（管理科学与工程专业论文）可重用、个性化网络课程内容定制系统的研究与设计.pdf

嗣统科学技术大学疆究生院颈上学位论义 摘要 在知识经济时代 人们形成了通过终生学习来提高个人或组织核心竞争力的 共识 建设学习型组织 学习型社会也因此成为时代潮流 将阙络技术和教育技 术相结合的电子化学习由于突破了时空限制 使人们可以随时随地接受教育和培 训 因此成为继课堂教学 电视教学之外为人们乐于接受的另一种教育形式 近 年来国内进行电子化教学的各静层次及类型的网络课程呈现海塞增长 斓络教学 资源极大丰富的同时 又存在着重复建设 课程内容 千人一面 课程跨平台 使用能力不强等问题 电子化学习的优势没有得到充分的发挥 网络课程是电子化学习中教学内容的主要组织和呈现形式 本文在对当前网 络课程的建设现状 研究方向进行了分析后指出 未来的电子化学习将朝着教学 资源建设标准化 教学管理平台通用纯 教学内容模块化 教学策略个性化的方 向发展 其最终目标是实现网络教育资源的有效共享和交换 充分发掘电子化学 荡豹潜在优势 在电予化学习领域的研究中 学习对象技术是近年来出现的关于网络教学资 源共享重用性研究的重要理论 s c o r m 标准是其技术实现框架 自适应理论研究 如何提高网络教学系统的智能化 对不同的学习者呈现不同的学习内容 学习路 径 学习环境 从而达到 因材施教 的目的 本文在参考以上相关文献的基础上 结合电子诧学习的发展方向 针对具有 逻辑性较强 知识结构良好的学科 如物理 化学等 在建设网络课程中 如何 实现课程教学资源的共享重用 如何根据学嚣者学习特征实现课程内容的个性化 定制两方面进行了研究 提出在知识点层次构建可重用的教学资源 学习单元 邋过元数据检索机制实现学习单元的查询检索 以学习单元为单位聚合成网络课 程的设计思路 开发了网络课程教学内容定制原型系统 系统能够根据学习者个 人学习特征建立用户模型 应用相关算法将适合学习者学习目标和学习水平的学 习单元聚合成霹络课程 文中给出了系统的信息模型和实现技术 较好地解决了 在开放的网络环境下构建具有可重用 个性化教学内容的网络课程的问题 主题词 网络课程学习对象可重用个性化教学内容定制 第i 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 a b s t r a c t t h a tm a i n t a i n i n gi n d i v i d u a la n do r g a n i z a t i o n a lc o r ec o m p e t i t i v ea b i l i t yt h r o u g h l i f e l o n gl e a r n i n gh a sb e c o m et h ec o m m o nu n d e r s t a n d i n go ft h ep e o p l ei nt h ee r ao f k n o w l e d g ee c o n o m y t h e r e f o r eb u i l d i n gl e a r n i n go r g a n i z a t i o na n dl e a r n i n gc o m m u n i 够 h a sb e c o m et h et r e n do ft h et i m e s t h ee l e c t r o n i cl e a m i n g e l e a r n i n g w h i c hc o m b i n e s n e t w o r k t e c h n o l o g ya n de d u c a t i o n a lt e c h n i q u e s a l l o w sp e o p l et ob ee d u c a t e do rt r a i n e d 醛a l lt i m e sa n da l lp l a c e s d u et ot h eb r e a k t h r o u g hi ns p a c e t i m el i m i t i th a sb e c o m e a n t h e rp o p u l a rt e a c h i n gm e t h o de x c e p tc l a s s r o o mt e a c h i n ga n dt e l e v i s i o nt e a c h i n g i n r e c e n ty e a r s t h ed o m e s t i ce c a m p u so fv a r i o u sl e v e l sa n dt y p e s w h i c hc a r r yo n e l e c t r o n i ct e a c h i n g a r es h o w i n gam a s s i v ei n c r e a s e a sar e s u l to fw h i c ho n l i n et e a c h i n g r e s o u r c e sh a v eb e e ng r e a t l ye n r i c h e d m e a n w h i l e t h e r ea r em a n yp r o b l e m se x i s t i n g s u c ha sr e d u n d a