网络教学平台的研究进展

来源:《中国远程教育》 时间:2006-06-01
'

 曲宏毅 韩锡斌 张明 武祥村

 

【摘 要】网络教学平台是实施网络教学的技术基础。本文通过对现有主要网络教学平台软件的调查分析和相关文献调研,并结合自身的研究与实践,阐述了网络教学平台的发展与分类,详细讨论了辅助课程讲授的网络教学平台和面向协作活动的研究型教学平台的结构与功能,说明了网络教学平台的功能分析指标,讨论了网络教学平台设计与开发中需要考虑的三个主要问题,即:系统功能模块、系统架构和用户界面。文章最后提出了网络教学平台的发展趋势与研究热点。

【关键词】 网络教学平台;数字化学习环境;网络教学;研究进展

 

   面向校外学生和校内学生的网络教育在高等教育现代化建设中正发挥着越来越重要的作用。通过网络教学,创造数字化学习环境,能够促进教育观念、教学内容和方法的改革,提高教育教学的质量和效益,从而培养学习者具备优秀的社会文化与价值观念,提高学习者的学习能力和在信息社会中生存和发展的能力。

   在网络教学的实施中,支持教学活动的教学平台集成了网络教学所需的各种应用子系统和工具,成为网络教学的技术基础。虽然国内外已经研发了许多网络教学平台软件[1~6],但是从软件的功能与应用效果来看仍然处于探索阶段,特别是从研究与发展的角度所作的系统研究较少。

   本文拟通过对现有主流网络教学平台软件的调查分析和文献研究,并结合作者自身的研究与实践,对网络教学平台的发展阶段与分类、结构与功能、评价指标、平台设计,以及其它需要进一步研究的问题进行系统分析,希望能为开发或者选择网络教学平台提供参考。

网络教学平台的发展与分类

   1. 网络教学平台的发展

   20世纪90年代中期,为了满足网络教学的发展需要,一些教育和商业机构开始开发专门的教学系统。这些系统从最初帮助教育机构开发教学资源库,到后来支持和管理网络教学,都是围绕教学资源的管理和网络教学活动的管理两方面的功能发展起来的网络教学平台。

   归纳起来,网络教学平台大体经历了四个发展阶段[7]:

   第一阶段:普通的学习资源库,也称为内容管理系统(Content Management Systems, CMS)。在网络技术发展的初期,一些大学、公司和培训机构开始有意识地开发专门的网络资源库,用来存储和管理教学资源,从而减少开支,使学习者可以自主地学习,也丰富了知识的传播途径。但其功能仅限于资源管理,资源格式与管理技术不统一,难以广泛共享。

   第二阶段:学习管理系统(Learning Management Systems, LMS)。LMS源于培训自动化系统,具有用户注册管理、课件目录管理、学习者的信息数据记录等功能,但一般不具备教学内容制作的功能。

   第三阶段:学习内容管理系统(Learning Content Management Systems, LCMS)。LCMS是最初为高等教育开发的传统课件管理系统的发展版,旨在帮助没有技术经验的教师或资源专家设计、创建、发布和管理网络课件。同时,LCMS能够对用户进行管理,可以跟踪学生的学习进度并及时调整以适合学习者的学习需要。LCMS使学习内容的共享和教学系统的交互成为可能。

   第四阶段:通用网络教学平台(Web-based Instruction Platforms)。通用网络教学平台在既有教学系统的基础上,从对教学过程(课件的制作与发布、教学组织、教学交互、学习支持和教学评价)的全面支持,到教学的管理(用户与课程的管理),再到与网络教学资源库及其管理系统的整合,集成了网络教学需要的主要子系统,形成了一个相对完整的网络教学支撑环境。

   2. 网络教学平台的分类

   有研究认为[8],在线课程模式分为内容核心模式和沟通核心模式两类。前者注重学习内容的数字化,而后者注重教学过程的数字化和网络化。从学习者角度来看,两种不同类型的在线课程分别对应了两种在线学习模式:自主式学习模式和引领式学习模式。适合自主式学习模式的课程的开发重心在高质量的内容。而适合引领式学习模式的课程开发的重心在教师的引导,课程设计以促进学生之间的沟通与协作为出发点。

   但从教师实际教学过程(尤其是校内教学过程)来分析,教师对内容和沟通的关注是并重的,只是在不同教学阶段有所侧重而已。因此,在构建网络教学平台时,需要同时考虑内容和沟通。为此,本文根据高校实际教学模式的差异将网络教学平台分为两种:辅助课程讲授的网络教学平台和面向协作活动的研究型教学平台。

