金泉元

(南京航空航天大學(xué)國際合作交流處,210016)

1 信息化環(huán)境的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)

利用最新的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，兼顧先進(jìn)性、實(shí)用性和可行性，我們研究設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)寬帶交互式多媒體教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)管理，同時(shí)還具有自動(dòng)控制和智能操作等現(xiàn)代化多功能的教育技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多教室、多數(shù)據(jù)流的同時(shí)在線進(jìn)行VOD點(diǎn)播、所有教學(xué)端點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制、多種教學(xué)資源高度整合的功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代教育技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、數(shù)字視音頻技術(shù)等多種技術(shù)在教學(xué)和教學(xué)管理上的應(yīng)用，系統(tǒng)采用了萬兆級(jí)的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，功能完善的多媒體教學(xué)與管理系統(tǒng)，是一個(gè)國內(nèi)目前已知的最先進(jìn)的現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)包含主要內(nèi)容有中央監(jiān)控系統(tǒng)、多數(shù)據(jù)流數(shù)字VOD點(diǎn)播系統(tǒng)、教學(xué)管理與教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)、遠(yuǎn)程接收控制及管理系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)和多媒體教學(xué)資源制作與大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)等。

1.1 中央監(jiān)控系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是整個(gè)多媒體教學(xué)與管理系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)可通過主控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)在某一時(shí)刻對(duì)任何一個(gè)多媒體設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)操作；中心控制室與各多媒體教室之間具有對(duì)講功能，且雙方都可以隨時(shí)主呼和被呼；中心控制室具有強(qiáng)制播放功能，即在必要時(shí)能中止多媒體教室設(shè)備的運(yùn)行，對(duì)某個(gè)或全部的媒體教室統(tǒng)一播放指定內(nèi)容；中心控制室能夠隨時(shí)觀察任一個(gè)多媒體教室的設(shè)備狀態(tài)和教學(xué)情況，能遙控各教室的攝像機(jī)做水平和俯仰運(yùn)動(dòng)，以及進(jìn)行變焦等調(diào)整。通過中心控制室的控制計(jì)算機(jī)可對(duì)各多媒體教室的情景圖像進(jìn)行存貯和處理；中心控制室可進(jìn)行定時(shí)巡視并可任意指定某監(jiān)視器對(duì)某幾路攝像機(jī)攝取的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)順序切換和任意分組切換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換的時(shí)間間隔可在120秒內(nèi)自動(dòng)控制。具備電子考場(chǎng)功能。

1.2 數(shù)字式VOD點(diǎn)播系統(tǒng)

VOD點(diǎn)播其實(shí)質(zhì)就是共享網(wǎng)絡(luò)上的各種資源基于Windows2000的樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，讓客戶端來調(diào)用主VOD服務(wù)器上的文件。負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的整體控制和資源調(diào)度的工作。形成了一個(gè)以主VOD點(diǎn)播服務(wù)器為中心，向下連接多個(gè)教室的多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)采用高速大容量服務(wù)器，并配有萬兆級(jí)交換機(jī)，將VOD點(diǎn)播系統(tǒng)和多媒體教學(xué)雙向控制系統(tǒng)有機(jī)的融合在一起（視頻流可達(dá)并發(fā)300路）。實(shí)現(xiàn)所有聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間對(duì)同一個(gè)教學(xué)資源庫中的音像資料或教學(xué)課件進(jìn)行互不干擾的即時(shí)點(diǎn)播。此系統(tǒng)可方便將教師制作的各類教學(xué)課件內(nèi)容實(shí)時(shí)的播放到每一個(gè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)，擴(kuò)大了教學(xué)內(nèi)容。

利用VOD系統(tǒng)的雙向視頻傳輸特性和網(wǎng)絡(luò)特性，我們可以開展多種形式的教學(xué)：

1.2.1 視頻點(diǎn)播教學(xué)

將各科優(yōu)秀教師的多媒體課件、電視教材、直播課程、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)示范等采編存入VOD系統(tǒng)，教師可在終端機(jī)上，通過點(diǎn)播界面，自由點(diǎn)播這些視頻資源進(jìn)行教學(xué)。此外，由于VOD系統(tǒng)支持多用戶點(diǎn)播而互不影響，所以不同地點(diǎn)的老師可以同時(shí)點(diǎn)播相同教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)，并分別對(duì)播放進(jìn)程進(jìn)行控制。