n tc o n s t r u c t i o n s t e r e o t y p e do n l i n e c o u r s e sa n dt h ep o o rc r o s s p l a t f o r m u s ea b i l i t yo ft h e s ec o u r s e s t h u st h ea d v a n t a g e so fe l e a r n i n gh a v en o tb e e nf u l l y e x p l o i t e d 弧eo n l i n e c o u r s e sa l et h em a i no r g a n i z a t i o n a la n dp r e s e n t i n gf o r mi nt h e e l e a r n i n g t h i sa r t i c l ef i r s tm a k e sa na n a l y s i so nt h ec u r r e n tc o n s t r u c t i o ns i t u a t i o na n d t h er e s e a r c hd i r e c t i o no ft h eo n l i n e c o u r s e s t h e np o i n t so u tt h a tt h ee l e a r n i n gw i l lb e d e v e l o p e dt o w a r d ss t a n d a r d i z a t i o no ft e a c h i n gr e s o u r c e s u n i v e r s a l i t yo ft e a c h i n ga n d m a n a g e m e n tp l a t f o r m m o d u l a r i t yo ft e a c h i n gc o n t e n t sa n dp e r s o n a l i t yo ft e a c h i n g s t r a t e g i e s w h i c ha i m sa ta c h i e v i n ge f f e c t i v es h a r i n ga n de x c h a n g i n go fo n l i n e e d u c a t i o n a lr e s o u r c e s a sw e l la sf u l l ye x p l o r i n gt h ep o t e m i a la d v a n t a g e so fe l e a r n i n g i nt h er e s e a r c ho f e l e a r n i n g l e a r n i n go b j e c tt e c h n o l o g y t a k i n gs c o r m s t a n d a r da si t s t e c h n i c a lr e a l i z a t i o nf r a m e w o r k i sa ni m p o r t a n tt h e o r yw h i c hi sa b o u tt h es h a r i n ga n d r e u s a b i l i t yo fo n l i n et e a c h i n gr e s o u r c e s s e l f a d a p t i n gt h e o r yo ft h eo n l i n et e a c h i n g s y s t e ms t u d i e sh o wt oi m p r o v et h ei n t e l l i g e n c es y s t e m p r e s e n t i n gd i f f e r e n tl e a r n e r s d i f f e r e n tl e a r n i n gc o n t e n t s d i f f e r e n tl e a r n i n gp a t h sa n dd i f f e r e n tl e a r n i n ge n v i r o n m e n t s oa st oa c h i e v et h ep u r p o s eo f 抖i n d i v i d u a l i z e d 牲 w i 氇r e f e r e n c et ot h er e l e v a n tl i t e r a t u r e o nt h ea b o v et w o 棚 a s t h i sa r t i c l em a k e sa nr e s e a r c ho nh o wt oa c h i e v et h es h a r i n ga n d r e u s a b i l i t yo ft h eo n l i n et e a c h i n gr e s o u r c e sw h e nt h o s es u b j e c t sw h i c he n j o y sg o o d l o g i ca n dg o o dk n o w l e d g es t r u c t u r e s u c ha sp