第二章常見的教學環(huán)境及其教育應用

教師：楊閩現(xiàn)代教育技術第二章常見的教學環(huán)境及其應用現(xiàn)代教育技術環(huán)境是指在教與學的實踐活動中，所涉及的系統(tǒng)化的信息技術設施與條件。即實現(xiàn)教學信息呈現(xiàn)與教學資源共享、有利于學生主動參與和協(xié)作討論、有利于信息反響和教師調控的現(xiàn)代化教學環(huán)境。本章主要內容1.校園網(wǎng)的構成及其教育應用2.多媒體教室的結構及其教育功能3.網(wǎng)絡教室的構成及其教育應用4.微格教學系統(tǒng)的構成及教學應用1.1Intranet['?ntr?net]是一類基于Internet技術的企業(yè)內部網(wǎng)絡，它通過防火墻與Internet連接。Intranet的根本思想是:在內部網(wǎng)絡上采用TCP/IP作為通信協(xié)議，利用Internet的Web模型作為標準信息平臺，同時建立防火墻把內部網(wǎng)和Internet分開。Intranet結構圖1.2校園網(wǎng)的概念校園網(wǎng)(CampusNetwork)是指利用網(wǎng)絡設備、通訊媒質和相應的協(xié)議(TCP/IP協(xié)議等)以及各類系統(tǒng)管理軟件，將校園內計算機和各種終端設備有機地集成在一起，同時又通過防火墻(Firewall)與外部的Internet網(wǎng)絡連接，以用于教學、科研、學校管理、信息資源共享和遠程教育等方面工作的局域網(wǎng)。校園網(wǎng)絡就是一個特殊的Intranet。1.3校園網(wǎng)的硬件構成網(wǎng)絡交換設備網(wǎng)絡傳輸媒介網(wǎng)絡終端交換機、路由器、集線器雙絞線、光纖效勞器、工作站、個人電腦、網(wǎng)絡打印機互聯(lián)網(wǎng)〔Internet〕1.3.1網(wǎng)絡傳輸媒質網(wǎng)絡傳輸媒質指網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，是物理網(wǎng)絡連接的建立者。常見的網(wǎng)絡傳輸媒質有：雙絞線〔網(wǎng)線、線、同軸電纜〕和光纖。目前也流行無線網(wǎng)絡〔wireless〕。1.3.1網(wǎng)絡傳輸媒質

〔1〕雙絞線〔TwistedPair〕由兩根互相絕緣的銅線按照一定的規(guī)格互相纏繞在一起而成的網(wǎng)絡傳輸介質。常見的有網(wǎng)線、同軸電纜等。常用的無屏蔽層雙絞線由4對雙絞線和一個塑料護套構成。〔如右圖〕〔1〕雙絞線〔TwistedPair〕原理：每一根導線在傳輸中輻射的電磁信號會被另一根線上發(fā)出的電磁信號抵消。由于線纜的長度受到衰減的嚴重限制，雙絞線傳輸距離在100米左右，最高傳輸速率為100Mbps，是目前局域網(wǎng)中使用最多的傳輸媒質。(2)光纖〔Fiber〕光纖是以光脈沖的形式來傳輸信號，以玻璃和有機玻璃為主材料的網(wǎng)絡傳輸介質。它由纖維芯、包層和保護套組成。單模光纖〔直線傳播〕多模光纖〔折射傳播〕光纖具有極高的傳輸帶寬:最高傳播速率：1000Mbps衰減極低，抗電磁干擾能力很強，最大傳輸距離：20KM1.3.2交換設備網(wǎng)絡交換設備主要有集線器〔HUB〕、交換機〔Switch〕路由器〔Router〕、網(wǎng)關〔Gateway〕〔1〕集線器〔HUB〕集線器是計算機網(wǎng)絡中連接多個計算機或其他設備的連接設備。提供信號放大和中轉的功能，或把一個端口接收的信號向所有端口分發(fā)出去。〔2〕交換機交換機的外形與集線器很接近，也是一個多端口的連接設備。