（课程与教学论专业论文）《verilog+hdl硬件描述语言》网络课件研究与开发.pdf

v e r i l o gh d l 硬件描述语言网络课件研究与开发 摘要 随着i n t e r n e t 的发展，远程教育开始走向互联网，普及远程教育、尤其 是网络教育是解决教育滞后于现实需要问题的有效途径。网络课件制作是网络 教育资源建设的重要内容。 v e r i l o gh d l 是一种优秀的硬件描述语言。研制开发面向学生自主学习的 “v e r i l o gh d l 硬件描述语言”网络课件既要遵循教学规律，又要体现计算机 网络及多媒体技术的鲜明特色。本人从研究该课程的教学现状出发，对该课程 做了详细的了解。论文首先介绍国内外网络教育的发展状况，网络教学的特点、 模式以及网络教学系统的结构。其次就网络课件的开发进行了理论探讨。论文 着重就该网络课件的教学设计、结构设计、页面设计、脚本编写和素材制作等 方面进行了详细的阐述和探讨。 论文最后，根据设计过程中的体会，总结出设计中应该注意的问题，并指 出设计中存在的问题，在以后的工作中加以修改和完善。 关键词：网络教育网络课件多媒体技术导航交互 t h er e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o ft h en e t w o r kc o u r s e w a r ef o r “v e r i l o gh d l h a r d w a r e d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ” a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e r n e t ，t h en e t w o r kt e c h n o l o g yh a sb e e ni n v o l v e di n t o t h e l o n g - d i s t a n c ee d u c a t i o n p o p u l a r i z i n g t h e l o n g d i s t a n c ee d u c a t i o n ，e s p e c i a l l y n e t w o r ke d u c a t i o n ，i sa ne f f e c t i v ea p p r o a c ht os e t t l et h ed e l a yp r o b l e mb e t w e e n e d u c a t i o na n dr e a l i s t i cd e m a n d o n eo ft h ei m p o r t a n tm a t t e ri nc o n s t r u c t i n gt h e n e t w o r ke d u c a t i o nr e s o u r c ei st h ep r o d u c t i o no f n e t w o r kc o u r s e w a r e v e r i l o g h d li sa l le x c e l l e n th a r d w a r e d e s c r i p t i v el a n g u a g e d u r i n g t h e d e v e l o p m e n to ft h en e t w o r kc o u s e w a r ef o r “v e r i l o gh d l h a r d w a r ed e s c r i p t i o n l a n g u a g e ”，w h i c hh a s t h es t u d e n ta l l o d i u ms t u d y i n g ，n o to n l yt h et e a c h i n gr u l es h o u l d b ef o l l o w e d b u ta l s ob r i g h tf e a t t t r eo fc o m p u t e rn e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n i q u e s h o u l db ee m p h a s i z e d t h ep a d e rp r e s e n t st h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r ke d u c a t i o ni n c h i n aa n da b r o a d t h ef e a t u r ea n dp a n e mo fn e t w o r ke d u c m i o n ，a sw e l la st h e s t r u c t u r eo ft e a c h i n gs y s t e m i nt h ep a p e r , b a s e do nt h ed e 印u n d e r s t a n d i n gi nt h e p r e s e n ts t a t ea n df u r t h