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[關鍵詞]分布式認知;集體智慧;混合學習;教學范式
[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008(2013)04-0092-08
一、引言
集體智慧(Collective Intelligence),是集體在創造、創新和發明上共同合作或共同解決或完成某種任務時體現出來的一種能力,它源自于多個個體和各種群體的通力合作,是一種共享的或者群體的智能。集體智慧可以在計算機網絡中形成,并以多種形式的協商一致的決策模式出現。當這個社會越來越注重效率與依賴知識時。這種集體能力就變得越來越重要。集體智慧已經成為知識社會中競爭、創造和發展的決定因素。
隨著e-Learning的不斷發展,e學習的方式已經從互聯網上數字化呈現面授課堂教學內容的第一代模式,發展到了第二代混合學習的模式,即關注的是如何“在適當的時間以適當的方式使適當的學習者獲得適當的學習內容”。在混合學習的趨勢下,以網絡為核心的多媒體信息技術已經不僅僅作為一種強化傳統教學范式的工具來使用,而是逐漸成為一種構建新型混合學習式課堂的教學觀念。在這種多元的課堂環境中,可利用資源比傳統課堂多很多,教師不僅需要關注現實課堂中的資源整合,也更應注重網絡學習共同體的組織與管理,應用學習者的個體智慧。發揮集體智慧的優勢,共同解決學習中遇到的難題。通過混合學習環境中各個要素之間長期的交互、合作和系統建構,實現集體智慧的激發。如果只注重個體多元智能的激發而忽視集體智慧,不僅使分布在這課堂環境中的許多資源將會被浪費,信息交互的缺少也將會使信息技術在混合式的課堂中,失去其存在的意義。
在現代信息技術的不斷發展過程中,新理論與新技術的不斷融合,與其密切相關的網絡教學的范式也在逐步發生改變,大致的趨勢為,從最開始的接受式的認知范式到建構式的認知范式再到分布式的認知范式。因此面對新的教育形勢與挑戰,教師需要思考如下重要問題:什么樣的教學范式才是最適合自己的課堂?什么樣的課堂管理才能使課堂資源最優化,從而促進課堂中集體智慧的激發?
二、網絡教學時代的理論變遷
(一)以行為主義、認知主義為基礎的接受式教學范式
華生、斯金納等行為主義者認為學習是刺激與反應之間的聯結,他們把環境看成是刺激,把伴而隨之的有機體行為看作是反應,認為所有行為都是習得的,只強調對外部環境的刺激反應;奧蘇貝爾、布魯納等認知主義者則認為內部認知是有特定過程的。他們強調學習并不在于形成刺激與反應的聯結,而在于依靠主觀的構造作用所形成的“認知結構”,主體在學習中不是機械地接收刺激,被動地做出反應,而是主動地有選擇地獲取刺激并進行加工:他們對學習問題的研究,注重認知主體內部心理過程與內部條件。行為主義與認知主義均將知識看作是學習者的外部事物,而將學習過程看作一種內化知識的行為。以行為主義、認知主義學習理論為指導、以Web1.0為基礎的網絡教學是以知識傳遞為主的教學形式,可以看作是接受式認知的教學范式。這一教學范式借助網絡技術給學習者呈現學習內容,關注學習者外部刺激環境的作用。
(二)以建構主義為基礎的建構式教學范式
建構主義是認知主義的進一步發展,源自關于兒童認知發展的理論,其最早提出者可追溯至瑞士的皮亞杰。建構主義認為,學習是通過“同化”和“順應”建構內在心理表征的過程。學習者的認知結構通過同化與順應過程逐步建構起來。并在“平衡-不平衡-新的平衡”的循環中得到不斷的豐富、提高和發展。學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,而是由學生自己建構知識的過程。學習者并不是把知識從外界搬到記憶中,而是以已有的經驗為基礎通過與外界的相互作用來構建新的理解,他們不再是等待被填滿的容器,而是積極致力于創造意義,選擇并追求他們自己的學習,這種建構是無法由他人來代替的。建構主義理論在網絡課堂教學中的運用表現為認知工具觀,即關注運用認知工具技術來對知識進行操作、變換和加工,在變換和加工中實現深層次建構,建構認知教學范式關注學習過程中意義的建構以及學習環境的設定,學習者的主動性,在實踐中,教師需要關注學習問題設計和學習活動設計。
(三)以分布式認知為基礎的分布式教學范式
從個體認知到分布式認知的轉變,是人類適應信息社會復雜性的重要思維特征。分布式認知的思想可以追溯到1879年第一個心理學實驗室的建立,后來杜威(Dewey)、馮特(Wundt)、吉布森(Gibson)等學者也論述了認知超越個體頭腦的“去中心化”思想。維果茨基(vygotsky)的研究表明,心理不僅通過人的活動表現出來,而且是在活動中形成,這為分布式認知的誕生提供了基礎。隨著信息技術的迅猛發展,人類許多認知活動越來越依賴于信息技術,各種各樣的認知工具大量替代了人們頭腦內部的思維和計算,人們也越來越重視智能性人工制品對個體認知過程的影響。人們已不滿意于僅把認知視為腦內的活動,而開始尋求認知對臨場和情境的依賴。即探查認知的分布性質。20世紀80年代中期,赫欽斯(Hutchins)等人明確提出了分布式認知的概念,并認為它是重新思考所有領域的認知現象的一種新的基本范式。他們認為認知的本性是分布式的,認知現象不僅包括個人頭腦中所發生的認知活動,還涉及人與人之間以及人與技術工具之間通過交互實現某一活動的過程,認知分布于媒介、環境中,分布于個體間,認知分布于由多個個體、工具、環境組成的較復雜的系統中。
基于分布式認知的分布式教學范式是一種系統化看待學習環境中認知現象的視角,“分布”不是認知結構的增強,而是認知功能的中介。單純考慮那些存在于人類頭腦內部的東西是難以解釋我們的認知活動的,還必須要考慮社會環境和物質環境中的認知角色。因此這種系統化視角至少包含三方面的內容:1.認知過程會通過班級、小組的成員進行分布;2.認知過程會在認知活動(內在結構與外在結構的協調)的交互中進行分布;3.認知過程也可通過時間(早先事件的結果影響后續事件的性質)進行分布,也就是所謂的認知在時間軸上的分布。
Hatch和Gardner曾經就教室中的認知活動提出了分布式認知的同心圓模型(the Concentric Model)(如圖1)。最外層是超越特定情境的文化力,它間接影響個體的認知活動。中間層是地域力,它強調認知活動發生的具體情境或環境,直接影響認知個體。最內層是個人力,即個人在認知中的作用,是分布式認知的核心。它提醒我們,學習不是個體頭腦中的符號操作,而是一種以“文化生成物”為中介的同環境、他者協調,構筑知識的行為。在課堂中,我們不能忽視微觀層面的個體的心智活動或個體之間的交互作用行為,與此同時也要關注同宏觀層面的在社會文化的相互關聯之中所形成的“公共建構”。這幾種力相互依賴,缺一不可。
三、從個體的分布式智能到共同體的集體智慧
集體智慧作為一種共享型的智慧,它的存在是為那些個體智慧所解決不了的更多更為復雜且困難的問題,提供實用且高效的解決能力。集體智慧也可以定義為某種形式的網絡化,即互聯網。它是由通信技術的進步而引發的。Web 2.0實現了交互性,因而學生可以自己的內容。集體智慧憑借這一點來提高現有知識的社會共享。我們將在網絡教學中形成的集體智慧理解為:在學習過程中。學習小組或集體協力加強整體性與相互聯系,以便加深我們對事物的理解,使個體間的智慧達到進一步的凝聚,進而達到更高層次的整體性和密切聯系。形成共同創造的能力。依照Henry Jenkins的學說,集體智慧可以歸因于媒體融合以及共享文化。集體智慧不僅僅是所有文化在信息數量上的貢獻,同時,它也是質量上的貢獻。
隨著時代的發展,社會的不斷進步,人類學家與社會學家對各種認知現象有了更多的關注。在研究群體的問題解決、組織的學習與記憶時,發現組織作為一個群體所呈現出來的認知特性,與組織內部個體之前的認知特性有明顯不同。這也正體現出以個體認知為基礎的分布式認知與以共同體為基礎的集體智慧之間存在差異,但是實際上兩者的關系極為密切。調動分布式認知各種要素是集體智慧形成過程中一個必不可少的環節。如果缺少分布式認知各種要素的積極參與,那么最后集體智慧是無法得到效果的最大化。當個體認知被分布式認知的各要素充分調動起來的時候,集體智慧也就更容易得到激發與鞏固;而相反的,越是高級的集體智慧越能促進分布式智能的開發(見圖2)。
如圖2顯示,從智能的整體性視角觀之,個體認知與集體智慧兩者存在相互依存相互補充的緊密關系。綜合甘永成與祝智庭于2006年提出的虛擬學習社區知識建構和集體智慧發展的學習框架以及共創性學習的相關理論,以及分布式教學范式的特點,集體智慧在混合課堂中的形成大致可以分為三個階段:發散階段,交互凝聚階段以及整合創新階段(見圖3)。
階段一發散階段往往是出現在學習共同體剛剛形成初期,體現出來的多是個體的發散性的思維,雖然已經有小組出現,但是僅限于組內成員單獨面對面的交流,通過網絡的對話都很少,所以小組的作用在這個階段并不明顯,各要素呈現出自由發展且多變的狀態,因此在這個階段集體智慧是還沒有產生的,個體的智慧的簡單相加只能稱為集體的智慧而非形成了集體智慧這種能力。由于學習共同體的組織結構還不完善,缺少互動與交流,差異性明顯的學習者還處于被動接受的狀態,學習方式也是以個體的自主學習為主,知識在這個階段多為隱性或封閉式存在。
階段二凝聚,學習共同體的各要素分布相比階段一變得有組織性,差異性在慢慢的減退,大家尋找到一些共性并且開始有交互有聯系。基于分布式教學范式的系統化視角,學習共同體已經開始構建起一定的組織結構,利用混合課堂的各種媒介通過相互的交流、互動、討論和協作,以及通過協作學習等多種學習方式,共享彼此的觀點、思想、資源。部分隱性知識在這個過程中開始外化,學習者在這個階段開始主動參與認知活動,個體智慧仍然是這個階段解決問題與完成任務的主力,但是集體觀念與運作開始萌芽并逐步培養出解決更高層次問題的集體智慧。
階段三在經過了階段二的發展過程,群體合作開始形成一個較為完善的系統,有明確的任務目標,形成高效的解決問題的方式,系統的整體功能大于內部各元素孤立功能之和,也就是說,這種系統特有的能力或智慧遠遠大于多個個體智慧的簡單相加,集體智慧能解決的問題輻射范圍更廣,并且能夠提供更多的新型解決方式,共同體內部成員不再是被動接受,而是主動探索進行共創性的學習,共享的知識開始具有社會性,形成了組織或社區的共同記憶,并在整合各種不同觀點的基礎上能夠發現新的問題創造出新的方案,從而達到學習目的和促進自身學習能力發展。