交換機與集線器的區(qū)別：集線器采用播送模式，共享一條帶寬；交換機是點對點方式，每個端口都有一條獨占的帶寬；〔3〕路由器路由器是連接多個網(wǎng)絡和網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，能將不同網(wǎng)絡和網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯〞，從而構成一個更大的網(wǎng)絡。功能：數(shù)據(jù)通道功能和控制功能?！?〕網(wǎng)關又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉換器。具有路由器的功能，還能將兩個使用不同網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)段進行數(shù)據(jù)翻譯和交換，使得不同網(wǎng)絡之間能夠進行互聯(lián)。1.3.3網(wǎng)絡終端網(wǎng)絡終端主要包括效勞器、工作站、個人電腦、網(wǎng)絡打印機等?！?〕效勞器效勞器是網(wǎng)絡上一種為客戶端計算機提供各種效勞的高性能計算機。效勞器的特點:數(shù)據(jù)處理能力強、穩(wěn)定可靠、平安性高、可擴展性強、可管理性強。效勞器類型：Web效勞器、數(shù)據(jù)庫效勞器、視頻效勞器、FTP效勞器、Mail效勞器、域名效勞器等?！?〕工作站〔Workstation〕在校園網(wǎng)中，工作站是一臺客戶機，即網(wǎng)絡效勞的一個用戶。但有時也將工作站當作一臺特殊應用的效勞器使用，如打印機或備份機的專用工作站。工作站一般通過網(wǎng)卡連接網(wǎng)絡，并需安裝相關的程序與協(xié)議才可以訪問網(wǎng)絡資源。1.3.4防火墻防火墻是一種將內部網(wǎng)與公眾網(wǎng)分開的技術?？梢酝ㄟ^硬件和軟件來實施。作用：過濾網(wǎng)絡程序攻擊、禁止特定端口通信、禁止特殊站點訪問、封鎖木馬病毒傳播。硬件：路由器等。軟件：Windows防火墻程序等。1.4校園網(wǎng)的根本功能信息發(fā)布學校的Web主頁猶如學校的一個窗口，學校可以通過這扇窗口向人們充分展示學校的形象。一般說來，學校主頁的主要內容應包括：學校歷史、院系、部門介紹、專業(yè)設置、招生與分配信息、教學與科研信息等等。學校主頁上可以發(fā)布學校的各種重大事件，會議通知和安排，也可以發(fā)布各種公文，這樣既節(jié)省了時間和費用，又增強了公示的效果。1.4校園網(wǎng)的根本功能

1.4.2教學應用〔1〕網(wǎng)絡教學支持平臺網(wǎng)絡教學支持平臺是學校開展網(wǎng)絡教學活動的支撐系統(tǒng)，它可以包括網(wǎng)絡備課、網(wǎng)絡授課、網(wǎng)上課程學習、網(wǎng)上練習、在線考試、虛擬實驗室、網(wǎng)絡教學評價、作業(yè)提交與批改、課程輔導答疑、師生交流、教學管理等模塊。網(wǎng)絡教學支持平臺具備以下功能：具備支持教師備課、授課、提問答疑與討論、作業(yè)布置與批改、題庫維護、組織考試與活動、試卷分析等功能；具備支持學生選課、學習、遞交作業(yè)、提問、討論、實驗、資料查閱、考試等功能；具備支持基于流媒體的網(wǎng)絡實時與非實時授課系統(tǒng)；具備支持教務人員進行學生管理、課程管理、資料管理、教學質量分析等功能；具備支持教師通過各種網(wǎng)絡工具，相互之間或與外校的教師之間進行教學方法、教學藝術的交流與探討；具備支持連接Internet，實現(xiàn)遠程教育。〔2〕教學信息資源庫教學信息資源庫是學校進行網(wǎng)絡教學的重要組成局部，它包括多媒體素材庫、教案庫、課件庫、試題庫、學科資料庫等等。同時資源庫還應師生提供全文檢索、屬性檢索，提供資源的增減與歸類，還可以提供壓縮打包下載等功能。1.4.3管理應用建立基于校園網(wǎng)絡的學校管理信息系統(tǒng)(MIS)可以為學校在人事、教務、財務、日程安排、后勤管理等方面，提供一個先進的分布式管理系統(tǒng)。