e rr e q u i r e m e n to f t h ec o u l t s e ，t h ed e s i g no ft h ec o u r s e w a r ei s p r e s e n t e d ，w h i c h i se m p h a s i z e do n t e a c h i n gd e s i g n 、s t r u c t u r ed e s i g n 、p a g ed e s i g n 、 s c r i p tc o m p i l ea n d r a wd a t ac o n s t r u c t i o n a tt h el a s to ft h ep a p e r ，b a s e do nt h ee x p e r i e n c ed u r i n gt h ed e s i g np r o c e s s ， s u m m i n g u p t h em u s tp a ya t t e n t i o nt o p r o b l e m a n de x i s t e n t s h o r t c o m i n g t h e s h o r t c o m i n gw i l lb ea m e n d e d a n ds o l v e di nt h ef u t u r ew o r k k e y w o r d ：n e t w o r ke d u c m i o n n e t w o r kc o u r s e w a r em u l t i m e d i at e c h n i q u e n a v i g a t i o n m u t u a l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得盒世王些盍堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者擗媛水字隰腓岁月忽吾 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被套阅或借阅。本人授权金 胆工业盔堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编八有关数据库进行检索可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者魏龌林 导师虢4 葛f 签字日期：3 衅年歹月笤自 签字日期：9 串年1 月r 日 学位论文作者毕业后去向； 工作单位：套哩御影 通讯地址；奈蝴院 7 p ，f z ，nl 彳j 电话：砂膨一彬 邮编： 致谢 衷心地感谢我的导师何晓雄教授! 在三年的硕士研究生学习期间，何晓雄 教授在学业、思想、工作上给予了我多方耐心的指导和无微不至的关怀。在课 件的研制过程中，论文的撰写过程中，导师都倾注了大量的心血。导师的渊博 知识、严谨态度、高尚师德使我受益匪浅。我将在今后的工作中以导师为榜样， 踏踏实实做人，认认真真工作。 衷心地感谢理学院计算中心的全体老师! 感谢何先枝副教授在学业上对我 的具体指导和帮助，感谢王皖平老师、陈莉君老师在工作上对我的大力支持， 感谢他们在生活上对我的关心。 衷心地感谢2 0 0 1 级研究生张胜、张中卫、叶有祥、周云、唐琼、戴帅、金 瑜等同学对我的热忱帮助! 衷心地感谢我的家人! 感谢我的父母多年来给予我无微不至的关怀和照顾， 感谢我的爱人给予我的鼓励，是他们默默的付出和奉献解决了我的后顾之忧， 让我在完成本职工作同时能顺利地完成学业。 作者：王墨林 2 0 0 4 年3 月 日u吾 基于i n t e r n e t 的网络教学，冲击着传统的教学模式并将成为新世纪的主流 教学模式。就整个国际形式看，世界各国对网络教育都投入相当大的精力。世 界经合组织的研究表明，从1 9 9 5 年到2 0 0 4 年，全世界远程网络教育的市场规 模每年以4 5 的速度扩张。随着网络教学的兴起，势必导致多媒体网络教学软 件日益增长的需要。从目前的市场来看，根据有关资料统计，国内的一些软件 专卖店的c a i 软件中有9 0 左右是单机版，适用于网络环境的不到1 0 。网络版 课件充分利用了网络在地域性、灵活性和交互性上的优势，克服了普通课件的 缺陷，是未来课件的发展方向和趋势。 硬件描述语言h d l ( h a r d w a r ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是硬件设计人员和 电子设计自动化( e d a ) 工具之间的界面。在e d a 技术领域中把用h d l 语言建立 的数字模型称为软核( s o f tc o r e ) ，把用h d l 建模和综合生成的网表称为固核 ( h a r dc o r e ) ，对这些模块的重复利用缩短了开发时间，提高了产品开发率， 提高了设计效率。随着电子系统向集成化、大规模、高速度的方向发展，h d l 语言将成为电子系统硬件设计人员必须掌握的语言。 v e r i l o gh d l 硬件描述语言是微电子学、电子科学与技术专业的专业 基础课。开设本课程的目的是让学生系统，全面地掌握大规模集成电路设计的 基本理论，基本知识。