系统的教学设计与管理

2022-09-24 教学设计

　　（一）教学资源管理应用系统的重要性

　　计算机网络的发展促使知识经济迅速发展，打破了人类活动的时空障碍，使信息领域变得更为广泛，空间与时间的阻隔在国际互联网消失了。克服了时空障碍以后，远程教育打开了新的一页。远程教育以现代化的信息技术为手段，以适合远程传输和交互学习的教育软件为教材，建立起一个现代化教育的新模式。

　　适于远程教育的教学资源有

　　（1）媒体素材：包括文本素材，图象素材，音频素材，视频素材，动画素材；

　　（2）题库：按一定学科的知识结构组织起来的试题的集合和相应的统计分析工具；

　　（3）网络课件库：按一定知识点组织起来的自成体系又能独立使用，有利与辅助教师教学，学生学习和扩展学生兴趣的参考资料或适于网络运行的课件；

　　（4）网络课程库：按学科课程的知识结构组织起来的，涵盖学科课程内容领域的，能自成体系的教学软件。

　　这些教学资源都要能在标准的浏览器运行，才能符合利用网络的远程教育的需求。

　　教学资源和相关系统在教学中的地位和关系如下图：

　　教学资源建设是教育信息化的基础，需要长期的建设和维护。由于教学资源的内容丰富多彩，形式多种多样，使人们对它的理解各不相同，会出现大量不同层次、不同属性的教学资源，所以一个高效的教学资源管理应用系统，是现代远程教育系统中一个重要的，必不可少的基础系统。

　　远程教育中的教学资源管理应用系统要能够将多种形式的教学资源有层次，有组织，科学地组织起来，并提供一个易用，快捷的应用平台，才能发挥教学资源的长处，让教学资源成为更有效地为教学服务。

　　（二）教学资源管理应用系统的设计原则

　　1．可靠性

　　教学资源的高可用性对远程教育来说是至关重要的，加上教学资源的庞大数量，系统必须采用性能优越的，大型商业数据库系统。这样有利于提高大批量数据的吞吐时间，使整个系统管理规范化；而且随着数据库的增大和操作扩展到一天 24 小时、一周 7 天，能够执行备份操作而不影响系统的正常运转。此外，在灾难性故障发生后能够还原数据库，能在最短时间内还原它，使数据的完整性、安全性得到保障。

　　2．灵活性

　　素材的管理在数据管理方面应具备较大的伸缩性，它可以集中管理远程教育工程中的所有素材，也可以将素材按类型或学科划分开来，单独进行管理。系统还应提供接口，可以把多种渠道收集的教学资源纳入系统的管理之中

　　3．开放性

　　远程教学所涉及的行业范围大，学习者的数量多，教学内容的形态需求复杂，这就要求系统具有完全的开放性，能够容纳各种形态的网上教学内容，不能仅仅限于支持某些专用工具开发的教学内容，不能只是支持某些文件格式。系统要支持开放的文件存储格式，能管理所有能够在网上运行（包括需要插件的文件）的课程内容与文件格式，不对教学资源作限定要求。

　　系统软件体系结构采用浏览器/服务器的网络模式，系统服务器采用可扩展的分布式多服务器计算模式，采用分模块层次结构，多模块分立，允许系统分布式并行处理提高系统的工作效率。各功能模块是普通的网络程序，建立在开放的网络标准之上，遵循HTTP,FTP,XML等普通网络协议和数据格式进行消息处理和数据交换。

　　4．安全性

　　由于远程教育的应用系统是运行在互联网上的，是远程的，开放的，所以安全性显得尤为重要。无论是远程访问会话中传输的信息、分支网络连接中传输的信息，还是内部网络中传输的信息；保护用户信息不被泄漏和限制不同权限用户对各种层次的信息的访问等；提供高效的安全解决方案都是必须的。安全性包括保密、完整性保护、身份验证、授权和预防重播。可以使用网络加密保护，用来帮助尽可能地减少在公用网络和专用网络上传输敏感信息所带有的风险；和权限限制等。

　　（三）教学资源管理应用系统的功能设计

　　远程教育的教学资源管理系统要实现以下功能：

　　1．教学资源的搜索

　　远程教育在互联网上的资源的数量是惊人的，系统必须提供高效的搜索策略和协议，让教师和学生能在茫茫的信息海洋中方便快捷地搜索到自己想要的资源。系统要提供功能强大的搜索引擎，课件目录树的生成与动态修改机制，网络课件软件库，教学资源元件库的查询，并且能自动搜寻相关的教育研究站点，扩充搜索数据库；能支持全文检索和多种文档类型的检索。

