网络辅助教学软硬件.doc

毕 业 论 文论文题目：网络辅助教学软硬件环境的实现 指导教师： 设 计 者： 设计时间： 摘 要：作为上个世纪末轰轰烈烈发展起来的网络通讯技术、特别是因特网技术，今天已经在深深的影响着人们的生活、工作和学习。为了能够更好的将网络技术应用于教学中，本文作者就着重从网络给实际教学活动带来的各种变化及其重要性；采用现代网络技术，建设没有时间、空间限制的、多种实现手段的网络辅助教学软硬件环境。网络辅助教学软硬件环境的完善，将使我们不仅可以享受良好的学校教育，还可以享受终身教育。关键词：网络技术 辅助教学 多媒体 教学环境目 录 0 前言31建设教学网络的重要意义51.1对学习者而言51.2对教师来讲61.3对教学内容的意义72 教学网络软硬件环境的设计原则82.1标准化原则82.2先进性和可靠性原则82.3可扩展性原则82.4安全性原则83 教学网络的软硬件实现方案93.1教学网络的实施方案93.2教学网络平台的实施方案184 教学网络的实现案例分析284.1建设目标284.2总体架构294.3小结375 结论380 前言面临世纪之交，科学技术的发展日新月异，特别是电子计算机多媒体技术和网络技术的飞速发展，极大地推动了现代教育技术的发展，同时也促进了教育观念、内容和体系的变革。运用现代教育技术手段进行教学，与传统的一支粉笔、一块黑板的教学方式相比，具有无比的优越性，因为运用现代教育技术手段，可以使教育教学不受时间、空间、微观、宏观的限制，向学生提供当时当地无法看见和看清的事物、现象和过程，或者无法听到和听清的各种音响，将所讲的对象化小为大、化远为近、化静为动、化快为慢、化繁为简，从而使教学内容变得直观具体，生动形象，声形色并茂，扩大教学的功能，激发学生学习的兴趣，同时也提高了教学速度，节省了教学时间，减轻了学生负担，最终得到了提高教学质量和效率的目的。教育现代化，教学手段技术化，已经成为世界潮流。运用现代教学手段，是提高教学质量和效率的最有效途径，这已成为广大教师的共识。利用网络技术的多媒体教学对培养学生的创新精神和实践能力方面将会发挥越来越重要的作用。上个世纪80年代，学校采用了一些电教设备，如录音机、投影仪、幻灯机、录像机和电视机等，但由于当时大多数教师不熟悉设备的使用方法，加之电教软件数量很少且与教材内容相脱离，导致这些设备基本处于闲置状态。这不仅造成了教育资源的浪费，同时也使部分老师和学校产生了搞电教纯粹是在搞形式、花钱多而效益不大等看法。偶尔有少数老师尝试使用一下投影仪，结果是既要申请去购买自制投影片的材料，又要接电源、挂银幕、挂窗帘，为了能在课堂上用几张投影片要忙上几天，等到上课时说不定会遇上停电，如此麻烦还有谁愿意经常去用呢。这些因素都极大地阻碍了学校电化教学活动正常的开展。到了90年代初，在教学实践中，积极引导鼓励中青年教师开展电化教学活动，并注意研究解决影响和制约学校电教发展的一些问题，教学部门的领导带头上电教课，并和老师们共同研究电教中遇到的问题，针对学校当时现有的录音机数量少质量差，投影仪亮度低、教室无电源插座等情况，为外语老师配备高质量的教学专用录音机，为老师订购与教材相配套的教学录音带，添置台高亮度的投影仪，同时改造教室电路，在教室安装教学专用电源插座。这些举措花钱不多，但却极大地方便了老师使用电教设备，调动了广大教师采用电教手段进行教学改革的积极性。91年以后，几乎所有的教师都在教学中使用了电教手段，为此学校又购置了一些电教软硬件设备，协助教师自制投影片、录像带、录音带，结果有相当一批教师尝到了电教的甜头。他们反过来又为学校发展电教出谋献策，如向学校推荐购买各种优秀电教软件，提高了学校电教设备的使用效率，电教意识逐步深入人心，学校的电化教学发展步入了良性循环阶段。95年电教基础设施得到进一步改善，96年有学校又购进微机建设微机室，还购买了大量教学投影片、录像带、电脑教学光盘，供教师上课时选用。目前多媒体电教教室在许多学校都有，并且将彩电安装到班，开通闭路电视教学系统。最近，学校又提出了尽早上网的要求，以便教师和学生能在网上查寻教学资料和信息。随着技术的进步，学校在采用越来越多的电教设备为学校教育来服务，学校的教学质量也因此得到了不断的提高。随着网络技术的发展，特别是因特网技术的发展， 也使学校教育向没有时间、空间限制的网络教学、远程教育方向发展，现在各级各类学校都在积极研究有关的网络辅助教学问题，积极的建设自己的教学网络环境，这就使学校教育走出校园、走出教室，走向全社会成为可能，也使人们接受终身教育成为可能。1建设教学网络的重要意义建设辅助教学网络无论对学习者，还是对教师、对教学内容等等多个方面都有非常重要的意义。1.1对学习者而言他们是学习的主体，网络教学的主要目的是向学习者提供学习的途径、资源和方法，使学生获得知识与技能，培养学生的认知和认知策略，最终获得发展。因此，对学习者的意义是深远的。具体来说，又包括以下几项：第一，交互程度。目前，许多网络教学仅仅将网络技术当作课本的搬家，在网络上的学习资料是大量的文本、图片资料，学习者的任务是阅读大量的材料，然后就去做教师设计好的练习题或进行考试，这种网上学习对于学习者来说，只是资料的浏览和练习，网络技术也仅仅是课本的代言人，这对学习者的认知领域和情感领域的发展是极为不利的。