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现代教育技术

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现代教育技术2001年第2期(总第35期)论文编号小型教育网站的设计及探讨龙跃华南理工大学电教中心广州510641【摘要】本文介绍了基于Internet的教育网站的特点、主要模式及它所实现的功能模块,论述了小型教育网站设计开发的一些关键性问题,如网站的教学模式,教学内容的安排,人机交互界面和教学反馈的实现,以及小型教育网站开发所用到的一些最新技术.着重介绍了小型教育网站中用到的硬件服务器及供开发使用的工作站的配置;分析了搭建教育网站Web服务器及后台数据库常用到的SQL SERVER大型数据库的特点以及Web应用程序开发语言ASP及其开发工具Visual InterDev的特点和应用.从硬件和软件两方面探讨了基于Server-Browser架构的小型教育网站的设计开发模式.
【关键词】远程教学【中图分类号】G434 【文献标识码】B 自从80年代中期以来,国际互联网(Internet)在美国得到迅猛发展并获得了巨大的成功,吸引了世界上许多国家和地区纷纷加入Internet的行列.Web是访问Internet的一种最容易,最流行的方式,利用Web作为工具访问Internet的人数占了绝大多数,因此,Web蕴藏着极大的教育潜力、基于Web的远程教学有着非常广阔的前景.发展Web下的远程教育网站已成为了当今流行的远程教育基础建设项目.
一、教育网站的特点
1,采用多媒体的呈现方式
教学实践已经证实:在教学活动中加入多媒体的教学手段,可以使教学活动得到更佳的效果.随着网络带宽的增大,网络新技术的不断涌现,图形,图像,声音等多媒体效果可以在网络上实现传输与应用,多媒体网络教学成为了可能.各种多媒体素材都可以通过多媒体的Web创作工具轻易地嵌入到Web页面中、以超文本的形式提供给学习者进行学习.如运用双向的语音传输可以进行师生间的远程讨论交流;运用流式媒体技术可以实现影视教学节目的实时点播等等.
交互性网络教学对于传统教学媒体来说,一个很重要的特点就是它的交互性.在教学活动中交互性的活动是很常见的:教师需要学生学习情况的反馈;学生需要教师解答一些学习上遇到的问题.在这方面,电视,广播这种单向的教学媒体就无能为力了,而网络教学媒体则可以轻易地做到这一点.学习者可以根据自己的实际情况选择各种远程教育的课程;通过远程交流系统(BBS)学生可以向教师及时反馈学习的效果,教师也可以向学生解答学习难点;用Flash技术还可以制作出具有交互能力的动画.
开放性基于Web的网络教学具有其它教学媒体所无法比拟的开放性环境.首先,远程教学所使用的载体浏览器(Browser)就具有很强的开放性.浏览器是一个Web公用的统一的客户浏览程序,对于远程教学来说,浏览器就是学习者学习的平台.每个学习者不需要有专门的客户端平台,只要他们的电脑能上网,使用这个公共的客户端平台(浏览器),就可获取各种服务器端的学习资料.浏览器中可供选择的网址有成千上万个,学习者可供选择的学习资源也是无穷无尽,没有国界的,全世界的学习资源通过Web得到了共享.浏览器这种统一的学习端软件给远程教育带来了开放性.
其次,教师与学生是在完全开放的教学环境中进行教学活动的.教师可以根据学生反馈的学习结果对教学内容进行随时随地的修改、学生马上就可以得到最新的教材;教学资料库是开放的,各个教师都可以把自己完成的课件加入到库中;所有的学生只要登录到网络上,不管身处何地,也不管是白天还是晚上,都可以进行学习,可以根据自己的需要选择课程,教师,课件等、一切都是自由的.
灵活性因为远程教学的内容是通过超文本的方式进行链接的,所以对教学内容的修改就有很大的灵活性00只要把单独的教学页面做好了,修改一下页面间的链接关系就可以了.这样就使教学站点内容的维护更新变得很简单,不象使用CD-ROM作为载体的教学内容那样难以修改、更新.
二、教育网站所实现的功能模块
1,远程教学系统远程教学系统是指基于Internet上的实时的虚拟的集成学习环境的教学模式.它是从资源共享的角度出发,利用网络为教师提供了一个虚拟的教室,教师根据教学所需把自己的教学内容用网页的形式放在网上,为尽可能多的学习者提供服务.学生只要有一台可以上网的电脑,就可以在任何时间,任何地点通过网络进行听课.而且师生之间的交流都是以语音,图像等多媒体的方式进行实时交流的,就如同在同一教室中一样,可以取得很好的学习效果.