從以上各階段的特征我們可以看出,在集體智慧形成的過程中,離不開人與人之間以及人與技術、工具之間通過交互,而認知正分布于這各種要素組成的較復雜的系統中。只有當這些分布式的要素得到合理有效的組織與鏈接,才能更好的發揮各要素的作用與價值。集體智慧表達了兩種智能的聯結,一是肯定了個體智能的獨立性;二是肯定了個體智能在觀察復雜情境時的交互性。如果只看重集體智慧而忽視個體智能,將會因小失大,最終會影響集體智慧整個的系統效應:而只重個體智能不懂得將其加以整合利用,必會目光短淺,顧全不了大局。所以,要注意保持兩者的平衡,集體智慧是分布式個體智能的有效組合。是個體智能的合作和凝聚。從而使整體智慧得以加強和提高。集體智慧的激發正是分布式教學范式的“系統視角”的一種體現。參與認知分布的各個要素既相互獨立,又相互依賴、相互制約,有機地組成了一個學習的集體。
四、分布式網絡教學范式的運用
以上綜述介紹集體智慧與分布式認知的密切關系。下面我們以杭州師范大學外國語學院研究生課程《教育哲學》為例,展示分布式教學范式激發集體智慧的過程。該課為英語課程與教學論研究生一年級上學期必修課程。周課時數為3次,總課時數為33課時,2011年度學生數為29人。該課程代表了楊小洪教授近十年教學探討的最新方向,包含傳統課堂的面對面教學也包括清華版網絡教學平臺,主要有教學材料、教學筆記、課程論壇、課程作業的運用,其認知要素分布于多個維度。其中網絡論壇的師生互動。是教育哲學課堂的核心部分。全體學生在課前對網絡課堂展示平臺所提供的教學材料,按照教師提供的相關問題進行有針對性的個體閱讀,然后從課堂陳述小組呈現的PPT中獲取新的視角和資源,形成各自的觀點,在課程論壇的已開辟相關話題中跟帖討論。如形成的觀點與現有的話題不同。可以在論壇上另辟一個話題,引發新的討論。筆者作為研究生親身參與了課程的全過程,從中獲得對分布式網絡教學范式的深刻體驗。并形成了對自己畢業論文的基本構想。在隨后的研究中,筆者發現課程論壇不僅為師生的互動提供了有效的平臺,而且忠實地記錄了集體智慧形成的全過程,其保留的數據反映集體智慧形成的三個階段。
根據集體智慧形成三階段的理論,筆者對課程論壇的全部話題進行了梳理和統計,發現第1-4次課可作為發散階段,第5-7次課為凝聚階段,第8-11次課為創新階段。(見圖4):
圖4中課程論壇上師生發帖數目對比清楚顯示:第一個階段學生似乎是課堂的主角,所有的話題都是以學生為主導的,話題討論非常寬泛與自由:第二個階段師生發帖數目發生了變化,教師慢慢開始引導學生展開討論:第三個階段學生發帖數驟減,而教師開始成為課堂的主導,管理并組織著課堂的主要活動與任務,話題收斂并且集中。這跟教師的課堂指導策略有著緊密的關系。
Amy對網絡社區中混合型課程的行動研究分秋季、冬季及春季三個研究階段進行。在不同的研究階段采取了輕型、中型及重型任務指導三種不同的教學策略,不同的教學策略在各個階段都發揮其應有的作用并幫助他取得了最后的研究效果。在教育哲學這門課的網絡教學中,教師也采取了類似的指導策略。
(一)第一階段:發散
教師在第一階段并沒有直接干預網絡課堂。而是采用輕型任務指導(the light-duty moderating)的策略。這是一個嘗試與觀察的階段,學生與教師都需要時間來熟悉這種環境。教師要在這個階段把握住學生的特點與這個混合型課堂有的課堂文化,并從全局把握這個課堂認知活動的全貌。掌握課堂所有可以利用的資源。所謂輕型任務指導,是指教師還是先從傳統課堂的管理入手,布置的任務也多為傳統課堂中開放式表達的任務,沒有確定的質與量的要求,學生享有較多的自由空間。學生在這個階段是比較自由的,不管是在課程論壇上還是在教室里,學生都能暢所欲言表達自己的觀點與想法。
這個階段的特點就在注重個體表達與開放性,旨在開發這個分布式認知的同心圓模型中最內層最核心的個人力,也就是個體的經驗與傾向。因為只有在這個階段先抓住學生的“個人力”,讓他們把個體的多元智能先發揮出來,外化自己已有的知識與經驗,才能幫助教師抓住學生的學習興趣,把握住他們對這門課的傾向性,才能更好的從這些個體差異性中尋找到共性以為后面階段的合作交互做好充足的準備。
要想在第二階段使所有分布式的認知得到有效的組合與凝聚,就需要在第一階段摸清楚影響課堂的所有認知分布的資源,這樣才能使這些資源不被浪費,讓最后的集體智慧實現最大化。在這個傳統課堂與網絡課堂相結合的環境里,認知要素分布的范圍非常廣,比如認知的主體,客體,媒介(人工制品),課堂任務,課堂文化,課堂組織結構,學習環境,社會等等。除了這些都還比較容易被發現資源外,有一個非常重要的資源卻最容易被忽略,那就是時間(見圖5)。認知同樣分布于時間上:過去的認知是現在的認知形成的基礎,而現在的認知必將會對未來的認知活動產生影響。這就意味著學生過去的經驗與經歷會對其現在的認知有影響,而在這課堂里形成的認知也肯定會左右其將來的認知。因此學生與教師過去的經驗都是課堂的寶貴資源,并且了解學生現在的認知也能為以后的課堂提供參考。所以教師在課程開始的第一節課上就對學生進行了一次前測,選取了5個關鍵詞(學習,小組。思考。英語,我)讓學生各填寫10到20個詞語來闡釋對這5個關鍵詞的理解,為期末的后測提供有價值的可對比的數據。
(二)第二階段:凝聚
第二階段教師指導的特點開始發生變化。由輕型任務指導慢慢轉變為中型任務指導(the medium-duty moderating)。這是一個過渡性的階段,但是卻很關鍵,在這個階段分布式認知能否得到最有效的組合將會直接影響到最后集體智慧的激發效果。所以,中型任務指導是教師開始讓分布式的資源開始收斂凝聚的體現。這個階段的特點則是注重合作與共享。小組在這個階段扮演了重要的角色。學生被分為了10個小組,課堂的任務基本上開始以需要小組合作的任務出現,比如每節課后小組需要在網上討論心得或者提出新的問題:每節課會有2個小組做陳述,陳述的PPT需要提前做好上傳到教學平臺:以及在課堂上做陳述的小組會面臨其他小組的質疑與挑戰等。通過這種分組與任務的轉變,教師很好的把班級的組織結構建立起來,形成了個體一小組一集體的三層組織結構。雖然集體的作用在這個階段還并未得到很好的體現,但是通過不斷的個體與個體的合作,小組與小組的合作已經為后面的集體合作打下了堅實的基礎。
分布式認知的同心圓模型中間的地域力是指直接影響學生認知的伙伴、資源和其他媒體,因此在這個階段教師指導要考慮到資源的合理利用,要讓學生對自己的學習伙伴有交流,這樣才能為群智慧能力的激發奠定基礎。從圖6階段二分布式認知活動模型中可以看出個體合作、小組合作與課堂任務成為這個階段的最為主要的參與分布式認知活動的要素。但是除了這三個相對顯性的要素之外還有另外三個較為隱型的要素也在參與分布式認知的活動:一個是媒介,它與分布式組織中的個體同屬于分布式認知同心圓模型中的第二層地域力中的范疇,不管是什么樣的合作,媒介都在充當著交流工具的角色,不僅能促進組織活動中合作更好的完成。同時也在幫助學生減少認知負荷:二是教師設定不同的課堂環境會產生不同的課堂效果,比如討論式的課堂環境,競爭式的課堂環境,挑戰式的課堂環境,辯論式的課堂環境等等都在促進不同形式的合作的形成:三是課堂文化,它在分布式認知活動中也扮演了重要的作用。根據分布式認知同心圓模型,也是就最外層的文化力開始發揮作用,隨著個體、小組、任務、環境、媒介的不斷交互產生聯系,共享開放的課堂文化逐漸在凝聚,并反過來影響課堂,個體價值取向在慢慢向共同體文化靠攏,并逐漸形成學習型的組織或者社區,使合作與共享的課堂文化充分地發揮它的價值。
(三)第三階段:整合創新
第三個階段是屬于一個升華整合的階段。這個階段一個完整分布式系統基本確立,這時的學習共同體不僅要延續階段二的合作型學習方式,在教師的引導下還要充分運用這個系統逐步實現共創型學習方式,所以在這個階段教師所運用的指導策略是重型任務指導(the heavy-duty moderating)。首先在這個階段保留了上一個階段的一些任務,比如尋找、篩選或替換教學材料或小組陳述中的關鍵詞。這種任務的延續是為了排除上一個階段的劣構。進一步優化這個活動系統。更加注重集體的成果。其次綜合性、創新性的任務逐漸加入進來,比如制作思維導圖、尋找隱喻表達以及歸納邏輯命題等等。這些任務以之前的思維成果為出發點,通過新視角、新目標或新形式的導入,激發全班同學的高階思維,引發積極的社會意義建構過程,從而達到集體智慧的生成。
學習者通過這一階段的學習任務。要實現自己身份的轉變,就是從最開始的被動接受者變為主動參與者再成為主動探索者,要獲取更高層次的思維能力。即在已有的問題基礎上。進行發散性和聯想性思考。比如與自身或別人的社會經驗相結合,創造性地利用個體的差異性。進行“頭腦風暴”式的思考,提出新問題、新觀念,并能夠以這種新觀念作為新的行動指導。使最開始的高級的隱性的知識成為具有社會性可供大家分享的知識。
除了第二階段信息交流之外,這個階段更注重合作的另外一種重要內涵。那就是情感交流與心理溝通,在合作完成學習任務過程中,共同分擔責任,共享成果,相互交流與相互評價,使學習者能體驗到一種被他人接受、信任和認同的情感。通過相互挑戰、啟發、激勵,發展認知能力,不僅極大地促進個人的合作能力與團隊精神的形成,而且使得這個系統內在更加的完善,得以長久維持。
通過分析第三階段的一個實例可以清晰展示出課堂所有參與者在創建思維導圖這個新任務中的群智慧是如何被激發的。
教學材料:第三階段第9課時Interaction between learning and development by Vygotsky(維果斯基的《學習與發展的相互作用》)
任務:首先由第10與第1小組的成員做課堂陳述,之后各個小組根據以上陳述以及自己對教學材料的理解選取關鍵詞10個或者10個以下的關鍵詞制作思維導圖
異質分組在這個過程中非常重要,這些小組是合作學習和集體創造過程中的核心要素。通過個人與小組,小組與小組以及媒介與共同體之間信息的交流與共享,相互給予啟發,創造更多的靈感。使隱形知識顯性化并且得到重構。建立新的圖式,激發出解決更多更復雜問題的群智慧能力。而且教師在考慮分組時采取異質分組的策略,讓不同個性的學生組成各個小組,使得小組成員在小組學習中都能發揮不同的作用。在所有的課堂任務中,我們選取了課堂最后一項任務,最為直觀的制作思維導圖。來體現集體智慧在這一階段的創新性。表1為全班作圖數據統計。
表1顯示,課內作圖數量為11,全班共10個小組,每組1副。其中有1組2副。課后共6副。也就是說有6個小組在課堂各組作圖的基礎上課后重新建構了他們的思維導圖。課后制作的思維導圖,關鍵詞的均值要小于課內導圖,思維的概括性明顯高于課內。圖形結構方面,課內制圖左右結構數量多于環形結構,其邏輯縝密性低于課后制圖。我們且按照關鍵詞數量和圖形結構這兩個維度,從左右結構和環形結構這兩個課堂思維導圖較為集中的類型,比較課內外制圖學生思維在概括性和縝密性方面的差異,并進而展示集體智慧的創新性。
