网络教学教学优化

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【摘要】本文以教育最优化理论、教学过程优化设计为依据，计算机网络技术、信息技术为基础，建设起一个可操作性强的实际应用系统，从优化一堂课做起，实现用网络教学系统进行整体教学设计、网上备课与授课。

【关键词】教育最优化教育技术系统网上备课与授课超媒体积件网络视控器

一、教育最优化与现代教育技术

教育最优化的理论是前苏联教育科学院副院长巴班斯基提出的，在世界各国均有较大的影响。巴班斯基认为：“最优化是指现有条件下对学生和教师在当时的实际可能性来说，以及从一定准则来看是最好的”。教育最优化包括选择与确定最优化的教育目标和教育内容，设计最优的教育过程等。它要求在同样的时间内能使学生学得多些、快些、好些，能使更多的人受到教育。也就是要提高教育效率，提高教育质量，扩大教育规模，取得更有成效的教育效果。通俗地说，教育最优化就是花费最少的人力、物力、精力和时间，达到最好的教育效果。实现教育最优化，有赖于应用现代教育技术进行整体教学设计。

现代教育技术是一门新兴科学，它是用先进的教育思想、教育模式、教育手段和现代科技成果为教育服务，通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学最优化的理论与实践。现代信息技术和通讯技术的飞速发展，是现代教育技术发展的重要载体之一。计算机技术的突飞猛进地发展与应用，使教学手段、教学思路和教学体系乃至整个社会教育观念和教育模式带来了深刻的变革，开创了教学手段的崭新局面，使教育技术从早期的视听教学发展到目前的多媒体网络化教学，教育信息化已成为教育改革的一个大趋势。目前，随着以多媒体网络为代表的现代信息技术和与其相适应的教学开发技术的出现，使多媒体网络教学系统．以其先进的技术、强大的功能，在教学中得到迅速的开发和应用，代表了现代教学技术的发展方向。

现代教育技术在分析和解决教学问题中的基本思想是以学习者为中心，使学生能充分利用现代教育媒体进行自主学习，因此，学习者的需求是现代教育技术关注的中心，课堂教学过程基本上是学生视听、思考、操作的尝试和创造过程，而教师则是以间接形式主导教学．通过设计主持、示范和评价履行教师主导教学的职责。

现代教育技术研究和实践的对象是学生的学习过程，要体现素质教育，强调对学习资源的设计、开发、利用和管理，重视对教与学过程的设计、研究、评价和管理，而且现代教育技术可以应用在教育、教学中的不同层次，包括教育规划、教育管理、课程设置和开发等。现代教育技术的出发点和最终归宿是实现教育最优化，教学过程优化设计是实现教学最优化的核心和关键。在现代教育技术迅速发展的形势下，要积极促进现代技术与教学过程的有机结合，建立起实用有效的教育技术的应用体系，在优化教学过程中有所作为。

现代教育技术的内涵十分丰富，在媒体技术的发展过程中,系统论、信息论、控制论的观点和方法应用于教育领域，使现代教育技术的建设更加科学化、理论化。并逐步成为一种新的科学体系。虽然各国学者对教育技术所下的定义、解释不尽相同，理解也不一致，但是却都有着一个共同的特点，认为教育技术是一种系统技术，具有基本一致的内涵，即：

教育技术的目的是实现教育最优化；

教育技术涉及的不仅是电影、电视、计算机、网络等现代教学媒体，而是教育过程所有可操作的要素，包括人力资料和技术资料；

教育技术的核心是用系统方法设计、组织和评价教学过程；

“教育技术”（EducationalTechnology）首先是在美国提出的，世界各国都进行了广泛的研究，虽然有着共同的特点和内容，但其名称、定义和解释都不尽相同。在日本称之为“教育工艺学”，在中国对此曾有过热烈的争论，并提出了我国独特的名词——“电化教育”。1994年美国教育传播与技术协会（AECT）第五次将教育技术定义为“是对学习过程和学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。”这个定义符合教育发展的趋势和教育技术的实际需要，得到了国际教育技术界的认可。至于近年兴起的多媒体教学，它也仅仅是现代教育技术发展中的一种综合教育媒体，同过去的幻灯、投影、电影、电视教学一样，是科学信息技术发展的结果，仍然是现代教育技术研究的内容。

