（课程与教学论专业论文）《文科物理》多媒体网络课程的开发.pdf

文科物理多媒体网络课程的开发 摘要 随着科学技术的飞速发展，许多问题的解决都需要多门学科知识。我们要 培养出全面发展的人才，就必须对不同学科的知识都有所掌握。当今社会文理 科的联系变得很紧密，入文文化和科学技术文化相互交融越来越明显。在这种 社会发展趋势下，为了提高文科学生的科学素养，指导文科学生学会用理科思 想分析问题，我们必须对文科学生进行物理教学。 网络教育是现代教育思想和现代网络技术的结合，它具有教育资源共享、 教育对象广泛、教育手段多样、学习时间自由等优点。计算机和网络技术日新 月异的发展正在迅速地改变我们传统的生活、工作和学习方式，通过网络对学 生进行教学已成为现代教育的有效手段。对文科学生进行物理教学在国内已开 展了十几年，但是文科物理教学网站不多，文科物理可用的资源不足，这样必 然影响文科物理教学资源的交流。为了更好的传播物理文化，为教师和学生创 造一个通畅的信息交流平台，我们提出建设文科物理网络教学课程的思想。 本文针对文科学生的特点，在网络课程开发理论基础上，把a s p 动态网络技 术和多媒体技术结合起来进行了文科物理网络课程开发的研究。本课程主 要包括课程教学、复习指南、物理论坛、趣味物理、信息发布和物理进展模块。 在开发过程中，为了形象的再现物理现象，我们运用了f l a s h 技术和m a t l a b 技术 设计了动画演示文件。为给学生提供一定自我评价的机制，我们运用a s p 技术构 建了一个小型的在线测试系统。同时提出了在现有条件下，运用腾讯公司的及 时通讯软件，实现教师和学生的实时交互。考虑到本课程今后的发展和完善， 我们没有单纯采用以前的静态网页技术。本课程是用a s p 技术搭建的框架，具有 更加方便的后台管理功能，可以比较方便的进行信息的更新，同时具有很强的 交互功能。 本课题来源于导师何晓雄教授主持的省级教学研究项目“文科类大学物理课程的 设置及教学研究与实践”。项目编号：2 0 0 5 1 3 3 关键词：文科物理；网络课程；f l a s h ；m a t l a b ；a s p 技术 t h ed e v e l o p m e n to fm u l t i m e d i an e t w o r kc o u r s eo fl i b e r a la r t s p h y s i c s a b s t r a c t a l o n gw i t ht h es c i e n c ea n dt e c l l i l o l o g yr a p i dd e v e l o p m e n t ，t os o l v em a n yq u e s t i o n s a l ln e e ds e v e r a la c a d e m i c sk n o w l e d g e i fw eb e c o m et h et a l e n t e dp e r s o n ，w eh a v et om a s t e r d i f f e r e n td i s c i p l i n ek n o w l e d g e t h ec o n t a c to fa r t sa n ds c i e n c eb e c o m e sv e r yc l o s en o w a d a y s ， h u m a n i t i e sc u l t u r ea n dt e c h n i q u ec u l t u r eb l e n dm u t u a l l ym o r ea n dm o r eo b v i o u s l y u n d e rt h i s k i n do fs o c i a ld e v e l o p m e n tt e n d e n c y , i no r d e rt oe n h a n c et h ei i b e r a la r t ss t u d e n t l ss c i e n t i f i c a c c o m p l i s h m e n ta n di n s t r u c tt h e mt oi e a r nw i t ht h es c i e n c es u b j e c t st h o u g h tt oa n a l y z e p r o b l e m w em u s tc a r r i e so u tp h y s i c a lt e a c h i n gt ot h el i b e r a la r t ss t u d e n t t h on e t w o r ke d u c a t i o ni s 血em o d e me d u c a t i o nt h o u g h ta n dt h em o d e mn e t w o r k t e c h n o l o g yu n i o n i th a sm e r i tt h a ti se d u c a t i o nr e s o u r c e ss h a r