信息化整合和环境构建*——以促进应用为特征的新时期教育信息化实践研究（之四）

◆兴乔 赵晓宁

作者：兴乔、赵晓宁，《中国教育技术装备》杂志社（100081）。

（接上期）

3 教育信息化平台建设与整合实践

就普遍性而言，教育装备相对于教育体系是一个一般系统，但这一系统中的教育技术装备如信息化系统，显然又具有复杂适应系统的特征。就其专业化程度而言，尽管教育装备技术体系、产品体系是以一般社会技术、产品包括应用产品技术为基础的，但教育育人的特殊性，又使一般社会产品不能简单移植或直接转为教育教学所用，必须进行系统化改进，使其具有教育教学的适应性功能，进而用之于教育教学，教育装备研究亦因之不可避免地要对产品的教育适应性做出评价和改进；另一方面，就特殊性而言，教育技术装备体系不仅庞大，而且构成复杂，从保障性要求出发，必须在一定阶段对各个单独的体系进行系统化整合，使之形成一个完整的有效运行平台，以保证简捷、流畅、高效的教学应用。系统整合研究事实上也是教育装备研究的常态化、基础性任务，突出表现在教育信息化整合方面。

网络平台整合 2002以来，北京工业大学教育技术中心基于信息化教学需求，发挥网络优势，研发了新一代网络教学平台，配套开发了网络辅助教学系统，打造内容丰富的北工大教育在线等一批网络课程资源。

2008年，教育在线注册用户10 486人，教师开课191门，网络课程1233门，新旧两版累计点击次数为270万次。网络辅助教学平台配合已经建成的网络化外语语言教室、讲授型网络多媒体教室、讨论型网络多媒体教室、录播型网络多媒体教室的网络整合，为教师的教学提供了极大支持，做到网络资源无处不在。

教育技术中心在承担的北京市精品课程平台和北工大教育技术在线测试系统的研发过程中，也从网络教学（学习）的需求、特点出发，体现了上述原则和方法。如当时正在建设中的北京市精品课程网站由于规模较大，网上资源也越来越丰富，大量的课件信息不断增加到网站中。如果用户想获取包含某一条关键字的课件，需要通过输入关键字找到相应的课程，然后在课程网页下获取课件，过程既费时，获取的信息又不全面。如何能够直接通过网站内容的搜索，就获取所有包括内容关键字的课件信息？研究者在分析搜索引擎架构的基础上，设计并实现一个基于内容的搜索引擎，包括对中文进行处理分析的切词系统和基于Lucene框架的索引系统。搜索引擎采用Java语言编写，实现对服务器上存储的Word、Excel、PPT、PDF、txt格式的数据挖掘，并采用基于字典的切词系统，改进了北京市精品课程平台的搜索引擎，丰富平台的搜索功能，为用户提供了一个简单实用、获取丰富课件信息的通道。

又如主要针对北京工业大学教育技术培训的需求，开发的教育技术在线测试系统，包括系统功能设计、数据库设计以及主要功能模块的实现等内容，应用于本校和市属院校教师教育技术培训。到2007年，四年多的时间共培训教师800人，其中本校教师378人，兄弟院校教师422人，受到学校管理部门和各校教师的好评。

新型学习环境构建 如前所述，学习资源库建设是教学信息化平台的基础组成部分，这一问题与装备硬件建设本身互为表里，互为条件，仅有好的技术平台而缺少配套课程资源，装备硬件徒有虚名。相关研究在对网络学习环境技术构建研究的同时，也以很大的精力注意到了课程资源建设对教育信息化平台的重要意义，相当部分的专业研究者在研究装备问题中看到了仅靠技术解决不了信息化教学质量、效率问题。

从信息化教学环境建设整体要求出发，张杰等的研究探讨了学习环境的含义，指出：“环境是相对某项中心事物而言的，环境意味着中心事物在其特定活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。”学习环境中的“情况”是学习活动的起点和某一时刻的状态，而“条件”则是学习活动继续进行的保证。学习环境中的“条件”包括物质条件和非物质条件，物质条件主要指学习资源；非物质条件包括常说的学习氛围、学习者的动机状态、人际关系，此外还包括系统采用的教学模式和教学策略。学习环境是相对于教学环境提出来的，学习环境主要强调通过各种学习资源和教学策略支持学习者的学习活动，因而学习环境的概念是以“学”为中心的教学系统和学习系统的基础。