從而提高管理效率，到達事半功倍的效果，更好地為教育工作效勞?；谛@網(wǎng)絡的計算機管理信息系統(tǒng)的特點：①共享數(shù)據(jù)庫資源。②共享軟硬件資源。③提高系統(tǒng)可靠性。④提高辦公效率。1.5校園網(wǎng)絡實例1.5.1高等院校校園網(wǎng)絡某大學校園網(wǎng)絡建設的總體目標：具備教學、管理和通訊三大功能?！?〕教師可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源，進行教學和科研工作；〔2〕學生可以方便地瀏覽和查詢網(wǎng)上資源實現(xiàn)遠程學習，通過網(wǎng)上學習學會信息處理能力；〔3〕學校的管理人員可方便地對教務、行政事務、學生學籍、財務、資產等進行綜合管理，實現(xiàn)各級管理層之間的信息數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)網(wǎng)上信息采集和處理的自動化，實現(xiàn)信息和設備資源的共享。中小學校園網(wǎng)應包含的一些功能：教學資源管理師生交流平臺網(wǎng)絡課程教務管理圖書管理一卡通管理學生活動中心校外聯(lián)絡平臺校園網(wǎng)最根本的功能：擁有學校主頁，作為學校對外的窗口；擁有網(wǎng)絡教學平臺和教學資源庫；擁有學校管理信息系統(tǒng)；擁有交流平臺。2.1多媒體教室的含義多媒體教室也稱多媒體演示室，是根據(jù)現(xiàn)代教學的需要，將多媒體計算機、投影、錄音、錄像等現(xiàn)代教學媒體結合在一起而建立起來的綜合教學系統(tǒng)。多媒體教室集成并解決了傳統(tǒng)教學方法中教學資源呈現(xiàn)方式單一的缺乏。2.2多媒體教室的結構系統(tǒng)〔1〕中央控制系統(tǒng)；〔2〕多媒體計算機；〔3〕實物展示臺；〔4〕投影機；〔5〕音響系統(tǒng)。2.3理想的多媒體教室應該具備的功能能夠連接校園網(wǎng)和Internet，方便調用豐富的網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡聯(lián)機教學；連接閉路電視系統(tǒng)，充分發(fā)揮電視媒體在教學中的作用；演示各類多媒體課件，開展計算機輔助教學；能播放錄像、VCD、DVD等視頻節(jié)目；能展示實物、模型、圖片、文字等資料；能使用高清晰、大屏幕的投影儀器顯示計算機信號和各種視頻信號；能用高保真的音響系統(tǒng)。2.4多媒體教室的核心功能要求必備一個投影儀；必備一個中央控制系統(tǒng)；必備一個多媒體計算機；必須提供一個網(wǎng)絡接口；必備一套音響系統(tǒng)。2.5多媒體教室環(huán)境建設整體環(huán)境、照明環(huán)境和聲學環(huán)境三個方面：教師講臺和學生課桌應當式樣新穎、結構簡潔、色調明快；教室頂部和后部墻面采用吊裝和敷設多孔紙面石膏板，利用它們和窗簾的吸音特性，有效地調整教室的吸音量，減少混響時間，以獲得預期的聲場效果。在照明燈光的處理中，可以將學生座位區(qū)的吊頂設計成向后逐漸升高的“鋸齒〞狀，在“鋸齒〞向后的平面上安裝內嵌式格柵日光燈。利用日光燈安裝平面與水平面之間的夾角，使座位區(qū)的照明光線不會照射到投影屏幕上。3.1網(wǎng)絡教室的概念網(wǎng)絡教室又稱網(wǎng)絡機房或網(wǎng)絡多媒體教室，是目前國內各類學校，尤其是中小學較為普遍、應用廣泛的一種網(wǎng)絡教學系統(tǒng)。它集普通的計算機機房、語音室、視聽室、多媒體演示室等功能于一體，利用網(wǎng)絡技術和多媒體技術將假設干臺多媒體計算機及相關的網(wǎng)絡設備互聯(lián)而成的小型教學網(wǎng)絡。