（教育技术学专业论文）科学探究学习下多媒体信息资源的建设初探.pdf

学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或 撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 作者签名： 日期： 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学 位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出 版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：! 盛邋一。 日期：逝： - j 的方法应该是有计划的或已经熟练地达到自动 。5 牵占林，李占林情境教学理论。j 实践，人民ii 搬版扎，第3 负 “跺洪叶探究件物理实验教学情境下彬响学生矬构知识深度的外部j | 索的研究，广两帅范人学，2 0 0 2 年5 几第1 21 ；f ”杨晓娟，墒十迎构主义学习理论的教学过程驶计模文，山东师范人学2 0 0 0 年4 门，第2 4 贝 8 化程度，探究学习者对学习时间的安排是定时而有效的，他们能够意识到学习的 结果，并对学习的物质和社会环境保持高度的敏感和随机应变的能力a 我们要求学 - j 者积极、自主地进行探究学 - j ，那我们必须为学 - j 者构建一个 可供他们自由探索和自主学习的环境。这里所讲的探究学习的环境是相对教学环 境而言的，教学环境意味者更多的控制与支配，而给学生自己支配的学习环境则 意味着更多的主动与自由。也就是说，学习的环境应该是支持和促进探究学习的 场所。 探究学习要求给予学生可以自由学习的时间和空间，以学生为主体，教师发 挥主导作用，选择提供有效的学习组织形式和内容资源，促进学生充分参与学习， 发挥主体作用。在这里，以多媒体为主的信息技术可以提供探究学习以实际操作 的平台，多种形式的资源( 图片、视频、音乐、文本等等) ，充分体现探究学习 中“以学生为中心”的现代教学观。同时，只有“以学生为中心”出发设计的多 媒体信息资源，才在探究学习的过程中充分发挥学生的主动性，更大限度的让学 生参与到学习之中，更能体现出学生的首创精神，培养学生的创造思维能力。学 生的自主认知、主动建构的学习空间，只有在多媒体信息技术的支持下，才有多 种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识，将知识“外化”，并能根据自身 行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，即实现自我反 馈。 但是支持学生探究学习，并不是说对学生完全的放任自流，不给予任何的引 导，“以学生为中心”，同时也要“以教师为指导”。学生因为年纪和经验的原因， 在面对众多的媒体和信息时，很难分辨什么才是应该学习掌握的，哪些是无用的 信息或是假象，因此适当的引导必不可少。如何合理的组织多种媒体信息，真正 促进和支持科学探究学习，这正是辅助学习的信息资源建设的重要内容。 1 3 目前的信息资源建设不尽适应科学教材的需求 我国教育信息资源的建设时间并不长，而这几年来，随着教育改革的大潮滚 滚袭来，新的教材层出不穷，其主题上虽然都围绕着国家教委制定的大纲，但在 形式上却是多种多样，其设计的思路也各不相同，例如人教版和苏科版在初中物 理方面对应的教材就有很大的差异。而相应的信息资源的开发建设由于起步较 晚，缺乏系统的理论指导和全方面的人力投入，因此不论在数量还是质量上，都 显得有些单薄。 目前我国编制的各种多媒体信息资源，主要有两种载体，一是依托网络，在 网络的技术支持下供使用者在线使用，或是下载。这其中有的资源是完全免费的， 面向所有用户，还有些则需要使用者事先交纳一定的费用。另载体主要是光盘， 光盘因为其容量相对较大，且价格低廉，保存时恻较为长久，常被用作信息存储 和传递的工具，大多数有组织有目的开发出来的信息资源都集成在光盘中标价出 售，如软件公司开发的教学光盘。当然还有电视、录像等其它信息载体a 而目前信息资源的来源也主要有两种：一是公司集体开发研制的，为某一特 定课程或是内容而设计的资源产品，如课件等等。这些产品大多界面美观，使用 方便，内容包含了各门学科的各个知识点。但是这些产品多是非教学专业人员开 发的，有实用的外观，形式上也很重视对学生知识的训练方式，但在实际的课堂 应用中，其与课堂内容的结合并不十分紧密，资源内容虽多，却往往会和教材有 所脱节，或是体现的宗旨不一，结果不成体系。 另一来源就是教师自己制作，为了满足自身教学的需要自制的课件等资料。 这类资源往往有较强的课堂实用性，对学生的针对性，但是大多功能单一，做工 粗糙，虽然能将知识原理明确表达，紧扣教材内容，但是缺乏探究教学的深度， 过于简单的界面和交互相对缺乏对学生的吸引力，较难激起学生进一步自主探究 的兴趣，而且因为是教师个人的作品，往往低质量的重复制作较多，更加不成规 模。 需要一提的是随着电脑的普及，由学生自主开发的多媒体信息资源正在逐步 增多。