而采用远程教育的教学决不是这样子的，交互对于学习动机的激发与保持、远程学习的成功是极为重要的。事实上，email、bbs、聊天室、视频会议等网络相关技术的不断发展与成熟已使网络环境下的交互相当便捷，在教学设计时应考虑利用这些工具来促进学习者与学习者、学习者与教师、学习者与学习材料之间的交互。第二，答疑。在网络学习过程中，学习者需要向教师或相关专家请教问题是不可避免的事情。通过答疑，学习者可以更加深入地理解学习的主题，可促进知识意义的建构。网络教学方式为高质量的答疑提供了各种便利条件和可能。第三，资源利用。学习者利用丰富的课程资源及互联网资源进行学习是网络教学的一大优势，通常这一优势都会被教师充分利用。学习者对资源的利用不仅指利用教师或互联网提供的资源，对体现学习者的学习过程和意义建构过程来说，更为有价值的是学生在学习过程中所上载的数据。这里的资源包括课程本身（通常是教师提供）的资源和互联网资源。前者包括对网络教学平台及其中的资源（如问题资源、电子图书馆）的使用情况，如记录学习者登录系统的时间及注销登录的时间来确定学习者的在线学习时间，通过课程内容页面浏览范围和次数来提供学习者学习范围、进度的参数和信息，利用问题资源的浏览情况及电子图书馆资料的浏览来了解学习者学习的深度与广度，利用学习者向问题中心提交的问题和解决方案、在讨论区或聊天室的发表情况以及在电子图书馆中发表的资料甚至是对网络课程的修改来提供学习者学习的态度、对学习主题的理解、问题的解决、学习策略的调整以及意义建构的相关信息；后者包括利用浏览器或搜索引擎来浏览互联网资源的情况等。第四，作业。根据作业完成情况与得分，提供学习者平时知识点掌握程度的信息和作业完成情况的信息，系统据此生成反映学生知识点掌握程度的曲线和作业完成情况的提示信。作业的设计不能只强调对知识点的考查，注重对学习者问题解决能力的考查。第五，考试。考试是对学习者的网络学习情况作一阶段性的评定。对于网络学习来说，考试不是目的，而是一种促进更佳学习的手段。系统据此生成学习者知识点掌握程度及问题解决情况报表，并对学习者的下一步学习提供改进意见。1.2对教师来讲网络教学的过程是一个不断改进和提高的过程，只有不断地对教师的工作提出改进意见，不断调整和提高教学的质量，网络教学才能获得持续的发展。在网络教学环境中，学生与教师的地位发生了改变，教师成为学生学习的辅助者而不再是传递者，信息的传递主要由网络系统完成，网络与教师所提供的教学资源作为主要的学习内容仍然是主要的教学信息。由于网络教学是师生异地，学习者可以与教师在不同的地点学习，网络教学提供异步和同步的学习方式，单单一个教师不可能完成所有的教学任务。因此在网络教学中依据分工的不同把教师分为主讲教师和助教。主讲教师主要是依据教学目标，采取教学策略和手段，对学习过程进行组织，对教学内容进行组织、上载、修改，对教学资源上载、修改。助教主要是辅助主讲教师进行教学内容的设计、课件的制作，针对学生提出的问题依据教学目标给以解答。对教师的意义主要包括五个方面，即师生交互程度、作业与答疑情况、教学活动的组织、学习材料的提供和学生的考试情况。具体有：第一，交互，对学习者给予关注，有效组织讨论区和聊天室的讨论，对学生的讨论情况进行评价，及时鼓励学生，促进学生的学习和进步。第二，作业与答疑。可以针对不同学生设计合适的作业，对学生的作业及时批改以及给予适当的助学意见，浏览学生所提问题的次数及回答的题目数，这是传统课堂教学方式不可达到的。 第三，教学活动的组织。用登录时间与注销登录时间来确定教师在线教学时间，教师应能及时规范和调整学习者的学习行为以及对学习者的信息搜索与获取能力进行引导。第四，学习材料的提供。教师上载足够新的有效资源，以此提供他组织学生学习的广度和深度的信息，据此来提供满足学习者需要的更多资源。1.3对教学内容的意义网络教学中的教学内容是一个广义的概念，不仅指教师提供的网络课件，还包括教师提供的其它学习资料以及互联网提供的巨大资源。对网络课件的意义包括课件的内容、结构与导航、练习与反馈、技术、交互性等五个方面。2 教学网络软硬件环境的设计原则2.1标准化原则整个网络全部采用开放式工业标准产品，保证用户的投资不会受限于某一厂商的平台，在选择上具有很大的空间，在产品的升级和替换中不是局限性和不标准的约束。系统在连接中可以完全兼容，养活费用和使用上的过多费用支出。2.2先进性和可靠性原则设计时，首先考虑使用稳定可靠的新产品和新技术。使其具有必要的容错能力，采用国际上先进成熟的技术，使网络系统具有良好的先进性和可靠性。但是在设计时在考虑先进的技术时，一定考虑使用这的自身行业特点，将自身背景充分的考虑，提高建设的使用特性，只有这样才可以应用到实际中去，才可以物有值，投资建设才有实际效益。2.3可扩展性原则为使用者提供一个先进开放的平台或空间。在网络系统结构设计中，必须充分考虑未来信息的增长趋势，使网络具有可扩展性，为网络系统的扩充和技术滑升级提供极大的方便，所有硬件和软件都必须具有良好的扩展和兼容性。