i n g w i d er a n g eo fe d u c a t i o n o b j e c t e d u c a t i o nm e t h o dd i v e r s ea n ds t u d yt i m ef r e e d o m t h er a p i dd e v e l o p m e n to f c o m p u t e ra n dn e t w o r kt e c h n o l o g ya r er a p i d l yc h a n g i n go u rt r a d i t i o n a ll i f e t h ew o r ka n d t h es t u d yw a y t e a c h h a gs t u d e n tt h r o u g ht h en e t w o r kb e c o m e st h ee f f e c t i v em e t h o do f m o d e me d u c a t i o n p h y s i t st e a c h i n go fa r t ss t u d e n t si nt h ec o u n t r yh a sl a u n c h e d1 0y e a r s b u tl i b e r a lp h y s i c st e a c h i n gw e b s i t e sa r en o tm a n y t h a tm u s ta f f e c tt h ee x c h a n g eo f l i b e r a lp h y s i c st e a c h i n gr e s o u r c e s i no r d e rt od i s s e m i n a t ep h y s i c a lc u t l u r eb e t t e ra n d e r e a t ea nu n o b s t r u c t e di n f o r m a t i o ne x c h a n g ep l a t f o r l nf o rt h et e a c h e ra n dt h es t u d e n t w e p r o p o s e dt h eb u i l d i n go f t h ep h y s i c a ln e t w o r ka r t sc u r r i c u l u r n a i m i n gt ot h el i b e r a ia r t ss t u d e n t sc h a r a e t e r i s t i c ，t h et h e s i su n i f i e dt h ea s pd y n a m i c n e t w o r kt e c h n o l o g ya n dt h em u l t i m e d i at e c h n o l o g yt or e s e a r c ht h ed e v e l o p m e n to fl i b e r a l p h y s i c sn e t w o r kc o u r s eo nt h eb a s i so f t h e o r yo f n e t w o r kc o u r s ed e v e l o p m e n t t l l i sc o u r s e m a i n l yi n c l u d e sc u r r i c u l u mt e a c h i n g r e v i e wg u i d e ，p h y s i c a lf o r u m ，i n t e r e s tp h y s i c s ， i n f o r m a t i o ni s s u ea n dp h y s i c a lp r o g r e s sm o d u l e d u r i n gt h ep e r i o do fd e v e l o p i n g , w em a d e u s eo ff t a s ht e c h n i q u ea n dm a r l a bt e c h n i q u et od e s i g na n i m a t i o ni n0 r d e rt or e p l i c a t e t h ei m a g eo f p h y s i c a lp h e n o m e n a i no r d e rt op r o v i d et h ec e r t a i ns e l f - a p p r a i s a lm e c h a n i s m t os t u d e n t s w eu t i l i z a dt h ea s pt e c h n o l o g yt oc o n s t r u c tas m a l lo n - l i n et e s ts y s t e m a tt h e s a l n et i m e w e p r o p