虽然由于学生对知识的理解程度有所局限，其所制作的资源课件相对缺乏 一定的内容深度，但是同时，也正鼠为是学生自己开发的信息资源，是从学生的 角度看待和分析问题，因而这些资源更具有对学生的针对性，又由于学生的思维 活跃，所以他们所开发的信息资源常有新颖、独到之处。相信在不久的将来，随 着学生自身探究能力得到不断的提高，动手制作能力的不断增强，他们将会成为 基础教学资源建设中的一支生力军。 我们可以寄希望于任课的教师，希望他们的电脑技术日益精湛，结合自己的 教学经验，成为多媒体教学资源设计和制作的主力军。但是专业的教师往往是教 学任务缠身，学生问题繁多，根本没有太多的时间去研究这方面的技术问题。而 专业的电脑技术人员往往又没有太多的教学经验，不了解学生的真正问题所在， 也很少去研究教材的教学理念和表现形式，从而形成了学生学习资源建设上的一 大矛盾。因此我们迫切需要一种两方面的结合，保证资源信息体系的完整性、系 统性和实用性、美观性，满足学生自主探究学习的需求，立足于课堂教学，应用 于课外补充。只有这样编制的符合现代教学实际的多媒体信息资源，才是多媒体 信息技术在教学应用中的必由之路。 作为物理方向教育技术专业的研究生培养，可以说就是对上述所需要的结合 型人才的培养。教育技术专业的研究生不但需要掌握扎实的物理基础知识，对物 理教学有较为完整、系统的认识，还需要具有相当强的多媒体资源开发技术基础。 笔者作为物理方向教育技术专业的硕士研究生，在三年的学习过程中，就曾经多 次参加为华东师范大学版科学教材配套的多媒体光盘的制作。 应该说科学光盘是以科学教材为基础，按照科学教材的理论体 系和知识结构为其量身定做的套在课堂辅助教师教学或是在课外给学生自主 探究学习的资源系统。它里面包含了大量的图文信息、视频资源，相对于有限的 1 0 课本知识，科学光盘是学生扩充知识面的一个有效工具。但是我们已经知道 科学课程不是只向学生灌输丰富的知识，更重要的是要培养学生的探究能力。 在参与科学光盘的制作过程中，笔者感到这套光盘在这方面还有所欠缺。它 缺乏相对多样的交互性能，只是将多样的知识信息提供给学生，交由学生自主选 择学习，对于培养学生的探究能力，评价学生的学习情况，几乎很少涉及。 科学课程作为中小学基础教育的一部分，有着举足轻重的地位，而相应的信 息技术的支持就应是一个人们格外关心的问题。而不光是教育技术或是课程论的 研究项目。各方面的学者和团体、个人，都应该积极加入到对多媒体信息资源建 设发展规划的讨论中来，相互协作，共同发展。从严格的意义上来说，教学信息 资源的建设，也可以说是基础教育建设密不可分的一部分，是一个社会性的、系 统性的工程。无论是软件公司、高校科研机构还是教师或个人，都是资源建设的 研究和开发力量。这各方面的力量应该用更多一点时问一起认真研讨一下中小学 科学探究教育学习中多媒体信息技术教育资源的发展方向问题，一起研究一下中 小学教育教学的规律、内容和信息技术的整合问题。所有的工作都是为了一个共 同的目标：为了每个学生的发展，为了给每个学生提供更好的学习环境、学习资 源。这需要社会各界集思广益，解决问题，共谋发展，携起手来共同建设开放的、 可持续发展的信息教育资源。” 1 4 本课题研究的方法与成果 正因为感到科学光盘的这些不足，科学课程的核心理念没有得到充分的 体现，笔者有了关于本课题的初步想法在全新的课程理念指导下，开发一个 以华师大科学教材八下为蓝本的多媒体信息资源辅助系统。 1 4 1 课题的研究方法 本课题采用理论与实践相结合的研究方法，以支持科学课程的教学为目标， 根据科学课程的要求和目标，结合多媒体技术的独特优势和笔者已经有的前期开 发科学八上和科学八下资源光盘的实际经验，探讨科学课程信息资源建 设的理论基础、设计原则以及方法步骤等，并开发基于科学课程教材的多媒体辅 助信息资源。 1 4 2 研究成果 独立开发了一套本课题中的多媒体信息资源，和原先的科学光盘相比， 界面更为美观，内容更为丰富，关键是增强了人机交互的功能，对学生学习情况 的评价功能。 6 当前我国娃础教育资源建垃的岫人难题，h t l p ：w wp e pc o m c n 2 0 0 3 0 5 c a 2 0 0 8 5 8 h t m 归纳出科学课程信息资源建设的理论基础，提出了内容设计的原则，总结了 科学资源建设中的几个注意点，提出了科学资源建设的整体思路等，并提出了一 些科学课程信息资源的应用建议。 通过科学多媒体信息资源的开发，为科学课程信息资源的建设提供一些 参考经验。由于科学课程在我国是- - 1 3 新发展的综合课程，资源建设要求有新的 理念，开发科学课程的信息资源没有太多可借鉴的经验，因此该课题研究具有一 定的新颖性和艰巨性，笔者也希望这一课题研究的成果对于正在试验中的科学 课程起到积极的支持作用，有助于丰富基础教育新课程中信息资源建设的理论和 实践。 二、多媒体信息技术与科学探究的整合 由中华人民共和国教育部制订的基础教育课程改革纲要( 试行) 中对于 新课程的教学过程明确指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促 进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、 教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学 习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”。