该课程详细展示了如何使用v e r i l o gh d l 来设计和开发 常用的数字电路与数字系统，语法规律多，概念多，比较抽象，学生难以理解， 通过该网络课件的研究与开发，希望能达到这样的目的： 辅助教师教学 辅助学生学习 资料参考 学生兴趣得以扩展和发展 第一章网络教育的现状与发展 随着当代信息技术向教育领域的扩展，多媒体和网络在教育过程中的应用 越来越普遍。从当今世界发达国家教育信息化发展的历程和经验来看，从单机 发展到网络，是学校教育信息化发展的一大趋势。随着信息技术的飞速发展， 世界上几乎所有的发达国家和发展中国家都极为重视网络教育建设。一个网络 教育的新时代已经来临了。 1 1 网络教育的实质 1 1 1 网络教育的含义 计算机自1 9 4 6 年诞生以来，经历了以下三个发展阶段：5 0 一7 0 年代，数 百人通过各自的终端共用一台昂贵的主机。8 0 年代，个人计算机进入家庭，每 个人都可以使用一台计算机处理自己的工作。9 0 年代中期以来随着i n t e r n e t 在全球范围的发展与普及，每个人通过一台连网的计算机可以访问与应用全世 界的服务器所提供的信息。从计算机到网络的发展，尤其是国际互联网的出现 是一次质的飞跃，它不仅使计算机的功能发生了惊人的变化，更主要的是创造 了全新的网络文化。计算机是思维的工具，是人脑的延伸，然而单个计算机的 容量和功能毕竟有限，无法和蕴藏巨大潜能的人脑相比，而且国际互联网还能 通过全球计算机的互联，将古今中外人类的智慧汇集到全球巨型复杂网络系统 之中，这才是真正的人脑的延伸。因此利用网络资源及时获得信息和知识是现 代人必须掌握的技术。未来的世纪是知识和信息的世纪，也带来了教育的变革， 教育的普及化、大众化成为新型教育的特点。 几年前，联合国教科文组织一项调查表明，无论是发达国家还是发展中国 家，都不同程度存在教育滞后于现实需要的问题，第三世界国家尤为严重。普 及远程教育，尤其是网络教育，不仅是解决这一问题有效途径，也将是成为革 新传统教育模式的重要动力。基于网络教育的必要和兴起，我们要给网络教育 一个明确的定义。所谓网络教育，是指利用i n t e r n e t 来开展远程教育，以人工 智能技术、多媒体技术、数码通讯技术的合成为媒介的教育，是i n t e r n e t 在教 育上的一个重要应用。网络教育的分类如图卜1 所示，可以分为远程注册式、 课堂链接式、局域教学式。远程注册式网络教育一般可以分为两类：一是政府 和高校创办的网上大学，主要面向社会成人开展继续教育和学历教育；二是由 公司或公司与学校合作创办的“辅导型”网站，主要面向中小学开展学习辅导 或提供娱乐。 图卜1 网络教育分类 1 1 2 网络教育的重要性曲” 【“ 随着社会科学的进步和经济的日益发展，教育越来越受到国家、社会和家 庭的重视。进入2 0 世纪8 0 年代，以现代信息技术为基础的互联网在全球迅速 兴起。互联网拥有巨大的资源、方便快捷的使用方式和良好的交互性能。它的 这些良好特性应用于教育领域使教育发生了深刻变化。网络教育目前已成为 项系统工程，也成为一种新型的教育方式。 网络教育为素质教育提供了发展机遇。江泽民同志反复提出“创新是一个 民族进步的灵魂，是国家兴亡发达的不竭动力。”素质教育就是以提高国民素 质和民族创新能力为根本宗旨的教育。素质教育的基本目标使学习者“学会学 习”、“学会研究”、“学会关心”而最终发展到“学会生存”，形成适应“终 身教育”，“终身学习”社会需求的，“易于再培养”的人才。随着网络教育 的发展，学习者只要拥有一台电脑，在任何时间，任何地点都能接受高等教育。 上大学不再是大学生的“专利”。人们在网络中学习技能，了解新知。网络教 育可以使学生近距离感知社会，使学习方向更加明确，素质训练的目的更加接 近社会需要。网上学习不只仅限于专业学习，还要接触大量的新信息，让学生 在捕捉就业机会的同时，更了解社会，学习的侧重点和努力方向更明确，这样 在他们走出校门后的适应能力更强。这样开放的资源、开放的学习氛围、开放 的教学理念，更加有助于培养具有创新意识的人才。网络时代将为素质教育提 供许多有利条件，素质教育正面临难得的发展机遇。我们抓住网络时代提供的 发展机遇，积极推进素质教育。 网络教育为终身教育提供了新的教育方式。2 1 世纪是知识经济的时代，我 们将面临国际经济和科技日趋激烈的竞争和知识老化不断加剧的双重挑战，仅 凭传统的学历教育是无法应对这一挑战的，终身教育理念显得日益重要。终身 学习成为人们适应社会需要的必然要求。十六大报告指出：要形成“全民学习、 终身学习的学习型社会”。构成这样一个全民学习、终身学习的学习性社会， 教育体系无疑将有重大调整。网络教育给人们提供了终身教育的场所，为终身 教育提供了新的教育方式。传统教育模式把人的一生分成两个阶段，前段为受 教育阶段，后段为工作阶段，人为地把受教育与工作割裂开来。终身教育的概 念就是要突破传统教育的限制，矫正学校教育的偏差，将各种学习机会贯穿人 生。人的一生是应当不断地受教育，不断地学习，这样才能适应这个社会的需 求。毫无疑问网络教育使得学习和教育发生了非常深刻的变化，把教育从强调 教学的时代转换到鼓励自身学习的层面。