o s e du n d e rt h ee x i s t i n g c o n d i t i o nt o 愀t e n c e n t 、sp r o m p t c o m m u n i c a t i o ns o f t w a r et or e a l i z e 也et e a c h e ra n dt h es t u d e n tr e a l - t i m ea l t e r n a t e l y c o n s i d e r i n gt o 也i sc u r r i c u l u mn e x td e v e l o p m e n ta n dc o n s u m m a t i o n w ew i l ln o th a v e p u r e l yu s e dt h es t a t i ch o m e p a g et e c h n o l o g y t i l i sc o u r s ei saf r a m ew h i c hb u i l d sw i t ht h e a s pt e c h n o l o g ys oi th a st h em o r ec o n v e n i e n tb a e k e n dc o n t r o lf u n c t i o n t h ef u n c t i o no f q u i t ec o n v e n i e n ti n f o r m a t i o nr e n e w a la n dt h ev e r ys 订o n gi n t e r a c t i v ef u n c t i o n t h i st o p i co r i g i n a t e st h ep r o v i n c ec l a s st e a c h i n gr e s e a r c hp r o j e c tw h i c hp r o f e s s o rx x h em a n a g e s ( n o ：2 0 0 513 3 、 k e y w o r d s ：l i b e r a lp h y s i c s ；n e t w o r kc o u r s e ；f l a s h ；m a t l a b ；a s pt e c h n i q u e 插图清单 图3 1b s 结构模型1 3 图3 2 文科物理课程总体结构图1 4 图3 3 建立表对象1 7 图3 - 4 建立o d b c 数据源1 8 图3 - 5w e b 环境下a d o 的数据存取结构1 8 图4 - 1 网站首页2 4 图4 2 登录页面2 5 图4 - 3 管理登录l o g i1 3 2 6 图4 - 4 答疑系统2 7 图4 - 5 在线测试网页一2 9 图4 6 论坛管理页面2 9 图4 7 网站后台管理页面3 1 图5 - 1 校徽制作图3 3 图5 2s p r i n g 和w e i g h t b 图形3 4 图5 3 弹簧振子的简谐振动制作图一3 7 图5 4 弹簧振子的简谐振动图3 8 图5 - 5 电位和电场分布图4 1 图5 - 6 矩形空腔中的电位和电场分布图4 2 图5 7 电偶极子模型一4 2 图5 8 电偶极子辐射图4 3 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，也不包含为获得金胆王 些太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谓 意。 ，、 学位论文作者签字：7 嘲鑫协中签字日期：砂 年f 月口日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金墼三些塞堂有关保留、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 许论文被查阅或借阅。本人授权金迦工些太堂可以将学位论文的全部 或部分论文内容编入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) 一虢问多1聊躲伢眨巾 薹鬟量萎字垂曼差篙。日签字目麓曩j g 年【、月7 日 学位论文作者毕业后去向：f 工作单位：电话：f 通讯地址：邮编：f 致谢 在即将完成研究学业之际，我怀着十分感激的心情向我的导师何晓雄教授 致谢。在短短的两年多时间里，何老师的严谨的教学和科研态度、扎实的理论 功底及其丰富的电磁场实践经验，都给我留下了极其深刻的影响。在生活中， 何老师为人正直无私、平易近人、和蔼可亲、诲人不倦，对学生百般的呵护让 我非常感动。本课题无论是在方案选取，还是课件的测试，每个细节方面何老 师都给我了无私的帮助和指导。在此，我再一次向他表示衷心的感谢。 感谢邓铁如、高峰老师对我的指导和关怀，为我们提供了很好的工作学习 环境。 感谢罗乐、梅忠义、邓小久、马力平老师对我的教育和指导，对我学习的帮 助。 感谢应用物理网上合作中心的全体成员，是他们给我提供了一些帮助和好 的意见。 感谢我的父母和姐姐对我的培养、帮助、关心和支持。 