h y s i c s c h e m i s t r y e t c a r eb u i l ta s o n l i n e c o u r s e s a tt h e a l l et i m e t h er e a l i z a t i o no fp e r s o n a l i z e dc u s t o mw h i c hi si n a c c o r d a n c ew i t ht h el e a r n e r s l e a r n i n gl e v e la n dl e a r n i n gn e e d si sa l s os t u d i e d 弧i e a r t i c l ep r o p o s e sas t r a t e g yt h a ti sa c h i e v i n gr e u s a b i l i t yb ya p p l y i n gm e t a d a t ar e t r i e v a l m e c h a n i s mt o 面i n q u i r i e sa n ds e a r c ho nl e a r n i n gu n i t sa n dt h e nb u i l d i n gc o u 嗍b y t a k i n gt h e s ec o m p l e t ea n dm e a n i n g f u ll e a r n i n gu n i t sc h o s e n i n t h ea r t i c l ea l l o n l i n e c o u r s ec u s t o m i z a t i o ns y s t e mi sd e s i g n e d w h i c hc a ne s t a b l i s hu s e rm o d e l s a c c o r d i n gt ol e a r n e r s l e a r n i n gf e a t u r e s a n dt h e ng a t h e ru n i t ss u i t a b l et ot h el e a r n e r s 第i 页 国防科学技术火学研究生院硕上学位论文 l e a r n i n go b je c t i v e sa n dl e a r n i n gl e v e li n t oo n eo n l i n e c o u r s e t h ea r t i c l ep u t sf o r w a r d t h ei n f o r m a t i o nm o d e la n dt h er e a l i z a t i o n t e c h n o l o g y r e s o l v i n gt h ep r o b l e m sw h e n b u i l d i n ga l lo n l i n e c o u r s e i t l lr e u s a b l ea n dp e r s o n a l i z e dt e a c h i n gc o n t e n t si na no p e n n e t w o r ke n v i r o n m e n t k e yw o r d s o n l i n e c o u r s e l e a r n i n go b j e c t r e u s a b i l i t y i n d i v i d u a t i o n c u s t o m i z e dc o n t e n t 第i i 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 图目录 圈1 1 学习领域概念示意图 3 图2 1 个性化教学系统结构图 2 l 图3 1 知识点网络图 2 7 图3 2 课程领域模型的层次结构 2 7 图3 3 学习单元的层次结构 2 8 图3 4 课程领域知识构成要素 2 9 图3 5 元数据核心元素集 3 2 图3 6 学习单元包装模型 3 4 图3 7 用户模型的初始化及维护过程 3 8 图3 8 背景知识测试试卷形成过程 3 9 图3 9 知识点之间的逻辑关系图例 4 l 图3 1 0 系统功能流程图 4 4 圈4 1 基于x m l 的b s 三层模式 4 6 圈4 2 系统功能结构图 4 8 圈4 3 用户登录界蘧 5 0 图4 5 学习单元创作界面 5 l 图4 6 学习单元列表 5 l 图4 7 学生用户的功能界面 5 1 圈4 8 课程浏览界面 5 2 第1 i l 页 国防科学技术人学研究生院硕二l 学位论文 表目录 表1 1学习领域的定义 3 表3 1关系模式t b le x e r c i s ec o n c e p t 数据表主要字段及描述 3 9 表3 2 试卷知识点构成数据表t b l t e s t c o n c e p t 主要字段描述 3 9 表3 3 t b le x e r c i s e 数据表使用举例 40 concept 表3 4 知识点网络逻辑关系表c o n c e p t l o g i c t b l 4 1 表3 5 学习单元与知识点关系表t b l u n i t c o n c e p t 4 2 第l v 页 