现代教育技术的出现，为教学最优化提供了条件和基础，没有现代教育技术的介入，所谓的“最优化”只能在低层次上徘徊。二者的关系是密不可分、相辅相成的。现代教育技术以“最优化”为目标，而“最优化”又必须借助于现代教育技术才能充分实现。

二、网络教学系统设计、模型与应用

运用现代教育技术，实现教学最优化的途径是多种多样的。我们认为建立起一个可操作性强的实际网络教学应用系统，是实现用现代教育技术进行教学整体优化设计进而实现教学最优化的基本条件，也是有效途径。在这方面，我们进行了初步探索，研制开发了“网络教学系统”，提出了应用现代教育技术，优化教学过程的一个新方法。

网络教学系统设计就是在教育最优化理论的指导下，以人为本，以“学”为主体，引用“大教材”的概念和教学设计原理，以计算机技术和网络技术为基础，运用信息传递与视频处理技术，使现代教育媒体与传统教育手段有机结合，建设一套集教学设计和施训、教学评估和管理于一体的完整的教学系统。

网络教学系统设计的原则是：

（一）满足多种媒体教学的需要。为使网络教学系统顺利应用于教学，要求它必须具备支持包括教师备课、课堂讲授、模拟训练、学生自学等各个教学环节的功能。为此，在设计系统时，技术上必须解决三个问题：一是大容量教学信息资源(包括视频)的存储、管理；二是教学信息资源(包括视频)的快速查询、实时存取；三是教学信息资源(包括视频)的多路并发，以保证教学信息资源在教学应用中存取方便、运行畅通、实现共享。

（二）具有实用性、可靠性、先进性和经济性。即用户界面简洁、友好，便于教师、学生操作，便于教学各个环节的使用；信息传输差错率小，成功率高，无故障运行时间要长；系统要有足够的带宽和吞吐量，延时和延时变化要小，开放性好，交互能力强，便于扩充、升级；建设系统，要量力而行，力争较高的性能价格比。

（三）统一规划、配置系统的硬、软件。根据教学应用需要，统一规划和配置系统的硬、软件，并尽量减少所用网络协议和机种，便于设备和软件的维护，有利于人员培训，软件开发、交流和移植。

总之网络的建设要按照“立足现有，着眼发展，先进实用，系统配套，讲求效益，注重质量”的原则进行。

网络教学系统的模型结构：

“网络教学系统”由硬件和软件两大部分构成。硬件系统主要由制作平台，教学信息资源库、教学信息网（校园网）、用户终端（网络视控器）四个部分组成。见系统示意图（图1）。

（图1）网络教学系统示意图

制作平台主要由影视制作、超媒体积件制作、电子教案制作、光盘刻录等部分构成（制作平台示意图见图2）。

教学信息资源库是整个系统的核心，各教研室、教室、电子阅览室等用户终端通过传输网络（校园网）连接到教育技术中心的教学信息资源库上。它主要由影视教材上载、卫星电视收录、网上信息资源下载、素材采集、存贮、检索和相应的信息管理软件等几部分组成。它是整个系统的“心脏”。它的硬件设备包括磁盘阵列、光盘库和服务器等（教学信息资源库示意图见图3）。存储文、图、声、像等多媒体素材和制作成的多媒体教材。支持网上各站点方便地检索、上载、下载或实时浏览、播放多媒体素材、教材和点播声像资料。该系统现使用400G的磁盘阵列，可同时支持80个流的视频点播。