感谢我的同学周军、张红军、陈冬颍、毛小丽、倪凌湖、王飞、朱庆生、 李四红、宋勇、蒋洁琼、曾爱云对我学习上的关心和支持。 感谢朋友陈刚、程学敏、莫秉轩对我的关心和帮助。 最后感谢文中引用过文献的所有作者，感谢所有关心、支持和帮助过我的 老师、同学和朋友们! 作者：周玉坤 2 0 0 6 4 第一章绪论 1 1 问题的提出 如果一个学理科的人没有读过文学名著，别人会说你文化素养不高，但是 如果一个学文科的人不知道等离子体、相对论等概念别人却不会说他文化素养 低。这里其实存在一个误区，那就是把文化的概念理解错了。文化有人文文化 和科学技术文化两大文化，在科学技术文化中重要的部分就是物理文化e 在长沙理工学院的一项调查中，有7 6 7 4 的大学生认为自身掌握科技信息 对自己的生活有影响。绝大多数的大学生对科学研究是支持的，同时也想通过 各种途径获得更多的科技信息，5 5 2 2 的大学生“在一年中去过科技博物馆、 科技展览、科技讲座等”“1 。我们可以看出，大学生也很愿意通过各种渠道去 获取科技知识。所以大学阶段不应该间断科学素养教育。由于我国教育体制的 长期影响，文理科界限分明，高中阶段就已分科，高考文科生不考物理。大学 阶段文科生不修物理和其他自然科学课程，造成文科生自然知识贫乏辩证思维 能力和科学创造能力欠缺。对真伪科学辨别能力差。另一方面随着社会的发展 文理科交融越来越明显，如1 9 9 7 年诺贝尔经济学奖得主斯科尔斯( m y r o ns s c h o l e s ) 利用物理学中建立模型的方法建立股市期权定价模型，开了“量子经 济学”的先河。我国教育制度与大学生自身需求，都要求我们有必要对文科生 进行物理教育，提高文科生的科学素养。 多媒体技术可以把文本、图形图像、动画和声音等形式的信息结合在一起， 能支持和完成一系列交互式操作。通过多媒体技术的运用可以把一些抽象的物 理现象生动形象的描绘出来，帮助文科学生理解物理思想，学会物理方法。网 络具有开放性、动态性、交互性、协同性等优点，把网络技术和多媒体技术的 优点结合起来，构建出既生动形象又具有很强交互性和开放性的多媒体网络课 程，对课堂教学是一种必要和有益的补充。 1 2 国内外网络课程的发展概况 各国高校都在开发自己的网络课程。如美国的u n i v e r s i t yo f m a s s a c h u s e t t s 进行7 0 0 多门网络课程教学，u n i v e r s i t yo fp h o e n i xo n l i n e ( 美国 最大的在线大学之一) 1 0 0 的课程”1 是在网上进行的。由于一系列的科技创新， 美国的远程教育产生了质的飞跃，归纳起来主要有两个特点：是实现了以视 频会议系统为主的实时远程教育，二是实现了以互联网为主的自主式远程教育。 二十世纪9 0 年代中期至今，宽带传播技术的应用进一步加快了信息高速公路的 速度，不断使远程教育向个性化和自主化发展。在教育规模方面，美国a 1 f r e d p s l o a n 基金会在跻身主流：2 0 0 3 ，2 0 0 4 年度美国网络教学质量及规模的 调查报告中，根据1 1 0 0 所院校的反馈信息，描述了网络教学发展的现状、趋势 及其在美国高等教育发展中的地位。到2 0 0 3 年秋，美国已有超过1 9 0 万学生在进 行网络学习，并将继续保持高速增长势头， 预计到2 0 0 4 年秋网上学员人数将 超过2 6 0 万。在回答“与面授相比，学生对网上课程的满意度如何? ”这一关 键问题时，提供网络教学的学校中有4 0 7 认为，对于网上课程，“学生至少 同样满意”，5 6 2 的学校保持中立，只有3 1 的学校对这一提法持有异议。四 分之三院校的领导认为，网络教学质量同面授相当，甚至略胜筹”1 。 我国从1 9 9 8 年就产生了网络教育一这种区别于传统模式的新教育形式，从 网络教育的产生发展到2 0 0 4 年短短6 年，网络大学从4 所发展为6 8 所，己开设9 大类1 5 3 个专业“1 。为日后人们进行自学和终身教育提供了较为方便的途径。我 国把发展网络教育作为国家信息化的一项基本国策，确定了发展网络教育的目 标：n 2 0 l o 年全国上网的总人数接近一亿人；网络系统连接全国约7 5 以上的中 学，连接约6 0 以上家庭，使学习生活网络化；创建中国网络大学、网络中等专 业学校和中国网络教育学院；创建中国网络教育信息中心、软件中心：建立电 子教案库、教学素材库、智能学件库、网上仿真实验室、网上图书馆；广播电 视教育与计算机网络教育融为一体；建立高素质的现代教育技术人员队伍，使 所有教师能熟练使用计算机进行网络教学“3 。 按照金伯格( g i n s b u r g ) 的分法，网络课程可以分为三代：第一代是通 过网页给学习者提供教学材料和有关资料，以及与其他的有关教育网连接：第 二代是除了在网上提供学习材料外，还要求学习者通过电子邮件、电子公告栏、 网上练习和测量进行异步双向交流：第三代是除了第一代、第二代外，还要求 通过网上交谈室、电话会议、视频会议系统进行同步双向交流。当前世界网络 课程已向第三代发展。