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其他人已 经发表和撰写过的研究成果 也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学 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 学位论文题目 互重周 仝性丝圉络逮猩凼奎塞剑丞统鲍丛究生遮进 学位论文作者签名 拉抱 庭日期 加印年协月7 f 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解国防科学技术大学有关保留 使用学位论文的规定 本人授权国 防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档 允 许论文被查阅和借阅 可以将学位论文的全部或部分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 保密学位论文在解密后适用本授权书 学位论文题目 豆重用 仝性丝圈终堡焦凼查宝剑丕统的盈究生遮进 一 学位论文作者签名 壶笠 盈 日期 z o l q年伫月 fe t 作者指导蝴签名 纽 二 日期 7 年 瑚 日 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 第一章绪论 电子化学习是以学习者为主体 以计算机技术 多媒体技术 通信技术和网 络技术等高新技术为主要教学手段和传播媒体 将图像 文字 动画 音频和视 频相结含的一种新型的交互式教育方式 网络课程是电子讫学习的主要教学形式 由于具有丰富的媒体素材表现形式 灵活的导航机制 不受时空限制等特点 学 习者的自主性在网络课程中得到了最大的发挥 因此受到了学习者的广泛欢迎 1 1 网络课程相关术语介绍 在网上搜索网络课程相关资料时 常可见到远程教育 电子化学习 数位学 习 在线学习 e l e a r n i n g 等等 这些术语有何异同呢 与网络课程有何关系昵 本节对此馋一阐述 1 1 1 远程教育与远程教育工程 一 远程教育 远程教育是学生与教师 学生与教育组织之闻采取多种媒体方式 如音频 视频以及包括实时和非实时在内的计算机技术 进行系统教学和通信联系的教育 形式 其主要特点是师生时空分离 根据信息传送方式和手段的不同 可以将远 程教育的发展分为三个阶段 第一是以邮件传输的纸介质为主的函授教育阶段 第二是以广播电视 录音录像为主的广播电视教学阶段 第三是计算机 多媒体 与远程通讯技术相结合的赝上远程教育阶段 现代远程教育融和了计算机技术 多媒体技术 遥信技术等现代教育技术手段 弗兼容面授 涵授和自学等传统教 学形式 将多种媒体优化组合依托网终来开展教育教学 1 与面授教育相比 远 程教育的优势在于它可以突破时空的限制 提供更多的学习机会 扩大教学规模 提高学习质量 降低教学成本 二 远程教育工程 远程教育工程是以现代化的信息技术为手段 以适合远程传输和交互式学习 的教育软件为教材 在政府的启动和支持下 逐步建立起的公益性和产监性相结 合 最终实现自主滚动发展的现代化教育产业管理新模式瞳1 它是教育部 面向 2 l 世纪教育振兴行动计划 中提出要实现的六大教育工程之一 现代远程教育工 程主要有三项内容 一是对中国教育和科研计算机网 c e 鼢岖t 升级改造 将网 第l 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 升级到1 0 0 m 拓宽通道 二是对卫星的波段进行改造 由c 波段改为k n 波段 增大播出的信息量 将部分模拟信号转为数字信号 三是资源建设 开发基于网 络的多媒体课程和学科资源库建设d 1 其中教学资源建设是现代远程教育工程建设 的核心 现代远程教育资源建设包括媒体素材库 题库 案例库 课件库和网络 课程的建设 以及适合多种教学模式的教学支撑系统和现代远程教育管理系统的 研制开发 现代远程教育资源建设 实施和运行又以c e r n e t 网 卫星电视教育 及i n t e r n e t 网络支撑环境为平台 网络课程仅仅是现代远程教育系统中作为子系统 的教育资源库的一个组成部分 1 1 2e l e a r n i n g 电子化学习 在线学习 数位学习 互联网上关于数位学习 电子化学习 在线学习与e l e a r n i n g 等概念的定义 出现在不同资料中既有重叠 又有差异 e l e a r n i n g 是e l e c t r o n i cl e a r n i n g 的简称 维基百科对其定义为h 1 e l e c t r o n i cl e a r n i n go re 1 e a r n i n gi sag e n e r a lt e r mu s e dt o r e f e rt oc o m p u t e r e n h a n c e dl e a r n i n g i ti su s e di n t e r c h a n g e a b l yi ns om a n yc o n t e x t st h a t i ti sc r i t i c a lt ob ec l e a rw h a to n em e a n sw h e no n es p e a k so f e l e a m i n g i nm a n y r e s p e c t s i ti sc o m m o n