制作概念圖的起點:選自第1組和第10組課前準備的PPT中的一個更為貼近維果斯基思想的概念圖。
1.課前制圖
教師課堂點評:抓住了最為重要的關鍵詞,起點和終點的邏輯關系表達清晰,努力梳理概念之間的邏輯關系。
存在問題:(1)關鍵詞太多,共16個,其中一些可以相互整合,盡量減少可有可無的關鍵詞;(2)結構太復雜,沒有突出核心部分:(3)沒有融入以往學過的相關教育家的思想。
教師課堂點評:關鍵詞有所減少,結構更為簡單,但判斷力上有欠缺,有些重要的概念被刪,如ZPD,教師引導等等。全圖突出的是知識內化過程,而維果斯基思想所強調的社會文化互動的重要作用被弱化。
教師課堂點評:關鍵詞與結構都更為精煉,各要素之間的關系表達更加清晰,并且提到了教師指導以及社會毒在個體發展過程中的作用。此圖優點在于引進了杜威和皮亞杰的相關概念,如指導(direction)、反思(reflection)、選擇(choice)、同化(assimilation)和順應(accommodation),展示了力圖將不同教育家思想融會貫通的努力。缺點則是,雖然圖中已經涉及到維果斯基思想所強調的互動的作用,但是該圖主要突出的卻是個體對環境的適應過程,社會文化互動以及最近發展區(ZPD)等核心概念仍然沒有準確把握。
教師建議:重讀杜威和皮亞杰的相關文獻,用杜威和皮亞杰的概念充實維果斯基的關于學習與成長的互動過程,用維果斯基的互動過程來梳理杜威和皮亞杰的相關思想。
3.課后制圖
上傳時間顯示,圖10和圖11比圖8和圖9晚7天。比較課內和課后兩組概念圖,可以看到,經過了幾輪“頭腦風暴”式的課堂討論、教師點評以及課后的閱讀、反思和融會貫通之后,課后的圖10和圖11有了明顯進步:
(1)重新找出了維果斯基文章中關于學習與發展社會文化互動過程的關鍵詞,并將這個互動過程放在圖形的核心部分,突出了維果斯基所強調學習與發展社會文化互動過程。
(2)對照維果斯基的思想重新閱讀了杜威原著《教育與民主》之第三章Education as Direction(教育即指導),將其中30頁的這樣一段話“因此關注與指令是指導的兩個方面,一個是空間上的,另一個則是時間上的”(Focusing andordering ale thus the two aspects of direction,one spatial,the other temporal),融入了對“他人提供的幫助。比如同學等。特別是教師的”(assistance provided bv others,like peers,especially teachers)的理解,將教師的幫助(eacher’s assistance)變為了教師的關注與指令(teacher’s focusing andordering)。
(3)重讀了皮亞杰關于同化與順應(assimilation and accommodation)的論述,將維果斯基的內化(internalization)轉換為學習者自身的同化與順應(learners’assimilation and accommodation)。
(4)最終的學習成果包含著對學習材料共同的社會性理解,無論是左右結構和環形結構的概念圖,都突出了維果斯基的社會文化互動過程,也同樣將杜威和皮亞杰融入了對維果斯基的理解。
以上的這個實例展示了階段三集體智慧如何交互并協同創造的過程。階段三的起點是階段二過程中小組建構的PPT,它使小組合作形成一個較為完善的思想成果。審視這個概念圖,發現其中的不足,思考如何對之進行重構,就成為這一階段課堂的明確任務目標,它需要更為高階的解決問題的方式。教師在充分調動了學習個體和小組各元素的功能之后,通過口頭點評,引導共同體成員在整合各種不同觀點的基礎上進行更為廣泛的閱讀,深入的思考,發現新的問題,創造出新的方案,從而達到學習目的和促進自身學習能力發展。
階段三集體智慧的運作,展示了如下功能:
(1)排除上階段二的一些劣構,如關鍵詞太多。結構復雜,重點不突出等等;
(2)在探索新的解決方案的時候。暴露了共同體成員學習和思維能力方面的普遍不足,如思維缺乏整體性而導致的判斷能力不夠等:由此引發教師新一輪的指導;
(3)拓展了共同體成員思考和解決問題的視野,導致了共有的一些高階的解決問題方式,如重溫原有知識以達到對新知識的理解;
(4)在提供更多的新型解決方式的基礎上,激發共同體成員主動探索進行共創性的學習,讓最開始的高級的隱性的知識成為具有社會性可供大家分享的知識,形成了組織或社區的共同記憶;
五、總結
混合式的網絡教學是一個非常復雜的過程。涉及的元素眾多,因此在不同的學習階段、不同的學習環境下,對于學習者的不同發展階段和學習內容的不同形態,應該采用適當的教學范式。由于網絡本身的分布特性使得分布式教學范式在混合式的學習中能夠有效的得以運用,并且通過資源的有效整合使得集體智慧能夠充分的被激發。在分布式教學范式的教學策略中,課堂任務的管理與組織是其中最為重要的一環。任務的設置不能過于庸俗化,在創設情境的同時要充分考慮到學生個體原有認知也就是學生本身的經驗,其次是要實現在這個課堂中所有參與認知的分布式資源通過各種交互式的任務互動,實現資源共享的最大化,才能為集體智慧的激發創造良好的條件。在這種分布式教學范式指導下的學習過程中。學生一方面借助各種媒介(包括傳統的和數字化資源)通過自主探究、協作探究等方式進行問題解決和知識建構,在培養集體學習能力的同時提升自身的自主學習能力:另一方面,教師通過對混合學習過程的監控,適時地插入講解和評價。對整個過程進行調控和管理。為學生提供必要的幫助和指導。然而,在具體教學過程中。接受式教學范式、建構式教學范式,分布式教學范式這三種學習范式并不是截然分離的,而是有一定交叉重疊,它們之間是相互補充而不是相互排斥。它們都有合理的科學的一面,同樣也有局限性的一面。并不是在所有環境,所有情況下都只適用于一種范式。
分布式教學范式除了能激發集體智慧外,同樣還帶給我們一些別的啟示。首先在追求集體智慧最大化的同時不能忽視個體認知。個體信息的反饋以及個體中尚沒有獲得現行表達的認知都是整個系統的重要資源。個體認知是分布式認知的核心,而分布式的認知活動也是讓個體認知趨于穩定的過程。個體之間既相互獨立,又相互影響。認知是一個在分布式環境中螺旋式上升的過程:其次分布式認知中的文化力能夠讓處于這個分布系統的成員逐漸形成身份的認同感。當學習型的組織或者社區形成的時候,學習者作為其中的一員也慢慢受這種組織或社區文化的影響,逐步改變自己的認知,向這個組織或社區的文化靠近。我們在學生前測與后測的數據對比中就很明顯的發現這一點。在前測的數據分析時自我的語義場更明顯,而在后測的數據中。合作。集體。小組等非自我的語義場增加了許多,這也說明整個班級也經歷了從個體向共同體過渡的這么個過程。
時代還在不斷的前進,隨著將來新技術新理論的出現,對網絡教學會有更多的探索與研究,也會給未來的學習方式與教育方式帶來更多更有意義的啟示。
[作者簡介]
關鍵詞:數據庫課程;數字媒體技術;教學模式;實踐教學;教學改革
中圖分類號:TP319 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)07-0141-02
隨著信息技術的發展,數據庫技術在計算機應用系統中占據越來越重要的地位。我校數字媒體技術專業根據自身的專業需求,已經開設了多年的數據庫教學,總結近年來教學中的經驗和不足,結合本專業的特點,對該課程進行了一系列的改革,以適應數字媒體行業人才的需要。
1教學現狀和存在問題
我院數字媒體技術專業開設移動媒體和游戲開發兩個方向,前者側重網站和移動端應用開發人才的培養,數據庫原理與應用課程主要為該方向學生開設,總計64學時,理論和上機各32學時。教學目標是學生理解數據庫的基本原理,能夠自己或配合團隊進行數庫的設計和開發,從而掌握在實際項目中使用數據庫的技術。移動媒體方向主要實踐教學任務安排如表1所示:
本專業屬于非計算機專業,計算機基礎課程較少,側重于應用型課程。同時結合獨立學院學生的實際情況,本課程采用中國人民大學的優秀教材《數據庫系統概論》,并未參照國外經典教材,授課內容也有所刪減,主要包括數據庫原理、設計和應用三個部分。三個部分的主要授課內容為:原理部分包括關系數據庫基本概念、關系代數、SOL語句、數據庫安全性和完整性。設計和應用包括關系數據理論、數據庫設計、查詢處理和查詢優化、數據庫恢復技術和并發控制。總結近幾年來教學實踐過程,存在的問題有以下幾個方面:
1)學生計算機基礎薄弱,對理論知識興趣不大。本專業課程圍繞數字媒體的應用設置,所以開設的計算機基礎課程較少,學生基礎知識較薄弱,編程能力不強,因此對于較抽象的原理知識,如:關系代數等內容,學生掌握存在一定難度;對于SQL語句的學習,學生只是照搬書上簡單的例子來操作,對原理、設計和應用三個部分沒有融會貫通。后續的項目實踐中,不能從應用的整體角度進行規劃,導致設計的數據庫性能較差,實用性較弱。
2)相關課程缺乏聯系,學生解決綜合問題能力較弱。本專業的教學任務中,網站開發類課程和數據庫課程相互獨立,盡管第三學年的綜合實踐課程將兩者結合,由于以學生練習為主,課時較少(16學時),較多學生仍舊不能掌握復雜的數據庫設計。總結幾年的畢業設計情況,網站開發類題目中,較多學生仍然無法解決數據庫整體設計及其如何與前端頁面交互的問題。
3)缺乏綜合應用的實踐平臺。由于學時的限制,上機實驗只是對理論知識的簡單實現,與實際應用中的復雜設計相差甚遠。同時,機房中數據庫平臺的部署基本都是單機環境,與現有實際網站系統中大型數據庫的部署和使用存在較大差距,難以培養學生的實際項目開發能力。
2改革措施
根據數字媒體技術專業的特點,結合學生的實際情況,針對上述問題,我們堅持“應用性”和“漸進性”原則,對本課程進行了以下幾個方面的教學改革:
2.1合理規劃課程內容
對數據庫原理中較難理解的概念,如;數據模型、關系模式、范式等,我們采用用案例式教學和驗證性實驗相結合;對數據庫設計以團隊實現項目的方式講解,具體如下:
1)項目案例引入教學,實際案例中的用語和理論知識對應講解。教學中所用到的項目案例由互聯網下常見應用模型的提取,如:購物網站設計。用驗證性實驗加強對該部分基礎知識的理解,即授課過程中邊學邊練。
2)對數據庫設計章節,將復雜的實際應用劃分為多個簡單需求,鼓勵學生從中選擇單個或幾個簡單功能進行項目的模擬化設計和開發,然后在此基礎上進行功能的擴展。實際執行時,3-5學生組成團隊,以合作方式完成需求分析、E-R圖、數據庫設計、實施和安全性檢測整個流程,采取集中演示和答辯方式進行成績判定。