开放的网络教育可以覆盖所有地区， 面向所有有学习要求和学习能力的人，灵活的教学方式不受空间、时间限制， 学习者根据自身条件、自己的志向、兴趣、程度选择学习内容、方式、进度， 每个人不分贵贱都能得到每个学科一流专家的答疑，都可以借阅世界上最著名 图书馆的藏书，都可以从世界上任何角落获得最新的信息和资料。网络教育具 有高弹性，其丰富无比的知识资源具有充分的共享性，是学习者伴随一生，满 足所有人生阶段需要的适宜教育，开创了一个适合终身学习的新的方式。网络 教育把成材之路铺到每一个社会成员的脚下，打开通向知识经济的大门。 网络教育给传统教学手段带来更科学的变化。传统的教学模式，以课堂教 学为主组织教学，基本上采取教师传授，学生以被动接受者的角色参与。这种 教学模式不利于培养自主的学习能力，而网络教育以网络和计算机为媒介，采 取的是一种互动的方式，使处于不同时间和不同空间的不同学习者可以方便进 行信息的交流与共享，从而形成网络教育的基本模式( 如图卜2 所示) 。在这 种教育方式下，学生在某种程度上是教学接受者，同时也是一个参与教学的主 体。交互式、互动式教学，更有助于学生知识的掌握，有助于学生更主动地思 考问题，理解问题并解决问题。 图卜2 网络教育的基本模式 完全可以这样说，现代的网络技术与传统教育相结合，就可以形成完美的 4 网络教育系统，它能充分发挥网络的功效；同时，强大的互联网也给传统教育 提供了一个更广泛的生存与发展空间，网络教育是适合现代需求的新的教学模 式。在信息技术的支持下，网络教育受到越来越多的关注，网络教育正在以一 种不可扭转的趋势伴随人类发展，在世界各国教育体系中发挥重要作用。 1 2 网络和多媒体技术”“ 随着i n t e r n e t 用户的迅猛发展，基于因特网的各种应用层出不穷。其中， 网上远程教育因突破了传统“面授”教学的局限，提供了时间分散、资源共享、 地域分散、交互式的教学新方式而广受人们的关注。远程教育需要的不是单一 的文本传输而是包括话音、数据、图像、图形和文本等多种信息媒体合一的多 媒体网络技术。多媒体网络技术同步传输图、文、声、像等信息能够很好地反 映现实世界，增强学习兴趣，提高学习效果。 下面主要介绍实现网络教育所用到的i t 技术。 1 多媒体的数据压缩及解码技术 音频和视频是多媒体通信的核心，未经压缩的视频信号和音频信号具有 很大的数据量。传输音频、视频等海量数据对网络的需求较为特殊。由于多媒 体数据量很大，从而要求具有很大的存储空间，传输带宽也要求很高。在实现 过程中还必须对数据进行压缩，才能解决目前网络数据传输速度较慢及网络 终端系统的存储容量与多媒体信息的需求之间的矛盾。根据对压缩后( 也称编 码) 是否能准确的( 无失真) 恢复压缩前的数据分类，将其分为无损压缩和有 损压缩两类。 2 网络传输的技术协议 协议是网络通信的规则，是网络技术的基础，它决定数据如何通过网络进 行传输以及数据如何封装和寻址。 实际上最重要的网络协议是t c p i p ( t r a n s m i s s i o n c o n t r 0 1 p r o t o c 0 1 i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 协议。i n t e r n e t 是一个以t c p i p 网络协议连 接各个国家、各个地区以及各个机构的计算机网络的数据通讯网。i n t e r n e t 之 所以能够成功，主要是i n t e r n e t 的网络协议通过统一的i p 层协议来屏蔽各种 物理网( 如以太网) 技术的差异性实现异种互联。t c p i p 协议可分作四层：网 络接口层，网间网络层，传输层以及应用层。t c p i p 旨在连接相异系统，许多 包含于t c p i p 的实用程序，诸如文件传输协议( f t p ) 以及t e l n e t 都是不依赖 系统的。现在各主要计算机公司和一些软、硬件厂商的网络产品几乎都支持 t c p i p 协议。 3 虚拟现实技术 虚拟现实技术( v r ) ，又称临境技术。它是利用三维图形生成技术、多传 感交互技术以及高分辨显示技术，生成逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头 盔、数据手套等传感设备，或利用键盘，鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空 间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象。 虚拟现实技术最本质的特点即i m m e r s i o n ( 沉浸感) 、i n t e r a c t i o n ( 交互性) 、 i m a g i n a t i o n ( 思维构想性) 。该技术已应用于课堂教学。虚拟现实技术作为新 的教学媒体，它的出现无疑对远程教学产生深远的影响。 4 x m l 技术 x m l 实际上是标准的的通用标记语言( s g m l ) 的一个子集，它包含一组基 本规则，利用这组规则任何人都可以创造出符合自己特定应用领域需要的标记 语言，而这样创造出的标记语言所描述的不再是信息的显示方式，而是信息本 身的某种属性。由x m l 封装的数据无需转化即可通用在e x c e l 、w o r d 、h t m l 等 应用程序中。它最突出的两大优点： 可以大大提高在因特网上搜索信息的效率。 