2.4安全性原则网络应具有足够的安全性，要求网络系统在通讯链路、操作系统、应用软件、数据库等环节采用严格的安全措施，保证系统网络不受侵害。在设计时将硬件系统的安全防护作到最大化，特别是系统软件的安全性的保证，其次是应用软件必须解决使用中的安全漏洞，信息数据的加密，口令密码的有效加密，对向上发布的网站内容必须采取身份和验证和上载内容的认证防护措施，保证数据和住处的正确和安全，将危险降到最低限度。3 教学网络的软硬件实现方案教学网络的软硬件环境实现的好坏是能否体现教学网络真正价值的根本所在。网络教学也使得教学不受时间、空间、微观、宏观的限制，向学生提供当时当地无法看见和看清的事物、现象和过程，或者无法听到和听清的各种音响，将所讲的对象化小为大、化远为近、化静为动、化快为慢、化繁为简，从而使教学内容变得直观具体，生动形象，声形色并茂，扩大教学的功能，激发学生学习的兴趣，同时也提高了教学速度，节省了教学时间，减轻了学生负担，最终得到了提高教学质量和效率的目的。教学网络应当包括网络基础设施和网络教学平台，即“路”和“车”，那么，本文接下来就有关这两个方面展开论述。3.1教学网络的实施方案90年代以来，信息技术发展对经济、军事、科技、教育、文化等各个领域产生了革命性的影响，成为决定生产力发展和综合国力的关键因素。以信息网络为标志的信息革命正在迅速地改变着我们的生活和各行各业。随着internet向宽带、高速、广域、多媒体方向迅速发展，一种全新高效的现代化教育和教育管理手段已经出现，并得到广泛的运用。在教育领域，不论是网上教育信息管理，还是网上教学应用都有广阔的前景。就教育信息管理而言，目前各级教育管理部门基本沿袭传统手工管理方式，只有个别部门、个别科室、在某些方面实现了计算机自动化管理，但都是零星的、分散的、基于单机的管理模式。在信息技术高度发达的今天，在信息已经成为社会重要资源的今天，这种管理模式已不能适应社会发展的需求；基于网络的办公自动化模式，不仅可以极大地减轻工作强度，提高工作效率，而且可以减少由于人工操作出现错误的可能性，并可以使信息在流通和重复使用中发挥最大的效益。就网上教学而言，基于网络的教学环境，其信息资源的多样性、丰富性和检索信息的快捷性、方便性是传统教学环境不可比拟的；而且网上学习不受时空和地域的限制，学习模式也可灵活选择，既可以实现个别化的学习模式，又可以实现协作式的学习模式，有利于发挥学生的主动性、积极性、创造性，有利于培养学生的创新精神和贯彻落实素质教育。总之，基于网络的远程教学克服了电视广播等传统媒体不能即时反馈的缺点，极大地拓展了远程教育的范围，丰富了远程教育的内涵。依托本地的物理网络，建设一个区域教育信息网络，实施网络行政、网络教学、教学资源共享、教育信息服务。为本地提供一个教育行政和网络教育教学的软硬件的环境。对于加快教育信息化的步伐，提高教育管理水平和教学水平，推动本地区的教育教学改革、实施素质教育、培养创新人才有深远的意义。3.1.1区域教育网的体系结构与功能区域教育网是通过宽带骨干网连接教委内部网和校园网的城市内数据传输网络，它以网络技术为依托，以各种信息设施为支持，以教育软件和资源为基础，以实现现代化教育和管理为目的，为区域教育提供全方位应用服务的信息化环境，区域教育网是对区域教育的全新规划，对于区域教育信息化的推进将起到不同寻常的作用。图3.1.1.1 区域教育网的硬件体系结构从硬件结构上来看，区域教育网由五个部分有机组成（如图3.1.1.1），其主体是教育信息网络中心，它是区域教育网的核心和灵魂，是教育信息服务的中心；基本结点是校园网络，它们通过公众通信网络接入到教育信息网络中心，并通过它接入到互联网络；区域教育网还有两个外围层次，一是家庭上网，它是区域教育网服务的外延，是通过网络实施终生教育与继续教育的基础；另外一个是社会资源服务机构，他们可通过互联网络或卫星数字广播定期向教育信息网络中心更新教育资源及其它相关服务，这是区域教育网的活力之源。区域教育网络建设项目是一个大型综合性的教育信息化项目，其建设目标是区域性的教育信息港，它要做到四个方面的服务，一是为教育管理人员服务，使他们能够充分利用网络化办公环境，快速便捷地处理大量的教育信息，提高工作效率，减轻工作强度。二是这教学人员服务，不仅为他们提供与外界沟通的通信环境，而且为他们提供一个网络授课的平台、资源共享的平台，使他们在更大范围内共享思想与资源，从而提高教学质量与教学水平；三是为广义范围内的学生服务，使他们在网络支持下，以全新的学习模式与学习手段来学习学科教师精心准备的教学材料，从而全面提高自身素质与能力；四是为家长服务，通过网络，架设起学校和家庭之间的沟通桥梁，便于家长及时了解学生在学校里的表现，学校及时从家长处得到反馈信息。区域教育网络建设要打破一般的“重硬轻软”观念。目前对于教育网络建设项目人们往往只考虑硬件环境建设，而忽视应用软件和教学资源的开发。