3.2網(wǎng)絡教室的硬件構成系統(tǒng)硬件的根本配置包括：學生機、教師機、集線器或交換機、效勞器、功放、投影儀等設備，并通過雙絞線連接。學生用計算機除常規(guī)PC的配置外還需各配網(wǎng)卡、耳機和話筒。由于教師機經常處于多任務工作狀態(tài)，所以教師機在CPU、內存等方面的配置應高些。3.3網(wǎng)絡教室的布局通常有普通教室型、U字型、小組協(xié)作型、綜合型等。具體實施時可依據(jù)教室空間結構、學生群體的特征以及教學活動的內容和模式等因素設計擺放格局，以滿足實際教學需求。3.4網(wǎng)絡教室的功能〔1〕教學功能：可以利用教師視頻、教師音頻、外部視頻、外部音頻等多媒體節(jié)目源，對全部、局部或個別學生進行教學?！?〕示范功能：可以將指定學生的屏幕、話音及聲音播送給全體、局部或個別學生進行示范?！?〕交互控制功能：如教師可以利用鍵盤、鼠標對選定的學生進行遙控操作；〔4〕監(jiān)視功能：教師可以利用手動的方式對指定學生的屏幕畫面或聲音進行監(jiān)視；也可以對全體或局部學生的屏幕和聲音進行掃描監(jiān)視?！?〕提交作業(yè)或文件功能。3.4網(wǎng)絡教室的功能〔6〕學生控制功能：教師可以對全體或個別學生進行鎖鍵、黑屏、重新啟動等控制操作。〔7〕分組討論功能：教師可任意指定每2至16人為一組，將全體學生分為多組進行分組討論，教師也可參加到任何一組參加討論。〔8〕電子舉手功能：學生有問題提出或需要幫助時，可以按功能鍵進行電子舉手?！?〕學籍管理功能：可對學生的姓名、學號班級、年齡等學籍信息進行管理并顯示在屏幕上?！?0〕聯(lián)機考試功能：教師可以指定一個正確答案，再通過屏幕或聲音將試題發(fā)送給學生，學生按A、B、C、D答復，收卷后電腦立即自動批卷。3.5網(wǎng)絡教室的人機工程環(huán)境設計人機工程學〔HumanEngineering〕也稱“人類工效學〞、“人類工程學〞和“人體工學〞。目的是指導工作與學習的器具、方式和環(huán)境的設計和改造，使得其在效率、平安、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。網(wǎng)絡教室的建設應符合人機工程環(huán)境設計。例如：環(huán)境色彩天花板的色調以乳白色、蛋清色為宜；墻壁宜用單色〔例如，白灰、淡綠、淡奶黃色〕；或用雙色〔例如，上、下分別為白灰色和淡綠色；地面宜用茶色、灰綠。又如：內部空間的分隔以1.5米左右為宜，這樣便于學生站著時可以看到隔斷中要找的人，而坐下學習時視線那么不受干擾。還可以適當布置綠色植物或花卉。3.6網(wǎng)絡教室教學應用橫式〔1〕【群體化教學模式】：群體化教學模式的根本特點是，教師在同一時間內對整個班級群體進行同樣內容的教學。多媒體網(wǎng)絡教室系統(tǒng)主要是加強課堂教學中的實時通信能力，實行教學資源的集中管理，為教師實時監(jiān)控與干預教學過程提供了強有力的手段?！?〕【個別化教學模式】多媒體網(wǎng)絡教室對個別化教學的支持主要表現(xiàn)在支持教學資源的共享和個別化教學管理。教學資源庫中的個別化CAI課件使得教學內容的形式變得圖文并茂、聲色俱全，并使計算機的交互形式更為生動活潑，即使教師不在，學生也能夠自得其樂地進行個別學習對于計算機教學，教師能夠通過多媒體網(wǎng)絡教室的個別監(jiān)控和屏幕遙控功能對學生進行精心的“手把手〞式的個別指導?！?〕【小組教學模式】多媒體網(wǎng)絡教室能夠支持小組合作學習，如靈活分組、小組任務發(fā)布、小組學習情況反響信息的收集處理等。小組教學的根本流程是：分組并指定小組長給出問題情境或任務小組協(xié)商、分工在共享白板區(qū)合作交流共同完成任務教師進行監(jiān)控、指導、鼓勵、總結4.1微格教室〔微格教學〕的概念“微〞即微型、片斷及小步的意思；“格〞取自“格物致知〞，是推究、探討及