容易实现对用户所需信息的智能提供。 5 流式媒体技术 流媒体又称流式媒体，它是指厂商用一个视频传送服务器把节目当成数据 包发出，传送到网络上，用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会 象发送前那样显示出来。这个过程的一系列相关的包成为“流”。因此，流媒 体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。流媒体与常规视频 媒体之间的不同在于，流媒体可以边下载边播放，“流”的重要作用体现在可 以明显地节省时间。 现代化的远程教育离不开多媒体网络技术。一方面远程教育的发展对多媒 体网络技术提出了越来越高的要求，另一方面多媒体网络技术的发展也使远程 教育的普及与推广成为可能。 1 3 国外高等教育领域网络教育发展状况”1 2 1 世纪是信息技术高度发展的年代。随着i n t e r n e t 的日渐普及，网络教 育己成为当今世界关注的热点。在新的世纪，许多国家都将网络作为进一步普 及教育，提高国民素质的途径，网络大学已经成为网络教育的一个重要组成部 分。 从1 9 6 9 年美国加利福尼亚大学计算机教授克伦洛克给在斯坦福大学的同 事发送全球第一个电子邮件开始，美国作为i n t e r n e t 的首创国，其网络在三十 年时间得到迅速发展。美国是目前远程教育规模最大的国家，4 4 的高校向全社 会提供各种远程教育，接受高等教育的学生占全日制在校学生的3 2 ，此外还 有2 1 的高校计划在3 年内开展远程教育。美国远程教育开设的学历、学位课 程基本覆盖了美国高等学校的所有学科和专业。目前网络大学增加到3 0 0 所， 约有8 0 所大学允许通过网络学习获得学位。例如，著名的哈佛大学今年开设 2 4 门远程教育课程，只要可以上网，学生可以随时随地加入课堂并发表意见。 我们可以介绍几个美国著名的教育网站。 斯坦福大学“天赋青少年教育计划”的远程教育网站 h t t p ：w w w e p g y s t a n d f o r e d u 这个教育计划是基于斯坦福大学4 0 多年来对天赋( 超前) 教育的研究结 果而设立的。它向小学、初中及高中的“高学习能力”学生提供数学、物理和 写作的远程教育课程。他的学生年龄范围5 一1 8 岁。 斯坦福在线h t t p ：s t a n d f o r o n l i n e s t a n d f o r e d u m a i n h t m l 是斯坦福大学专业发展中心远程教育计划( s c p d ) 的一个部分，它提供工 程与计算科学的研究生课程。s c p d 每年通过电视、广播、录影带和互联网向多 于5 0 0 0 名学员提供2 5 0 个以上的斯坦福大学课程，短课程和讲习班。硅谷中忙 碌工作的工程技术人员是这个计划的对象。 据美国华盛顿邮报报道，美国高科技公司总裁默克塞勒提出一项大 型资助计划，他将捐出一亿美元作为起始资金，以便兴办网上大学，免费向全 世界的任何人提供具有美国特色的“长春藤大学联盟”的高等教育。 英国政府将网络建设和计算机教育作为施政纲领之一，旨在改进教育技术， 提高教育水平。主要工作三个方面：( 1 ) 促进国际互联网应用，将政府信息、 商业信息上网；( 2 ) 对教师进行计算机培训；( 3 ) 更新计算机和网络设备。 1 9 9 5 年，英国政府推出题为“教育高速公路一前进之路”的行动计划，将4 0 0 家教育机构首批连网，并为2 3 个实验课题拨款1 2 0 0 万欧元：1 9 9 5 年l o 月， 英国政府宣布一个代号“英国网络年”的五年计划；1 9 9 8 年确定为英国“网上 教育年”。1 9 9 9 年，英国首相布莱尔宣布政府将拨出4 亿5 0 0 0 万英镑的新款 项，以资助2 0 0 0 年到2 0 0 2 年的全国网上学习计划。2 0 0 2 年3 月1 5 日时任英 国教育和就业大臣戴维布伦基宣布，英国将建立新型网上大学，力争在全球 教育市场的激烈争夺中抢得先机。海外学生和希望提高职业技能的成人将是主 要招生对象。目前在英国有这么几个重要网络教育项目： c t i 计划一计算机用于教学创新( c o m p u t e rt e a c h e r i n gi n i t i a t i r e ) 。目 标通过计算机、多媒体与远程通讯技术相结合，实现对高等院校所有学科从教 学模式、教学内容到教学组织形式的彻底变革。 l t s n 网络一教学服务网络( l e a r n i n ga n dt e a c h e r i n gs u p p o r tn e t w o r k ) 旨在提高高等教育所有学科的教学质量。 j a n e t - 英国教育科研网( j o i n ta c a d e m i c n e t ) 。 主结点在牛津大学，遍布英国全境，速度快( 所有大学端口超过i o o m b ) c v u 项目一一虚构机构，将分散在格拉斯哥地区附近的四所大学通过高速 区域网连接起来，以实现这些大学间c a i 课件及其他教学资源共享，提供高质 量的远程教学服务。 澳大利亚早在2 0 0 0 年全国课程会议上就提出全球化课程，实际上不是指在 学校新增一门具体的课，而是强调课程的全球观，它要求世界各国应在知识经 济引发的全球数字化的国际背景下来构建本国中小学的课程体系，以便使学校 教育能适应时代发展的需要。