我们不应采取这种做法，而应采用以教学与管理应用为核心、软硬件并重的建设模式，重点是要实现五个方面的建设目标：一是建设区域性的教育信息网络中心，要使它成为五个中心：网络管理中心、管理信息中心、教育资源中心、信息技术培训中心、远程教育中心；二是部署地区性教育局/教委和其直属学校的综合教育信息管理系统（教育信息管理平台），实施全程化管理；三是部署基于校园网络教学支撑平台，在基础教育中推进网络教学，简化实施网络教学的过程，提高网络教学的绩效，培养创新人材；四是加强建设中小学各学科的教学资源及相应的资源管理系统，建设丰富的教育资源内容，为各级各类学校提供教育资源服务；五是通过对广大中小学教师和管理人员进行多种不同层次的培训，建设一支能适应教育信息化需求的高素质教师队伍和管理队伍。区域教育网的软件应用的体系结构如图3.1.1.2所示。图3.1.1.2 区域教育网的应用体系结构实现这五个方面的建设与研制目标的最终目的是要使区域教育网络真正发挥高效的教育管理与教学功能。上述五个方面的建设实际上是紧紧围绕“路、车、货、驾驶员培训”这四个教育网络要素来建设的全面解决技术方案。路是指硬件环境即信息网络中心建设。没有基本的硬件设备及网络环境，教育信息化只能是纸上谈兵网上办公、网上教学都无从说起。车是指网络教学支撑平台和教育信息管理平台。有了这两个平台广大师生和管理干部才有可能充分利用网上的硬件环境和各种资源来实现网上教学或网上办公自动化。货是指教学资源。没有丰富的便于共享的高质量资源，学生就难以进行发现式或探索式学习，创新精神与创新能力的培养就会因为缺少必要的物质基础而事与愿违或成效甚微；为了实现对教学资源在地区范围乃至全国范围的快速、有效共享，还应开发相应的资源管理系统。驾驶员培训是指对教师和管理人员的培训。网上教学与网上办公是新生事物，是一种全新的教学模式与工作模式，如果没有现代化的思想和理念是难以适应的。因此对教师和管理人员不仅要进行信息技术（如上网能力）方面的培训，还要进行思想、观念的更新。对于教师来说，首先是要进行现代教育思想、教学理论与学习理论的培训，以便更新传统的教育思想、观念和教学模式，除此以外，还要进行以学生为中心的教学设计理论和方法的培训，使其适应网络教学的要求，不致于“穿新鞋走老路”。换句话说，为了使广大教师能有效地运用网上资源来进行创新教育，应当进行包括现代教育思想与教育理论、以学生为中心的教学设计方法、信息技术基本能力等涉及理论、方法、技术这三个层面的培训，而不是仅仅进行信息技术这一个层面的培训；对于管理人员来说，则应进行理论与技术两个层面的培训。区域教育网络的基点是校园网络建设，校园网络是指在校园范围内，将计算机以相互共享资源（硬件、软件和数据）的方式连接起来，同时具有进行教学、管理和信息服务等功能的计算机系统的集合。其应用体系结构如图3.1.1.3所示，它以学校各部门的应用硬件（如综合电教室、多媒体网络教室等）系统为基础，将各个分离的硬件系统连接成一个有机的信息交流硬件平台，在丰富的学科教学资源与管理信息的支持下，通过校务管理平台、校园通讯平台、网络教学平台、教学资源管理平台，实现现代信息技术环境下的教学与管理。图3.1.1.3 校园网络的应用体系结构学校教育是以管理者、教师和学生为主体，以传授知识、教书育人为目的的综合活动过程，从信息和资源管理理论上看，它是一个通过教学环境、利用信息资源完成三者之间信息流传递转换的过程。校园网系统的建设应能满足学校教学的需要，满足学校管理的需要，满足与internet连接的需要。同时，要努力创设出一个符合学生身心健康发展需要的校园网络文化环境。校园网络上运行的软件对这种文化环境的营造起着关键性的作用。综上所述，区域教育网就是要构建一个学校、区县教育局/教委、市教育局/教委三级教育信息网络系统。形成辐射整个区域及各区县和所有中小学的、面向社会开放的、具有现代远程教学功能、教育信息资源功能以及教育教学管理信息交换功能、实现高带宽传输的教育信息化网络系统。使其能为全市的中小学校、职业技术学校、各类成人教育培训机构提供综合的教育信息服务，从而促进学校教育、成人教育、职业技术教育、家庭教育、社会教育和网络教育的发展，加速教育现代化的进程。3.1.2区域教育网建设的基本思路区域教育信息网络建设是一个大型的教育信息化工程，不是一个纯粹的网络建设工程。从这个基本点出发，基本设计思路可概括成五点“一个目标、二个层次、三个关系、四个要素、五个原则”。1）一个目标区域教育网建设的核心目标是“建设数字化教育环境，推进教育信息化进程，实施信息技术环境下的素质教育与创新教育，培养全民的信息技术素养”。2）二个层次一个地区性教育信息网络建设，应该从两个层次着手，一个层次是地区性教育信息中心的建设，第二个层次是各级各类学校的校园网络和建设。这两个层次通过宽带区域网络互联，形成一个完整的地区宽带教育信息网络，以校园网络为区域教育网的基本结点，以教委/教育局的信息网络中心为核心。3）处理好三个关系地区性教育信息中心与学校网络中心的关系，新建设备与现有设备的关系。建设教育信息网络，要充分发挥教委的统一领导、统一管理和内部协调的职能，以利于地区性教育信息网络资源的共享，避免低水平的重复和区域性的不平衡。另外，从降低基层学校校园网络技术复杂度、简化网络管理、节约网络投入成本的角度上考虑，应适当加强信息网络中心的设备性能，建设重心应适当向信息网络中心倾斜，以达到设备、资源、人才共享的目标，简化整个网络管理，降低网络的维护与运行成本。区域教育网建设应加强信息网络中心的设备建设，以真正发挥其综合服务与统一管理的职能。