同时远程教学可以让学生根据自己的不同情况进行自主学习,由学生根据自己的需要选择学习内容、使学习者不受时间,空间的限制,更多,更快、更有效地获取知识.基于网络及多媒体的教学方式使课程更加生动,使学习效果更好,学习效率更高,也使各种教学资源得到了充分的利用.远程教学系统的出现是对传统教学方式的革命.
2,智能答疑系统学习者在知识的学习过程中总会提出各种问题,需要教师的指点、解答.对学生所提出的问题加以汇总和分析,可以总结出教师在教学过程中的得失,作为反馈可以使教师能够及时高效地调整教学方法,提高教学质量.对学习中的疑问进行及时准确的解答在实际教学中是十分重要的.
通过教学网络,我们可以把答疑这一工作交给智能答疑系统完成.不同的学生在学习中虽然会提出各种各样的问题,但是在相同学习内容的学习中、学习者提出的问题往往会具有一定的相似性.远程教学智能答疑系统就是根据学习者提出问题的相似性这一原理进行设计开发的.
智能答疑系统其实是具有智能搜索引擎的数据库系统,学生在学习过程中提出的普遍问题,教师在教学中积累的典型问题和精心准备的答案,都可以作为独立的数据存放在数据库中.当学习者提出问题时,系统可以通过分析自动在数据库中寻找最适合的答案.还可以通过关键字匹配、搜索算法和问题勾连技术,使学生在学习中快速得到问题的解答.系统提供的问题统计分析功能,可以使教师及时地知道教学的难点、采取相应的措施,从而提高教学质量.
3,在线考试系统远程的考试系统是一个基于数据库和Internet的远程在线实时测试系统,包括教师的出题,学生应答系统,批阅卷系统和题库管理系统.
首先,它是一个基于大型关系式数据库上的应用软件,大量题库,试卷,用户信息等都是作为数据库记录的形式存储.数据以数据库的形式进行存贮,使系统的管理维护和扩展更为方便,更容易地实现从数据库中随机自动产生一份试卷.
其次,在线考试系统是建立在Internet上的应用系统,客户端的配置可以极为简单,使考试不受地域的局限.在线考试系统中题目的生成,试卷的提交,成绩的批阅等都可以在网络上自动完成.只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化.这样一来,教师所要做的只是精心设计题目,维护题库,而不是组织考试,从而大大减轻了教师的负担.
在线考试系统的优势在于学生只要接入Internet,就可以从任何地点进行实时的考试,考完后可以马上得到考试结果,及时进行知识修补.教师可以立即统计,分析该次考试成绩,以评价学生的学习情况,掌握试卷的难易程度.
4,教学资料库随着计算机辅助教育的普及,教师在教学中制作及使用CAI课件越来越多,各种CAI课件成为教师不可缺少的教学资料.但是CAI课件的制作有很高的技巧性,一个高质的课件往往是教师的心血之作.然而我们不可能要求每个教师精通课件的制作,也没必要要求每个教师都使用自己制作的课件进行教学.只要我们把大量的优秀的课件作品收集起来,放在Internet上,供有需要的教师有选择地使用,这就是我们在教学网站中建立教学资料库的目的.
上海市中小学教育信息网的教学资料库就是一个很成功的例子,它包含了中小学教学的方方面面,各个学科,各个年级的优秀课件都包含其中.资料库由上海各区的教育信息中心分科负责开发及维护,各区根据自己学科师资力量各自负责所专长科目的课件,大大提高了课件开发的效率和课件的质量.
教学资源库对教育主管部门来说避免了课件重复开发,同时又可以集中力量进行课件精品的创作,另一方面为教师,学生提供了一个优秀课件资源仓库,便于教学,也有利于教学软件的推广.
5,远程交流系统远程交流系统是一个基于网络的实时,异地进行交流的场所.它提供的是一个基于电子公告板(BBS)的信息交流讨论系统.在远程教学的过程中、学生可以随时在远程交流系统中把自己的一些问题,心得等在远程交流系统中与教师和其他同学进行公开讨论或私下的交流.