　　2．教学资源的编著

　　学生是学习的主体，教师是教学活动的主导。要发挥这两个主体的能动性，学生或教师必须能对互联网上下载丰富多样的教学资源进行编著和组织，把任何对教学有帮助的资源收为己用。系统必须能把任何教学资源方便地录入，修改；提供对包括各种文本素材，图象素材，音频素材，视频素材，动画素材等教学元件和题库，网络课程库等的编辑，剪辑，制作，预览等功能。还可以从系统已整理的教学资源中检索出有用的素材，根据需求进行完善提高后，再追加为更新的教学资源。

　　3．教学资源的管理

　　由于互联网克服了时空障碍，因此远程教育中可以利用的教学资源是无穷无尽的，如果没有一种科学的管理方法，人们就会很快被海量的信息淹没。在接收到大量信息的时候，必须要用合适的方法对得到的各种信息进行过滤、分析、处理，保留有用的，去除无用的。因此，系统必须提供能有效管理大量教学资源管理工具。各种远程的或本地的媒体素材，题库和网络教程等必须按科学的，专业的方法分门别类，统一管理。

　　4．教学资源的组织运用

　　有效运用收集到的教学资源也是教学资源管理应用系统的关键。教师将教学资源运用到教学中，学生将教学资源运用到学习中。教师可以根据教学需要，在备课时在教学资源应用系统中选择出各种形式的教学资源，灵活组织和编排，形成具有教学个性的课件，可以让教师在授课时充分发挥自己的教学特点。学生也可以根据学习的需要，选出自己需要的教学资源，辅助学习，发挥主动学习的能动性。

　　（四）教学资源管理应用系统模块设计

　　（1）资源检索

　　系统提供一个检索工具，可以检索系统数据库内的资源，可以从多种角度，用多种形式查询，提供模糊查询和精确查询的手段，检索出来的资源可以编辑和添加到应用序列中。并提供一个接口，当用户要在互联网上寻找资源的时候，可以使用互联网上的搜索引擎，本根据需要，将搜索结果扩充到系统的数据库中。

　　（2）资源管理

　　资源的属性有：资源的名称，编号，类型，学科，专业，适用对象，来源，简介，关键字和存放位置。系统会将资源的这些相关属性记录在系统数据库中，并会在使用时按要求动态生成树形目录索引，方便使用。

　　系统提供了3种方法管理资源：按资源的类型，按资源内容所属的学科，按使用者自定义的主题管理。使用者可以选择一种或使用多种方法来管理收集到的教学资源。

　　（3）资源编辑

　　系统提供了与其他编辑软件的接口，对不同类型的资源调用相关的外部编辑程序，使用者也可以自己选择编辑程序来对资源进行剪辑、制作和修改。

　　（4）资源组织

　　使用者可以按需要将各种的资源组成一定的播放序列，将这个播放序列保存起来，以便需要的时候可以随时播放这些教学资源。

　　（5）资源播放

　　在浏览器中播放已经编辑组织好的教学资源序列，可以设置播放的次数和播放的形式：连续播放，手动播放等。还可以使用"小黑板"播放方式，方便课堂教学。

　　（6）系统管理

　　对系统相关用户信息的管理。系统提供用户认证功能，用户通过输入相应的口令来验证自己的身份。通过认证的用户才能使用上面的各项功能；不同等级的用户对不同类型的教学资料具有相应的浏览、添加、修改和删除功能。

　　（五）小结

　　基于以上的设计方案，我们开发了一个这样的系统：

　　系统建立在HTTP和XML等开放的网络标准之上的，适于运行在互联网Internet或内部网Intranet上的，易于使用的网络应用程序。采用浏览器/服务器（B/S）模式，使开发出来的系统可以远程使用。在硬件环境和系统软件方面，用户运行环境为支持中文的netscape4.0版本或以上，或IE4.0版本或以上。服务器端采用微软系列平台：microsoft backoffice server ，使用microsoft site server 开发工具。

　　系统的表示层用WEB方式实现，遵循开放的网络标准协议；事务逻辑层用COM实现,以提高系统的性能，安全性和开发效率；数据要用商业数据库系统：SQL SERVER，以提高数据可用的效率和数据的完整性。

　　信息成为真正资源的必要条件是信息管理，要使教学资源真正有效地为教学服务，关键就在与教学资源的管理。因此对教学资源进行组织、控制、加工和规划，是有效利用教学资源的前提。对教学资源的管理总结为5个方面：存-理-传-找-用。存即保存、存留；理即整理、加工；传即传播、传递；找即查找，检索；用即利用、使用。本系统以"教学与资源"为中心来设计，希望达到高效，快捷，易用的目的，使教师和学生都能充分利用远程教育的资源，更好地开展教学活动。

　　该系统正在几所学校试用，取得预期效果。

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