1.2.2 自主學(xué)習(xí)

在VOD系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性：學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，在寢室、圖書館、計(jì)算機(jī)機(jī)房甚至家里，自由地選擇多媒體課件、老師講課錄像等進(jìn)行學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性和主動(dòng)性；學(xué)生還可以點(diǎn)播自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)播放過程進(jìn)行控制，營(yíng)造出一個(gè)相對(duì)個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。

1.2.3 遠(yuǎn)程教學(xué)

和Internet整合在一起的VOD系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跨地域的遠(yuǎn)程教學(xué)。將優(yōu)秀教師的講課錄像放到VOD服務(wù)器上，學(xué)習(xí)者可以遠(yuǎn)程點(diǎn)播這些錄像，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)；也可以先把錄像下載到本地服務(wù)器上，然后在當(dāng)?shù)氐木钟蚓W(wǎng)范圍內(nèi)點(diǎn)播學(xué)習(xí)。

利用VOD系統(tǒng)開展遠(yuǎn)程教學(xué)它的視頻傳輸特性好，是一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)達(dá)不到的。此外，VOD系統(tǒng)的視頻傳播是雙向的，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的具體情況，自行安排學(xué)習(xí)時(shí)間，這是VOD教學(xué)明顯優(yōu)于廣播電視教學(xué)的地方。

1.3 教師管理與教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)

為不斷提高教師的教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控手段，研制了教師管理與教學(xué)質(zhì)量自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)開放管理系統(tǒng)，可按照學(xué)校制定的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)講課教師自動(dòng)評(píng)價(jià)打分，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)教師的信息進(jìn)行存檔管理及滿足用戶所需的實(shí)際運(yùn)作。

1.4 視音頻教學(xué)系統(tǒng)

中心控制室可直接接收衛(wèi)星傳送的遠(yuǎn)程教育節(jié)目，并向任何一個(gè)多媒體教室播放，需要時(shí)可隨時(shí)錄制錄像帶或刻制光盤。中心控制室與有線電視網(wǎng)相聯(lián)，以便播放和錄制相關(guān)教育電視臺(tái)的教學(xué)內(nèi)容。通過校內(nèi)閉路電視系統(tǒng)將電教中心的演播室傳送來的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)播到各多媒體教室，并實(shí)現(xiàn)交互式討論。

1.5 互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)

中控室的中央控制系統(tǒng)通過交換機(jī)將數(shù)字化視音頻系統(tǒng)、VOD點(diǎn)播系統(tǒng)和校園網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一完善的大系統(tǒng)，并在交換機(jī)上通過路由器、防火墻等設(shè)備聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的相互傳遞、調(diào)用與共享。

1.6 教學(xué)資源庫

要發(fā)揮建成的現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的作用，建設(shè)一個(gè)多元化的教學(xué)資源庫是至關(guān)重要的。為此，在系統(tǒng)建設(shè)和使用過程中一定要建立磁盤陣列、光盤庫及鏡像系統(tǒng)，構(gòu)成內(nèi)容豐富，形式多樣的教學(xué)資源庫，為教師和學(xué)生提供豐富多彩的教學(xué)和科研信息及資料。

2 教學(xué)資源整合

2.1 現(xiàn)代教育新模式

現(xiàn)代教育技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與多媒體技術(shù)，通過對(duì)教學(xué)過程和教學(xué)資源的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用、評(píng)價(jià)和管理，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程和教學(xué)資源的整合優(yōu)化的理論與實(shí)踐。現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)過程中的運(yùn)用，必將對(duì)原有的教學(xué)模式產(chǎn)生一次革命性變革，并將進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)效率和教育質(zhì)量的提高。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助教育概念，不能表達(dá)信息技術(shù)對(duì)人類教育的深刻影響，信息技術(shù)與課程整合將是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是教育發(fā)展與改革的必然趨勢(shì)。信息技術(shù)與課程整合是指在課程教學(xué)過程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種新型的教學(xué)方式。 學(xué)與教的活動(dòng)要在信息化環(huán)境，即多媒體計(jì)算機(jī)、多媒體課堂網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等中進(jìn)行。