科学( 7 9 ) 年级课程 标准( 实验稿) 对课程资源开发与利用的原则指导也要求尽量给学生提供开展 科学探究的机会，对课程资源的作用、配置与管理也提出了新的要求。它认为资 源主要分为校内资源和校外资源。校外资源显然是非常的丰富，但要善于挖掘。 而对于校内资源的开发和使用则要注意实物资源、信息资源和交流渠道。“学校 应积极组织教师开发教学素材，丰富学校学科教育的教学资源，如教学材料、实 验方案、教学论文、c a i 课件、图片、录像带、幻灯片、学生优秀作业和小论文 等，形成资源库，实现资源共享建立资源的维护和管理系统，使学校资源得 到充分利用和不断发展”。可见，将多媒体信息技术与科学探究的内容相整合， 已经成为我国基础教育改革的一项重要内容。 2 。l 信息技术的定义 信息技术( i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，简称i t ) 是指人类对数据、语言、文字、 声音、图画和影像等各种信息进行采集、处理、存储、传输和检索的经验知识及 其手段、工具的总和。耳前在学校教学中应用的现代信息技术主要是指以数字化、 网络化、多媒体化、智能化为特点的信息技术。联合国教科文组织( u n e s c o ) 对信 息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学，技术与工程的训练方法和管 理技巧：上述方法和技巧的应用：计算机及其与人、机的相互作用：与之相应的 社会、经济和文化等诸种事物。” 2 2 信息技术对教学改革的促进作用 以多媒体计算机和网络技术为核心的信息技术，是当今世界科学技术领域最 活跃、发展最迅速、影响最广泛的技术之一。它的发展，不仅改变了人们的工作 和生活方式，也改变了教育和学习方式。回顾教育发展的历史，我们可以发现， 教育的每一次重大发展都与教育手段的变革分不开。我国从7 0 年代末、8 0 年代 初就在一些学校运用幻灯、投影、广播电视等开展教学，还在少数学校开展计算 机辅助教学，如今很多学校都在利用先进的多媒体技术进行多种多样的个性化教 学。 7 刘晓艳，甚于问题的学习模式( p b l ) 研究，缸西师范大学，2 0 0 2 年5 月，第2 6 页 1 3 信息技术能充分开发、组合和利用各种有益的学习资源，极大地拓展教育或 学习的时空界限。其多种媒体的表现形式，自由的超链接组合，可以满足学习者 对资源的多形式要求，学习的跳跃性和个性化需求，改善人们认识事物过程的途 径和方法。信息技术能充分开发人类的右脑潜能，极大地提高人们的学习兴趣、 学习效率和主观能动性。而且基于网络的普及，教育资源得以大范围的共享，学 术交流空前繁荣，学习选择的自由性大大提高。现代信息技术已成为教育改革和 发展的强大动力和支持。 2 3 科学探究学习中运用信息技术的必要性 2 3 1 情境创设的需要 前面已经提过，情境的创设在信息技术的辅助之下，达到了前所未有的境界。 借助于信息技术多样化的表现形式，虚拟现实、时间跳接、动态模拟等技术功能 特性，能生动有效地展现事物或事件发展变化的过程，模拟那些生活中难以实现 或是花费太高的实验和过程，有助于帮助学生更好地理解问题情境，极大地提高 他们主动学习的兴趣，激发学生主动探索的激情。 教师在课堂上讲解的科学原理，在现实的社会生活中都有着很多的应用，但 是学生不一定都能亲身体会，细细感受，有些甚至他们始终都无法感受，例如太 空中那种失重的感觉。而有些概念又过于抽象，例如电磁场中“场”的概念，是 学生理解中的一个难点。利用多媒体信息技术，我们可以播放宇航员在太空中失 重的视频短片，学生虽然无法亲身感受，但起码可以亲眼目睹这一现象。而对于 “场”的理解，可以用动画的形式加以模拟，展现给学生一个具体的“场”的影 像。 2 3 2 信息处理的需要 在科学自主探究的过程中。需要收集大量相关的信息来解决所遇到的问题， 以往简单的图书资料已显得捉襟见肘，网络上的图片、视频和动画、电子期刊等 等都是很好的信息资源。而对信息数据进行加工处理更是需要多媒体计算机的大 力协助，手工的计算和归类在现在看来是低效率而且不必要的。此外，随着技术 的进步，资源的更新速度也不断提高，借助于网络学生可以随时获取最新的、最 前沿的信息。所以说信息技术对于帮助学生收集、处理信息是十分有利的。 2 3 3 交流与评价的需要 学习得不到及时的反馈，会极大的降低学生学习的效率和效果。而运用现代 信息技术，电子邮件、b b s 讨论版等电子通信工具，坐在电脑前的每一个人都可 以跨越时间和空间的距离进行交流，学生之问可以互相讨论，教师对学生的指导 也将不只局限于课堂之上，校园之中；很多多媒体软件和在线考试系统还可以对 1 4 学生的学习状况进行及时地评判，方便学生有选择地学习和作答。 2 , 3 4 成果展示的需要 借助于信息技术，学生可以充分发挥自己的创造才能，以各种形式展现自己 的学习结果，这里的结果不完全是问题的解决答案，还可以是一份解决方案、一 个提议、一份设计图纸、一段自制的短片等等。探究学习强调的是学习的过程， 相应的对学习的评价也主要是基于过程的评估，多样化的成果正是学生创新思维 和创造能力的体现。” 