目前，由于参与网络课程系统开发的企业不多，技术和 资金的投入不大，我国的网络课程大部分是高校自己在搞，由于资金和网络资 源的缺少，所以国内以第二代网络课程为主。这样远远达不到我们所期望的目 标，只能发挥网络教育的一小部分功能。我们需要大力发展第三代网络课程， 扩大第二代网络课程的占有率，在网络课程的开发上要满足第二代标准，要最 大限度增加网络课程的交互性。 1 3 文科物理教育现状 美国的公众科学素养的高水平得益于科普工作的开展，其中的一条重要经 验就是对大学生进行自然科学知识教学。美国大学开展文科物理教学比较早。 如麻省理工学院要求主修文科的学生必须修习占学位课程学分总量1 6 5 的自 然学科，方能获得学士学位”1 。阿肯色大学也是较早开展文科物理教学的学校， 阿特霍布森教授从1 9 7 5 年就开始给文科学生开设物理，积累了很多经验并著 有物理学：基本概念及其与方方面面的联系文科生使用的教材。 我国对文科学生进行物理教育起步比较晚。1 9 9 8 年教育部高教司下发了关 2 于加强大学生文化素质教育的若干意见并要求：充分认识加强文化素质教育 的重要性和紧迫性；强调文化素质教育，是一种新的教育思想和教育观念的体 现，不是一种教育模式或分类；要建设一支适应加强文化素质教育需要的师资 队伍，应采取各种形式。包括举办加强文化素质教育师资讲习班、研讨班，以 提高现有教师的学术水平与文化修养等。紧接着教育部在1 9 9 8 年，成立了高等 学校文化素质教育指导委员会，批准建立了包括5 3 所院校在内的3 2 个国家大学 生文化素质教育基地。使得高校文化素质教育，从试点走向全面推广和制度化、 规范化。文科物理课程建设暨双语物理教学高级研讨班于2 0 0 2 年1 0 月在广西师 范大学科学教育研究所召开，由来自全国近2 0 所大学和一些出版单位参加。2 0 0 5 年8 月，全国文科物理课程教学资源建设骨干教师高级研修班在长春大学召开。 现在许多高校开始重视对文科生的物理教学，根据高等教育出版社对3 2 8 个学校 文科物理开课情况的问卷调查，有3 3 2 已开设此类课，已刀：课的学校中3 7 6 是必修。如清华大学制定了在通识基础上的宽口径专业教育的培养模式，在课 程总学分由1 7 0 学分缩减到1 4 0 学分的情况下，文化素质教育课程由5 学分增加到 1 3 学分，北大是i 6 学分。同时，形成了文化素质教育课程体系，针对不同科类 的学生在人文社会科学和自然科学课程的设置和学分比例上提出不同的要求 。理工学生要求多学人文社科课程，文科学生要求多学自然科学课程。 1 4 文科物理网络课程建设面临的问题 文科物理教学探索走过了十年，但是我们发现教育资源的交流还不够通畅， 如果你在网上搜索文科物理时你会发现可用的资源不足，而且我们可以发现这 方面的文章也较有限。这种情况不利于文科物理教育发展，我们必须建立数字 化教学资源，为教师和学生提供更多更好的教学资源。我们对一些已建立文科 物理教学网的高校网站进行比较发现当前的文科物理教学网站还存在一些问 题。 ( 1 ) 网站人文学科特点不足 文科物理网站要有自身独特的一面，要体现人文科学和自然科学之间的密 切联系。现在文科物理网站建设远远落后其他课程网站建设，只有一小部分大 学拥有自己的文科物理教学网站，我们不能拿工科类的网站作为文科学生学习 物理的工具。因为文科学生自身的数学基础差，且对物理有一些畏难情绪，对 文科生我们不能过多的注重数学推导，我们主要是对他们进行物理思想和方法 的传授。我们要注重物理与生活的结合，注重物理学与资源环境的联系，注重 物理思想和人文精神的结合，注重物理学与构建和谐社会的结合。要提供大量 的物理学史方面的阅读材料，向学生提供的习题应多是定性的、半定量的。 ( 2 ) 网站的内容表现形式单一 目前大部分的网页都以静态方式展现，其组织方式也是线性的，其更新频 率也不够快。只注重传输知识的结果，必然造成一些学生对所学课程毫无兴 趣。由于文科学生的大部分时间是用在自己的专业课上，所以用来学习物理的 时间就比较少，我们就更需要大力建设文科物理教学网络，培养文科学生学习 物理的兴趣，巩固课堂上学习的内容。要提供大量的趣味物理供学生研究，要 结合高新技术和物理学之间的联系。要大量运用动画模拟再现物理现象使学生 能直观形象的了解物理知识，避免过多运用数学语言描述物理现象。 网站的论坛是供学生和教师交流用的，学生和教师在论坛上就一些物理学 问题发表自己的观点，提出问题讨论。但是登录同济、复旦等学校的文科物理 网站，我们发现论坛的主题不够新颖，不能引发学生讨论的兴趣，导致了论坛 的访问量比较少。论坛的主题一定要联系现实生活，找学生感兴趣话题作为论 坛内容，这样才能调动学生学习物理的积极性。否则学生就只会为了考试去修 文科物理，背离了我们设置本门课程的初衷。 ( 3 ) 自主学习资源不足 自主学习是网络课程的特色，学习者可以利用网络来自学课程。我们不可 能对每一个学习者的水平都估计到，我们只能根据大多数学习者的水平来组织 教学内容，这样一来就无法照顾到不同层次的同学。所以我们要有一些资源库， 通过资源库，不同的学生都能获得他们需要的辅导资料，同时提供一些相关网 站的连接，这样才能真正发挥网络的信息量大和查找方便的特点。