l ya s s o c i a t e d 晰 lt h ef i e l do fa d v a n c e dl e a r n i n gt e c h n o l o g y a l t w h i c hd e a l s i t l lb o t l lt h et e c h n o l o g i e sa n da s s o c i a t e dm e t h o d o l o g i e si n l e a r n i n gu s i n gn e t w o r k e da n d o rm u l t i m e d i at e c h n o l o g i e s 网上资料啼 司盯1 等将其译为 电子化学习 在线学习 数字化学习 虽然进行定义的语言描述不同 但都是指 用网络电子技术支撑或主导实施的教学内容和学习方式 是网络与信息科技 教 学内容和学习技术相结合的产物 北京师范大学何克抗教授对e 1 e a r n i n g 的定义是 口1 e l e a m i n g 是指通过因特网或其他数字化内容进行学习与教学的活动 它充分 利用现代信息技术所提供的 具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境 实现一 种全新的学习方式 这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关 系 从而根本改变教学结构和教育本质 相比于上述资料对e l e a r n i n g 等概念的 宽泛定义 台湾学者黄云龙和林正耀在 数位学习的最佳实务个案探索 一文中 给出了一个较为清晰的概念划分阳1 文中还指出 上述概念所属学习领域的不同源 于学习资料传递方式的不同 但其共通的特性为不受时间与空间的限制进行学习 其中电子学习的名词应用最广 这也从侧面说明在教育技术领域发展过程中各种 名词的说法还有待整合 第2 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 表1 1 学习领域的定义 学习领域定义 d i s t a n c el e a r n i n g 远程学习 远程学习是由于时间或空间的限制 而导致教 师和学生被分隔的一种教育情境 其教育或训 练的课程经由同步或非同步的方法传递到远 处 包括如邮件 文字 声音 录影带 光碟 在线学习 电视会议 互动式电视以及传真 e l e a r n i n g 电子学习 电子学习是远程学习中的一个子集合 泛指一 切经由电子媒体传送内容的学习方式 传送的 方式包括网际网络 公司内部网络 卫星传送 录音带 录影带与互动式电视与光碟 o n l i n el e a r n i n g 在线学习 网络学习 在线学习是电子学习的一个子集合 将传播内 容的方式缩小为网际网络与公司内部网络 c o m p u t e r b a s e dl e a r n i n g 电脑辅助学习 电脑辅助学习是在线学习的一个子集合 将传 播内容的方式缩小为光碟或软盘 图1 1 学习领域概念示意图 数位学习 的提法在台湾学者所著论文中较为常见 而且从不同观点会产 生不同的解释内容 强调学习者经由数位科技进行学习 是数位学习最基本的定 义 包括空中大学的远距离教学课程 学习者在家中使用的光碟教学 各教育机 构架设的线上学习网页 都在数位学习的范畴内 凡是以数位装置传达 以数位 形式呈现的学习内容 都属于数位学习科技 例如随身携带的p d a p e r s o n a l d i g i t a la s s i s t a n t 在校园内装置的教学定点红外线提示装置旧3 由于两岸语言 环境不同 此处的数位即我们常说的数字 因此 数位学习 也就是 数字化学 第3 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 习 其涵盖范围与远程教学相同 所以本文认为 数字化学习 与远程教育同 义 但更突出处于第三发展阶段的数字化特性 而e 1 e a r n i n g 专指电子化学习 将 o n l i n el e a r n i n g 译为在线学习更为确切 1 1 3 远程教育 e l e a r n i n g o n l i n el e a r n i n g 与网络课程 一 网络课程是什么 现代远程教育规范 n 们指出 网络课程是指通过网络表现的某门学科的教 学内容及实施的教学活动的总和 它包括两个组成部分 按一定的教学目标 教 学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境 在应用中网络课程与网络课件 这两个概念常会混淆 课件是指对一个或几个知识点实施相对完整的 用于教育 教学的软件 根据运行平台划分 可分为网络版的课件和单机运行的课件 网络 版的课件要能在标准浏览器中运行 并且能通过网络教学环境被大家共享 单机 运行的课件可通过网络下载后在本地计算机上运行 网络课程与网络课件的主要 区别在于网络课程不仅仅包括知识点教学内容 还包括教学活动的组织和学习活 动的管理 能够从社会需求出发 实现一定的教学目标 而网络课件缺失了课程 的这些内涵 二 远程教育 e 1 e a r n i n g o n l i n el c a m i n g 与网络课程的联系 无论远程教育 e 1 e a r n i n g 还是o n l i n el c