2 4 信息技术支持下的科学探究学习 信息技术对传统教育的思想、观念、模式、内容和方法都产生了深刻影响。 信息技术支持下的教学，我们统称之为信息化教学，其基本特征有： ( 1 ) 以学生为中心开展一切学习活动，要培养他们解决实际问题的能力和 手段，学会如何获得新的知识。 ( 2 ) 以资源信息作为认知工具、教学手段、创设情景，组织学习活动并作 为自主探究学习的驱动力。 ( 3 ) 信息可以是真实的，也可以是虚拟的，但是都经过了教师的组织加工， 有利于学习活动的开展，最好在一定程度上可以给学习者直接的反馈。 ( 4 ) 教师是资源的选择者、处理者和解释者，他不再是知识的权威，但依 然是学生学习的辅助者、引导者。 我们可以用图1 来表示这种教学模式中信息资源和学生相互作用的过程，即 以学生为中心，充分利用各种信息资源( 主要载体是多媒体电脑) 来支持学习过 程，以任务驱动和问题解决作为学习活动的主线，通过教师的指导，学生之间互 相的协作学习，应答反馈，强调学生在整个学习过程中能力的培养。 图1 多媒体信息资源和学生的相互作用 因此，总而言之，信息技术支持下的这种科学探究学习，需要利用现代多媒 陈莉，信息技术支持环境下的研究性学习，江西师范人学2 0 0 3 年6 月第2 3 贞 1 5 体和网络技术，提供相当数量、形式各样的资源，并且创设、模拟出尽可能与学 习的主题相关，有助于探究活动的尽可能真实的，能促进学习者深入思考的情境。 这种情境应该以学习者的经验、认知水平、心理结构和思维能力作为前提条件， 引诱学习者用探索、发现的观念去建构知识的意义。这种意义建构的过程是学习 者主动要求并进行的，他们需要搜集并分析有关的信息和资料，联系已有的情境， 对所遇见的问题要提出各种假设并努力加以验证，要把正在研究的学习内容所反 映的事物尽量和自己已经知道的事物或理论相联系，并对这种联系加以认真的思 考，最终得出结论。当引出的知识建立在学习者已有的概念之上时，这些知识是 最容易被学习者接受的。 三、以科学八下内容为主体的多媒体信息资源建设初探 在科学探究学习的模式下，所有的信息技术都是我们可以利用的认知工具， 不论是多媒体课件还是网络资源，都可以用来帮助学习者开拓思维、扩大视野、 培养创造性思维和综合思维的能力。 所谓认知工具，按照乔纳森的说法，是指可以帮助学习者发展批判性思维、 创造性思维和综合思维能力的软件系统。对于如何鉴别一个软件工具是否可作为 认知工具，乔纳森提出了9 项标准”： ( 1 ) 计算机化； ( 2 ) 现成的应用软件； ( 3 ) 用户( 在经济上可承担) ； ( 4 ) 可用于表示知识； ( 5 ) 可用于不同领域； ( 6 ) 可支持批判性思维； ( 7 ) 学习可迁移： ( 8 ) 简单而功能强大的知识表示形式： ( 9 ) 易学易用。 那么作为我们的科学探究学习模式下的信息资源，自然也应该符合上述的几 个标准。而建构主义学习理论指导我们需要提供什么样的资源，如何利用这些资 源和信息技术创设学习情境，如何利用资源促进学习者的意义建构，如何处理学 习过程中师生的关系等等。建构主义学习理论和知识管理理论的综合应用为多媒 体信息资源的建设提供了科学的理论基础和方向指导，它对多媒体教育资源的建 设提出了以下的目标要求：“ ( 1 ) 既要提供丰富的资源( 即必要的学习资料) ，又要重视创设多媒体的 学习情境。 ( 2 ) 不仅是传授静态的知识，更应该培养学生在知识的海洋中搜寻有用知 识的能力，注重学生学习知识的方法和能力的培养。 ( 3 ) 充分考虑学科的综合和交叉，培养学生综合应用知识的能力。 ( 4 ) 注重学生协作精神和能力的培养。 ( 5 ) 适应在学习过程中师生关系和角色的变化。 多媒体信息资源的建设是要为学生进行科学探究，学习知识的任务而服务 的，以“建构主义”的情境理论为基础，其库藏和运用都要符合人的认知规律和 知识创新的规律。前面已经说明，笔者现在所致力建构的就是能辅助科学探究教 学的多媒体信息资源，它以华东师范大学科学教材八下内容为主体，以计算 ”d a v i dhj o n a s s e n ，t o w a r dad e s i g nt h e o r yo f p r o b l e m s o l v i n g ，e d u c a t i o n a lt e c h n o l o g yr e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t t 2 0 0 0 n o 4 加b e v e r l y a b b e yr 丁兴富等译 6 9 络教育教学与认知发展新视角，中国轻1 i = 业出版社，2 0 0 3 年1 月 1 7 机为主要载体，希望不论在课堂还是课外，都能尽可能的为学生提供一个丰富的 学习环境和学习资源，多方面锻炼他们动手、动脑的能力，培养他们探究学习的 能力。因此将上面的观点加以总结和概括，并结合制作中笔者个人的实际经验， 这里提出以下几点在多媒体信息资源建设中需要着重注意的地方a 3 1 把握好信息的科学性 资源的建立是为了让学习个体获取知识，因此，向学习个体传授相关的科学 知识是它的首要任务。资源中所传授的知识必须保证是正确的，新颖的，无任何 歧义和二义性。