澳大利亚的全球化课程实际上是一个新的教育、 课程理念，一种新的课程系统设计思想，它最终的指向就是使本国的学生成为 全球化的市民。目前5 0 以上的大学教室配备2 - 6 台计算机网络和i n t e r n e t 接 口，学校网络系统将学生、教师、所有教室、办公室、图书馆与数字资源中心、 网络中心、家庭相连。 1 9 9 6 年，新加坡推出全国网络化战略，投资2 0 亿美元，使每间教室连通 因特网，做到每两位学生一台微机，每位教师一台笔记本电脑。 综观国外网络大学发展状况，我们不难发现“国家重视，政府推动”是他 们最大的特点。在美国，英国等国家，政府巨额投资用于网络教育，对网络大 学建立、认可给予极大支持。其次为推进网络大学的教育，这些国家都非常加 强对师资的培训与提高。网络教育大规模实施，为这些国家经济发展注添了新 的活力。 1 4 中国网络教育发展分析“”1 随着国外网络教育的蓬勃发展，我国的网络教育发展又如何呢? 地域广博又拥有 全球最大的教育人口是我们大力发展教育的潜力所在，但区域经济发展不平衡和教育 资源缺乏又使得中国文盲和科盲的数量近亿。面对w t o 这个开放与竞争，美景与险滩 并存的大市场，中国现有人才储备、人员素质、科技竞争力远难满足世界经济竞争需 要。放眼世界，方兴未艾的网络教育无疑是中国教育改革和发展的重要出路。从社会 效益出发，利用大众化，低成本，高效益的网络教育形式优化配置教育资源，改变我 国教育资源严重不足，高等教育普及程度低的状况；其次，在我国要实现科教兴国， 数字时代人类知识的膨胀与迅速交替必然使学习贯穿全社会发展与每个人生命的全 过程。以“零时空”为特征的机动灵活的网络教育形式必将充分满足全社会的终身教 育需求。 1 4 1 中国网络教育现状 中国网络教育开始于1 9 9 4 年实施“中国教育科研网示范工程”。目前以基 础教育为主。 ( 1 ) 校园网建设：校园网指校园内计算机及附属设备互联运行的网络，是由 计算机、网络技术设备和软件等构成的为学校教育教学和管理服务的集成应用 系统，并可通过与广域网的互联实现远距离信息交流和资源共享。校园网是实 施“校校通”工程，满足学校信息化教学环境的一项重要的基础设施，是教育 信息化建设的重要组成部分。全国各级各类学校建设校园网的热情都很高涨， 几乎所有的高校都有自己的校园网。 ( 2 ) 网络学校：随着中国教育与科研计算机网的开通，各类网校如雨后春笋 般建立并发展起来。中国网校按其筹办主体分为： 正规高校面向社会开设的学历类和非学历类的网校，通过学分制对学生进 行管理。开设本科生到研究生的不同课程。高等学校经教育部批准的网络教育 学院由1 9 9 8 年的清华、湖南大学、浙江大学和北京邮电学院4 所到2 0 0 2 年发 展到6 7 所。 各地教育部门开设的网校，如各种教育科研网。 各种商业网站办的面向基础教育的网校，如著名的1 叭远程教育网校。这些 网校通常结合卫星系统和计算机网络，通过网站，e - m a i l 服务器，b b s 以及电 视会议系统等设施进行教学辅导。 ( 3 ) 随着网络教育迅速发展，网络教育学术研究普遍受到重视。网络教学理 论研究迅速提到议事日程，其中包括网络课程，多媒体教材，教学模式及评价， 学习环境与平台技术等方面。教育部已将大力推进网络教学列为高校工作的重 点，在网络教育应用开发上，拟投资4 0 0 0 万元支持高校网络教材和网络教育师 资队伍的建设，用两年的时间建立2 0 0 门左右的网络课程，包括网上学习、师 生交流、辅导答疑、网上作业和网上测试等。 1 4 2 中国网络教育发展方向 、 中国网络教育发展方向一高等教育优先和普及全民教育 根据中国现实国情，中国网络教育发展的重点应是成人高等教育和在职人 员的终身教育。不切实际，一哄而上重复建设中小学补课型、考前强化性质的 网校不仅会造成严重的结构性浪费并且势必影响中国教育体制的改革和长远发 展。网络教育是中国现阶段节省教育经费，发展高等教育的最佳工具和手段。 据不完全统计，到2 0 0 3 年，全国各类高校在校学生数己达1 9 0 0 万人，高等教 育的毛入学率达到1 7 左右。虽然大学每年都在扩招，但每年仍有2 4 0 万高考 落榜生和大约6 0 0 0 万适龄青年被拒于校门之外。为了适应社会主义市场经济的 需求，我国对各类人才的需求十分迫切。我们再一次提出终身教育和全民教育 的理念。以往我国社会主要教育模式为精英教育，也就是说上大学要通过层层 严格选拔，主要面向社会不同年龄层次的佼佼者，而全民教育则是近年来随着 社会发展兴起的新的教育理念，它把人才的继续培养作为自己的主要内容，教 育的对象是社会各层次人。中国政府己将“大力发展现代远程教育，提高教育 现代化，信息化水平”列入国家第十个五年计划。“十五”期间我国大力支持高 校开展现代远程教育，通过网络教育模式，使学习的注册人数达到5 0 0 万。可 见，以“人才培养”为目的的全民教育已成为教育领域的重心。我们利用现代 信息技术，利用有限资源并辐射广袤国土的网络教育不仅时下可以培养大量高 新技术人才，而且必将是中国高教改革与大众化发展的根本解决办法。