3)結合數字媒體的實際應用,講解大型網站的搭建機制,增加學生興趣的同時,課本中相關知識點與實際應用也有了較好的結合。
2.2優化課程體系
數據庫課程在整個課程體系中并不是孤立的,所以其課程設計應該與網站開發等課程設計有機地結合起來。它們側重點雖然不同,但是之間又有密切聯系,讓學生及早了解這種聯系,十分必要。我們采取以下措施:
1)第二學年開始開展綜合實踐,內容是將WEB開發課程內容和數據庫結合。教師演示項目案例的實際開發流程,學生以團隊合作方式,選擇自己感興趣的應用,與傳播學和藝術方向學生合作,分別完成技術實現、策劃和藝術設計環節。這種方式與公司的項目運作方式相似,能夠更好的鍛煉不同專業學生之間的溝通能力。綜合實踐成績通過學生答辯方式判定。
2)引入對非關系型數據庫系統的介紹,這是應對大規模和高并發數據訪問Web2.0網站常用的技術。教師介紹大規模網站架構中的數據存儲和訪問模塊,學生分組了解某個相關的設計思想和開源軟件。這有助于學生在掌握基本概念基礎上進行擴展式自學,減小互聯網應用對學生造成的神秘感。這部分內容屬于書本外的擴充知識,以學習匯報方式進行考查。
2.3豐富實驗課教學
應用能力的培養是數據庫教學的主要目標之一,為此我們采取以下方法:
1)提供MySql和SQLServer軟件平臺,以及智能手機常用的Sqllite,另外提供實際應用中常見的Memcache、MongoDB等分布式系統,學生可自由選擇使用。為了更好的模擬實際的網絡環境,實驗課上選定某個學生設計的數據庫為服務器,其他學生對它進行遠程訪問。
2)增加大規模網站中分布式數據平臺的介紹,開闊學生視野的同時,動手搭建MongoDB等開源系統。選擇具有代表性的智能手機應用項目,重點訓練其中數據庫應用和設計部分,以適應移動互聯網的發展,提高學生的動手能力和就業競爭力。
3結束語
我們對數據庫原理與應用課程的教學改革取得了較好的效果,體現在學生對數據庫的基本理論和實踐能力得到了提升,能夠獨立或者合作完成相關畢業設計人數有了顯著提升,畢設質量也有了顯著提高。
關鍵詞:云計算;教學;分析
云計算是繼大型機、PC、互聯網之后的第四次IT產業革命。自2006年谷歌第一次提出云計算的概念以來,經過短短幾年的發展,云計算儼然成為互聯網公司、IT企業以及商業的最大熱詞。云計算就像法國大餐一樣,正被人們津津樂道。中國第一次引入云計算是在2008年。2011年我國“十二五”規劃提出了教育產業與信息化產業相結合的指示方針,云計算也將成為教育人才培育與創新教育理念的核心技術。
一、云計算教學的概念
目前,業界對云計算(cloud computing)一直沒有形成一個統一的概念。但是從對云計算的定義中可以獲得這樣的共識:首先,云計算不是一項新技術,而是一種計算理念或計算模式[1]。它是基于分布式處理、并行計算、網格計算等發展而來,同時由這些技術加以實現。云計算強調商業模型,所以能更廣泛地被市場接受。
教學是教師的教和學生的學所組成的一種人類特有的人才培養活動。通過這種活動,教師有目的、有計劃、有組織地引導學生積極自覺地學習和加速掌握文化科學基礎知識和基本技能,促進學生多方面素質全面提高,使他們成為社會所需要的人。
二、云計算教學分析
(一)文獻計量分析
通過對中國期刊全文數據庫的檢索,發現國內對云計算教育應用的文獻從2008 年開始出現。而對云計算教學應用的文獻在2009年只有3篇。但自從2009年開始,每年與云計算教學應用相關的學術論文數量呈現出倍數攀升。云計算教學應用的中文文獻數量整體上呈現逐年上升的趨勢。這一趨勢表明,專家學者們對于云計算教學應用的關注度逐年上升。究其原因有兩點:第一,源于國家政策的支持。在這些政策的指引下,2012年云計算教學應用的文獻新增23篇,數量增長最多。第二,源于科學技術的飛速發展。新型的、易操作的、低成本的新技術設備使得很多教育機構能夠輕易購買和使用。因此,隨著技術的發展,對其的研究也就會越來越多,越來越容易,預計未來相關研究還會不斷地增加。
(二)研究主題分析
國內云計算教學應用研究主要集中在教學方式、教學平臺設計與開發、教學資源建設及輔助教學方面。究其原因,主要是由云計算教學應用的研究角度決定的,國內大多數學者都致力于研究利用云計算技術來改善現有的教學方式與學習方式,希望通過構建各種云資源庫來實現不同地區、不同學校之間的優質資源共享,并試圖通過搭建云計算服務平臺來充實其服務功能以提高教與學的質量[2]。因此,云計算在教學方式、教學平臺設計與開發、教學資源建設及輔助教學等的應用是當前我國云計算教學研究的主要內容和方向。
(三)研究機構分析
根據數據庫檢索文獻的實際情況,云計算教學應用的研究機構以暨南大學、南通大學、長沙民政職業技術學院、河南師范大學和浙江工貿職業技術學院為主,這五個研究機構發表文章數量最多。
(四)資助基金分析
在云計算教學應用的相關文獻中,僅有13.3%的文章受資助,其中受國家級資助的文章有9篇,剩下3篇是受省部級資助。這說明國家對云計算教學應用研究的撥款還不到位,一定程度上制約了云計算教學應用的相關研究的進展。
(五)關鍵詞分析
在與云計算和教學相關的文獻中,出現最多的詞是云計算。另外,教育信息化、云服務、教學資源、云計算輔助教學都是該領域最重點關注的領域。除此之外,遠程教育、輔助教學、云平臺、教育云平臺和深度融合也在眾多關鍵詞中脫穎而出。從整體來看,除了云計算,其他排名靠前的關鍵詞,頻數最高不過10次,大多集中在3次,這說明在云計算教學領域應用的相關研究文獻中,研究范圍不夠集中,研究領域比較松散,整體上來說研究規模不夠理想。
三、云計算教學應用研究存在的問題
(一)理論概述研究較多,實用技術開發較少
由于云計算概念在全球范圍內的炒作,各國家、各領域的研究學者紛紛關注,其在教育領域的應用已被大家普遍接受。但目前針對云計算教育應用的研究仍處于初級階段,大部分學者對其研究仍限于理論層面的概述,云計算教育應用的實用技術開發層面的研究較為薄弱,對云計算技術的創新性應用的開發研究相對缺乏,如在選定的樣本文獻中,多數文章都對云計算的定義、特征和服務體系進行大篇幅的描述,而真正涉及實用技術開發和實踐教學的內容卻顯得外強中干。
(二)高等教育研究多,基礎教育研究少
目前國內學者針對云計算技術應用及其模式的研究大多集中于高等教育領域,其次是通用教育,而對于基礎教育的應用研究相對較少。分析其原因可知,一方面是中小學研究云計算教育應用的硬件設備和技術人員比較缺乏,他們對云計算平臺以及輔助教育等前沿信息關注不夠。另一方面,就是教師較多關注書本的教學內容和教學方式的改變,對一些新興的技術或者教學模式關注相對較少,更不用說將其有效地應用于教學實踐中。
(三)研究機構較為單一
通過以上分析,我們認識到高校院系是研究云計算教學應用的中堅力量,但因為研究人員和機構比較單一,所以也容易導致研究單一、難以突破等。具體表現為以下三點:第一,從云計算研究方向的視角分析可知,多數研究者是結合云計算概念、服務理念以及教育原理進行應用模式的探討,局限了研究者的開拓、發展和創新思維,讓其很難做到更深層次的突破;第二,從云計算研究力量的視角分析可知,力量單薄,尚未取得社會各界力量的支持,以至于除高校院系外,社會各界的其他研究力量非常微弱;第三,從云計算專門的研究組織出發分析可知,相比國外的多個組織致力于研究云計算及其在教育中的應用,我國僅有中國電子學會云計算專家委員會等少數幾個專門的組織機構在從事云計算方面的工作,而側重于研究云計算教育應用的組織則更是少之又少。
參考文獻:
關鍵詞:計算機輔助教學;發展;趨勢
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)27-6153-02
計算機輔助教學的研究始于美國,第一個教學系統于1958年產生,至今已有50多年的歷史,同其他學科的產生一樣,計算機輔助教學的產生與發展具有廣泛的基礎,歸納起來主要有其物質基礎、理論基礎和社會基礎。1)計算機輔助教學產生和發展的物質基礎。計算機的出現和發展標志著人類進入了信息時代,計算機在教育上的廣泛應用,改變了傳統的教學方式,有效地實現了個別化教學,擴大了教學范圍,提高了教學效率,為計算機輔助教育的發展打下了必不可少的物質基礎。2)計算機輔助教學產生發展的社會基礎。信息社會的到來,表明信息已經成為促進經濟發展、提高生產力、增強國家實力的重要資源。新的科技成果日新月異,知識迅速增長。3)計算機輔助教學產生和發展的理論基礎。計算機輔助教學的產生與教育心理學、教育技術學的影響是分不開的,特別是“機器教學和程序教學”這兩個概念,對計算機輔助教學思想的形成起到的作用至關重要。
1 計算機輔助教學的基本概念
計算機輔助教學是一門新興的交叉學科,在它的產生和發展的過程中形成了自身的概念。不同的時期對這些概念的描述也不同,而且隨著時間的推移,計算機輔助教學的研究和實踐內容會不斷地豐富和擴充,有關的概念也會隨之變化。
傳統的教學過程是教師直接向學習者傳遞教學信息,計算機輔助教學作為一種新的教學系統,它是以提高教學質量,提高學習效率,使學習者實現有效學習為根本目的。計算機輔助教學系統教學過程一般有下面兩種形式:1)教師利用計算機向學生傳遞教學信息,完成一定的教學任務;2)學生通過與課件的交互作用進行學習。作為教學媒體,計算機輔助教學與其他教學媒體相比較,具有其獨特的特征:1)計算機輔助教學的對象是學生,它為學生提供各種教學內容,對學生給予直接的幫助;2)計算機輔助教學必須提供某學科的學科知識,并使學生通過計算機獲得新的科學知識;3)計算機與學生之間是相互作用的關系,計算機與學生之間進行“對話”,計算機要求學生做出積極的反應,并根據反應做出判斷和決策。
2 教育改革需要計算機輔助教育
由于信息革命的影響,新知識劇增,知識更新周期縮短。傳統的一次性教育已不能適應社會生產和科技發展的需要,因而提出繼續教育、終身教育的需要。其結果是教育體制和結構的多樣化、離散化。于是半日制教育、業余教育、職業教育訓練、短期培訓等教育形式提到了和正規教育同等重要的地位。由于教學或訓練的對象的基礎不同、學習的起點不同、提高的方向和學習的目標不同,因而教學內容、教學方式、教學需要也不盡相同。這就對個別化教學、遠距離教學提出更為迫切的要求。計算機輔助教學有利于實現個別化教學、遠距離教學,這使它成為實現繼續教育、終身教育和社會化教育的重要手段。