   基于课程讲授的教学模式是目前高校教学的主要模式,该模式强调课程教学的六个要素,即:讲授、讨论、作业、实验、考试和教材[9]。辅助课程讲授的网络教学平台就是针对上述六个教学要素或教学环节进行支持或辅助。网络教学平台作为教学辅助手段,充分利用网络技术和多媒体技术等,使教学能够突破时空限制,使教学材料的展示变得灵活、形象与生动,对教学过程进行连续的支持、跟踪与管理,是支持新型的、教师指导下学生自主式学习方式的有力工具,成为高校传统课堂教学的有益补充和拓展。

   研究型教学模式能够培养学生高层次的学习能力和沟通协作能力,是目前高校教学改革的发展方向。该模式在教育理念方面,强调以探索和研究为基础的教学,注重在探索和研究的教学过程中激发学生的求知欲、好奇心和学习兴趣;在教学方式方面,强调师生互动、生生互动与协作,突出教学与训练方法的科学研究特色,培养学生的批判性思维与探索精神[9]。面向协作活动的研究型教学平台支持学生以分组协作的方式开展学习活动,能支持教学情景创设、学生分组、问题分析及研究方案制定、问题探究、探究资源共享、讨论与协作、探究成果呈现、教学活动评价、教学协助与指导、教学控制与管理等教学环节。

   归结起来,这两种教学平台最大的差异是前者支持知识的系统传授,而后者支持学生以问题、项目或案例为中心的协作探究。

辅助课程讲授的网络教学平台

   辅助课程讲授的网络教学平台针对课程教学的六个教学要素(讲授、讨论、作业、实验、考试和教材)进行支持或辅助,其结构如图1所示[4,6]。

   在讲授环节中,校内课堂教学与完全在线教学的区别是:前者主要由授课教师在教室里和学生面对面地完成,而后者则采用视频直播或点播的形式将教师的讲授过程远程传递给学生。实验环节强调的是动手能力,因此进入实验室进行实际操作就是必然的选择,网络环境起着传递实验说明、辅助预习等作用。虽然一般的测试可以在网上进行,但决定学生学习成绩的考试环节一般还是在传统教室中完成。在讨论、作业和教材环节,网络教学平台则可以借助网络成为传统课堂教学的有益补充和拓展。这类网络教学平台中一般提供了课程信息、教学内容管理、教学交流、教学评价、跟踪与统计分析、教学管理等主要功能。

   与传统课堂教学相比,网络教学平台除了可以发布与维护课程介绍、教学大纲、教学日历、教师信息之外,还可以根据不同角色(学生、教师、管理员)提供个性化的动态教学信息,包括:未读公告、正在讲授或学习课程、未读课程通知、未批阅或未完成作业、学生选课申请、教师开课申请等。

   针对教材要素,网络教学平台提供对多媒体教学内容的管理与组织,包括多种来源课程资源的组织、教学讲义的制作与维护等。

   针对教学讨论环节,网络教学平台提供同步答疑讨论、异步答疑讨论、常见问题解答、自动答疑、邮件答疑,以及其他网上交流工具,如教学博客等,从而突破了传统教学讨论与交流的时空限制,大大强化了教学讨论环节。

   针对教学评价环节,网络教学平台提供课程作业、试题与试卷库、在线测试、课程问卷等功能,提高了教学评价的时效性和功能性。

   除此之外,利用计算机与网络的优势,网络教学平台可以方便地跟踪与统计学习和教学过程,对教学活动进行组织与管理等。教师对教学的组织与管理包括:可以随时打开或关闭课程及其中所有的教学模块,便于教师根据不同教学环节进行教学内容和教学活动的设计;增加或删除课程的助教,给助教分配教学权限,查看助教的教学记录等。

面向协作活动的研究型教学平台

   基于分组协作活动的研究型教学是培养学生高层次学习能力和沟通协作能力的教学模式之一。该模式至少包括这样一些主要环节:①提出问题,②提出解决问题的计划,③问题探究,④得出并呈现结论,⑤过程及结果评价[5]。面向协作活动的研究型教学平台的结构如图2所示。

   面向协作活动的研究型教学系统的主要功能包括支持研究型教学的各个环节,适应各类探究性学习的过程和活动,支持探究性学习参与者的协作组织与管理,给学习者提供丰富的探究工具和协作工具,以及给教师提供灵活、简便的管理支持。