可以提供大 量教师讲课的录像，运用流媒体技术保证这些文件能流畅的播放，学生可以根 据自己的学习情况按照自己的学习进度自主选择学习内容，从而实现个性化学 习。 1 5 本课题的内容和意义 网络教育是现代教育思想和现代网络技术的结合，它具有教育资源共享、 教育对象广泛、教育手段生动多样、学习时间自由等优点。我们把网络和多媒 体技术运用于文科物理教学中，把一些抽象的概念和物理现象用动画的形式表 现出来，充分发挥网络教育的优势，探索对文科生进行物理教学的新方法。这 就是本课题的主要内容。 研究本课题的现实意义： ( 1 ) 提供科学方法，培养创新精神。物理学是各门自然科学的基础，其研 究问题、解决问题的方法适用于一切科学研究。正如伟大的物理学家费曼所言： 学习物理学，就是要学习怎样由未知进到已知的科学求知方法，就是要学习 如何尝试和纠错，就是要学习一种普遍的自由探索的创造精神。这些方面恰恰 是目前我国文科教育中所严重缺乏的，物理课的开设会在一定程度上弥补这 种缺憾。 ( 2 ) 结合专业需要，更新教学内容。在教学实践中，我们结合专业需要，更 4 新教学内容。物理内容设计采用s t s ( s c i e n c et e c h n o l o g ys c i e n c e ) 的大教育 观念，将物理知识按内容分为物理基础知识、生活中的物理、科技发展中的物 理等方面的内容。在教学过程中，提出物理概念和讲述物理理论时，要遵循科 学家的思维过程和所用到的思维方法，渗透物理学思想史和方法论教育；既介 绍科学方法，又在适当的地方对科学方法作纵横的概括性比较；在适当的地方 插入科学家的轶事及物理学家的个人品格和对科学的献身精神。 ( 3 ) 改进教学方法、提高学生兴趣。充分发挥多媒体教学手段的优势，充分 利用先进的教学手段。例如在讲视觉时，穿插播放科教片“神奇的视觉世界”， 影片形象、生动地在学生面前展现了神奇的微观世界，时间凝固产生的奇妙的 感觉。在讲能量公式时，不仅讲爱因斯坦的理论，而且插播“中国核武器”和 我国核能利用现状，告诉同学科技是一把双刃剑。充分发挥学生的想象力，因 势利导，把学习物理的过程变为享受学习中的快乐的过程。 ( 4 ) 充分利用时间，提高效率。网络可以在有限的时间和空间内传播大量的 信息，使学习更加方便，学生可以随时学习，这是课堂教学的有益补充。解决 文科学生课时少，时间难以统一的缺点，为学生提供一个持续学习和交流的平 台。有利于知识的慢慢吸收和消化，符合物理知识学习的规律。 ( 5 ) 领会物理中的和谐对称思想。从物理学的角度来看待自然界的普遍联系 与和谐发展。物理学的发展从一个一个的分支开始，新理论并不是对i e l 理论的 完全否定，而是一种继承与发展。例如爱因斯坦的相对论并不是对牛顿运动定 律的完全否定，而是一种发展，是实用范围的扩展。我们学习物理学思想，要 学习物理学理论的和谐对称之美，从而深刻领会构建和谐社会的重要性。 第二章网络课程开发的理论基础 2 ，1 建构主义学习理论 ( 1 ) 建构主义学习理论的基本观点 建构主义理论的创立者是瑞士的皮亚杰( j p i a g e t ) 。建构主义的基本观点 是：知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下， 借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。“意 义”是指：事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。人类的认知是通过 个体与外界环境的相互作用来逐步建构，该相互作用包括“同化”和“顺应” 两个过程，认知个体通过这两个交互过程来达到与周围环境的平衡并逐步建构 自身的认知结构。其中，“同化”是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自 身原有认知结构内的过程；“顺应”是指个体的认知结构因外部刺激的影响而 发生改变的过程。 ( 2 ) 建构主义学习理论的主要思想内容 强调学习不是外界刺激的结果，是外界环境与认知主体内部心理相互作用 的结果：强调认知主体对学习的能动作用，提出学习者是知识意义的主动建构 者：强调学习环境对形成有效学习的作用，提出“情境、协作、会话、意义建 构”是建构主义学习环境的四大属性；提倡在教师指导下以学习者为中心的学 习，把真实情境创设看成是达成“意义建构”这一最终目标的必要前提。 ( 3 ) 基于建构主义学习理论的教育模式 与建构主义学习理论相适应的教学模式可以概括为：以学生为中心，由教 师组织教学过程的实施，通过情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学 生的主动性、积极性和首创精神，帮助、促进“同化”与“顺应”两个认知过 程的发生和完成，最终达成使学生有效地实现对新知识的意义建构的目的。在 教学中表现为支架式教学( s c a f f o l d i n gi n s t r u c t i o n ) 、抛锚式教学( a n c h o r e d i n s t r u c t i o n ) 、随机进入教学( r a n d o ma c c e s si n s t r u c t i o n ) 等方法。 