本的數字
化教學理論;具備基本的信息技術知識;具有高效獲取信息與加工處理信息的能力;具有數字化教學資源的使用和開發能力;具備數字化備課和課程整合的能力。
(二)進行靈活的數字化備課
有了數字化資源體系,教師可以根據教學內容和教學目標需要,利用多媒體電腦及網上多媒體備課平臺進行備課。教師既可以單獨備課,也可以采取同一課程的多名教師分工協作、集體備課,整合成系列電子教案或是網上多媒體課件。
(三)積極與課堂教學相結合
數字化教學資源體系提供給教師現代化教學手段、豐富的教學資源,實現傳統教學與網上數字化教學資源優勢互補,形成科學、多樣的授課方式。
教師在網上備好課后,可將課件存儲在與中心交換機直接相連的資源體系服務器上,或上傳到個人教學網站的相應位置。上課時,利用教學樓多媒體教室內的多媒體計算機,調用已備好的文件進行上課。這種課件圖、文、聲并茂,有效地激發了學生在課堂學習中的興趣與熱情。
隨時調用資源體系中現成多媒體課件或是原始素材進行上課,或者在上課前將所需的素材內容從相應資源子庫中直接下載到教室的多媒體計算機硬盤上,上課時根據教學設計的進程隨時調用。
(四)構建全新的數字化教學模式
數字化教學模式是依托數字化教學環境,綜合運用數字化教學資源和數字化教學工具,在建構主義等現代教育理論的指導下,師生通過對數字化教學信息的展示、收集、利用、探索、發現、創作、重組等方式進行的各類教學活動的模式。高校在數字化教學應用實踐中采取的數字化學習模式主要有:基于多媒體計算機的個別化學習模式;自主交互式學習模式;基于多媒體網絡教室的協作式學習模式;基于網絡通信的協商式學習模式;基于網絡資源利用的研究性教學模式;基于多媒體計算機和網絡的問題解決學習模式;基于Internet的遠程教學模式。
(五)實現開放學習與資源共建
開放的數字化資源體系是整個數字化教學的核心。學生可以在任何時間、任何地點以適合自己的方式學習任何課程。數字化資源體系不是封閉的、一成不變的,而是開放的、不斷豐富的。教師、學生甚至整個社會在經過審核后,都可以將教學資源添加到其中。這些豐富的教學資源將給教學、科研帶來極大的支持和幫助,并且為高校拓寬教育功能、擴大辦學規模、興辦遠程教育、向全社會開放教學資源、形成終身教育體系奠定基礎。
學習與資源建設的開放性既是數字化教學的必要內容和基本要求,又是高校開發數字化教學資源系統必須遵循的基本原則,它確保了數字化教學資源體系的先進性與科學性。數字化教學資源體系的建設與應用將極大地推動數字化教學與學習的發展,對建立學習型社會和構建終身學習體系具有十分重要的作用。

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