现阶段 我国网络教育的发展方向应该是调整结构：在普及中小学教育的基础上，优先 发展较有基础的高等教育和职业技术类网校；同时向中小学提供设备、技术支 持和帮助他们最大限度地利用现有设备条件，在条件允许的情况下，经济笈达 地区可以因地制宜发展中小学网校。 数字经济时代知识的半衰期已经到3 年，要适应工作中层出不穷的新鲜事 物和永无止境的压力与挑战，学习与工作的融合将成为我们未来的生活方式。 以学校为中心的低效率传统教育体制难以适应现代社会对人才的需求，中国教 育必须向大众化、低成本、满足个性化需求的开放式网络教育转化。教育部提 出，面临2 1 世纪知识经济的挑战，必须加快我国教育信息化的步伐，并根据各 地区经济发展不平衡的现实，分三个层次推进信息化教育。这三个层次是：一 是以计算机多媒体为核心的教育技术在学校的普及与应用；二是组织学校上网， 利用网上资源；三是开办远程教育，提供广泛的信息资源，不断满足社会终身 教育的需求。总体来说，我国目前校园网建设得到普遍重视，网络学校发展迅 速，资源建设方兴未艾。目前全国大部分省市都开通了高速传输线路，从而为 全国现代远程教育工程提供了先进的网络基础设施；中国教育和科研计算机高 速传输网，中高速地区网和卫星电视教育网的运作，都将对我国教育现代化产 生重大影响；为解决“数字鸿沟”问题，中国大力发展卫星宽带网，一九九九 年开始建设的中国现代远程教育卫星宽带多媒体传输平台，为中小学快速、大 量下载优质教育资源提供支持。这一切都说明我国政府大力发展网络教育的决 心。 但是我们同网络教育发展迅速的国家相比，我国在网络人力资源的投入， 计算机软硬件资源，资金的投入都是相当的薄弱的，我们国民对网络教育的认 识程度与发达国家也存在较大反差，网络教育研究仍处于研究阶段。例如目前 我国在网络方面的基础设施尚不完善，尤其和国外相比在信道的传输速率、带 宽等方面均有很大差距。科教投入不足的问题不解决，我国的网络教育就得不 到大的发展。一方面我们必须摒弃一味强调有组织的学校教育，把继续教育当 作非正规教育的偏见，另一方面积极推进高等教育大众化和社会化以构建符合 我国国情的终身教育体系。 第二章网络化远程教学 2 1 传统教学系统 传统教学的基本过程是一个循环过程。循环的内部过程如图2 - 1 所示 图2 - 1 传统教学基本过程 从确定教育目的到完成教学评估为一教学周期，每一学期中的教学评估又为下 一循环周期提供了修正依据。 一一 ( 1 ) 教育目的和课程目标 教育目的和课程的总任务由社会大环境决定的，带有某种超前性，所谓“今 天的教育就是明天的经济”就是这个道理。由于教育周期的长期性，因而受教 学评估的影响要较后续的课程的目标和内容环节要小，评估的结果更多地是改 变课程内容和特定的教学目标。 ( 2 ) 教学内容的选择 为了完成教育目的和特定的课程目标，应该如何选择课程内容? 如何确保 基础知识与发展中的新知识的比例? 该环节主要由教科书的作者和任课教师根 据学生的状况做出选择。 ( 3 ) 内容分析 该环节直接影响行为目标的描述。一般将课程内容分解成两种类型的构造 块：概念( c o n c e p t s ) 和作业( t a s k s ) 。 ( 4 ) 行为目标 期望学习者在教学之后所具有的能力。 ( 5 ) 教学设计 采用最恰当的教学方法，安排教学内容和教学活动的技术。该环节对教学 发送具有决定作用。 ( 6 ) 教学发送 根据前面的教学设计确定合适的教学发送模式。 ( 7 ) 评估 对整个教学过程预期目标的考核，它既是一个教学周期的结束，同时也为 下一个教学循环提供修正的依据。 根据以上分析，可以看出以往的c a i 系统在教学发送和评估的步骤中应用 较多，随着计算机技术的进步和应用水平的提高，c h i 在教学中的应用范围将 会不断地扩展。 传统教学系统是教师面向学生进行教学活动，从而是教师和学生构成的一 令教学系统，教师和学生对教学信息进行处理和传递，以完成教与学的任务。 ( 如图2 2 所示) 一教 教 诊断评价c = 一墨堕f 信 息 学 掌b 蓍兰刮亘 。 处 目 内 理 处 标容 理气厂i 磊1 吨 教师u 接受 学生 图2 - 2 传统教学系统 以上说明了教学过程中的双向通信：教师把教学内容呈现给学生，然后接 受学生的反应，进行诊断和评价，以便了解学生学习情况。但是只有这两种方 向上的信息传递还不够，必须把诊断评价的结果及时告诉学生。这种及时的反 馈，传统的教学手段包括利用电化教学的单向媒体是做不到的。也就是说，传 统的教学模式最大的缺点是不能充分发挥学习者的主动性、积极性和创造性的 思维，不利于个性的发展和创意的产生，这种方式培养出来的部分学生主观能 动性比较差，不会学习，不会提高，只能是应付考试的“人才”。为了适应现 代化经济建设的需要，我们在培养人才方面必须大力改革现有的教学模式。 22 基于in t e r n e t 的网络教学系统0 8 随着网络技术、多媒体技术的日臻成熟，现代教育技术已悄然向第三阶段 一网络教学( w e b b a s e di n s t r u c t i o n ，即w b i ) 过渡。教学的网络化，多媒 体化是现代教育的一大特征，网络教学代表了现代教育的一个发展方向。从技 术角度来看，网络教学系统就是把计算机、多媒体技术、网络技术和现代教学 方法结合起来，不仅让学生看到文字、图形、影像、声音、动画等，而且把分 散独立的计算机通过通信设施互联起来，从而实现资源共享。 