在正規的學校教育中,傳統的“以教師為中心、以課堂為中心、以課本為中心”的灌輸式教學不利于學生積極主動地學習,不利于培養學生的學習能力和工作能力,也不利于因材施教。傳統的“一張嘴、一支筆、一本書”的以講授為主的單一教學方式主要以語言、文字作為傳播信息的媒介,傳播的信息量少,單調枯燥,不但學習時間長,學習效果也較差。這種從文藝復興時期沿用至今的以傳授知識為主、以教師單向講授灌輸進行班級教學的教育觀念和教育模式,妨礙了學生創新精神和創新能力的發展,培養出來的學生比較缺乏創造性思維和繼續學習的能力。一旦所學的知識陳舊過時,又缺乏繼續學習的能力,就容易被社會所淘汰,因而較難適應信息時代的需要。
為了用以培養能力為主的教育改造以傳授知識為主的教育,以啟發演練式的個別化教學,逐漸代替灌輸講授式的集體教學,提高教學效率,縮短教學周期,降低教育成本,就必需在改革傳統的教學觀念、教師觀念、學校觀念、改革教學內容的同時,尤其重視改革舊的教學方法、教學形式和教學手段,采用計算機輔助教學以及視聽教學等新的教育技術,是研究優化教育過程的有效措施。可以說,教育改革的關鍵問題是教育觀念的更新和教育手段的改革。CBE的實踐已經表明,計算機輔助教育體現了—種新的教育思想,它為改變傳統的教育觀念,為實現高水平的基礎教育以及多層次、多種形式的教育訓練提供了一種先進的教學手段和現代化管理的工具。它能夠更有效地實現個別化教學,擴大教學范圍,提高教學效率,將在信息社會的教育中成為一種重要的教育手段。因而它可以在改革傳統教育中起到重要的作用,甚至會成為教育改革的突破口之一。
3 計算機輔助教學模式
3.1 操作練習
這種模式是由計算機向學生逐個顯示問題。其施教過程為:提問——回答——評判一再試或結束。操作練習模式充分發揮了計算機巨大的存儲容量和快速處理能力,實現大量的重復訓練,操作與練習的問題相當多,直到學生對該知識或技能的掌握達到要求為止。
3.2 個別指導
此模式是用計算機系統模擬教師授課的全過程,其教學形式由授課、提問、評判3部分組成。其基本原理是基于斯金納(美國教育心理學家,20世紀50年代中期在機器教學的基礎上提出了“程序教學”思想)的程序教學,把教學內容分成若干教學單元,學生在電子教學教師指導下自己組織學習。
3.3 咨詢
咨詢教學模式是以計算機提出各種問題和說明后,學生對這些問題和說明予以一定的回答的形式進行學習的,這種學習,計算機處于主動,學生處于被動狀態,不利于學生學習積極性的充分調動和發揮。
3.4 模擬演示
模擬計算機輔助教學學習形態是沿用計算機的特性和功能,構造一種計算機模擬的學習環境,在這種學習環境下,學生通過人機對話的方式,實現一定學科內容的學習和某些問題的解決,這種模式引起越來越多教育學家和心理學家的注意,認為它有助于生動形象地傳播知識,培養學生的能力,計算機模擬在教學上的應用十分廣泛,從自然科學、醫學、管理科學到丁程技術的許多學科教學中都可以采用模擬法。
3.5 問題求解
問題求解是一種智能型教學模式,這種模式引導學生與程序系統一起求解一個問題,解題過程中學生應用所學過的知識,掌握求解問題的方法。計算機不直接灌輸知識給學生,而是通過提出問題,提供數據,引導學生思考,解決問題,得m正確結論,從而提高學生分析問題、解決問題的能力。
3.6 教學游戲
游戲型計算機輔助教學不同于一般游戲軟件,多數游戲是為了鍛煉學生的決策能力而設計的。因為一個游戲過程必然包括多個步驟,每一步又有多種選擇,這就迫使學生盡可能地應用他們所學的知識千方百計地尋求戰勝對方的策略。簡單的游戲可以用作練習,復雜的游戲重在綜合運用知識能力和決策能力的鍛煉,與模擬有密切的關系。
4 計算機輔助教學的發展趨勢
進入21世紀后,隨著教育理論研究的不斷深人和計算機新技術的不斷出現,計算機輔助教學的發展出現了全新的局面。
4.1 基礎理論研究的趨勢
目前計算機輔助教學的基礎理論研究受到重視。研究的內容主要集中在如下方面:1)計算機輔助教學的功能、特點及教學模式。2)學習理論和相關的視聽心理學、傳播理論。3)計算機輔助教學的系統構成。4)計算機輔助教學與傳統教學的整合。
4.2 技術發展趨勢
從技術層面上看,目前計算機輔助教學發展主要有3個方向:1)使用多媒體技術、虛擬現實技術等,為學生創設更接近真實的學習環境。2)應用計算機網絡技術,實現分布式教學和遠程教學。Internet的普及,為開發能夠體現建構主義理論的學習環境提供了良好的條件。3)應用人工智能技術,使教學系統更加智能化。在未來的計算機輔助教學發展中,多媒體、Internet和人工智能在教育中的應用,會成為人們研究的熱點。
4.3 應用發展趨勢
社會發展是不平衡的,它對教育的要求和它為教育所能夠提供的物質條件存在較大的差異。基于此,計算機輔助教學的未來發展,在應用上將會呈現出多態性,主要表現在以下3方面:1)應用方式的多樣化;2)多種學習資源的集成化;3)研究、使用和教師培訓的互動。對計算機輔助教學課件的開發進行理淪上、技術上和應用方面的深入研究,是促進計算機輔助教學不斷發展的基礎工作。以研究促進應用,以應用促進研究,使其形成互動機制,是計算機輔助教學迅速發展的正確途徑。
參考文獻:
[1] 連海燕,陳冬梅.計算機輔助教學利弊分析及建議[J].中國科教創新導刊,2008,(9).
[2] 王艷萍.淺談計算機輔助教學對教學的影響[J].湖北廣播電視大學學報,2008,(9).
關鍵詞:針對性;任務驅動;探索學習;有效
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)25-0105-02
計算機專業類教學是高職單招高考教材《計算機類》的組成部分,包括了計算機基礎、計算機組成原理和計算機網絡基礎等部分,由于在高職單招考試中占有比較高的比重,所以顯得尤為重要,應試教育要求學生注重知識以及重點的記憶和灌輸,但在新的計算機類專業基礎知識考試大綱中測試考生理解和掌握有關基本理論、基本知識和基本方法的水平,以及綜合運用理論、知識和方法解決實際問題的能力,側重了能力的培養。
傳統教學中老師通過系統、細致的講解,使學生掌握大量知識,一般老師站在講臺上講,學生在下面被動接受,拼命努力的聽,故又被稱為填鴨式教學。由于高職單招的考試都是筆試,所以計算機類專業知識的學習也都是課堂教授,很少有實踐的機會,這也是填鴨式教學在高職單招生教育中普遍應用的原因。這種培養方式只能讓學生被動的學習知識,不能暴露出學習中的問題,讓老師有針對的教學。如何讓學生既能考出高分,又能在學習能力、探索能力、交流能力等方面得到培養,變被動為主動,讓老師更有針對性的教學呢?結合本人點滴經驗,談談自己在教授課程過程中的些探索。
1 營造融洽的師生關系和和諧的課堂氛圍
現代教育思想更注重“以人為本”,更注重培養學生能力和開發學生的智力,教育的過程是雙方互動、共同促進和提高的過程。師生關系作為學校環境中最重要的人際關系貫穿整個教育教學過程,這一關系處理的好壞直接關系到教育教學的效果。所以營造一個融洽的師生關系顯得很是重要,學生喜歡老師,至少不會排斥上課,還有可能喜歡上老師的課,學生才有可能對老師的課程產生興趣。
2 改變教學策略,驅動學生探索學習
由于學生對計算機類專業知識已經有了一定的基礎,為下面環節的實施提供了可能。
2.1 課前任務驅動,自主探索學習
根據大綱要求并結合課本章節知識,我將課程知識點重新整理并細化成每節課的任務,班級同學每2人結合成一組,在下周上課前將知識點包干到小組,而課代表負責收集每組同學整理好的知識點ppt,在上課前發給老師。以下是學生領到的一次課的知識點:
大綱要求:了解協議的概念和網絡體系結構的概念;理解OSI參考模型和TCP/IP分層模型。
復習題目(上次課相關練習)
1)了解協議的概念和網絡體系結構的概念
什么是網絡協議、網絡協議的三要素、常用的網絡協議有哪些(TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBUIT協議)、簡單介紹這些協議的特點和應用的網絡、網絡體系結構的定義。
相關題目練習
2)理解OSI參考模型
常見的網絡協議模型及簡單介紹:OSI(開放系統互連)協議、IEEE 802 LAN 協議、TCP/IP(網際互連/傳輸控制)協議;ARPAnet網的介紹;OSI參考模型七層介紹、每層的主要功能和數據傳輸的基本單位、主機間是如何利用OSI參考模型來通訊的(封裝數據)
相關題目練習
3)TCP/IP分層模型
參考課本:TCP/IP分層和OSI模型的層次對應關系、網絡訪問層,網際層,傳輸層,應用層包含的協議及介紹。
相關題目練習
【要求】:在每條知識點后,選取相應的習題(參考上學期所有相關練習),課堂提問,上課時長:45分鐘。
學生根據老師的知識點通過課本、筆記、網絡資源搜索等方式整理到ppt上,通過細化知識點引導學生自主學習,為學生自學鋪好了路。
2.2 課中課件講解,分享學習成果
學生將自己整理好的課件拿到課堂上來給同學交流分享,也來做一次老師,在講解的過程中學生怎么做的就怎么講,其他同學也以批判的眼光聽課,并積極配合,在講解過程中,學生整理會出現這樣那樣的錯誤,暴露出了對知識理解的問題,讓老師了解了學生學習情況,達到了教師想要的效果。
學生整理的知識點及設置的題目(ppt)
2.3 結合考試大綱,教師點評總結
針對學生在講解過程中出現的問題,老師邊聽邊總結,利用第二節課的部分時間老師把出現的問題再有針對性的講解,提高了學生學習的效率。以本次為例:
問題一:網絡協議組成部分對語義、語法、時序的涵義將的比較含糊。
問題二:對OSI七層網絡協議的理解不是很到位,主機間通訊如何通過七層進行傳輸數據,數據的封裝和解封的理解。
問題三:OSI參考模型和TCP/IP分層模型的層次對應關系及每層用到的協議。
2.4 結合相關習題,復習鞏固提高
將課前老師準備的跟本節課相關的練習題目發給同學,讓學生把所學的知識點在有針對性的題目上鞏固提高,提高了課堂效率。以下是針對性題目:
1)一個功能完備的計算機網絡需要制定套復雜的協議集。對于復雜的計算機網絡協議來說,最好的 組織方式是( )
A )連續地址編碼模型 B )層次結構模型
C )分布式進程通信模型 D )混合結構模型
2)在不同網絡結點的對等層之間的通信需要下列哪一項協議( )
A )模塊接口 B )對等層協議 C )電信號 D )傳輸介質
3)( )是指為網絡數據交換而制定的規則、約定與通信標準。
A. 接口 B. 層次 C. 體系結構 D. 網絡協議
4)在OSI參考模型中,網絡層的協議數據單元是( )。
A. 比特序列 B. 分組 C. 報文 D. 幀
5)在TCP/IP協議中,UDP協議是一種( )協議。
A. 傳輸層 B. 互聯層 C. 主機-網絡層 D. 應用層
6)OSI的( )在系統之間提供可靠的、透明的數據傳送,提供鏈路傳輸的錯誤恢復和流量控制。
A.網絡層 B.應用層 C.數據鏈路層 D.傳輸層
......