把課程內(nèi)容編制成電子文稿、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程等，教師用來進(jìn)行講授或作為學(xué)生學(xué)習(xí)資源。這樣，把課程內(nèi)容轉(zhuǎn)化為信息化的學(xué)習(xí)資料。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使可共享的信息化資源，作為課程教學(xué)的素材資源，豐富課程內(nèi)容，使其更具先進(jìn)性。如數(shù)字處理的視頻資料、圖像資料、文本資料等作為教師開發(fā)或?qū)W習(xí)創(chuàng)作的素材，整合到課程內(nèi)容相關(guān)的電子文稿、課件之中，整合到學(xué)習(xí)者的課程學(xué)習(xí)中。

利用文字處理，圖像處理、信息集成等數(shù)字化工具，對(duì)課程知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行重組、創(chuàng)作，使信息技術(shù)與課程整合不僅只是向?qū)W生傳授知識(shí)，讓學(xué)生獲得知識(shí)，而且能夠使學(xué)生進(jìn)行知識(shí)重組和創(chuàng)造。整合是指信息技術(shù)與課程的內(nèi)容，課程的結(jié)構(gòu)，課程實(shí)施等有機(jī)的整合，把信息技術(shù)融合到課程的有機(jī)整體中。同時(shí)整合也是對(duì)個(gè)體特征的繼承，被整合后的兩個(gè)個(gè)體仍繼承各自的特征，而又體現(xiàn)了個(gè)體的要素的交叉與融合。

2.2 信息技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)資源整合

現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用使得我國高校教育發(fā)生了巨大的變化，然而研究國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)教育改革實(shí)踐可知，要實(shí)現(xiàn)教育的最優(yōu)化，教育技術(shù)應(yīng)用僅僅停留在媒體技術(shù)階段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。目前教育技術(shù)應(yīng)用正朝著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代高技術(shù)方向發(fā)展。但時(shí)至今日，我國多數(shù)高?，F(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用尚存在實(shí)現(xiàn)方式相互分離的問題。

隨著理論和實(shí)踐知識(shí)的不斷擴(kuò)展，教育的內(nèi)容也在不斷的復(fù)雜化，因此現(xiàn)代教育過程由教師、學(xué)生、教育內(nèi)容等要素構(gòu)成已不完整，必須增加現(xiàn)代教育技術(shù)這個(gè)因素，才能取得最佳的教學(xué)效果，可以說教育技術(shù)的應(yīng)用是教育現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。所謂教育現(xiàn)代化，是指綜合應(yīng)用各種現(xiàn)代信息技術(shù)建立一種不僅適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的要求，同時(shí)培養(yǎng)創(chuàng)造型人才為目標(biāo)的教育技術(shù)應(yīng)用和管理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該能為教師、學(xué)生提供一個(gè)良好完善的、在任何地方、任何時(shí)候都能自主的選擇適合自己的多種靈活的備課、授課和聽課的方式。這就要求現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)各類教學(xué)信息能夠進(jìn)行集中處理和可以自由或受控制的分散使用，并且對(duì)教學(xué)的各種實(shí)現(xiàn)形式進(jìn)行必要整合，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)信息的綜合處理和自由點(diǎn)播，才能將以前分散的由計(jì)算機(jī)中心控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電教中心控制視聽教學(xué)網(wǎng)、多媒體教室等都科學(xué)合理的集成到一個(gè)系統(tǒng)中。

2.3 整合的目標(biāo)追求

信息技術(shù)與課程的整合，將影響人類對(duì)信息技術(shù)的傳統(tǒng)觀念的改變。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為信息技術(shù)主要是作為知識(shí)的展示工具，教學(xué)的輔助工具，沒認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)構(gòu)建信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，作為學(xué)習(xí)者的強(qiáng)大的認(rèn)知工具的功能。信息技術(shù)與課程整合，其目的仍然是促進(jìn)人的發(fā)展，即培養(yǎng)學(xué)生具有良好的信息素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生掌握信息時(shí)代的學(xué)習(xí)方式。