a m i n g 其核心内容相同 都是 互 联网 教育 所不同的是学习内容的传递方式以及学习者的学习方式 但不管是 哪一种学习 网络课程都是其常见的内容组织和表现形式 也是基本的构成部分 对于远程教育 网络课程是其系统中教育资源库的一个组成部分 对e 1 e a r n i n g 来 说 网络课程是引领式教学 在教师指导下的网络学习 混合式教学 课堂教 学与网络教学相辅相成 自主学习 完全由学生自行决定的网络学习 中的电 子教材部分 对于o n l i n el e a r n i n g 网络课程承担了教学的全过程 1 1 4e 1 e a r n i n g 之于网络课程的发展前景 e l e a r n i n g 这一名词是随着1 9 9 8 年互联网和e c o m m e r c e 电子商务 的兴起 而出现的 在互联网普及 网络多媒体技术的进步 频宽和平台的改善 行业标 准的制定等供求面力量的推动下 在传统知识 技能培训方法日益陈旧 学习者 对及时学习和训练的需求日益增加 组织需要更经济有效的方法来训练全球分散 的员工 同时技能的差异和员工的变动促成富有弹性的学习模式产生等等需求因 素的拉动下 e l e a r n i n g 经过近半个世纪的发展正逐渐成为企业对员工进行在职培 训的 主流培训方式 美国本土通过网络进行学习的人数正以每年3 0 0 的速度 第4 页 国防科学技术大学研究生院硕 学位论文 增长 并且有6 0 9 6 的企业通过网络的形式培训员工 据美国培i l i 与发展协会 a s t d 预测 到2 0 1 0 年 雇员人数超过5 0 0 人的公司 9 0 都将采用e l e a r n i n g 进行培训 目前 雇员数超过1 0 0 0 0 的大公司所用的培训方式有3 6 是通过 在线自学 或 虚拟课堂 进行 在科技或金融服务业应用e l e a r n i n g 的比例高达四成 而更 加传统的制造业 零售业以及教育部门则较为落后 1 e l e a r n i n g 应用过程中 技术只是手段 l e a r n i n g 才是重点 以低于传统教学 方式数倍成本 让更多的人以更高的效率学习知识掌握技能的理念使e l e a r n i n g 具有如下特点 一 网络化 e l e a r n i n g 能够通过网络在任何时间把知识传递给任何地方的任何人 因此 e l e a r n i n g 遵循统一的技术标准 目前被广为接受的技术标准是可共享内容对象参 考模型 s h a m b l ec o n t e n to b j e c tr e f e r e n c em o d e l s c o r m 该标准可以使其框 架内的电子化学习内容部署在任何学习管理系统 l m s l e a r n i n gm a n a g e m e n t s y s t e m 上 同时还可以同其他遵守s c o r m 规范的电子化学习内容组合起来创 建种类繁多的学习课件 s c o r m 标准使e l e a r n i n g 实现了可重用性 互操作性和 可扩展性 二 个性化 学习者进行学习的终端可以是网络化电脑 也可以是移动电话 可以在任何 地方进行自主学习 可以根据自己的时间安排学习进度 根据自己的需求 知识 背景 个人喜好 学习风格来选择学习内容 三 可管理 e l e a r n i n g 不受时间场地限制 学习者可以在自己任何有学习需要的时候调用 学习资源和学习记录进行预习和复习 学生的所有学习活动都被记录下来 作为 评估学习效果和分析培训需求的依据 e 1 e a r n i n g 未来几年的发展趋势是 建成一套完整的专家知识管理系统 它能 够分析每个学习者的资料 根据资料得出学习者的学习需求 然后从学习库里面 调出这些需求材料 以一定的方式监控学习者 并且最终考核学习者的学习效果 e l e a r n i n g 的发展要求网络课程的建设要适应未来学习者的需要 因此网络课程的 设计制作要突破以往的模式 1 2 网络课程发展应用现状 现代远程教育资源建设技术规范 中指出 现代网络课程是由多个知识点 课件或不同教学环节的课件 自测或考试题库综合而成 是通过网络表现的某门 第5 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 学科的教学内容及实施的教学活动的总和 它包括两个组成部分 按一定的教学 目标 教学策略组织起来的教学内容和由软硬件构成的网络教学支撑环境 其中 教学内容是网络课程建设的关键环节 1 2 1 网络课程的教学理念 现代网络教学模式的产生基于现代认知学习理论中的建构主义学习理论的发 展以及多媒体技术 网络通信技术在教育中的广泛应用 建构主义认为 知识是 学习者在一定社会文化背景下 利用必要的学习资源 通过与他人的协商 交流 与合作 由本人进行意义建构而获得的 建构主义强调创设情景并使学习者进入 情景 强调为学习者提供各种资源 让学习者进行自主学习和问题探究 强调组 织学习者之间进行协商学习 由于多媒体和网络技术能提供界面友好 形象直观 的交互式学习环境 能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激 还能按超文本 超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息 并且目前在互联网上按这种方式 组织建构的知识库 信息库浩如烟海 