最终应将区域教育网建设成五个中心：网络管理中心、教育管理信息中心、教育资源中心、远程教育中心以及培训中心。建设教育信息网络一定要充分考虑到现有的软硬件设备，继续发挥现有设备的作用，要使新旧设备互连互通，不要造成新的浪费。管理应用与教学应用的关系，在建设教育信息网络时，人们往往容易认识到管理应用的重要性，而忽视教学应用。实际上，教育信息网络除了能在教育管理方面发挥重要作用之外，其教学作用的潜能也是无可限量的，而且对于学校来说，教学是第一位的，所有一切都是为教学服务的，所以建设教育信息网络时，应管理应用与教学应用并重，不能偏废，以管理应用为基础、教学应用为根本目标。工程项目与研究项目的关系，地区性教育信息网络建设不仅仅是一个简单的网络工程建设的问题，而是一个教育信息化的整体推进与提高的过程，是以教育信息化为契机提高教育管理与教学水平的过程，是推进数字化环境下素质教育与创新教育的过程。如何提高信息技术教育应用的水平不是简单的工程问题，而是一个教育问题、学术问题，在推进工程时，应同期启动一些探索性、研究性的项目，如研究如何在信息技术环境下实施有效的管理与教学、信息技术与课程整合的模式等。研究项目可以提高参与教师的理论与实践水平，培养一批核心的骨干教师，并通过他们形成整体辐射，从而在整体上提高教育信息化的水平。此外，通过研究项目的内外交流还可以扩展教师的视野，引进先进的教育思想与理念，保证教师跟进时代潮流。4）四个要素一个完整的教育信息网络，应该包括：硬件、应用软件、资源、教师培训四个要素，我们形象地称之为“路、车、货、驾驶员培训”，这四个要素，缺一不可。路：指在教育信息化推进中所需要的各种硬件系统，它包括教育信息网络中心、校园网络、学校职能部门的应用硬件系统，如多媒体教室，资源开发中心等。车：指在各类应用硬件系统上运行的，直接为教学或管理服务的软件系统，如教委管理信息系统、网络教学平台、校务管理平台、校园通讯平台、教学资源管理平台等、校园视频点播系统等。货：装载在各类应用软件中的信息资源，包括教育管理的基础教育信息库，以及以学科为中心组织的教育资源库等。驾驶员培训：硬件、软件、资源只是为信息技术教育应用和管理应用提供了设备的条件，但其是否会真正发挥作用，还是取决于人取决于一线的教学人员与管理人员。因此我们要对一线的教学人员与管理人员进行思想、方法与技术三个层面的培训。以上四个方面是相辅相成、不可分割的，区域教育网建设应是这四个方面的统一结合体。5）五个原则建设教育信息网络是一个复杂的系统工程，需要考虑各个方面的因素，它应通盘考虑如下五个原则：统一规划、分步实施、分类建设原则教育信息网络建设是一个教育信息化整体推进的过程，不是一个单纯的工程项目。因此，它应在一个统一目标的指导下，统一规划、分步实施。统一规划的好处在于目标明确，通盘考虑，可避免区域性的不平衡或低水平的重复投入，能够有控制提高整体的水平。统一规划的阶段目标与计划都很清楚，可避免无政府管理的混乱状态。由于教育信息网络建设的时间和周期较长，而信息技术的发展速度较快，故统一规划时要适度超前，但是要分阶段、分步骤的实施，而不是一步到位，避免过大的经济负担和不必要的闲置浪费。另外，校园网络建设还应根据学校目前的设备情况及师资力量的情况进行分类划分，分成完善类、建设类与普及类后再进行不同层次的建设。全程管理原则基于计算机网络的现代教育信息管理是推进教育信息化的重要手段和途径，对于一个地区性教育管理机构来说，他们直辖基层学校，除了要对自身内部工作机关的业务进行管理之外，还要对学校各类信息进行管理，对于学校里的信息管理系统，教委/教育局应统一建设，贯彻全程管理的理念，否则，各个学校自行其事，各种系统之间互不兼容、数据不能共享，管理思路政出多门，这样会造成极大的混乱，不利于教委统一管理。应用为导向原则教育信息网络建设是一个综合的信息化工程建设，其最终目标是总体推进信息技术在教育管理与教学中的使用。教育信息化需要很大的投入，建设是为了使用，而不是为了展览，如果大量的投入，产生不了相应的效益，这将是一种极大的浪费。教育信息网络建设的成功与否，不是取决于某项硬件或软件的技术指标，而是取决于其整体的应用水平，取决于其在教育管理与教学中所产生的效益。由于建设教育信息网络的周期比较长，我们还应本着边建设、边使用的原则，在建设的初期，就应着手开展应用的研究和准备，否则，硬件设备的快速折省率也是一种很大的浪费。整体性原则如前所述，教育信息网络工程涵盖硬件、软件、资源、培训四个要素，它们相辅相成，缺一不可，在建设教育信息网络时，应全盘考虑这四个要素，不能偏废，它们是一个整体，相互之间衔接非常紧密，不能单独拆分实施。区域教育信息网建设中要以应用效果为导向目标，从这四个方面齐头并进。共同建设、广泛参与原则建设教育信息网时，应充分调动一线教学人员与管理人员的广泛参与，因为信息化工程最终是为他们服务的，离开了他们的参与，应用效果将无从谈起。教育信息网络建设不是一个单纯的硬件工程建设，教委与工程承建单位不是单纯的工程承包的关系，而是一种共同建设的关系，离开了教委机关人员及一线教学人员的广泛参与，将很难体现出整体的应用效果。在区域教育网建设中，要充分调动一线工作人员的积极性，发动大家广泛参与。