在这种模式下，教学过程各要素的功能、作用及其关系是： 学生一一知识意义的主动建构者。 教师一一教学过程的组织者、指导者，知识意义建构的帮助者、促进者。 教材一一提供的知识是学生主动建构意义的对象。 媒体一一是创设学习环境，使学生主动学习、协作、探索、完成知识意义 建构的认知工具。 我们可以将建构主义教学模式概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中 教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学 习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效 地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”3 现代远程教育以建构主义学习 6 理论为基础，是因为建构主义理论有许多特点适用于网络环境下的学习活动。基 于i n t e r n e t 的现代远程教育模式通过计算机创设的虚拟空间，要求学生作为认 知活动的主体，教师作为学生学习的组织者、引导者。在教学过程中，教师积极 利用以计算机、多媒体、网络为基础的现代教育技术，把复杂的东西交得简单， 把抽象的东西变得具体，让学生更多地去主动思考、主动发现、主动探求，从而 形成一种全新的教育教学活动进程的稳定结构形式。即把基于建构主义学习理 论指导的网络课件用于教学，可以有效地促进学生的认知发展，改善学习效果 叩1 2 2 人本主义学习理论 以卡尔罗杰斯( c a r lr r o g e r s ) 为代表的人本主义学习理论认为，学习是 个人潜能的充分发展，是人格的发展，是自我的发展。学习不是刺激与反应之 间的机械联结，而是一个有意义的心理过程，这种学习以个体的积极参与和投 入为特征，是一种自发、自主、自觉的学习，是从自我实现的倾向中产生的一 种学习。学习者可以自由地去实现自己的潜能，求得自己更充分的发展。“”人 本主义学习理论认为教学的基本目的是促使学生在教师的帮助下激发自己高层 次的学习动机，充分发挥自己的潜能和积极向上的自我概念、价值观和态度体 系，从而使学习者能够自己教育自己，最终把他们培养成为人格充分发挥作用 的人，因此他强调人的因素和“以学生为中心”，要求学生学会学习并增强适 应性。倡导学生的自我评价，他认为学生是处于学习过程中心的人，只有学生 自己才最清楚自己是否做出了最大的努力，哪些地方成功了，哪些地方失败了， 哪些地方需要继续学习。 人本主义学习理论对教学指导在于：在教学目标上，强调自我实现，认为学 生学习的动机无非是为了实现自我的需要，把自我实现看成是促使人生长和发 展的最大内在动力，这样有利于学生个性和创造性的发展与培养。在教学过程 中，强调自由发展，自主学习，个别化学习和非正常的学校教育，这与现代社 会以人为本的发展方向相一致。在教学原则上，强调人性、相互理解、信任和 尊重，要重视学生，注重情感教育，在这样的环境下，学生才能够增强自信心 和安全感，获得真实的自我意识，充分实现自我，最大限度的发挥学生的创造 性和积极性。在教学方法上，认为教学不是传授给学生知识，而是教会学生如 何学习，如何寻找知识，如何解决问题。该理论片面强调学生的天赋和潜能的 作用而忽视了人的社会性，过分强调学生的中心地位，我们在这里主要借鉴它 的积极一面。目前远程教育和传统教育两者的共同之处在于教师传授知识这一 功能，但是远程教育中学生具有较高的自主性，教师在这里可以运用丰富的网 络资源最大限度地挖掘学生的天赋。人本主义心理学家强调健康的人际关系是 自我实现的基础。这提醒我们为了防止学生在远程学习中人际交往的缺乏，避免 情感的缺失，我们应该为学生创造一个互相尊重和理解的交流环境。远程教育要 为师生创造一个便于交流与合作的教学平台，使师生之间的交流变得简单易行， 让学生感到在这样的环境中学习是一件愉快的事情，感到他是学习的主体，教师 只是在积极引导自己 1 1 3 。 2 3 “主导一主体”教学结构 课程教学离不开教学结构的指导。教学结构是指在一定的教育思想、教学 理论和学习理论指导下的在一定环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式， 使教学系统四个组成要素( 教师、学生、教材和教学媒体) 相互联系相互作用 的具体体现。 当前应用比较广泛的两种分别是“以教为中心”和“以学为中 心”的教学结构。在研究两者优劣的基础上现在普遍认同了“主导一主体”教 学结构。 “主导一主体”教学结构，即以教师为主导，以学生为主体，互相取长补 短相得益彰。在这种教学结构下，教师承担了多重角色的任务，他是“教学过 程的组织者，学生建意义的促进者，学生良好情操的培育者“”1 ；学生则是“信 息加工与情感体验的主体，是知识意义的主动建构者”“；教材不是唯一的 教学内容，学生可以通过教师指导、自主学习与协作交流从多种学习对象和多 种教学资源获取知识；教学媒体既作为演示工具辅助教师“教”，又作为认知 工具促进学生“学”。“主导一主体”教学结构理论是奥苏贝尔( d a v i dp a u s u b e l ) 的“学与教”理论与建构主义理论的结合。