3 課堂教學反思
中職高考生在學習時經常會不知道自己要復習什么,雖然有了大綱,但是由于解讀能力有限,根本就無法理解大綱的要求,不能做到自覺學習,當然也有同學懶得去看大綱。這次課堂策略的調整,老師把大綱細致的進行了解讀,通過包干知識點的方式在課前驅動學生查看教材,利用網絡資源自己去探索,架構自己的知識體系,提高了自學能力。同時學生將自己的成果在課堂上分享,反轉了角色,變成了老師,體驗了交流帶來的快樂感和成功感。老師對學習講解和理解不到位的情況及時總結,不但更有針對性,學生也能及時了解自己的不足。這種教學方式體現了老師為主導,學生為主體的理念,讓學生暴露自己學習的不足。但同時學生對知識點掌握能力的不同,學生在課堂掌控上會出現一些問題,要求老師要有較強的課堂駕馭能力和對知識有深入系統的認識,否則就無法順利實施。
總而言之,這只是圍繞學生進行的一次堂課有效性探究和實踐,希望能在將來深入實踐中借鑒,讓課堂教學變得更加有效,更能促進學生成長。
參考文獻:
[1] 熊強.中職學生計算機學習的現狀及對策[J].考試周刊,2011(58).
[2] 周吉云.淺談提高中職計算機教學的有效性[J].讀與寫,2008(4).
現在的社會隨著科技水平的提高,計算機越來越被普及,由于計算機發展速度很快,與之相應的計算機應用教育顯得相對滯后,與社會的需求有一定的差距。雖然我們的計算機教育,在基礎知識、基本應用方面,是比較成功的,如經過學校進行的計算機應用基礎教育、高新技術培訓使很多同學初步掌握了計算機的基礎知識,但計算機較高層次的應用和教育,特別是各種專業化的計算機應用軟件的教育明顯不足。在計算機普及的今天,一般的應用操作、文字處理,已經是一種基本技能,一般學習過計算機的人都能掌握,但許多行業化、專業化的計算機應用人才相對不足。金融證券方面的財務軟件應用、辦公自動化中的設備應用管理和公文處理等,都缺少有一定技術水平的人才。中等職業教育的學生,經過一定的學習和培訓,都應該能達到上述各行業中計算機應用人才的要求。而現在中職計算機教育課程的內容以及教育方法不能適應社會的需求,造成教育和社會需求的脫節,也就造成我們的學生畢業無法上崗的局面。
一、中職計算機教育的課程體系結構
對于中等職業院校計算機教育的知識結構和應用能力應以“學生有一技之長”為主導思想,在課程設置上,注重社會實效,減少理論課程,多開設計算機應用軟件課程,增強應用技能培養,知識面不要求太廣,但一定要突出專業特色。比如裝璜專業、財會專業,應試按這些專業的特點,開設相應的計算機應用軟件課程。在計算機課程和應用軟件的選擇上,應強調計算機應用軟件的更新換代,注意選擇先進、合適的應用軟件進行教學。
二、計算機教學方法的改革
1、授課方法
現在多數計算機課程的教學,基本上仍然沿襲傳統的授課方法:板書+講解。由于現在的計算機各種軟件,特別是WINDOWS下的各種軟件,均以圖標方式和鼠標操作為主,其操作直觀、便捷,這些軟件的應用與操作在黑板上是無法向學生講解明白的,需要使用演示設備向學生講解,也就是說,現在計算機的許多課程,應該以:演示+操作+講解(即邊講邊練)的新的授課方法進行講授。計算機教學應改變傳統的教學方式,采用先進的工具,建設較為現代化的多媒體教室,利用大屏幕投影進行直觀教學。
我校近一年來通過實踐嘗試收到了較好的好效果。建立網絡教學系統,建立和利用網絡教學資源,發揮虛擬教室、遠程教學、分布式教學等現代化的教學技術的作用。積極實施計算機輔助教學(CAI),組織教師收集、研制和使用多媒體CAI課件,部分課程如計算機基礎應以CAI教學為主,積極以適應計算機學科以及其他學科的教學要求。
2、實踐技能
目前中職畢業學生的實踐操作能力普遍較差,主要原因是實踐的時間偏少,實驗設備檔次不夠,以及教師實踐指導方法的缺陷等。計算機專業是實踐能力要求很強的一個專業,一定要注重學生實踐能力的培養。每個在校學生每周平均上機時間數不少于4課時,上機總機時不少于250課時。在課時安排方面,實踐課時與理論授課課時為5比5或6比4。實踐的考核成績同樣不低于課程總成績的50%。只有真正做到這一點,才有可能提高計算機教學質量。
在實踐課程中,對于低年級學生,應注重計算機基本概念和基礎操作能力的訓練。對于高年級學生,著重培養他們的操作能力,能夠熟練操作和應用各種專業軟件,解決實際問題,并能夠應用這些軟件進行設計和創作。在計算機軟件應用中,激發學生的創造能力十分重要,這就對教師的實踐指導能力提出了更高的要求。
目前,計算機實踐課程主要以完成教師布置的作業為主。如在程序設計中,學生上機多數是將書上的程序作業在計算機上運行一遍,形式單調,學生處于被動的學習狀態,不能夠對課程內容作深入的理解。實踐課程除了完成作業外,應加強學生創造能力的培養,增加課程設計的內容。教師在設計實踐課程題目時,應根據學生學習程度的差異和興趣愛好的不同,設計不同難度、不同內容的課題,增加學生的學習興趣,激發學生的創造能力。
3、計算機專業教師素質要求
計算機教學的教學模式,現在仍然與其他學科一樣,以教師為中心,學生被動地接受知識,這種教學觀念對學生學習掌握計算機基礎知識的影響尤其嚴重。應該轉變為“教師指導下的以學生為中心”的教學模式,以學生為認識的主體,充分調動學生的主動性,使學生主動建立知識結構和能力結構。
由于計算機軟件、硬件的更新速度快,計算機專業教學內容不斷淘汰更新,各種新的教學手段的出現,對從事計算機教育的教師的業務水平、教學水平等各方面的素質提出更高的要求。計算機教學專業分布廣、教學量大、知識面廣,要求從事計算機教學的教師要思想敏銳、不斷學習、不斷掌握新技術,在學術上要有強烈的進取精神,在事業上要有堅定的敬業精神。注意計算機的發展動態,不斷更新知識,提高自己的業務水平。學校要注意組織對專業教師教師進行業務培訓,促使他們很快地學習新的專業知識,掌握新的應用軟件。
關鍵詞:任務驅動;項目驅動;工程化人才;Java平臺課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0124-03
一、引言
Java語言是一種“純”面向對象編程語言,是各高等院校、高職院校必開設的計算機專業課程之一。Java語言有三個版本:JavaSE、JavaEE與JavaME,在企業中的應用十分廣泛。Java相關課程要求實踐動手環節較強,課程內容主要分為課堂教學與實驗室教學。現在該門課程教學過程中存在的問題是:內容知識點繁多使得學生學習難度高、授課方式方法變化較少、實驗教學內容設計不合理沒有吸引力等。本文針對教學手段與方法,研究和探索課程教學內容與手段,以提高Java課程的教學質量與效果為目的,為使學生成為真正的“工程化”人才提供應有的保障。
二、我院Java平臺課程教學中存在的問題
在我院以往Java相關課程教學中,課堂教學會以章節目錄為順序,講授Java語法及相關API,一般都是先從基礎語法與理論概念開始,例如類、接口、線程、Socket等,然后對學生提供相關知識點的簡單小程序加強語法與概念的學習,最后通過若干小型案例讓學生結合實際掌握相關API的使用方法。配套的實驗室教學中,會安排針對章節知識點的獨立題目,鍛煉學生動手編程和解決實際問題的能力。這種教學模式的缺點如下:
1.陳舊的課堂教學形式,灌輸式授課,以教師為中心教學,使得學生對于課程的注意力缺乏,缺乏師生之間的互動,教學效果不好。
2.課程涵蓋的知識點繁多,但知識點內容之間的連貫性組織較差,學生學完后感覺沒有系統性的知識構建,影響后續課程的展開。
3.學完整門課程后,學生面對實際項目還是感覺無所下手,沒有解決實際問題的能力,影響學生就業競爭力。
4.實驗室課程安排了若干針對知識點的題目,但這些題目獨立性強而綜合性不足,對學生的吸引力不夠,學生對此缺乏參與實際項目的主觀能動性。
5.以往的考試方式為卷面考試,使學生具有實驗室課程可有可無的觀念,從而忽視了學生的動手實踐環節。
我院針對上述情況,對本院Java平臺課程教學計劃進行了調整,將課程的授課場所從教室“搬到”到機房。雖然進行了調整,但是在教學過程中仍然具有如下問題:(1)單一的教學方式:現階段授課過程中,學生學習的主要案例為教材中的獨立程序,學生對此接受并進行實踐時比較被動。這種教學方式忽視了學生作為課堂上的“甲方”角色,使得學生的課堂角色主觀能動性與積極性變差。(2)不合理的實踐內容安排:現階段Java實踐教學內容與真實項目開發存在差異性大,大多為驗證性題目,學生沒有真實項目實戰的機會,沒有使學生“在做中學”,就業競爭力差。(3)實踐內容較枯燥:Java課程本身是一個完整的結構體系,包括前導后續多門課程,需要反復實踐、觀察、分析和比較,課程涉及的知識面較廣、內容多,使得相應的實踐內容十分枯燥,從而逐漸使學生失去學習興趣。
針對上述問題,必須從教學方法入手,對課程教學內容、教學手段等方面采取較大改革,才能滿足學生作為“乙方”的學習訴求,讓學生通過相應的授課資源、授課方式方法、評估方法以及師生間的交流來創造一個和諧的學習環境,基于此完成制定的學習目標。
三、課程教學改革理論基礎
(一)任務驅動式教學
建構主義代表人物皮亞杰認為,人類的學習屬于一種“自我建構”。學習是獲取知識的過程,在其中,學習者并不是把知識從外部‘搬’到記憶中,而是以已有的經驗為基礎,在主客體相互作用的過程中獲取學習經驗,構建自己的知識體系。“任務驅動式教學”建立在建構主義學習理論基礎之上,它摒棄了傳統以知識傳授為主的教學方式,采用了以解決問題、完成任務為目的的互動多維式教學理念;將再現式教學轉化為探究式學習,使學生的學習狀態變得更加積極,使得學生能夠依據自己對當前問題的理解,運用共有的知識和自己特有的經驗提出解決方案。
(二)項目驅動式教學
“項目驅動式教學”是通過采用一個相對完整的項目組織教學活動,其目的是在實際教學過程中將理論與實踐教學有機結合在一起,充分發掘學生的動手能力潛能,提高學生分析和解決實際問題的綜合水平與能力。項目可以選擇與本專業、行業相關的實際項目,Java相關課程可以選擇行業、企業級應用中型項目。在項目實現過程中,由教師引導學生,組織他們參與整個項目周期的開發,包括需求分析、系統設計、系統實現、系統測試、系統維護等工作,培養學生自學的能力、分析和解決問題的能力、團隊協作的能力,提高學生專業技術與職業素養,滿足行業對學生各種能力的需求。