2 2 1 网络教学的特点 所谓网络教学就是以计算机网络为基础，教师通过网络传递教学信息给每 个学生，学生通过连网的计算机来进行学习和接受信息。目前的网络教学主要 通过网络虚拟教室、校园网和i n t e r n e t 等形式在网上进行教与学的活动。网络 教学与传统教学模式相比有如下优势： ( 1 ) 极大的增强了教师和学生、学生和学生之间的交互性，打破了学生和学 生之间的相对孤立状态，这种交互性是近乎实时的，也可以是多渠道的。比如 电子邮件、b b s 、网上在线交谈等。 ( 2 ) 学习的异步性：每个学员按照个人需要来确定学习内容、学习时间、学 习方式，最大程度发挥学生的积极性、主动性，既可以“个别化”，也可以“协 作型”。 ( 3 ) 学习信息的广泛性：把网络同多媒体、虚拟技术相结合，为学生提供图 文并茂的、丰富多彩的人机界面，提供多层次、全方位、按照超文本结构组织 的大规模知识库和信息库，因而易于激发学生兴趣。 ( 4 ) 评价的及时性：通过网络上电子题库和自动评价系统，可使学生及时得 到有关自己学习过程的反馈及有针对性的诊断，使学生及时调整自己的学习。 网络教学克服了传统教学的局限性，它将形成一种主动的、协作的、开放 的学习模式，并充分考虑双向教学环境，采取有提问，有反馈，有交流的教学 方法，既保留传统电教中的生动形象和不受空间时间限制的优点，又有很强的 交互性，适用于学校教育、成人教育、继续教育。目前，网络正以教学信息数 字化、教学对象大众化、教学媒体交互化、教学内容的非线性化，教学过程智 能化、教学传播网络化、教学管理自动化七大优势成为新世纪主流教学模式。 2 2 2网络教学模式”1 在基于i n t e r n e t 的教育网络环境下，可以最大限度地发挥学习者的主动 性、积极性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学( 通过各种协作 式教学策略的运用而实现) ，还可以将“个别化”与“协作型”二者结合起来， 所以网络教学模式是一种全新的教学模式，这种教学模式可以完全按照个人的 需要进行，不论教学内容、时间、地点、方式都可以按照学习者自己的意愿和 需要进行选择。学习者可以在家里或是在办公室学习( 通过计算机终端) ，也可 以在旅途中学习( 通过便携式多功能微机) 。它的教学模式有如下三种： ( 1 ) 传授式教学： 其教学方式主要有两种：同步讲授和异步讲授。 同步讲授是指教与学的过程是同步进行的，除了教师和学生不在同一地点 上课之外，学生可以在同一时间聆听教师讲授以及师生之间进行一些简单的交 互。一般情况下，教师在某一专门配置的网络教室中讲课，通过摄像机网络传 输影像，将老师讲课情景传送到网络教室中。目前我国几所高校开设的远距离 教育，都是这种网络教学形式。异步讲授中，利用i n t e r n e t 的w w w 服务和e - m a i l 服务满足基本要求，由教师将教学要求、教学内容以及测评材料等编制成h t m l 文件存放在w e b 服务器上，学生通过浏览这些页面达到学习目的。若遇到疑难 问题可以以电子邮件形式询问老师，老师再将结果以同样的方式发给学生。 ( 2 ) 探索式教学： 这种教学方式在i n t e r n e t 上应用很广，从简单的电子邮件到大型复杂的 学习系统都可采用。这种方式需要某个教育机构( 如中学、大学或研究机构) 设立一些适合由特定的学生对象来解决的问题，并通过i n t e r n e t 向学生发布， 要求学生解答，与此同时提供大量与问题相关的信息资源供学生查阅。另外。 还设有专家负责对学生学习过程中提出的疑难问题予以解答。例如，美国宇航 局( n a s a ) 伽利略( g a l i l e o ) 项目组就为美国的高中生设立了一个有关木星的 邮件列表，任何订阅了该邮件列表的学生都可以得到该组专家们关于木星的最 新观测记录，还可以得到权威专家有关木星的介绍。阅读这些材料后，学生或 教师可以向这些专家请教任何问题，专家还给学生一些实际的数据，要求他们 计算将要发生的天文现象的时间。这种学习方式极大地促进了学生对木星的兴 趣，并破除了对科学研究的神秘感。要参加这个学习无需任何费用和手续，只 需发送一个邮件给l i s t 毗a n a g e r q u e s t a r c 1 a s a g o v ，便可参加该学习小组。 ( 3 ) 协作式教学： 这种教学方式是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术，由多个学习者 针对同一学习内容彼此交互和合作，以便达到对教学内容比较深刻理解与掌握。 此方式与个别化学习相似，有利于促进学生高级认知能力的发展，有利于学生 健康情感的形成。 2 2 3 网络教学系统的结构 基于i n t e r n e t 的教学系统是一个由硬件、软件、教学内容、教学管理机 构组成的一体化有机的系统，对它整个结构的完整的认识，我们需要从四个方 面考察：要了解系统实施的物质基础，我们可以看它的硬件结构；要了解教学 系统支撑平台( 环境) ，我们要看它的软件结构：要了解学生如何进行学习， 我们要看它的教学内容的组织结构：若是想了解如何实际开展教学工作，则需 要看它的教育管理职能部门的组织结构。 ( 1 ) 硬件结构 支撑网络教学系统的物质基础就是一个计