既克服了建构主义学习 理论强调创新思维和创新能力的培养而忽视教师主导作用和情感因素在学习中 的作用的缺点，又避免过分强调教师作用而导致学生创造力差的问题。 2 4 后现代课程观 在后现代哲学基础之上，美国路易斯安那州立大学教育学院教授课程理论 博士导师小威廉姆e 多尔( w i l lj a me d o l l ，j r ) 运用宏观综合的视野，借 鉴和整合了当代进化生物学、物理学、非线性数学、热力化学、混沌学和哲学 等领域的研究成果，提出了后现代课程观的教育信条：“在教师和学生之间的 反思性关系之中，教师不要求学生接受教师的权威；相反，教师要求学生延缓 对那一权威的不信任，与教师共同参与探究，探究那些学生所正在体验的一切。 教师同意帮助学生理解所给建议的意义，乐于面对学生提出的质疑，并与学生 一起共同反思每个人所获得的心照不宣的理解。”1 多尔的新课程观，是对现 代教育思想与方式批判性的重新估价。他深刻批判了西方受工具理性所支配的 课程理念与课程体系，认为“我们需要将科学( s c i e n o e ) 的理性与逻辑、故事 ( s t o r y ) 的想象力与文化、以及精神( s p i r i t ) 的感受与创造性结合起来”“我 们需要探索并尊重彼此的思想与存在感”，“当今主导教育领域的线性的、序 列性的、易于量化的秩序系统一一侧重于清晰的起点和明确的终点一一将让 8 位于更为复杂的、多元的、不可预测的系统或网络。”“”多尔进而倡导所开 的课程应是形成性的而不是预先界定的、不确定但却有界限的课程，具有“丰 富性( r i e h ) 、回归性( r e e u r s i v e ) 、关联的( r e l a t i o n a l ) 、严密的( r i g o r o u s ) ” 的特点。 后现代课程观强调复杂、不确定、灵活、开放，强调对现代现象的反思和 批判，而网络则正好符合这些特点。网络本身就是开放、灵活、多样、非线性 及复杂多变的，基于网络的教学和学习同样会有网络的这种特点，因此借鉴后 现代课程理论对网络课程进行开发和设计有一定的指导意义。 2 5w e b 设计理论 w e b 设计是一门交叉性的学科，它包括了图形学、客户机n 务器技术、平 面设计等学科知识。本论文研究基于w e b 的网络课程，必须认真研究w e b 设计理 论。 2 5 1 网页元素设计 网页元素是组成网页的要素，是一个网站中最小的元素。网页元素一般包 括文本、图像、动画、音频、视频等。 ( 1 ) 文本设计原则 在网站上阅读内容不能过多，过多的内容会使人阅读起来感到疲劳无法集 中精力思考。所以网站的文本要简练突出重点，使浏览者能很快的找到想要的 东西。利用文本的不同颜色、尺寸、格式来进行段落排版，以提高网页的可读 性，利用黑体突出文章的重点，为文字内容预留一定空白。从画面美观的角度 考虑，课件中可以使用一些特殊字体。但是有些计算机上并没有安装这些特殊 字体，这样会给课件的使用带来麻烦，为了解决这个矛盾，我们使用图形化文 字。 ( 2 ) 色彩设计原则 色彩构成，可以理解为色彩的作用，是在色彩科学体系的基础上，研究符 合人们知觉和心理原则的配色。配色有三类要素：光学要素、存在条件、心理 因素，设计的时候运用逻辑思维选择合适的色彩搭配，产生恰当的色彩构成。 最优秀的配色范本是自然界里的配色，我们观察自然界里的配色，使我们的配 色比较接近自然色。采用十六进制颜色名和2 1 6 种网页安全色，这样确保在客户 端浏览器上能无损地重现设计的颜色，同时确保不同分辨率的显示器上都可以 正确显示颜色。保证网页元素和网页背景颜色存在一定的对比度。 ( 3 ) 多媒体元素设计原则 资源要分类存储，把每类媒体资源都分别储存在独立的文件夹，这样为以后 的改进带来方便。采用通用的媒体格式保存，这样用户不需要安装特殊工具软 件就能浏览。如图像采用j p e g 和g i f 格式，动画一般采用s w f 和g i f 格式，声音一 9 般采用m p 3 、r m 等，视频一般采用r i 等。 2 5 2 网页整体设计 ( 1 ) 网页布局设计 网页界面要力求简洁有吸引力，毕竟我们是教学网页不能太过追求画面的 美丽，要考虑到它的实用性。窗口大小要适当，页面的尺寸要与展示的内容大 小相符。每个网页的风格要保持一致。网页布局要对称与均衡，既要有整齐的 平衡、又要有变化的平衡。 ( 2 ) 网页的导航设计 网络课件中很重要的一条就是学生能很快找到需要的东西。这就要求我们 的课件有很好的导航功能，导航栏要放在比较醒目的位置，当切换网页时导航 栏的位置要保持不便。从用户的习惯来讲，导航条一般设置在网页的顶端靠近 第一排文字的地方或者设置在正文的左边，如果是左边的话，那么宽度一般占 到2 0 左右。当然如果页面较长的话，可以在网页的底部也设置一个导航条 来方便用户浏览。导航条的设计不要太单调，可以制作伸缩式菜单。在每个需 要详细说明的知识点都要提供相应的链接，方便学生查找。 2 6 网络课程设计理论 网络课程能够涉及所有的媒体信息，但是在开发网络课程中，针对不同的 课程有其各自的特点，在建设课程中需因课程而异，采用合适的媒体