四、課程教學改革總體方案
一是合理規劃教學內容,對教學內容進行重新梳理,科學合理的規劃課程模塊。首先對教學內容進行精選,另外還需要適當納入與Java語言相關的前沿技術和最新成果,根據目前我院Java平臺課程的教學計劃安排,將整體授課內容分解成兩個相對獨立的模塊,構建一種新型的Java平臺課程體系。
1.基礎語法課程模塊:主要內容為基于JavaSE的基本語法、Java面向對象思想等內容。
2.企業級應用課程模塊:精選若干實際項目,其中貫穿面向對象編程思想與Java API應用,涉及到的知識包括常用API與JavaEE相關內容。在模塊一教學過程中,采用任務驅動式教學,模塊二采用項目驅動式教學,原因如下:一是目前模塊一的相關教材中,沒有比較合適的綜合性實例,能夠將所有獨立的知識點和API融合起來。學生在學習基礎語法時,更喜歡一些有趣和有吸引力的小型案例作為輔助。因此第一階段采用任務驅動式教學。二是學習了一定基礎知識入門后,學生們對于知識的綜合應用訴求較強,希望能夠把學習到的知識點融合在實際項目中,了解和掌握知識點的運用場景、運用技巧和手段,同時也會產生與他人合作的愿望,因此這時要采用項目驅動式教學方法,滿足這方面的需求,引導學生提高分析和解決實際問題的能力。
五、課程教學改革實施方案
(一)基礎語法課程模塊
我們在該部分的Java課程中引入任務驅動教學法,以行業流行的Eclipse作為開發平臺,調整教學方式方法。教學改革過程中,需要依照學院教學大綱,規劃出新的知識體系組織方式,建設若干相應的帶有使用趣味性的教學案例,并重新制定基于任務驅動式的教學方式,旨在培養學生的相關職業能力,將知識點融入到任務場景,在任務完成過程中學習知識點。按“教師提出任務->學生分析任務->學生完成任務->學生提交任務完成報告->學生之間相互評價->教師評價與總結”順序組織每一個學習任務。
(二)企業級應用課程模塊
知識是學習者自我建構的結果,教師不應該制定規則、機械灌輸,而是幫助學生理清思路,激發自我構建的動力。因此教學過程就是要創設或者利用各種資源或情境,引導學生在此情境中根據共有和自我的知識體系進行學習,其中項目恰恰正是建構知識的載體。因此在這個模塊,教師的任務就是根據制定的教學大綱、教學目的與任務,結合學生實際情況,選擇和創建一個合適的項目載體,學生依托這個項目載體,達到掌握知識、提高能力的目的。
這里要選擇適當的項目給學生實施。所選項目應結合本模塊的教學內容與要求,并結合學生的能力水平與實際情況,既要與書本的知識緊密結合,又要有一定的擴展可能,讓學生能夠運用大部分學到的知識,并有一定自我研究、思考的空間。另外項目的難易程度要適中,不要以“大而全”為標準,安排任務時帶有一定的擴展性,便于后期遇到不同情況進行不同的任務安排。在此基礎上,根據我院學生具體學習能力與水平,選取了帶有社交功能的Web留言本系統作為項目案例。該項目對應的任務與課時分配如下,共64課時:
1.Java Web前端開發技術HTML:登陸頁面制作、注冊頁面制作、留言列表頁面制作、留言頁面制作;Java Web前端開發技術JavaScript:登錄驗證、注冊驗證、留言操作驗證。
2.Java Web前端開發技術CSS:修飾制作的頁面。
3.JavaEE基礎編程組件JSP、JavaBean與Servlet:構建基于MVC設計模式的留言本系統,并采用DAO方式進行數據訪問。
4.JavaEE開源框架Struts2:使用Struts2框架重寫留言本系統。
六、結語
將任務驅動教學法和項目驅動教學法結合起來,一改以往“以教師為主,以學生為輔”的傳統教學模式,采用一種全新的以學生自主學習為主導、以教師引導為輔助的任務與項目混合驅動的教學模式,通過將相應的教學內容進行任務設置與分解,對項目案例安排項目分析、項目設計、項目調試與完善等一系列開發工作,較好地解決了Java平臺課程教學過程中遇到的相關問題,學生既掌握了Java基礎知識包括基本語法、編程思想,同時也熟悉在實際應用開發過程中Java技術的運用與體現。任務驅動式教學和項目驅動式教學能夠激勵學生的學習興趣,鍛煉和培養學生的動手能力、團隊協作能力,以及自主地發現、分析、解決問題的能力,使學生在任務和項目參與完成后有一定的成就感,調動學生學習的積極性,同時也拓寬了教師本身的專業技術和教學方式方法,調動了教師繼續開展教學改革創新的積極性,從而更有效地為相關行業培養“工程化”的軟件精英人材。
參考文獻:
[1]解紹詞,代勁.基于CDIO的Java平臺課程教學新方式的探討[J].教育教學論壇,2013,(12).
[2]林哲,鄭麟,蔡恬.《Java程序設計》任務驅動式教學設計[J].南方職業教育學刊,2012,(9).
[3]杜曉昕,張劍飛,金濤.多維任務驅動教學法在JAVA教學中的應用[J].高師理科學刊,2012,(1).
[4]李娜.基于項目化任務驅動的java課程教學研究[J].高等教育,2012,(4).
[5]王國華,劉新橋.高職《Java程序設計》任務驅動分步迭代教學改革與實踐[J].職校論壇,2012,(3).
[6]王秋實.項目教學法在中職計算機專業《Photoshop》課程教學中的應用研究[D].江西科技師范大學,2012.
[7]吳青萍,張慧敏.任務驅動教學法在電子技術教學中的探索與實踐[J].常州信息職業技術學院學報.2008,(06).
關鍵詞:遠程教育;多媒體技術;網絡
一、多媒體技術的基本概念
媒體(medium)在計算機行業里,媒體有兩種含義:其一是指傳播信息的載體,如語言、文字、圖像、視頻、音頻等等;其二是指存貯信息的載體,如ROM、 RAM、磁帶、磁盤、光盤等,目前,主要的載體有CD-ROM、VCD、網頁等。媒體又稱媒介或者媒質。 多媒體技術(Multimedia Technology)是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關系和人機交互作用的技術。多媒體技術具有以下特點:(1)交互性。交互性是多媒體技術的特征之一。交互性就是媒體和受眾之間的信息傳遞的雙向性。也就是說,人和計算機相互作用、相互影響的關系。使用者可以參與到媒體的各個環節當中,同時對各種媒體信息進行有效地控制和應用。(2)集成性。信息集成性和技術集成性是集成性表現的兩個方面。信息集成(Integrated information)是指系統中各子系統和用戶的信息采用統一的標準,規范和編碼,實現全系統信息共享,進而可實現相關用戶軟件間的交互和有序工作。在遠程教育中,信息集成性主要是把不同類型的、大量的教學內容結合在一起,通過圖、文、聲、像等渠道把教學內容傳授給學生。技術集成性主要是多媒體把各種技術集成在一起,例如文字處理技術、圖像技術、網絡通信技術等,為信息獲取、表達和信息交流提供了有力的支持。(3)實時性。多媒體技術對于時間是有所要求的,可以對加工處理、存儲、壓縮、解壓縮和播放進行及時的操作。(4)多樣性。多媒體表達信息的方式多種多樣,例如采用圖、聲、文、像等方法。
二、遠程教育
(一)遠程教育的概念
遠程教育就是遙距教育(Distance education),又稱遠距教學、遠程教育,是指使用電視及互聯網等傳播媒體的教學模式,它突破了時空的界線,有別于傳統需要往校舍安坐于課室的教學模式。使用這種教學模式的學生,通常是業余進修者。由于不需要到特定地點上課,因此可以隨時隨地上課。學生亦可以透過電視廣播、互聯網、輔導專線、課研社、面授(函授)等多種不同管道互助學習。遠程教育是以多媒體技術為載體,通過計算機網絡進行遠程教育。
(二)遠程教育的特點
把網絡作為教學活動的工具,從而實現教學過程的教學模式,這就是網絡輔助教學。網絡輔助教學相對于傳統的教學而言,其教學的中心是不會變的,永遠是學生和教師,然而教學的環境也沒有改變,還是學校。但其兩者還是有區別的,網絡輔助教學和傳統教學相比主要有以下變化:首先,教學主體從傳統的以教師為主體,改變成以教師為主導,學生為主體的方針政策,強調的是學生自主學習的能力和開放式教學方法;其次,教學環境由課堂、電腦、網絡相融合的教學環境替代了傳統的以課堂為主的教學環境;第三,教學手段由電子版講義、多媒體課件、網絡交互教學相結合的方式替代了傳統的黑板和粉筆式教學手段;第四,教學方法也發生了巨大的變化,現在已經實現了主動式、資源型、協作式、探索型和研究型的方式替代了傳統的講授型教學方式。遠程教育的出現實現了教育方法的巨大改革。
(三)遠程教育的戰略意義
現在我國大多數高校都是采用比較初級的方式進行教學,即主要是把教學的講義、課件、資料等多媒體資源做成靜態的網頁,學生通過WEB網頁對其進行瀏覽或者下載。把資源做成靜態網頁放到WEB網頁上這種方式根本就沒有把其優勢發揮到網絡教學中去,而且每門課都要建立相應的網站,使得網絡課程的管理和模式不能夠統一起來,同時還增加了網頁建設的工作量和復雜性,造成人員的極大浪費。
三、多媒體技術對遠程教育的影響
(一)多媒體技術對遠程教學內容的影響
多媒體技術促進了教材的思想性、科學性和藝術性的結合,給學生以全面的信息,為學生提供了豐富的試聽環境,加快了形象視覺和聽覺信息的傳遞比率,從而使得教學實踐大大縮短,同時也使得教學規模擴大了許多。現代的教學,向學生傳授知識只是一方面,還要培養學生各方面的能力,例如學習能力,語言能力,判斷能力,交際能力以及應對能力等等。在培養學生能力這方面,多媒體技術向學生提供了逼真的、生動的學習環境和交際環境。
(二)多媒體技術對遠程教學傳輸模式的影響