而所有的这些知识也不是杂乱的堆砌于一起，还要根据教育学、 心理学的原理，充分考虑学习个体的年龄、知识层次、接受能力、学习动机等方 面的因素进行合理编排，同时信息的叙述和讲解还要清楚明白，要尽可能保证描 述语言的简洁、精炼。因此从总体上来说，这里的多媒体信息资源所包含的就是 科学编排的科学知识。 3 1 1 重视信息资源的选择过滤 现代社会中信息的更新速度近乎超乎我们的想象，更由于网络的飞速发展， 信息的内容之多、传播范围之广、获取渠道之便捷更是数不胜数，单以信息量最 大、方式最灵活的网络来说，有众多功能齐全的搜索引擎，如百度、网易、雅虎 等，只要输入想要找的资料名称或是关键字等，相关的网络信息链接就会在零点 几秒的时间内展现于面前，可谓取之不尽，用之不竭。但在这众多的信息中，有 学生学习所需要的，也有不必要的，甚至有些信息还会对学生的探究学习产生负 面的影响。例如，通过“百度”搜索引擎搜索“折射”关键字，显然可以搜索出 很多有关物理学中折射现象的内容，但是根据网络的搜索原理，很多与物理中的 折射现象无关的但是内容中也包含“折射”这一短语的信息也现于其中，例如“监 控漂亮妻子折射信任危机”的新闻也是折射的内容之一，这显然是学生自主探究 学习过程中的干扰信息。而且网络信息重复量较大，缺乏一定的可靠真实性，特 别是回溯查阅资料受到较多制约，傲不到详细的检索，难以获得完整准确的内容。 由此可见，在学习的过程中，对于信息资源选择过滤的建设十分重要，只有 准确性、权威性的信息资源才具有长久的生命力。我们要在学生有限的学习时间 内，尽可能的给予他们较多的有效的信息资源，提高信息资源的使用效率和学生 的学习效率。所建设的多媒体信息资源一样需要提供强大的搜索功能，满足学生 根据年级、学科、范围、媒体类型和关键字等精确搜索海量知识的需要，除了对 文字进行匹配检索以外，还能够对各种多媒体资源本身进行检索，让它成为学生 在知识的海洋中航行的雷达。 3 1 2 注重系统性的信息资源组织管理 在开发信息资源的过程中，不但要对信息资源进行选择，还要对信息资源进 行再加工和管理。我们需要建设的是一个可以为自主的探究学习提供情境的信息 资源系统，这就要求较为专业的教育人员根据学生学习的需要对纷杂的信息资源 进行合理的加工和整理。 资源的组织、加工和管理就是对一个整体的资源的捕获，不论这些知识和资 源是存在于数据库中、被印刷于纸上、发布在网络上还是已经存在于人们的脑海 里。但是现在不论从网络还是从图书或是其它地方获得的信息资源，不论是视频 还是图片、文本，大多只能算是单个的信息资源，围绕各自所表现的主题展开， 没有为特定的学习情境所配合，互相联系。 而我们所希望建设的多媒体信息资源是一个辅助学生探究活动的整体，所以 其所包含的各个信息资源都是整个系统的一部分。要满足这样的要求，简单地把 许多资源堆在一起是不行的。因此我们绝不能将信息资源简单叠加，而是要按照 科学的体系结构，将组织在一起的海量多媒体教育资源建设成一个辅助科学探究 学习的应用管理平台。因为只有资源是远远不够的，还必须为教育系统利用这些 资源提供强大的应用平台，每个部分不但要能单独工作，更要能协同作用，以多 媒体间互补的表现形式，互动的链接结构，营造出合适的探究情境和资源条件， 发挥出比单个资源之和更为强大的系统功能，将知识资源分布到能够帮助整体实 现最大产出和最高效率的地方。 学生和信息资源之间需要交流，信息资源管理的目标就是力图能够将最恰当 的资源在最恰当的时间传递给最需要的学习者，以便使他们能够开展最好的探究 活动，促进学生知识的意义建构和知识的创新。因此，我们的信息资源应该是经 过科学的分类和处理，高度集成化的系统。 3 2 把握好信息的适量选择 多媒体信息资源虽然能集声音、图像、文字等多种信息于一体，能极大程度 地满足学生的视听等感官需求，能激发学生对自主探究学习的极大兴趣，但是这 并不是说多媒体信息资源就是一切，可以代替过去所有流传下来的教学或学习方 式。学生的思维需要的是引导，在不必要的场合采用了不必要的多媒体表现形式， 学生的思维反而会受到限制，比如对于很多抽象的物理场景和过程的理解，采用 具体的多媒体表现形式给学生观看，给学生固定的模式，还不如放任学生的思维， 让他们多角度的去想像，自我理解。因此，我们应该根据不同的学习内容和学习 目的，合理地选择知识内容的表现形式，为学生开展科学的探究活动服务。 3 3 不断完善的开放体系 资源的积累是一个长期的过程，现代信息技术与教育的结合，应该为教学提 供丰富的教育资源和最先进的工具，这样多媒体信息资源就必须具有开放性，可 以不断的自我完善。 知识在不断发展，科技在不断进步，教师可以把当前最先进的知识和技术融 入到整个资源当中，随时保持对最新知识的动态跟踪，以适应人类科学知识迅速 增长的时代变化，并指导学生对信息进行加工。老师们也可以根据需要灵活地增 加分类，并对资源进行整理，以专题的形式提供给学生，并指导学生利用它们进 行研究和学习。 而且，利用开放的资源系统和工具，学生可以将自己的创造性设想编入其中， 从而将静止的、封闭的、模式化的教材变为“虚拟现实的”、“开放的”、“参 与式的”、有个性和创造性的“活教材”、“思维实验室”和“虚拟空间”。 开放的资源体系结构，使教师和学生成为教学活动的真正主人。