网络教学平台的功能评价

   网络教学平台越来越多,它们所展现的功能越来越丰富,从用户教学需求的角度研究平台的评价指标有助于用户选择与应用教学平台,对研究与开发者也具有借鉴价值。

   国内一些学者针对网络教学平台的评价作了不少研究[10,11]。EduTools[12]是由美国西部教育远程通信合作组织(WCET)维护和发布的网站,主旨是为广大高等教育机构提供课程管理系统、学生服务和网络学习策略选择的决策支持。EduTools主要从用户的角度提出了平台的功能分析指标。为此,该网站广泛分析了71个国外教学平台产品的功能结构和软硬件配置,所涉及的产品几乎涵盖了国外所有知名品牌的各种版本产品。

   由EduTools提供的网络教学平台的功能分析指标全面细致而富有典型意义,主要分三个大类,共8个小类、42个小项(见表1)。这些指标是EduTools做出的、指导用户表达自己的需求和比较已有产品的一个最大集合,尽可能地涵盖了网络教学平台工具的各个功能模块。实际开发中,并非一个功能指标完整的产品就是一个功能最强大以及最实用的产品。功能完整性只是教学平台开发的一个方面,还要兼顾对各种教学方式的支持,对使用方便的考虑,以及技术实现的效率。

网络教学平台设计与开发中需要考虑的主要问题

   网络教学平台的设计与开发离不开对用户网络教学需求的细致分析,在此基础上还需要基于理论研究进行教学设计,并对软件系统的技术体系架构和人机界面进行分析与设计。

   系统功能模块的设计是教学平台构建的主体,主要基于用户需求分析和教学设计。具体的模块设计还要针对不同类型网络教学平台的教学过程与教学环节进行。这一部分可以不断地完善和添加功能子模块。

   系统架构指的是教学平台开发时采用的软硬件技术架构体系,包括开发平台的技术路线(如:技术框架、开发环境、开发模式、开发语言、技术版本、产品版本等),文件组织(如:文件的命名、组织、管理等),服务配置(如:采用的服务器和操作系统、web服务等),运行环境(如:客户端的运行环境要求、用户系统和浏览器、给出配置建议和下载服务),系统接口(如:数字校园其它相关系统的接口、文件打包下载、批量上传等)。

   用户界面指的是教学平台呈现给用户的结构和表现形式。其内容包括:

   ● 平台结构:研究如何组织系统模块;

   ● 显示页面:研究用户界面,显示形式和风格;

   ● 导航系统:研究围绕用户需求的信息采集和导航;

   ● 帮助系统:研究在线帮助和提示;

   ● 异常处理:研究系统的容错和出错提示帮助,等等。

   如果说技术路线是心脏血脉,系统模块是内脏肌肉,那么用户界面就是骨架和皮肤,三者缺一不可。另外,网络教学平台毕竟是一个软件系统,从需求分析、业务分析、数据模型、功能模型,到开发实现与测试,都需要符合软件工程的要求,并且需要经过开发→应用实践→反馈→二次开发→再应用实践的不断循环,使得软件系统日趋成熟。

网络教学平台的发展趋势与研究热点

   随着教学需求、教学理论与技术、信息与传播技术的不断发展,网络教学平台的研究出现了一些新的趋势和热点。

   1. 从单一的网络教学平台向支持多模式的网络教学支撑环境发展

   目前的网络教学平台大多是支持基于课程讲授型的教学模式。相对于网络教学平台的单一和固化,教师的教学策略和教学活动则是灵活的,随着教学对象、教学内容和教学进程的不同而不断发生着变化。因此,有必要研究适合多种教学模式和教学策略的弹性的网络教学环境。使得教师或教学设计人员可以依据不同的教学模式和策略自行灵活设置支持该教学模式或策略的网络学习环境,提供从教学模式和策略到实际网络教学活动设计的可操作的方法与工具[13]。

   2. 网络教学平台与资源中心相结合

   教学资源的动态积累、管理与共享是实施网络教学的必要条件。相关研究热点包括:建立教学资源库及其管理系统,支持多媒体教学资源的动态积累、管理、共享、使用和评价,整合中外优质教学资源,形成网上教学资源中心,支持各种教学系统和工具之间的资源积累、使用与交换,并为区域分布式教学资源的广泛共享奠定基础[14]。