对学习环境的概念存在多种不同的理解。以往教学环境常被定义为“由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所”或“课堂内各种因素的集合”，主要内容是家庭、学校、课堂中的物质因素，而往往又把教学环境称之为学习环境。因此，教育技术学理论中的学习环境也往往成为教学环境的代名词，没有涵义上的区别。如美国教育技术学家Knirk F G就明确将学习环境定义为“由学校建筑、课堂、图书馆、实验室、操场以及家庭中的学习区域所组成的学习场所”。对学习环境的不完整理解是认为学习环境仅是一个静态概念。事实上，学习环境是一个动态概念，学习环境与学习活动进程是共存共生的，随着学习活动进程的展开，学习环境中的情况和条件也不断变化，如当学习者遇到困难时，教学系统通过诊断来调整教学策略和学习内容，或者通过协作学习活动来支持学习者。因此，学习环境和动态的学习进程是紧紧联系在一起的，把二者割裂开来就会导致静态的学习环境观。也只有把学习环境放到动态的学习进程中去考察，才能设计出有效的教学系统，也才能把握住学习环境的本质。

因此，信息化教学环境建设应注重交互性且必须体现这一特征。系统设计应包括学习的个性化、学习内容的多媒体化、学习方式的交互性、学习系统的开放性。研究以网络课程设计实践为例，具体说明信息化教学环境是为适应学习者“利用网络进行远程学习而设计的，它是一个由知识点跳转关系、导航策略和交互界面组成的教学系统，必须认真进行系统设计，主要包括结构设计、导航设计、界面设计、反馈设计和协商活动设计等方面”。其中，结构设计包括功能设计和知识结构设计；功能设计的基本原则是满足使用者的需求，使用方便；知识结构设计应有利于体现教学内容的层次体系并有利于实现个别化学习，有利于培养学生的发散思维。

网络课程开发实践 研究以网络课程设计为例，强调课程设计在实践中要从以下方面着手创建具体学习环境。

1）学习环境设计。

①个别化学习环境。网络课程中教学内容部分含多种超链接，学习者可通多种交互方式任意跳转，还可利用学习日记记录学习过程中的心得、难点及学习进度等信息，亦可通过学习模块评测学习效果。此外，在资料库中，学习者还可查阅到相关的学习资源。

②协商学习环境。在认知过程中，学习者常需与人协商合作，为此，网络课程中创设了良好的协商学习环境，方便学习者的协商学习。协商学习环境主要包括学习者之间的协商学习和学习者与教师的交流。

③辅助学习环境。辅助学习环境主要包括学习者在学习过程中可能用到的辅助性模块，为学习者更好地使用本课程提供帮助（实例演示、帮助区）。

各模块的功能如下。

①学习内容模块。在该模块中，知识单元以图、文、像等多种方式呈现，学习者可随时进入任意自己想学习的内容，每一章节均设有主要内容，学习者可由此获得其知识概要，在具体内容的学习中遇到难以理解的知识点时，点击它即可呈现进一步的解释说明或相关例证。

②交流园地和问题研讨模块。交流园地和问题研讨模块主要用于解决学习者在学习过程中遇到的困难。其中问题研讨的作用主要是让学习者对某些学习内容进行深入探讨研究，在讨论过程中解决疑惑，还可针对某一见解进行专门讨论，所有的讨论概要都显示在讨论公告板上供广大学习者共同查看学习。网上答疑是专门为学习者在学习过程中遇到困难无法自行解决，需要求助于教师时设置的。

③在线作业系统：教师对学习的内容提出相应的学习要求，布置相应的作业，学习者通过下载、上传作业和要求，以检查自己的学习情况。

2）导航设计。个别化学习中，学习者是主动的探索者，学习内容、学习进度、学习过程由学习者自己掌握，如果学习者在学习过程中缺乏教师的指导，易发生迷航，因而设计导航尤为重要；要通过导航条、导航图、图文链接等方式实现导航。

3）界面设计。界面是学习者与计算机进行人机交互的窗口，包括显示界面和操作界面。在设计时注重界面友好、操作方便、交互性强、可控性强。

①采用形象生动的动画图标作功能菜单按钮，方便学习者随时进入任意功能模块；

②采用简明直观的按钮作为章、节内容选择，方便学习者随时进入任一单元学习；

③相关内容采用新开窗口的形式呈现，两窗口可任意切换，并可调整大小；

④在需要学习者输入信息和搜集个人资料及反馈意见时，尽可能采取站内搜索以减少时间。

4）反馈设计。教师可以在自己的班级里布置相应的作业，下载或者上传学生的作业，在学生对学习内容作出反应、表现出行为之后，应及时让其知道学习结果；学生可以从作业系统中下载相应的作业，对自己进行检查，然后发给教师进行批改，以便教师及时了解学习情况。反馈有利于强化学习者的学习效果。