图3教学信息资源库示意图

系统是一种“教”与“学”共享交互式网络。教师根据大纲要求和授课进度，备课时按照系统提供的教学设计模式，进行教学设计，编制相应的教学软件，设计超媒体积件、CAI课件。检索、整理所需要的教学信息；对于重要、难点问题，还可以组织专家、教授通过园区网集体备课。授课时通过园区网教师在课堂直接操作网络视控仪，实时传授教学信息，实现教学过程的最优化（见系统拓扑图所示）。

传输网络是多媒体教学网络的“神经系统”。我们以校园千兆网为依托，传送多媒体教学信息，保证了教师和学生下载、上载多媒体教材、素材的制作或浏览。

据电教“三深入”的原则，该系统可按不同专业分级提供相应的教学设计、学科设计、教学过程设计的模式，为备课教师提供教学设计的依据，如果需要，系统还可调用相应的教学大纲。

系统还根据教学规律和实际需要，建立了院校级总体教学情况评估、学科、专业教学评估、课程评估体系；教师、学生各种类型的查评、统计和相应评估结果分析处理系统。

网络视控器。由计算机、CCD转换、音响和电话等部分构成，是教师课堂上唯一操作平台。（网络视控器的结构模型图见图5）。

图5网络视控器的结构模型图

软件部分主要由教学软件和教学管理软件（IQ）组成。教学软件主要由教学信息资源、超媒体积件创作系统（HIAS）、辅助教学软件（CAI）、教学设计软件、资料检索、应用控制软件（ixjetLive,ixjetStreamingServer）及工具（Director、Authorware、Powerpoint、VB.X、VC++、方正思奥）软件等几大部分组成。教学管理软件（IQ）、教学评估软件主要由校园网办公管理信息系统构成，它包括十个模块：院（校）长查询，学（员）生管理，施训管理，思教管理，教师（工）管理，党务管理，工资管理，财产管理，档案管理，文件管理。

三、优化教学的功能与作用

该系统把“教”与“学”两个环境有机地融为一体，改变了教师“粉笔+黑板”和学生“听+写”的教学模式，以低廉的运行成本，优化了教学过程，提高了教学质量和教学管理水平。

教学过程中可实现：

优化教学设计。教师根据教学目的，运用教学过程最优化理论和原则，发挥教师的主导作用，进行教学设计，准备教学条件与资源，制订教学策略。

优化备课环节。教师在教学准备过程中，通过各自办公室的终端在网上检索、浏览、下载、收集、整理和编制相关的资料进行备课，写出电子教案或教学课件、积件。由于超分布性和大家的参与性，资源共享，形成了强大、全面的制作能力。

优化教学环境。网络视控器是教师课堂上唯一操作平台,教师上课，不必再抱着录像带、幻灯片到处跑，只要在教室的网络视控器上用鼠标轻轻一点，就可以把服务器的多媒体教材调到教室，用投影或电视实时播放出来，进行课堂多媒体教学。网络视控器取代黑板。通过网络视控器，教师用普通的纸和笔可以取代“黑板+粉笔”的授课方式，改善教师的教学环境。网络视控器取代幻灯机、投影器、实物投影器。小型实物、模型、图片、图表均可以通过网络视控器转换成图像信号，并加以放大、缩小等处理，快速、实时，直观地展现出来，省去了繁琐的幻灯、投影片的制作过程。对已有的幻灯、投影片教材，网络视控器同样可以使用。

（四）有利于学生自学。无论在学生宿舍，还是在电子阅览室，学生都可以利用当地的计算机终端，直接调用教学信息资源库的有关教学信息资料或交互式自学多媒体教材，开展小组教学或自学。

（五）有利于军事演练系统以多媒体技术和虚拟现实技术模拟高技术条件下的指挥和作战环境，可使学生获得对高技术条件下战争特点的真切感受，得到近似实战的锻炼。

（六）有利于素质教育。为学生德育教育和素质教育，提供了相应的信息资源、实践环境及动手操作平台，为提高学生的综合能力和素质创造了条件。

（七）有利于部队网上教学与训练，实现远程教育和网上学校。

（八）有利于教学管理与评估，教学主管部门通过教学管理系统直接调度施训；查询、检查、统计设备、器材及账目；了解教师备课情况，掌握教学动态。进行教学评估和课程评估，并根据反馈信息，修改教学计划。