信息素養(yǎng)是指信息技術(shù)的應(yīng)用技能，對(duì)信息內(nèi)容的理解能力，以及運(yùn)用信息，具有融入社會(huì)的態(tài)度和能力。在信息化學(xué)習(xí)環(huán)境中，人們的學(xué)習(xí)方式發(fā)生重大的變化。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)不是依賴于教師的講授與課本的學(xué)習(xí)，而是利用信息化平臺(tái)和數(shù)字化資源，教師、學(xué)生之間開展協(xié)商討論、合作學(xué)習(xí)。并通過對(duì)資源的收集利用、探究知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)、展示知識(shí)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此，通過信息技術(shù)與課程的整合，要使學(xué)生掌握信息時(shí)代的學(xué)習(xí)方式。利用資源在數(shù)字化情境中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)通訊工具進(jìn)行協(xié)商交流，進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)造的學(xué)習(xí)。

信息技術(shù)與課程的整合，將有利地改善學(xué)習(xí)，革新傳統(tǒng)的教學(xué)觀，改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式，改善學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)環(huán)境。信息技術(shù)與課程整合的根本目的是為了改善學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。信息技術(shù)與課程整合，正是要把信息技術(shù)與課程全方位地融合，根據(jù)課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，真正地根據(jù)這個(gè)原則選擇信息技術(shù)，才是最根本的整合原則。

2.4 信息技術(shù)與課程整合的模式

信息技術(shù)與課程的整合，應(yīng)是信息技術(shù)作為教學(xué)結(jié)構(gòu)的有機(jī)組成部分來考慮，根據(jù)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用其多媒體信息集成技術(shù)、超文本技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)來整合。構(gòu)筑數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的變革，從被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)真正轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)和有意義學(xué)習(xí)。信息技術(shù)與課程實(shí)施整合，將帶來教學(xué)要素的重新建構(gòu)，從以教師為中心的講解傳授的進(jìn)程，轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿靼l(fā)現(xiàn)進(jìn)程，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行協(xié)商討論、意義建構(gòu)等以學(xué)生為主體的進(jìn)程。信息技術(shù)與課程的整合，應(yīng)是以學(xué)生為中心的革新化的學(xué)習(xí)，滿足個(gè)體需要。

首先利用信息化學(xué)習(xí)環(huán)境和資源創(chuàng)設(shè)情境，可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維能力；培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、探索學(xué)習(xí)能力；借助信息工具平臺(tái)，進(jìn)行創(chuàng)造性實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生信息加工處理和表達(dá)交流的能力。其次借助人機(jī)交互技術(shù)和參數(shù)處理技術(shù)，建立虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生積極參與、不斷探索精神和科學(xué)的研究方法。第三創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生運(yùn)用語言、文字表述觀點(diǎn)思想，形成個(gè)性化的知識(shí)結(jié)構(gòu)；組織協(xié)商活動(dòng)，培養(yǎng)合作的精神。第四通過形成性練習(xí)、作品評(píng)價(jià)方式獲得學(xué)習(xí)反饋，調(diào)整學(xué)習(xí)的起點(diǎn)和路徑。提供學(xué)習(xí)者自我評(píng)價(jià)反饋的機(jī)會(huì)。第五信息技術(shù)與課程整合，是把其作為信息技術(shù)與課程實(shí)施整合。信息技術(shù)作為教師教學(xué)工具，主要是作為知識(shí)呈現(xiàn)工具、師生通訊交流工具、測(cè)評(píng)工具、以及情景展示工具等。

3 結(jié)束語

上述系統(tǒng)采用全新的視角和管理模式，重點(diǎn)解決了教育信息化應(yīng)用中軟硬件資源的整合優(yōu)化及集中控制與分布使用等關(guān)鍵問題，使各種教育資源能合理調(diào)配、充分共享：通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)用較少的設(shè)備，完成了較多的功能，提高了設(shè)備利用率；將諸多分散的系統(tǒng)用網(wǎng)絡(luò)連接，通過自主研發(fā)的軟件控制形成統(tǒng)一系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化、管理智能化、使用多元化；建立了包括教學(xué)、助學(xué)、自學(xué)、管理、評(píng)估、測(cè)試等共用型系統(tǒng)。逐步實(shí)現(xiàn)了自主的、個(gè)性化的學(xué)習(xí)，改善了教學(xué)環(huán)境。