管理人员应重点对管理系统进行测试，提出需求，并参与建设教育管理信息库。一线教学人员则应重点参与教育资源的建设。这样不仅达到了边建设、边使用的目的，也为他们未来的使用铺平了道路。另外，更重要的是参与就是提高，他们在实际工作中，还可以学习信息技术教育应用的技能、思想和方法。3.1.3区域教育网的管理与运营可持续的服务与滚动发展是区域教育网的生命，离开了经常性的教育资源更新、经常性的系统功能升级、经常性的技术支持、经常性的培训等服务，区域教育网必将无法发挥其显著的推动作用，因此要设立常设信息网络管理中心（可由扩充电教馆的职能范围），由其肩负起教育信息网的总体规划、建设、管理、维护、开发资源、规范校园网的建设、加快教育信息化的步伐等重要任务。具体任务有：贯彻落实上级有关部门的方针政策，研究制定相应的措施和办法；制定本区域教育信息化的发展总体规划。推进多媒体计算机宽带教育信息虚拟网的建设和发展，建设和维护教育信息网，包括教育行政管理系统和教育信息公众网；管理教育信息网、各接入单位及二级站点；组织专家研究网上教育的发展方向，研制和开发网上教育教学资源库，建设和丰富多媒体教学课件库群、智能题库群、网上答疑资料库，评审网上教育教学资源。制定相关的管理制度和使用办法，指导各教育行政部门、各级各类学校开展教育信息化工作。协助教育行政管理部门有关科室推进教育信息化的进程和实施网上教育行政；审查校园网建设方案、域名、ip地址、接入方案、投标书、监管项目的实施、验收；组织国内外教育信息的收集、整理、归档和网上发布；制定行政人员、教师、网管员、学生的培训计划，组织实施行政人员、教师、网管员等的培训。3.2教学网络平台的实施方案网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，而现有internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此迫切需要一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。图3.2.0.1 网络教学平台系统图一个完整地网络教学平台应该由四个系统组成：网上教学支持系统、网上教务管理系统、网上课程开发工具和网上教学资源管理系统四个子系统，其体系结构如图3.2.0.1所示。 网络教学支持平台是建立在通用的internet/intranet基础之上的，专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统，在丰富的学科资源的基础之上，学科教师根据教学要求与教学计划，并根据自己的教学特色，开发网络教学课件，借助于网络教学的一些支持工具，开展双向的远程教学，教学管理系统可以保障这种教学更加高效，也更加规范化。3.2.1网络教学系统网络教学系统是一整套提供远程教学服务的系统软件，它以网络课件为核心，在教学管理系统的支持下，合理有效地利用学科教学资源，为实施全方位的现代远程教学提供服务，它将网络课件与学校的远程教学服务进行了有机的集成。网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。1) 流媒体的授课在互联网络上，要传输大数据量的视音频数据，必须采用流式技术，传统的文档是先下载完毕再查看，这对于多媒体信息并不适合。因为数据量大，用户在查看之前可能需要等待太长的时间。而流式技术则是这样的一种技术，客户先下载文件的某一部分，解压缩该部分，并在文件的其它部分到来之前开始播放该部分的内容。在回放之前将会建立一个数据缓冲区。在前面下载的文件片段被播放的同时，将下载多媒体文件的后续部分。基于流式媒体的授课系统可以让用户点播教师授课的视频课件，也可以在网上实时看到教师的实况转播，在远程教育中有着巨大的应用前景。课件点播系统，课件点播系统其实就是一个适于教学的vod（video on demand）视频点播系统，它与普通的vod的区别是：课件点播不仅需要播放语音和视频，而且还需要同步播放教师授课的板书，大多是基于powerpoint或html的讲稿。主要功能简要列表如下：授课实况的数字化：教师授课的视频信息事先数字化，并转换为流媒体的兼容格式存储在服务器中。同时教师授课时使用的powerpoint或html的讲稿也在服务器端存贮。视频和授课讲稿的同步播放：当用户在客户端点播相应的课程时，教师的授课视频将和powerpoint或html的讲稿同步播放。用户可以暂停到某一个powerpoint或html的讲稿观看当时的授课实况，也可以暂停到某一段授课实况来观看相应的powerpoint或html的讲稿。电子教鞭：在播放视频和讲稿过程中，可以有各种类型的电子教鞭，教鞭运动由播放的视频时间控制，与视频同步，用以指示教学重点。流媒体广播同步授课，不同于点播，流媒体广播的同步授课并不事先存储视频而后播放，它在将视频数字化后不存储而直接广播到一组客户端播放。因此，它是实时和同步的。支持多个教室的视频同时广播：多个视频流可以同时向不同的教室广播。用户可以在这些教室中进行切换，观看不同授课实况。