在教学活动中的作用：

网络教学系统应用于教学后，明显地提高教学质量、教学效益，扩大教学规模，促进了教学改革。一是提高教学质量。多媒体教材画面逼真、色彩鲜艳、字体清晰，具有变远为近、变大为小、变虚为实、化静为动等功能，能多层次、多角度呈现教学内容，创造立体性的教学空间，使深奥抽象的教学理论具体化、形象化，以激发学生的学习兴趣，加深对所学知识的理解和消化，为学生系统地掌握知识，提高专业素质提供了必需的保证，也给传统的启发式、诱导式等教学方法增添了活力，使课堂教学这一传统教学方式焕发了青春，从而提高教学质量。二是提高教学效率。多媒体教材文、图、声、像并茂，并具有很强的交互性。学生不仅能眼见其形，耳闻其声，而且手、脑并用，双向交互，能调动多种感官共同参与认知活动。与其它教学手段相比，在同一时间内，一方面教师能将抽象的概念表达得更加准确、清楚、透彻，缩短了讲授时间，另一方面使学生增加了所接受的信息量，增强了记忆的效果，加快了对所学知识理解、消化速度，使学生在较短的时间内，更快、更好地学到更多的知识。从而提高教学效率。三是扩大教学规模。网络教学系统应用于教学后，突破了传统的有围墙的学校教育模式，使学生摆脱了学校课堂的时间和地域限制。多媒体的集成性和交互性，网络上资源的共享，使网上学校成为现实，扩展了教学的时空范围，使更多的人能有接受教育的机会，从而扩大教学规模。四是促进教育的改革。开展多媒体网络教学，可以充分发挥学生学习的主动性和参与意识，调动他们内在的学习需求，激发他们的内驱力，彻底改变过去那种死读书，读死书的沉闷气氛，破除“千校一色，万人一书，一种进度，一个标准”的旧机制，有利于学生独立性、创造性的发挥，有利于他们主体作用的发挥，有利于素质教育的实施，从而促进教育思想、观念的转变，进而加快教育现代化的进程。

四、结论

教学最优化始终是一个应变量，应用现代教育技术，实现教学最优化，是一项系统工程，需要各部门的共同努力。目前，整个社会的大环境对教育技术工作的开展十分有利，甚至可以说是历史上从未有过的最好时机。这是因为：现代教育技术工作得到了党和国家领导人及政府的高度重视。关于发展现代远程教育、提高教育技术手段现代化问题已经写入了中共中央的有关文件，也写入了教育部“振兴教育21世纪行动纲领”。在第三次全国教育工作会议上，主席、朱基总理和李岚清副总理分别就这一问题发表重要讲话。教育部陈至立部长专门撰文研究发展教育现代化、教育信息化和现代远程教育的有关问题。总之，党和国家都把发展教育技术、发展现代远程教育列入了国家教育发展中的一项重大工程，其重视程度之高是空前的。发展教育技术和教育信息化得到了各级教育行政部门领导的高度重视和大力支持，并出台了一些相应的政策和给予资金上的保障，为教育技术工作创造了发展的空间。因此，我们应把握机遇，努力创设教学最优化环境，在应用网络教学系统时，要认真进行教学过程的优化设计，严格掌握施训环节，积极探索，不断总结经验，推动现代教育技术系统在教学上的应用，完成时代对我们提出的更新更高的要求。

参考文献：

武祥村，王洪全球化网上教育ProceedingsofICCE’98

彭绍东，积件思想的形成与理论基础

何克抗，当代教育技术的研究内容与发展趋势

谢百治，多媒体技术与教学设计

刘雍潜，电化教育发展大趋势