老师不再单 纯的是知识的传授者，学生不再是被动的接受者，他们将是平等的，既是教者又 是学者，既是读者又是信息和内容的组织者和提供者。老师是学习过程的指导者， 学生是探究学习的主体。学习成为继承、创造、开发、游戏的综合，更加有趣味 性、自主性和创造性，从而真正进入学习的自由王国。 为了可以达到最大规模的信息资源的共享，在资源信息的使用上必须便捷易 懂，降低对老师和学生的技术要求，同时考虑到经济的效益。所以我们所建立的 教学信息资源主要以a u t h o r w a r e 为构筑平台，面向计算机单机操作，也可发布 于网络之上联机互动。只有这样师生们才能够克服复杂技术的障碍，完全沉浸在 多媒体技术营造的学习情境之中，学生积极主动思考、提问和讨论交流，在教师 的指导下，逐步培养发现问题和解决问题的能力。同时，对于教师也应该提供协 作的机会和条件，老师们利用该平台可以互相交流，共同备课，共享资源，增进 了解，激发灵感。 另外，作为高质量的多媒体信息资源当然还需要具备如下特征：交互性、针 对性、趣味性、可操作性、可观性。也正因为多媒体信息具有这些基本的特性， 和传统教学手段相比，它的优越之处得以充分的体现。2 1 ( 1 ) 学习效果好。它可以集中许多优秀教师的授课经验，通过较科学的传 授方式，使学习个体更容易地掌握所学知识：学习个体在多种媒体的刺激下，能 较长时间地保持较好的学习状态，效率较高；有些知识需要很多的叙述、讲解， 做成多媒体的表现形式往往可以更形象、更赢观易懂。 ( 2 ) 适合自主化的探究学习。学习个体可以根据自己的知识状况，有选择 的进行学习；可以根据自己对知识掌握的快慢程度，主动地调整学习的进度；还 可以选择合适的时间和地点进行学习活动，有更大的时间上和空间上的自主性。 ( 3 ) 有利于降低劳动强度。使用多媒体技术授课可以减少教师的授课时间， 2 1 刘声，浅谈如何提高多媒体课件的质量，山东电大学报，2 0 0 3 年第4 期，第1 5 页 2 0 减少教师授课的重复次数，缓和学生与教师比例过高的矛盾。 ( 4 ) 实验课的有效补充。对于高危险性的实验和不易完成的实验，采用多 媒体技术模拟，是一个行之有效的替代和补充。 2 1 四、多媒体信息资源的建设 4 1 多媒体信息资源的开发步骤 有了前面的理论知识，下面来谈一下关于这一多媒体信息资源的具体开发步 骤。多媒体信息资源的开发相当于应用软件的开发，其制作步骤应遵循一般多媒 体软件设计的共同规律，同时要在人机交互的过程中完成一定的教学活动。 用软件工程的理论和方法指导多媒体信息资源的开发，目的是克服多媒体信 息资源建设中成本和质量之间的矛盾。因为多媒体信息资源的建设是一个系统的 工程，对学生用户而言，它以应用软件的形式表现，所以说软件工程的理论和方 法对多媒体信息资源的开发有着重要的指导意义。在软件工程理论中。软件的开 发分为需求分析、设计、编码、测试、运行与维护等几个阶段。”依照软件工程 理论，结合多媒体软件开发的实际，笔者将建设这一多媒体信息资源的过程分为 如下几个阶段：需求分析阶段、功能设计阶段、内容设计阶段、具体制作阶段和 合成评估阶段，具体开发步骤如图2 所示。 厂爵磊订丁 崮1 貅黼触 匿工动黼搬 l 动能模块i 殳计ii l 内容设计阶段 l l 具体制作阶段 l 台戚评估阶段 上 图2 多媒体资源的开发步骤 4 1 1 需求分析阶段 首先要确定所建设的多媒体信息资源所面向的对象及所需要满足的需求。笔 者对此多媒体信息资源的定位是主要给学生用来进行科学知识探究学习的辅助 系统，以华师大出版社的科学教材为理论指导和内容基础，目前正在建设中 的是科学八下中的电学部分，学生利用它可以对自身所学的知识，以多样的 形式进行一定的考察，同时可以借助它庞大的资源信息辅助，充实自己的探究学 习。 初中的学生刚刚接触电学内容，因此对这方面的知识充满了好奇，对这方面 2 2 刘声u | ，浅淡如何提高多媒体媒件的质量山东f u 人学报2 0 0 3 年第4 期，第1 6 贞 2 2 一一一一一一 的知识有相当的渴求。同样，电学知识对学生来说也存在不少的难点。作为辅助 探究学习的系统，就一定要满足学生这两方面的基本要求，给予知识的扩充，也 要给予知识的讲解；既要培养他们的思维能力、探究水平，也要考察他们的学习 进展。至于具体学生怎样的选择，则就属于他们各自的探究学习，因人而异。 4 1 2 功能设计阶段 为了达到所预定的目标，就要决定多媒体信息资源所包含的具体功能，制定 实现这些功能的相应模块。这里笔者认为此多媒体信息资源应具有两个基本功 能。一是学习功能。为了满足学生有意识的选择性学习，交互模块必不可少，必 须提供学生良好的交互界面，便于学生对学习内容的选择，成网状关系的知识结 构，方便学生在知识间的跳转学习。二是评价功能。对于学生的学习状况必须进 行评价，这里要提供多样类型的试题给学生作为自我考核之用。考核的知识点应 该内容全面。形式多样，决不是一味的出题难住学生。因为考核的根本目的是希 望学生掌握知识，所以这里的考核只是一种变相的知识梳理。 4 1 3 内容设计阶段 整个科学课程中包含的知识很多，面面俱到的在多媒体信息资源中给予展 示，在短时间内几乎不太可能，更何况学习的内容也有主次、难易之分，这就要 对信息建设的内容进行一定的选择。题材内容选得是否适当直接关系到多媒体信 息资源的生命。 