目前先进的远程交流系统还包括实时语音的交谈.登录到系统的用户(学生,教师)可以通过网络进行实时的语音交谈.在一个教室中的任何学生可以申请发言、教师有权赋予特定学生发言的权力.在得到教师的授权后,学生可以用语音发表见解.在这个教室中的所有其他学生和教师,实时地听到该学生.这样就最大限度地模拟课堂教学的效果.不过由于受目前网络带宽的限制,语音交流还存在不少技术上的障碍.
6,远程多媒体视音频点播系统远程多媒体视音频点播系统可以实现各种题材的视频,音频教学节目的远程点播.它就像教育电台,电视台,可以向学习者提供各种丰富多彩的影音资料,但它比电台,电视台有更大的覆盖面(只要有一台可以上网的计算机就可以接收它的全部节目),而且是实时点播的,没有节目播出时间的限制.而且在节目中还可以加入各种交互的控制,以达到互动播出的效果.
目前的远程视频点播是通过一种叫流式媒体的技术实现的.所谓流式媒体传输,就是一种基于时间的媒体信息向用户计算机的连续实时传输技术,这种媒体信息可以是动画,声音,也可以是视频.当用户观看其中的内容时,不必等待整个文件全部下载完毕,当媒体文件在客户机内播放时,文件的剩余部分就会在后台同时从服务器内循环下载.从而充分利用的网络带宽,实现了实时视音频播放.
7,课外活动组织服务系统现实中的学习生活是丰富多彩的,学生在学习之余有自己可以支配的娱乐交流、沟通的课外时间,如何在网络学习中也加入这一部分的内容、也会影响到学生在远程学习过程中的学习积极性.一个好的课外活动组织服务系统可以拉近同学与同学之间,同学与老师之间的距离,使网络学习更接近于现实中的学习,让远程教学取得更佳的教学效果.
课外活动组织服务系统的实现要求更高的交互性,现在普遍是通过BBS,E-Mail ,News等方式的信息交互服务程序,实现课外活动的组织与交流.课外活动的服务内容要求系统具有更高的智能以及更人性化的交互界面,以达到最佳的服务效果.
注:由以上这些远程教育功能模块构建成的《远程教育资源系统体系结构图》如图1所示.
学生系统管理员教师学习系统授课系统交流讨论工具教学资料搜索引擎远程教育资源库系统管理员课件库题库教案库教学文献库CERNET,卫星电视教育网,Internet .
图1:远程教育资源系统体系结构图1)使用Windows NT 作为网站的操作系统,IIS作为Web服务器网络操作系统网站的工作平台,它直接决定着一个网站性能,所以选择什么样的网络操作系统,是组建一个远程教育网站首先应考虑的问题.
基于Windows NT的操作系统具有以下一些优点、在我们的教育网站中使用了Windows NT 及捆绑在NT上的Internet服务组件:IIS 4.0 (Internet Information Server 4.0).
2)用ASP(Active Server Pages)编写教学网站的交互性的应用程序Active Server Pages(动态服务器主页),是Microsoft公司提出的一种新的交互式网页开发技术.它可以用于处理由浏览器传送到站点服务器的表单输入;访问和编辑服务器端的数据库内容、实现浏览器端对服务器数据库数据的输入,更新和删除等操作.
有了ASP,我们就可以满足教学系统,考试系统,答疑系统等要求,来进行具有交互功能的Web课件的开发了.
3)使用SQL Server作为Web教学课件的后台支持数据库因为考虑到教育网站普遍使用了声音,图像,影像等多媒体文件使网络的流量巨大,而且随着学生数量和教学课件的增加,各种课件的存贮和管理方式会直接影响到远程教学的效率和质量.因此,我们在远程教育的网站中常常在后台用数据库进行对教学资料的管理.同时因为教学课件需要传输大量的数据和访问用户的不可预测性,远程教育网站中往往使用大型的关系式网络数据库进行数据的管理.在我们设计的教学网站中、用到了Microsoft公司的SQL Server.