5）协商活动的设计。网络课程的设计中，协商活动环境的创设是一个重要的组成部分，它影响学习者对网络环境的充分利用；同时，通过协作、会话可以促进学习者知识的意义建构。在网络课程中，多处创设协商活动环境，学习者在学习过程中可加入讨论和交流经验。在学习中创造一个良好的商讨环境，学习者可以各抒己见，共同提高。学习者经过讨论后仍对某一问题不解时，还可以向教师或专家咨询，获取帮助。

6）帮助区域的设计。在自主探索过程中，学习者没有教师的指导，经常会迷失，不知道自己所处的位置。学习者可以通过帮助区了解自己的位置，很快找到自己所要学习的内容的位置，并且通过文字超链接直接可以链接到自己所要学习的内容。

课程体系在技术上主要运用Dreamweaver、JavaScript和ASP数据库等来实现。JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有安全性能的脚本语言，它的脚本嵌入在HTML源代码中，可直接写入Web页面中并调用它们的浏览器来解释执行。该网络课程正是使用了ASP支持数据库连接技术，促进了本网络的交互性，使得网络教学不再是一人一机的封闭学习环境，而是一个开放的系统，实现双向教学。

网络平台的技术优化 网络多媒体通信逐渐成为人们生活、工作以及其他应用中一种方便、简洁的技术，在教学上的应用尤为普及。在教育应用中，网络音视频相对于传统的信息（如文本、图片等）有更大的数据量，“在网络传输中常会出现因网络硬件及其他随机波动造成的数据传输的不稳定现象，对应用效果的影响十分明显”。为了保证数据实时可靠地传输，贺玉虎、周恕义等以多媒体网络教学研究中取得的多项成果为基础，根据长时间开发音视频通信的经验，采用一种从采集、编解码到网络传输的相互配合的保证数据实时可靠传输的方法——“自适应多码流传输技术”应用于网络平台建设，在教学应用实践中取得积极效果。

在多媒体数据传输中，网络状况大致可以通过网络平均带宽、网络带宽抖动和网络噪声三方面来进行描述。网络平均带宽反映的是网络传输数据的最大承载量，无论是单点对单点、单点对多点，还是多点对多点的通信，其最终可简化到单点对单点的数据通信，两点间的平均带宽取决于网络线路及中间环节（路由器、交换机等）。平均带宽是一个相对恒定的数值。网络带宽抖动是由于中间环节在处理中转数据过程中造成的网络实际带宽随时间变化而不断变化的程度，此抖动往往与网络的跳数（中间的路由器和交换机的个数）成比例变化。而网络噪声是由多方面因素造成的，相对于网络带宽抖动，网络噪声没有规律且变化较快，波动也比较大。

网络状况分析的这三个方面中，平均带宽是一个可测量（测两点间的带宽，可用不断增加的发送速率发送打戳的UDP包，接收方给出反馈即可测出），而其他两个量不可能测出，带宽抖动相对比较稳定，可以根据前面的数据估计，网络噪声随机性比较大。

根据网络状况分析的以上三方面的特点，实践中应用自适应多码流传输技术，通过多码流与网络缓冲结合应用，并采用自适应负反馈调节，基本解决了网络缓冲、网络噪声问题，包括在网络状况比较差的64 kb/s的modem上实现了音视频数据的比较流畅的传输，在当时网络状况下有效保障了多媒体网络教学的进行。

实训环境建设探索 2011年，江西财经大学软件学院以加强实践实训教学、加大培养创业型人才为目标，开发了软件工厂实验室项目，并作为江西财经大学创业型人才培养特色项目。

项目总目标是建设一个可持续发展的软件工程实践教学平台，作为创业教育的载体，探索软件工程实践教学新路子。项目的具体目标是：模拟规范软件企业运作，有企业运行的基本规范；校企合作，开发真实软件系统；吸纳不同年级学生校内实习；形成一套制度，使实验成果可重复、可推广。

项目有四个特色：一是软件开发流程化，项目管理规范化，员工管理社会化，实习角色职业化；二是校企合作，真软件、真考核、真付酬；三是专家指导，校内外结合、网上下结合；四是校内实习，团队合作、师生协作、本硕协作。

项目目标在于实现学校、学生、社会三赢。学校创造出一种学生在校内实习的新模式，提升软件工程创业型人才培养的新路子，能帮助学生进行职业定位。学生通过实习，能更加准确理解软件企业中不同岗位的职责，理解软件工程理论，并且找到更加适合自己发展的位置，有助于学生规划自己的职业生涯，提升创新创业的本领。参加实验的学生毕业后将有很强的就业优势，为企业发展贡献力量。■

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