在选题上首先需要明确的问题是，并不是所有的课程内容都适合做成多媒体 形式，也不是合适的课程的所有章节都适合以多媒体的形式来表现。特别是在资 源相对不足情况下，应突出重点、有选择的制作，切忌一哄而上、片面追求数量 的做法。应该优先选择学生理解起来较为困难、教学内容较为抽象的知识点以及 教学内容繁多或者计划课时紧张、教师教学工作强度较大的课程作为多媒体信息 资源建设的选题。在选题时，还需要论证技术难度、经济能力、效用、社会影响 等多方面的因素，以便决定其可行性。2 3 课本上没有的知识，课堂上难以演示的实验，生活中很少见到的各种自然现 象和科技应用，都是资源中应该重点包括的内容。这些内容又要选取哪些素材来 表现，又适合使用哪种具体媒体形式来表现，又是内容的迸一步设计。例如有些 实验现象拍摄起来比较困难，或是成本很高，就不如制作一个f l a s h 动画代替， 一样的说明道理，但是其中的成本和危险性，就大大降低了。例如避雷针的避雷 原理，学生很少能亲自观察到雷电时避雷针的作用，若是拍摄视频，无疑危险性 和技术性都较高。此时就不如用动画模拟出其中的原理效果，对学生加以难点解 释。 刘声田，浅谈如何提赢多媒体课件的质量山东电大学报，2 0 0 3 年第4 期第1 6 负 2 3 所以素材的选择也要遵循一些基本的原则“：与教学目标相一致的原则；与 学生的认知水平相一致的原则：素材开销要适度原则；合理采用素材表达教学内 容的原则。一个具体的课件需要用到许多如文本、图形、动画、声音、视频等素 材，而对于素材的制作来说，如何方便、有效、快捷的对所选择的素材进行加工 制作，使之能恰如其分地表现出教学内窖，就变得最为重要了。 4 1 4 具体制作阶段 在这部分中不但要将教学内容组织起来，还要完成交互界面的设计。为了体 现多媒体c a i 的教学特点，应采用现在比较流行的超媒体结构组织教学内容。这 样，学生能够根据自己的实际情况选择教学内容和教学途径，体现个性化教学。 在交互界面的设计中，应利用窗口、按钮、热键、对话框等交互方式进行教学控 制。界面的设计不仅要能满足学生与多媒体之间的信息交换，还要便于操作。这 就具体到每一个细节，每个界面中信息内容的位置、大小、与声音、背景的配合 以及与其它教学内容的链接关系等。 在多媒体信息资源建设中所要运用的素材可以通过各种软件进行创作、编 辑。文字的编辑可通过w o r d 2 0 0 0 等一些字处理软件完成，图形、图像的绘制和 处理可通过p h o t o s h o p 等软件来完成，二维动画制作可以利用f l a s h ，三维动画 可以采用3 d m a x 等软件制作。解说词及背景音乐可通过录音机等设备录音后，制 作成教学化的声音文件( 半w a y ) 再进一步处理。 4 1 5 合成评估阶段 这一阶段包括素材的合成、课件的评价及修改三部分，有了单个的多媒体素 材，接下来就是要把它们有机的组合起来，即进行多媒体信息资源的合成。该过 程可以利用高级语言编程实现，也可利用现成的多媒体创作工具来完成。这里我 们用a u t h o r w a r e 这一专业的多媒体制作软件来将所有的内容集成、打包。制作 好以后，可以给初中的学生在小范围内试用，根据反馈意见对所存在的问题进行 修改，然后再请有关专家进行评价，如果在评价或以后的使用过程中发现问题， 都应及时修改。 4 2 多媒体信息资源建设中主要使用的软件 开发这样的信息资源体系，无疑要选择一个良好的开发平台。因为在建设的 过程中，我们需要把文字、声音、图形、图像、动画、视频等多媒体素材有机的 组织和编辑起来，使它们成为一个系统的整体，同时还要能提供基本的分支、循 环、判断等更多的功能，并且易于管理和同后的扩充维护；资源的内容和形式都 要生动而活泼、多样且灵活，具有真f 的人机对话方式，满足学生科学探究学习 2 4 1 洪艳，多媒休辅助教学的脚用j 课件制作，鞍山帅范学院学报，2 0 0 1 年9 月 2 4 的需求。所以这里笔者主要以a u t h o r w a r e 软件为建设平台，以a c c e s s 数据库技 术为后台支持，来进行这一多媒体信息资源的开发建设 4 2 1 a u t h o r w a r e 简介 a u t h o r w a r e 是m a c r o m e d i a 公司开发的一款多媒体制作工具，是一个功能强 大的图标导向式多媒体编辑制作软件，主要以图标为基础，流程图为结构。用户 使用系统提供的各种图标在流程线上进行组合，并在不同类型的图标中导入图 形、声音、动画或视频等多媒体素材，然后进行相应的属性设置，再用框架图标、 交互图标或导航图标控制整个程序的流程，就可以很方便地制作出高水平的多媒 体应用软件。因此，a u t h o r w a r e 在课件制作和多媒体演示领域内的应用非常广 泛。它的主要功能有：5 ( 1 ) 能提供面向对象的编程环境 创作工具必须具有对多媒体信息的控制能力。它不能只对单一的信息( 数字 或者字符) 具有操作控制能力( 例如循环、条件分支、逻辑操作、数字计算等) ， 而且它还需要有对各种媒体信息( 文字、声音、图形、图像、动画、视频等) 进 行集成、时间控制、调试、动态输入输出等方厦的灵活控制能力，这样才是真正 意义上的多媒体操作。 ( 2 ) 具有超媒体的链接能力 创作工具应该具有从一个静态对象甚至动态标示( 如字符、短语、图符或屏 幕上的一个区域、移动的动画等) 激活一个动作或跳转到一个相关的数据对象进 行编程的能力，而且程序还可以方便的返回到跳转的起点。只有这样的超媒体、 超文本的能力，才能真正体现现代科技知识间千丝万缕的联系，满足现代学生发 散性思维的学习方式，培养他们探究学习的能力，而不是按部就班，干篇一律的 跟着程序往下走。 ( 3 ) 支持多媒体数据的输入和处理 多媒体辅助教学系统还必须具有应用程序链接能力，面对知识内容的更新换 代，能从容应对，可以利用本身或者外在的软件技术等进行知识内容的更新，实 现资源的共享，具有必要的联机帮助与导航功能。 ( 4 ) 操作简易，界面友善 人性化的设计这一理念，已经充满了现代社会生活的方方面面，以人为本， 自然也要求这样的创作工具可以简单掌握，界面简单、明了、易懂。不能因为枯 燥的界面让学习者失去了学习的兴趣，更不能在使用的技术上难住使用者。 4 2 2 数据库技术简介 数据库是数据管理技术的最佳选择。利用多媒体数据库组织、管理教育资源 ”泗“ 教育删h t t p ：w w w , j s s h e d u n e t c n d j d j j s j c j c 9 h t m 2 5 有很大的优势，这是由数据管理技术本身发展的特点决定的a 数据库系统一般由数据库、d b m s ( 及其开发工具) 、应用系统、数据库管理员 和用户组成。 图3 数据库系统的构成 在一个数据库系统中，居于重要位置的d b m s ( 数据库管理系统) 能够科学地 组织和存储数据、高效地获取和处理数据。数据库在建立、使用和维护时由d b m s 统一管理、统一控制。用户靛方便地定义数据和操纵数据，并保证数据的安全性、 完整性、多用户对数据的并发使用、数据备份以及系统发生故障后的系统恢复。 数据库系统是在文件系统的基础之上发展起来的。在大型的应用中或者有大 量数据需要存储、管理的系统中，数据库几乎都是必不可少的。这正是由数据库 的突出优点所决定的：” ( 1 ) 数据由d b m s 统一管理： ( 2 ) 数据结构化； ( 3 ) 数据的冗余度小； ( 4 ) 具有较高的数据独立性： ( 5 ) 数据的共享性好。 由于数据由数据库统一管理，而且所管理的是有结构的数据，在使用数据时 就有很灵活的方式，它可以适应各种用户的要求。而且数据易于扩展，以满足用 户新的需求。数据库中数据共享的意义是多种应用、多种语言、多种用户相互覆 盖的使用数据集合。为了适应共享数据的环境，d b m s 还提供了以下四个方面的 数据控制功能： ( 1 ) 数据的安全性保护； ( 2 ) 数据的完整性约束： ( 3 ) 并发事务的控制： ( 4 ) 数据库的备份与恢复。 因此只有将数据库技术，应用到多媒体信息建设之中，才能真正开发出可扩 2 6 杨淑琴多媒体数据库在教育资源管理中的应用砹汁0 开发，山东帅范人学，2 0 0 2 年1 0 月，第1 5 1 6 页 展和可维护的功能强大的多媒体信息资源，减少资源的冗余和浪费，保证信息的 安全性、完整性和系统性。我们这里采用的是微软公司内含在o f f i c e x p 这一软 件中的a c c e s s 数据库。a c c e s s 数据库不但功能强大，而且和其它的数据库相比， 最为简单易用，且因为o f f i c e 软件的普及，a c c e s s 数据库软件的获得和安装更 为容易。 4 2 3 a u t h o r w a r e 与a c c e s s 数据库之间的通讯 a u t h o r w a r e 本身可以通过一个公用数据库接口o d b c ( o p e nd a t a b a s e c o n n e c t i v i t y ) 与外部数据库进行相互间的通讯，并且通过s q l 语言对外部数据 库进行有效的管理。 开放式数据库互联o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 是一种用于链接数 据库的通用标准。o d b c a p i 是w o s a ( m i c r o s o f tw i n d o w so p e n s y s t e m a r c h i t e c t u r e ) 的一个组件，是开放式数据库链接及驱动程序的调用级接口。它 可以对m i c r o s o f ts q ls e r v e r 及任何具有o d b c 驱动程序的数据库提供数据访问 链接。使用m i c r o s o f to d b c 接口和标准的s q l 语言共同对数据库进行操作，可 方便的对f o x p r o ，d b a s e ，o r a c l e ，s y b a s e ，a c c e s s ，s q l s e r v e r 等多种数据库 进行通信。通过o d b c 技术、标准s q l 语言，可以实现在a u t h o r w a r e 中直接对数 据库的操作，这样既使试题库要不断的更新，也能够通过a u t h o r w a r e 及时地读 取、显示与管理。 所以在这里的资源建设中，笔者将所有媒体信息资源都存放在数据库中。文 本资源直接存放，图片、视频等资