因而对促进学习者关于当前所学知识的意 义建构非常有利 也是其他的教学媒体或其他的学习环境无法比拟的 基于多媒 体和网络技术的网络课程的普及 实际上为实现建构主义的学习环境提供了最理 想的条件 1 2 2 网络课程的教学应用 一 网络课程的教学特点 与传统教学相比 网络课程的教学实施以网络作为基本的学习环境 以信息 技术的应用作为教学手段 教育信息的传播方式发生了改变 由此产生了教育理 念 教育模式 教学方法等的变化 归纳起来网络课程的教学具有以下主要特点 1 自主性 网络课程以学生为主体 学生在网上进行自主学习 不直接受教 师的引导 2 交互性 网络课程的交互方式以人机交互为主 师生之间 生生之间的交 互以b b s 留言板 聊天室等方式通过网络实现 3 共享性 网络课程的教学资源能够被不同的学习者检索获得并加以使用 4 开放性 网络课程的体系和内容能够让教师方便地进行调整和更换 5 协作性 网络课程可以让教师 学生通过讨论 合作 竞争等完成一个确 定的学习任务 二 网络课程教学模式 网络教学自身具有的特点使得教学过程由单纯的教师 教 转变为教与学双 第6 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 向豆动的过程 教学模式也将以掌握知识为目的的 维持性学习 转变为以掌握 获取知识的能力为目的的 创新性学习 归纳起来 网络课程可以采用的教学 模式主要有以下几种n 约 1 讲授模式 传统教学模式以教筛为主 形成教师讲 学生听的单向沟通方式 两络课程 中采用这种教学方式可以突破传统课堂中人数及地点的限制 学习人数可以无限 多且不必集中于同一地点 缺点在于缺乏课堂上面对老炳的那种氛围 学习情景 的真实性不强 利用网络实现讲授型模式可以分为同步式和异步式两种 1 同步式讲授 同步式讲授中 教学内容以文本 图形 声音及视频等形式呈现 以超文本 方式组织 并存储在w e b 服务器上 教师通过w e b 服务器呈现教学内容 通过电 话对这些内容进行讲解 并使学生测览这些内容时达到同步 学生在嵌入教学内 容w 曲页的表单中输入提问 测览器窟动与之相连的c g l 程穿 将信息送圈w 曲 服务器 实现师生之间的问答 2 异步式讲授 异步式讲授中 教师将教学要求 教学内容以及教学评测等教学材料 编制 成h r m l 文件 存放在w e b 服务器上 学生通过浏览这些网页来达到学习的目的 通过电子邮件服务来提问并获得教师的回答 警前的网络课程教学实施大多数都 采取讲授模式 2 个别辅导模式 这种教学模式可以通过基于i n t e r a c t 的计算机辅助教学c a i 软件以及教师与单 个学生之间的密切通信来实现 c a i 软件在i n t e r a c t 上的应用方式有三种 一种是 各种c a i 软件以软件资料库形式存放在i n t e m e t 上 供学习者自由下载 第二种是 直接在两上运行用j a v a 语言编写的c a i 软件 第三种是基于网络的协作学习系统 个别指导可以在学生和教师之阂通过电子龆徉异步非实时地实现 也可以透过 i n t e r n e t 上的在线交谈方式实现 蜃者对时闻同步性的要求较高 3 讨论学习模式 这种模式的实施一般由各个领域的专家或专业教师在站点上建立相应的学科 主题讨论组 学生可以在自己学习的特定主题区内发言 并能针对别人的意见进 行评论 每个人的发言或评论都能即时地被所有参与讨论的学习者看到 这种学 习过程必须由具有特权的领域专家监控 以防止讨论偏离当前学习的主题 实现 方式最简单实用的就是利用现有的电子布告牌系统 b b s 4 探索学习模式 这种模式一般都是由某个教育机构设立一些适合由特定的学生对象来解决的 第7 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 问题 通过i n t e m e t 向学生发布 要求学生解答 与此同时提供大量的 与问题相 关的信息资源供学习者在解决问题过程中查阅 另外设有专家负责对学生学习过 程中的疑难问题给以适当的启发或提问 这种模式的实现只要利用电子邮件功能 即可 但如何引导学习者通过正确的途径 寻找正确的答案而不迷失在i n t e m e t 的 过于庞杂的资源中非常困难 5 协作学习模式 基于网络的协作学习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 例如通过竞争 协同 伙伴与角色扮演等协 作方式 来达到对教学内容比较深刻的理解与掌握 基于协作学习模式的学习系 统其核心部分是客户端和服务器 客户端是学习者与协作学习系统的界面 而服 务器则负责管理和协调学习者之间的交互与协作 例如提供学习者确认 协作管 理 学习者之间的信息转发通路 给学生呈现问题情境 示例解答 测评内容及 反馈信息 记录所有学习者的全部合作过程等功能 基于i n t e m e t 的协作学习系统 具有非常广泛的应用前景 将人工智能与这种学习协作系统相结合 将是它未来 的发展方向 1 2 3 网络课程的实现技术 网络课程是在线学习的基本单元 是通过综合教学设计 以计算机互联网络 为主要交流平台建设的教学科目内容及实施教学活动的总和 网络课程的实施涉 及到系统平台选型和软件设计制作 网络课程都是基于b s 模式的 基于i n t e l 架 构的p c 和l i n u x 服务器是首选的系统平台 而软件制作应用到多媒体技术 网页 制作技术 