多媒體技術實現了遠程教學的網絡化,教學模式網絡化的實現增大了教學的范圍、提高了教學的時效性,網絡遠程教學主要是依靠現代通訊技術和多媒體技術的發展,實現了教學不會因時間、地點甚至國界的影響。改變了傳統課堂教學的觀念,實現了學生可以聽來自不同學校、不同國家教師的講課,真正打破了傳統的校園界限。學生也可以通過遠程教學獲得更豐富、更直接的教學信息,各地圖書館的資料學生也可以進行共享。網絡遠程教學主要是由學生者自主控制和選擇。學生可根據自己的學習情況、學習能力、學習進度進行學習,不需要受其他學生的影響,實現了個別化的學習。多媒體課程(計算機網絡課程)的傳輸模式主要有以下兩種:(1)在線教學模式。所謂在線教學就是指教師和學生不是面對面的教學,而是通過互聯網進行實時教學。教師與老師之間、學生與學生之間的信息在這種教學模式下是實時傳遞和反饋的,此時,教師也可以和傳統教學模式一樣對學生進行直接的指導和監督,并還可以給出的教學建議,通過這種教學莫斯教師可以及時的根據學生反饋的信息對教學進行調整,提高教學效果。(2)還有一種模式就是離線教學模式。所謂離線教學模式就是教師通過互聯網給學生發送教學資料,這樣學生可以根據自己的時間來進行學習。這種教學模式主要是通過FTP對相應的教學課件進行傳輸,教師也可以用電子郵件進行教學,按照教師的要求學生把教學課件下載下來,然后打開課件進行學習,然后把作業或者問題給教師發送過去,等待教師的批改和回復。這種模式比在線教學模式節省費用,而且學生和教師都可根據自己的時間進行,就是信息反 饋不夠及時。在線教學模式和離線教學模式都具其各自的優勢,因此將這兩種教學模式結合起來進行是現階段遠程教育的最佳模式。
四、網絡多媒體技術在遠程教育中的實現
多媒體技術在遠程教育中的作用是傳統教育無法比擬的,其主要優點表現在以下四個方面:第一,表達內容形象、生動、直觀;第二,課堂的信息量大大增加,同時教學效率也提高了很多;第三,利用互聯網的優勢,為學生提供了大量的課外學習資料;第四,利用多媒體課件教學,使教學內容更加規范有序。網絡多媒體技術在遠程教育中實現的內容很多,分別表現在以下幾個方面。
(1)計算機網絡環境,網絡環境是實現系統的物質基礎。①網絡基礎設施,主要目的是使本網絡的用戶能夠訪問Internet資源,而其它網絡用戶能夠訪問本網絡的信息。②服務器:主要有Web服務器、FTP服務器、E-mail服務器DNS服務器、數據庫服務器等等,目的是能實現系統中所具備的以下的服務功能。
(2)軟件及資源,:這是實現系統的關鍵部分。①課程學習資料,包括課程說明、教學大綱、實施方案、教學輔導、IP課件、進度計劃、術語詞典等。這部分資料是學生學習的基本資源,其中的IP課件包括視頻課件和Web文本課件,均按模塊劃分,適合遠程學習。②師生互動,提供相應的互動環境來實現同學之間、師生之間的交流。給師生同學及感興趣的同學一個網上交流的場所。學生可向教師提問,任何人都可在此發表意見和見解。主要形式有:網絡教室,為網絡教學中的教師和學生提供文本以及圖形共享的區域;語音、視頻交互,是異地師生之間一種有效的交流方式,與網絡教室相比,溝通更迅速、方便;答疑系統,答疑是學習活動中必不可少的關鍵環節,在線答疑,通過成熟的語音答疑、視頻答疑、BBS答疑實現。人工答疑,通過郵件系統、短信平臺進行一對一的人工答疑。或通過QQ群的方式由輔導老師對學習者進行輔導。③離線作業和在線作業。在多媒體遠程教學中,需要完成相應的作業。作業是在完成一個階段學習后,對學習內容進行鞏固提高的一步。學生根據學習范圍,從題庫中抽取題目進行練習,離線作業,是要求學習者在學習過程中帶著問題學習,并最后完成的作業;在線作業,是需要學習者在線完成后提交,并由測評系統自動評分。老師可以通過作業系統得到教學效果的反饋,既可以了解不同學生的學習情況,以便因材施教,又可以發現教學過程或課件中存在的問題。并采取措施加以修改完善。④在線考試(測試)系統。基于Web的題庫系統用于支持教師和學生通過網絡進行組卷并進行各種類型的測試。可以根據不同的測試目的提供相應的組卷策略,教師通過網絡自動組卷后,下載到本地進行使用。也可以在學完各階段的內容之后,通過指定范圍、難度等,要求題庫系統組卷進行模擬測試。在線考核環節是遠程教學的最后環節,它是體現學習成果的一環,在課程結束時,由教師給出考試內容范圍、難度要求、題型分布等參數,隨機組織出體現同等水平的不同試卷,對學生進行測試。通過測試可以將學生的學習進展、狀況反饋給系統。
四、遠程教育的發展趨勢
遠程教育正逐步向交互式智能化方向發展。多媒體技術的遠程教育雖然也有一定的交互性,但是其交互性很差,根本就不能滿足現在的學生的學習需求,這也正是它的缺點之一。隨著網絡技術的發展,遠程教育具有良好的交互性是通過各種實時教學系統、在線答疑和測試系統的開發實現的。為了實現學生能夠在互聯網上真正的交互式學習,在對各種實時教學系統、在線答疑和測試系統開發的基礎上,還要實現其智能化。
在提高遠程教育的效率時,除了上述的軟件的開發外,還應該建立基于上的信息資源進行集中、分類、整理,建立基于WWW的信息資源導航庫,讓用戶根據自己的需求快速找到所需資源。HJ-YHS就是基于以上背景而進行開發設計,旨在通過建立分布式搜索引擎技術,提高遠程教育中信息資源的搜索效率和精度。
參考文獻:
[1] 武杰,陶志軍. 遠程教育中的多媒體技術與網絡教學[J]. 中國成人教育, 2003, (06) .
[2] 孫大春. 多媒體技術在教育教學中的應用[J]. 吉林工程技術師范學院學報, 2004, (07) .
[3] 李彥君. 多媒體技術應用與遠程教育的發展[J]. 科學之友, 2010, (03) .
[4] 湯穎杰,李陶深. 高校多媒體遠程教育系統的構建[A]廣西計算機學會2009年年會論文集[C], 2009 .
[5] 牟玉峰. 多媒體教學實踐中的體會[J]. 農業科技與信息, 2010, (07).
組件式課件的開發
組件概念的提出,旨在軟件像硬件一樣能夠通過標準的組件來組裝和集成。組件是一段獨立、可重用、可互操作的目標代碼。它是開放分布式環境里裝配、分布、移動、維護的基本單位,是符合標準的應用構造模塊。組件與具體的編程語言、平臺、機型無關,其內部構造和實現對外界是隱藏的,其他組件或應用程序可通過接口對它進行調用。目前的組件工業標準有:ActiveX(Windows平臺)、CORBA(Unix平臺)、JavaBean(任意平臺)。使用組件技術的好處有:可共享和重用;使用簡單;組件位置對用戶透明;可用多種軟件工具開發。
組件式課件是指由符合組件標準的課件單元所構成的課件。其開發可分為以下三個階段。
1.開發
課件的組件來源有:對傳統的課件實現封裝和采用對象式開發方法開發。后者具有面向對象易于重用和擴充的優點,是組件的主要來源。組件可分為由專業人員或公司開發、具有課件制作的常規應用的基本組件,由使用者開發、定義特殊應用的自定義組件。自定義組件可繼承基本組件的屬性和方法,這樣就能生成許多高效、易用和可互操作的組件。
2.積累
能方便地從組件庫中篩選組件是課件裝配和集成的前提。組件積累過程主要包括:確認組件的合法性,識別和獲取組件的可重用特性;描述要加入到組件庫中的組件特性及接口,以支持工具對它的存儲和檢索以及用戶對它的理解;將提供有關文檔和組件外部特性的信息與組件包裝在一起,構成一個組件庫中的存儲實體;進行關鍵術語匹配與目錄索引,以一種易于檢索和管理的方式存儲于組件庫中。
3.集成
即課件的裝配合成,主要包括:根據需求從組件庫中檢索、選擇相關的可重用和互操作的組件;對不完全符合要求者進行適當的修改和剪接;通過集成和組裝構成課件系統。當然也可以直接向組件開發者定制組件式課件。
在具體實現中,還可利用軟件集成技術進行功能的綜合集成。例如,使用收集到的相關光盤進行集中控制播放,形成課程的演示系統;借用E-mail收發作業,采用ODBC等技術來利用已有的試題庫構成練習測驗;納入BBS進行討論答疑等。從而將各學習課件組合集成為一體,形成一個演示學習、答疑討論、練習測試的綜合學習環境。
探索型課件設計
探索式學習支持學生以自己的進度、按個人的學習興趣瀏覽資源庫,其基本要素有:問題、資料、提示和反饋。探索型課件以超媒體技術為核心,為學生提供友好的界面及導航機制,以激發學習興趣和形成學習動機,并給予學生探索學習的最大自由度。學習者可以從以下幾個方面進行控制:選擇學習的主題內容(如原理、定義、范例、練習等);學習的數量(如少、適中);決定學習的速度(如快、慢、中等);選擇學習的路徑(如迂回式、樹形、網狀等);選擇主題內容呈現方式(如文本、圖像、動畫、視頻和聲音等符號類型);改變符號的呈現方式(如窗口的個數、層次、大小和位置,字體,顏色,播放、暫停等)。
根據探索式學習的特點,探索型課件設計的首要任務是結構設計,它反映教學軟件的主體框架及教學功能。
1.超媒體知識庫
知識庫的建立主要是實現教學信息向智能超媒體模型的知識轉變,進行知識庫的層次化和結構化處理,并通過推理機構進行多媒體教學信息存取控制。主要分知識分析和知識結構設計。知識分析即確定教學內容的知識結構。它首先確定知識庫所包含的領域知識范圍,并在此基礎上把教學內容分為若干個知識單元,每個知識單元內包含有若干個知識點,找出各個知識點及其基本類型、層次關系及語義聯系等信息,從而形成一個智能超媒體網絡結構。其中每個知識點都將成為智能超媒體網絡的一個節點。而知識點的關系是定義結點之間鏈接的依據。知識分析所得到的規則庫,是課件對學生錯誤進行診斷的重要依據。
2.學生模型
學生模型表示學生的學習歷史、當前的知識背景以及解題行為等方面的知識,它不僅要反映學生的知識結構,還要反映學生的認知特點,以及與學習有關的非智力因素,包括錯誤診斷、學生評價、學習檔案等。該模型為正確評價學生的知識水平、診斷出錯原因提供信息,并作為實施教學策略的依據。
3.教師模型
該模型是關于系統應該教什么內容、怎樣教的詳細規定。“教什么”主要是確定教學的范圍和深度;“怎樣教”是確定如何把教學中的知識內容傳遞給學生,教學中應該采用何種策略。教師模型設計涉及領域知識、教學策略和人機對話方面的內容,負責與學生通信,并在需要的時候提供幫助,選擇指導材料。探索型課件采用的教學策略決定的教學方法有引導、主題講解、復習、示例、學生選擇、教師干預等。一般采用教學過程知識的產生式規則表示,這些規則組成教學方法庫。其中如何解決好系統的干預程度尤其重要。系統打擾學生范圍過大,次數過多,就會妨礙學生的獨立思考和主動性,失去探索式學習的優勢,而反之,學生的學習得不到及時指導時,系統需采用一定的監控策略,既能發揮探索式學習的特點,鼓勵學生自己糾錯、獲取知識,又能克服學生受控制能力的影響及迷路等問題。