支持服务器端的广播数据备份：在流媒体服务器中能够将数字化后的流视频数据备份存贮以便为日后的点播服务。2）适应性超媒体学习由于参与远程学习的学员来自各行各业，他们没有一个统一的起点，能力参差不齐，因此，远程教学系统必须能够针对不同能力的学生，提供不同形式的教学。适应性超媒体教学指根据学生的个别能力特征，动态呈现与学习者当前学习能力最相关的基于超媒体教学内容。它有两个含义，首先是学习内容的选择上，系统根据学习历史记录和能力估计，选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容，这些学习内容是与当前学生能力最接近的。学习内容的选择与组织以认知单元为最小单元，一个认知单元就是教学目标中所规定的一个知识点，针对这一个小知识点所展开的教学内容称之为一个认知单元。每个学习阶段，可以选择一个或几个认知单元。其次，是在学习内容的组织上，系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格，选择最适合学习者的内容呈现方式。3）测评系统测评系统包括试题库、测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具、作业布置与批阅工具。试题库的主要功能是将某门课程的试题资源按照一定的教育测量理论加以组织，为测试试卷的生成与作业的布置提供试题素材，并为学生考试成绩的评价提供学科结构的支持。测验试卷的生成工具就是要根据测试的目的，自动从试题库中抽出试题，组成符合教师考试意图的试卷，根据考试的目的不同，可以有智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷等三种成卷方式，另外，还可以在同一要求下，生成不同的a、b卷，以防作弊。测试过程控制系统主要完成对网上测试过程的控制，如远程实时监控，在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览，控制测试时间，到时自动交卷等。测试结果分析工具一般是根据每道题中的知识点和学生的答题情况，对一些教育测量指标作统计与分析，根据这些测量指标所具体指示的意义，调整教学过程中和活动，并对具体学生给出诊断，对下一步学习提出建议。另外还要以根据考试测验的统计数据，运用教育评估理论分析题目的质量，如区分度、难度等。作业布置与批阅工具可以在试题库系统的基础中，自动形成作业，并在网络上发布、收集和批阅。4）自动答疑系统自动答疑是一个适应性的知识库系统，它分自动答疑与人工答疑两大部份。在教学设计阶段，教师将本学科最常见的疑难问题按一定的组织方式，存放到领域知识库中，当学生在遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的问题描述，对领域知识库进行智能搜索（主要采用的技术有中文词语的自动切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等），按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。当在知识库中没有检索到对该问题的解答时，系统将通知学生，并采取两种方法进行后续处理：a自动将问题通过电子邮件的方式发送到主持这门课程的学科教师，当教师对该问题进行回答后，系统将自动将解答发送到学生的电子信箱；b将问题公布在答疑布告牌上，征求解答，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生。之后，系统将对该问题的解答归纳到领域知识库中，以便其他学生遇到类似问题时，能给予自动应答。系统的完备性与智能性，将随着知识库的不断扩充，而不断得以扩大。自动答疑还提供在线答疑功能，学生登录到答疑室，便可以将问题发送到答疑室的公共白板上，主持教师或其他学生可对学生作出适当的解答，并将解答发送到公共白板5）师生交互工具师生之间的交流是教学活动中的一个十分重要的环节。通过交流，学生可以获得疑问的解答，教师也可以了解学生的当前学习状况。在远程教学活动中建立一个有效的交流环境能够使得分布在异地的师生方便地交流，从而能够有效地提高远程教学活动的质量。为了有效地支持分布在异地的师生间交流，远程交流工具应该包括同步/异步讨论园地、课程电子邮箱、协同工作工具等基于文本的交流工具，另外还应通过桌面视音频会议系统来提供包括图形、语音、视频、电子白板等多媒体的支持。6）学习管理系统不管系统具备多么高的智能性，计算机并不能替代人类教师，计算机可以把人类从简单的重复性的智力劳动中解放出来，但教学过程中的高级诊断、管理、推理必须由人类教师来完成，可以说，缺乏人类教师参与的学习系统，不是一个完善的学习系统，在基于internet的教学系统中，人类教师的参与仍然非常重要，它可以弥补计算机系统智能的不足。学习管理应具备的功能有：针对性的辅导、疑难解答、协作监控、实施智能化、个性化的远程学习环境、成绩管理、学习进度管理、学生工作区、课堂笔记本管理等等。