程序编制技术以及数据库技术 一 多媒体技术 网络课程的媒体素材类型包括图像 文本 音频 视频 动画和网页 媒体 素材的制作是网络课程开发的基础性工作 在网络课程的制作中 有很多的图片 需要处理 相应的软件工具有a u t o c a d f i r e w o r k s 和p h o t o s h o p 等 其中p h o t o s h o p 是由美国a d o b e 公司开发的一个集图像扫描 编辑修改 图像制作 广告创意 图像合成以及图像输入输出于一体的图像制作软件 具有功能完善 性能稳定 使用方便的特点 是目前公认的通用平面美术设计软件 除基本的静态文字和图 片外 音频和视频素材应用于网络课程中可以丰富教学内容 有助于听觉学习和 视觉学习方式 音频和视频素材的制作在采用专用工具完成数据的采集 编辑和 处理后 为便于在网络上播放 还需要将其转换成流媒体格式 s t r e a mm e d i a w a v m p 3 m i d l 等格式音频数据可以使用r e a l p r o d u c e r 转换 压缩成流媒体格 第8 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 式 a v i m p e g m o v 等格式的视频文件同样可以经过转换生成流媒体格式 j a a 程序只支持a l l 格式的音频文件 这种格式的音频文件较小 有利于网络传 输 通过g o l d w a v e 软件 a n 文件容易由其它格式的音频文件转化得到 动厕具有 形象 生动的特点 适宜模拟表现抽象的过程 容易吸引人的注意力 对网络课 程内容的呈现有很大作用 f l a s h 是集图形 动谶 语音为一体的交互式制作工具 具有强大的多媒体编辑能力 f l a s h 可以将多种格式的音频 图形文件直接嵌入到 文件中 并进行适当压缩 f l a s h 做成的动域为矢量图形 放大后不失真 并具有 a v i m p e g 等视频的特点 而文件则小得多 适合应用于网络课程 运用多媒体 技术可以将以上媒体素材进行集成 二维的多媒体网页可以使用h 刑l 编写 而 三维的多媒体网页使用v r m l 来编写 在目前许多多媒体作品使用光盘存储器发 行 在将来多媒体作品更多地使用网络来发行 二 网页制作技术 学生对网络课程内容的学习主要通过测览教学内容网页来完成 网页制作技 术是网络课程开发的基本技术 它能创造网络课程的整个环境和框架 网页制作 可分为用w e b 网页设计实现的静态网页和w e b 编程技术实现的动态网页 网页制 作一般使用f r o n t p a g e 和d r e a m w e a v e r 两种软件工具 其中d r e a m w e a v e r 是美国 m a e r o m e d i a 公司开发的集网页制作和两站管理于一身的所见即所得的网页编辑 器 它是第一套针对专韭网页设计师特别发展的视觉纯网页开发工具 剥耀它可 以轻恧易举地制作出跨平台限制和跨越浏览器限制的充满动感的网页 同时 d r e m n w e a v e r 和动画制作软件f l a s h 图像处理软件f i r e w o r k s 结合比较紧密 被称 为 网页制作三剑客 可以说是网页制作的梦幻组合 用网页制作软件结合 j a v a s c r i p t d 删 以及其他实现网页特效的软件还能够制作出功能更加强大的 网页 三 程序编制技术 相对于静态网页来说 动态嬲页的志容是可以变化的 它可以按照用户的选 择调用服务器数据库的内容并动态显示 常用来开发网站登录 注船会员 聊天 室 留言 论坛b b s 等 动态网页制作一般采用服务器脚本语言编写 然后嵌入 到h t m l 代码中 般使用a s p p h p j s p v b s e r i p t 和j a v a s c f i p t 语言来进行程 序设计 其中a s p a c t i v es e r v e rp a g e 动态服务器端网页 是m i c r o s o f t 公司推出 的 种服务器端执行的动态网页技术 它能让网页开发者轻松地利用a c t i v e x 组 件 在h t m l 语言中加入s c r i p t 脚本 开发出交互性强的动态w e b 服务器应用程 序 黔p 是h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r 超文本预处理器 的缩写 它是一种服务器端 的h t m l 脚本 编程语言 是一种简单的 箍向对象的 解释型的 健壮的 完全 的 性能非常之高的 独立于架构的 可移植的 动态的脚本语言 j s po a v as e r v e r 第9 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 p a g e s 是s u n 公司在j a v a 的基础下开发出的服务器端编程语言 与客户端的 j a v a s c r i p t 完全不同 它是运行于服务器端 网站服务器会自动将以j s p 写成的j a v a 程序代码段转换成j a v as e r v l e t s 它实现了动态页面与静态页面的分离 脱离了硬 件平台的束缚 采取编译后运行等方式 大大提高了其执行效率而逐渐成为因特 网上的主流开发工具 j a v a s c r i p t 是客户端脚本语言 是在浏览器上运行的h t m l