   3. 网络教学平台从通用形态转向对课程或教师教学的个性化支持

   通用的网络教学平台不能满足一些教师与课程的个性化教学要求。基于动态虚拟课程网站的交互式网络教学系统能够构建以门户网站形式呈现的课程,其特点是课程与教师能够根据自身教学需要,个性化地实施教学活动,教学内容和形式可以得到很大拓展。这类系统能够支持教师在不掌握Web编程技术的情况下借助向导自行定制个性化的门户式网络教学环境,支持教师自定义各级页面和栏目结构,动态维护网站内容,实现基于动态虚拟网站的个性化教学。

   4. 网络教学平台与数字校园其它系统的整合

   随着数字校园的其它系统,如科研、办公与管理、公共服务和社区服务等系统的迅速构建,网络教学平台需要有机地整合在数字校园中,避免出现独立系统与信息孤岛的问题。系统整合面临的两个主要问题是用户身份的统一认证和公共数据的动态交换与共享。解决此问题最重要的途径就是制定统一的技术标准和尽量采用统一的技术架构与技术路线[15]。

   5. 基于内容包装标准的课件制作与学习管理

   不同粒度学习内容的标准化不仅可以使这些资源便于查询与共享,更重要的是这些资源能够被不同的网络教学平台发现,根据教学或学习要求自动组装成新的学习材料,并能跟踪其使用情况。基于内容包装标准的课件制作系统的研究内容包括:资源描述技术框架,描述语言,网络教学资源的信息注册、发布和检索,资源的信息交换,资源的自动组装与学习跟踪等[8]。

   6. 注重新技术与社会软件的应用

   智能技术、移动技术、网格技术、点对点技术等新技术,以及Blog、Wiki与实时通信等社会软件必然对网络教学平台的设计与构建产生重要的影响。

   7. 网络教学平台中注重知识管理

   在目前的网络教学平台中,仅仅将学习材料和教学素材提供给教师和学生使用。从知识管理的角度来看,恰恰是许多教师重新整合材料的经验才是最宝贵的,而在目前的网络教学平台构架中并没有涉及到这些知识的发掘、共享与应用,没有考虑教学知识交流环境的构建[15]。

   8. 网络教学支撑环境开发中构件技术的运用

   网络教学支撑环境是由许多教学子系统和工具组成的,无论是考虑针对不同教学模式构建特定的教学平台,还是考虑系统的可扩展性与维护便利性,采用插件引擎技术,构建构件库都是可行的技术路线。

[参考文献]

[1] BlackBoard[EB]. http://www.blackboard.com/

[2] WebCT[EB]. http://www.webct.com/

[3] Wise[EB]. http://wise.berkeley.edu/

[4] 程建钢,韩锡斌等. 清华教育在线网络教育支撑平台的研究与设计[J]. 中国远程教育,2002,(5)

[5] 陈静,程建钢,韩锡斌,翟焱. 探究学习支持平台的设计与实践[J].中国远程教育,2004,(10)

[6] 余胜泉,何克抗. 网络教学平台的体系结构与功能[J]. 中国电化教育,2001,(8)

[7] 杨宗凯,吴砥,刘清堂. 网络教育标准与技术[M]. 北京:清华大学出版社,2003.

[8] 秦宇. 引领式在线学习模式介绍[EB/OL]. http://www.online-edu.org/html/teach/strategy/20051130/94,4711,0.html

[9] 汪劲松、汪蕙等. 创建研究型本科教学体系提升教育质量[R]. 清华大学申报2005年高等教育国家级教学成果奖成果总结报告,2004.4

[10] 张伟远,王立勋. 网上教学平台的特征之国际比较[J]. 江苏广播电视大学学报,2003,(10)

[11] 王珠珠,张伟远. 我国普通高校网上教学平台及网站建设的现状分析[J]. 中国远程教育,2005,(2)

[12] EduTools[EB]. http://www.edutools.info/

[13] 韩锡斌,程建钢. 构建大学网络教学环境的两个主要问题. 中国远程教育[J],2005,(4)

[14] 杨娟,韩锡斌,何良春. 构建大学网络教学资源中心. 中国远程教育[J],2005,(12)

[15] 韩锡斌,杨娟,陈刚. 基于知识管理的大学数字校园的概念、架构和策略[J]. 中国远程教育,2005,(8)

 

作者简介:曲宏毅,韩锡斌,张明,武祥村,清华大学教育技术研究所(100084)。

《中国远程教育》2006年第5期

'