7）基于web的虚拟实验室网络虚拟实验就是在web中创建出一个可视化的三维环境，其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标的点击以及拖曳操作，用户可以进行虚拟的实验。网络虚拟实验室实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仿真技术的结合。虚拟实验技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。3.2.2 网络教务管理系统教学管理在远程教育中居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。1）教务管理系统注册认证：该系统接受用户的注册，保留学生的档案数据，包括学生每次测试的成绩，修得学分，已修课目等教学过程中动态生成的信息。学生学籍档案管理：学生的学籍管理覆盖学生从入学申请到毕业的各个环节，如入学申请，选课、学习、考试、毕业等。教师档案管理：教师管理包括对教师的档案管理、教师的资格审查、教师的业绩考核以及对于教师任课的管理。数据统计与分析：将各个教学环节中的数据收集起来，定期整理、统计，并在此基础上，进行一定的智能推理，并将结果通过报表、email等形式反馈给学生、教师或相关人员。信息查询：学生、教师、管理人员以及一般的浏览者均可通过internet，在相应的权限范围内，浏览相应的信息，如学生对专业、课程情况的查询，学生对考试成绩的查询，教师对学生信息的查询等。行政公文管理：为了更好地进行教学管理，需要进行教务信息的发布，以及相关部门间需要有大量的公文以及报表流通，因此，我们需要建立比较完善的行政公文管理系统。以实现各类信息、公文的发布、管理以及查询功能。教师评价管理：对教师的教学情况作综合评价，它包括三个方面的评价：教师的自我评价：教师对自己的教学工作做出主观评价，以量化指标的形式体现；学生对教师的评价：通过在网上发布教师教学情况的评价表来收集学生对教师教学情况的评价信息，综合所有学生的意见后，以量化指标的形式体现；系统评价：教学系统自动记录教师通过远程教学平台来进行教学的过程信息，如布置作业、批改作业的数量，作针对性辅导的次数，上网的时间等等，这些数据最终也以量化指标的形式体现；最后的评价结果将以这些量化指标作加权评分。学生学习评价管理：包括学生选择学习内容的深浅程度评价；学生的作业情况评价；学生的答疑情况评价；学生的讨论情况评价；学生的考试情况评价：试题难度、考试信度、考试成绩评价；学生参与的态度评价；最后通过加权评分作综合评价。2）专业与课程管理专业、课程的管理：包括专业的设置、管理，专业课程的设置、管理，培养计划的制定和调整。课程管理：包括设立课程，指定课程相关人员（如开发人员、授课人员、助教人员和学生）的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。课程内容发布：将教师开发的课程内容，上载到相应的远程教学系统，在网上发布，实施网上教学。教学计划发布：发布某门课程的教学计划，提供查询、修改、删除等功能。选课管理：学生可以在已有的网络课程中，选择某些课程进行学习，选课系统自动为学生配置课程学习的资源，并记录本课程学习的过程。3）系统管理系统设置、维护功能：它负责系统的日常维护，参数设置、数据备份和恢复。系统的安全性和数据的完整性、一致性主要由本模块来保证。网络计费管理：提供采集计费源数据的功能；计费功能可能分布在教学活动的各个环节，如学生在注册入学时应缴注册费，补考应缴补考费等，提供计费项目的管理功能包括：学习内容、学习时间、多媒体信息流量、传输的区间、使用的服务方式等项目；按时或实时自动更新用户费用；提供帐单的查询和统计功能（以报表形式或其它形式）；提供计费的数据分析和数据挖掘功能。权限控制：将系统用户划分为不同的角色，不同的角色指定不同的功能、不同的权限。对于不同权限的用户，只提供他所能访问的功能界面，控制无关信息的显示。数据备份：定期对系统关键数据进行备份，并对备份档案作详细记录，一旦出现意外，系统能够根据备份数据和备份记录数据进行恢复。3.2.3网络课件开发工具通用的多媒体写作工具都是为商务用途而设计的，相对于教育领域的特殊需求针对性不够，特别是缺乏资源的支持，更增加了用户开发多媒体网络课件的难度。网络课件开发工具就是要让非计算机专业人员（普通教师）能够方便地构建网络课件和相关内容（备课、考试等），该工具可简化教师开发网络课件和备课的过程，降低课件开发对教师计算机技能的要求，使一般教师易于学习掌握。另外，该工具能够与远程教学系统进行紧密的配合，可直接将开发的网络课件发布到实施远程教学的因特网站点上。网络课件工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并给与相应资源库的支持，有了丰富的资源和使用简单的教学设计模板，就可方便地完成多媒体课件对交互性的要求。在课件编写过程中，从总体的教学设计到具体的教学方法，从版面设置到对象属性设置，由于每一步都有模板和提示支持，经过较短时间的学习，普通教师就可以轻松地完成课件的编写工作。网络课件开发工具主要完成网上课件内容的表示，支持基本教学逻辑的设计，其基本特色是：（1