三、网站的运行模式及维护机制一个正规的教育网站配备了高性能的硬件设备,编写了优秀的Web程序,只是完成了网站建设的第一步.一个真正实用的,教师,学生长期喜欢用的教育网站,还需要一套完善的维护机制来保证网站的正常运行、来保证教师在教学资料库中可以方便地存取自己所需的资料,学生进行网上学习,师生间进行教学交流.而这种维护机制又必须是在充分保证网上教学的开放性的前提下而进行的,这就需要较强的管理技术理念和不断积累的经验.图2 网络教学运行模式
1,充分发挥教学主体的主观能动性1)教师在网络上不管是教还是学,主体都是人教师与学生.所以如何在教学网站中充分发挥两者的主观能动性,直接影响到网站的质量.他们之间的关系体现在运行模式上是这样的(如图2):
教师在远程教学中是教学资料的提供者、是教学活动的指导策划者.教师是通过一些支持集体合作开发的开发工具(Develop Tools),如等、完成网上课件的开发,再通过Internet ,用FTP上传工具把课件成品发到服务器上的教学资料库中、提供给学习者浏览学习.
2)学生
学习者在这种架构下的学习过程是这样的:通过在线搜索或他人介绍的方式找到学习内容;通过浏览器从服务器端中得到学习内容进行浏览学习(有的内容可脱机浏览),服务器中的教学资料库提供形式多样的学习方式及题库,学习者可使用E-Mail或网上BBS的形式与教师或伙伴间进行交流、对学习内容进行反馈和评价,教师及CAI制作人员根据反馈意见等更新资料库.
2,发挥教学网站的自我管理,自我协调的作用网络在远程教育中的应用中体现了一种桥梁的作用:对于教师,它是教学工具,教学场所和教学资料的存放地;对于学习者、网络是学习内容的提供者、是学习交流的途径.网络是一种全新的教学媒体,各种专业人员开发的多媒体CAI课件以网页为形式通过网络存放在网站的教学资料库中、最终通过网络提供给学习者.目前的开发工具都有强大的网络功能,可使开发者在Web上进行合作开发,也使得Server端的教学资料库本身具有了开放性.
正因为此,教学网站在管理软件的编写上就要体现更高的自动化和更强的智能性.这样才能有效地组织好教学活动.
例如一个智能答疑系统,它会具有较高的智能去理解学生的提问,有较强的学习能力去不断完善自己解答方案,它完全是在日常的教学中充实它的解答方案,而不需再对程序本身进行修改.让网络应用程序拥有自我维护的功能,而且在实践应用中让它不断得到完善.又例如我们开发的主页当中的教育类搜索引擎就是这样一个自我完善的程序,引擎开发好了,就不用开发者去专门为其数据库输入数据了.只需把输入的接口交给使用它的学生或教师,他们如果有自己的文章要发表,或是看到别人的好文章要向大家推荐,他就把文章的信息(题目,关键字,存放位置,简介等)登录上去.别人就可以根据这些信息通过这个引擎找到这篇文章进行阅读了.
Internet的出现改变了人们的生活方式,搭上Internet快车的现代远程教育也给学习者带来了一场学习的革命.基于Internet的远程教育有许多的优势,这在前面的文章中已有论述.但不可否认,作为新生的事物,在远程教育的技术和理论都不成熟的情况下它还存在一些不足:Internet可以传送视频图像,但不如录像带,电视或CD-ROM那么快;它能够传送实时的个人交互,但不如电话或电视会议那么好;它可以显示文本信息,但不如书籍和杂志那么管用;由于Web页面的超文本结构,容易令惯于按部就班式学习的人产生迷航现象,发散式的链接也容易使学习者偏离教学目标.另外,尽管Web页面由超文本,超媒体等组成超级链接,且不乏图,文,声,像和动画等、但由于某些技术问题(主要是网络带宽的限制)以及HTML语言的缺陷,目前大部分Web页面仍然是静态的,交互性也比较欠缺.但相信在不久的将来这些都会随着技术的完善而解决的,那时基于Internet进行的远程教育将迎来它的又一个春天.
参考资料[1]何克抗, CAI的理论基础和以学为中心的课件设计.
[2]李乘风,远程教育随网而至[N,电脑报[3]基于WEB的远程教学和我国的发展对策[J,兰州:电化教育研究[4]袁鹏飞,SQL Server 数据库应用开发技术[M,北京:人民邮电出版社[5] Stephen Mcglonghlin, Multimedia On The Web, 1997.
[6]现代远程教育工程教育资源建设技术规范.
[7]施威铭研究室,Windows NT架站实务远程教学系统智能答疑系统在线考试系统多媒体视音频点播系统作业提交及评阅系统课外活动组织服务系统远程教育教学支撑系统远程教育资源库出口

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