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【摘要】本文以教育最優(yōu)化理論、教學過程優(yōu)化設計為依據(jù)，計算機網(wǎng)絡技術、信息技術為基礎，建設起一個可操作性強的實際應用系統(tǒng)，從優(yōu)化一堂課做起，實現(xiàn)用網(wǎng)絡教學系統(tǒng)進行整體教學設計、網(wǎng)上備課與授課。

【關鍵詞】教育最優(yōu)化教育技術系統(tǒng)網(wǎng)上備課與授課超媒體積件網(wǎng)絡視控器

一、教育最優(yōu)化與現(xiàn)代教育技術

教育最優(yōu)化的理論是前蘇聯(lián)教育科學院副院長巴班斯基提出的，在世界各國均有較大的影響。巴班斯基認為：“最優(yōu)化是指現(xiàn)有條件下對學生和教師在當時的實際可能性來說，以及從一定準則來看是最好的”。教育最優(yōu)化包括選擇與確定最優(yōu)化的教育目標和教育內容，設計最優(yōu)的教育過程等。它要求在同樣的時間內能使學生學得多些、快些、好些，能使更多的人受到教育。也就是要提高教育效率，提高教育質量，擴大教育規(guī)模，取得更有成效的教育效果。通俗地說，教育最優(yōu)化就是花費最少的人力、物力、精力和時間，達到最好的教育效果。實現(xiàn)教育最優(yōu)化，有賴于應用現(xiàn)代教育技術進行整體教學設計。

現(xiàn)代教育技術是一門新興科學，它是用先進的教育思想、教育模式、教育手段和現(xiàn)代科技成果為教育服務，通過對教與學過程和教與學資源的設計、開發(fā)、利用、評價和管理，以實現(xiàn)教學最優(yōu)化的理論與實踐?，F(xiàn)代信息技術和通訊技術的飛速發(fā)展，是現(xiàn)代教育技術發(fā)展的重要載體之一。計算機技術的突飛猛進地發(fā)展與應用，使教學手段、教學思路和教學體系乃至整個社會教育觀念和教育模式帶來了深刻的變革，開創(chuàng)了教學手段的嶄新局面，使教育技術從早期的視聽教學發(fā)展到目前的多媒體網(wǎng)絡化教學，教育信息化已成為教育改革的一個大趨勢。目前，隨著以多媒體網(wǎng)絡為代表的現(xiàn)代信息技術和與其相適應的教學開發(fā)技術的出現(xiàn)，使多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)．以其先進的技術、強大的功能，在教學中得到迅速的開發(fā)和應用，代表了現(xiàn)代教學技術的發(fā)展方向。

現(xiàn)代教育技術在分析和解決教學問題中的基本思想是以學習者為中心，使學生能充分利用現(xiàn)代教育媒體進行自主學習，因此，學習者的需求是現(xiàn)代教育技術關注的中心，課堂教學過程基本上是學生視聽、思考、操作的嘗試和創(chuàng)造過程，而教師則是以間接形式主導教學．通過設計主持、示范和評價履行教師主導教學的職責。

現(xiàn)代教育技術研究和實踐的對象是學生的學習過程，要體現(xiàn)素質教育，強調對學習資源的設計、開發(fā)、利用和管理，重視對教與學過程的設計、研究、評價和管理，而且現(xiàn)代教育技術可以應用在教育、教學中的不同層次，包括教育規(guī)劃、教育管理、課程設置和開發(fā)等?，F(xiàn)代教育技術的出發(fā)點和最終歸宿是實現(xiàn)教育最優(yōu)化，教學過程優(yōu)化設計是實現(xiàn)教學最優(yōu)化的核心和關鍵。在現(xiàn)代教育技術迅速發(fā)展的形勢下，要積極促進現(xiàn)代技術與教學過程的有機結合，建立起實用有效的教育技術的應用體系，在優(yōu)化教學過程中有所作為。

現(xiàn)代教育技術的內涵十分豐富，在媒體技術的發(fā)展過程中,系統(tǒng)論、信息論、控制論的觀點和方法應用于教育領域，使現(xiàn)代教育技術的建設更加科學化、理論化。并逐步成為一種新的科學體系。雖然各國學者對教育技術所下的定義、解釋不盡相同，理解也不一致，但是卻都有著一個共同的特點，認為教育技術是一種系統(tǒng)技術，具有基本一致的內涵，即：

教育技術的目的是實現(xiàn)教育最優(yōu)化；

教育技術涉及的不僅是電影、電視、計算機、網(wǎng)絡等現(xiàn)代教學媒體，而是教育過程所有可操作的要素，包括人力資料和技術資料；

教育技術的核心是用系統(tǒng)方法設計、組織和評價教學過程；

“教育技術”（EducationalTechnology）首先是在美國提出的，世界各國都進行了廣泛的研究，雖然有著共同的特點和內容，但其名稱、定義和解釋都不盡相同。在日本稱之為“教育工藝學”，在中國對此曾有過熱烈的爭論，并提出了我國獨特的名詞——“電化教育”。1994年美國教育傳播與技術協(xié)會（AECT）第五次將教育技術定義為“是對學習過程和學習資源進行設計、開發(fā)、利用、管理和評價的理論與實踐。”這個定義符合教育發(fā)展的趨勢和教育技術的實際需要，得到了國際教育技術界的認可。至于近年興起的多媒體教學，它也僅僅是現(xiàn)代教育技術發(fā)展中的一種綜合教育媒體，同過去的幻燈、投影、電影、電視教學一樣，是科學信息技術發(fā)展的結果，仍然是現(xiàn)代教育技術研究的內容。

現(xiàn)代教育技術的出現(xiàn)，為教學最優(yōu)化提供了條件和基礎，沒有現(xiàn)代教育技術的介入，所謂的“最優(yōu)化”只能在低層次上徘徊。二者的關系是密不可分、相輔相成的?，F(xiàn)代教育技術以“最優(yōu)化”為目標，而“最優(yōu)化”又必須借助于現(xiàn)代教育技術才能充分實現(xiàn)。

二、網(wǎng)絡教學系統(tǒng)設計、模型與應用

運用現(xiàn)代教育技術，實現(xiàn)教學最優(yōu)化的途徑是多種多樣的。我們認為建立起一個可操作性強的實際網(wǎng)絡教學應用系統(tǒng)，是實現(xiàn)用現(xiàn)代教育技術進行教學整體優(yōu)化設計進而實現(xiàn)教學最優(yōu)化的基本條件，也是有效途徑。在這方面，我們進行了初步探索，研制開發(fā)了“網(wǎng)絡教學系統(tǒng)”，提出了應用現(xiàn)代教育技術，優(yōu)化教學過程的一個新方法。

網(wǎng)絡教學系統(tǒng)設計就是在教育最優(yōu)化理論的指導下，以人為本，以“學”為主體，引用“大教材”的概念和教學設計原理，以計算機技術和網(wǎng)絡技術為基礎，運用信息傳遞與視頻處理技術，使現(xiàn)代教育媒體與傳統(tǒng)教育手段有機結合，建設一套集教學設計和施訓、教學評估和管理于一體的完整的教學系統(tǒng)。

網(wǎng)絡教學系統(tǒng)設計的原則是：

（一）滿足多種媒體教學的需要。為使網(wǎng)絡教學系統(tǒng)順利應用于教學，要求它必須具備支持包括教師備課、課堂講授、模擬訓練、學生自學等各個教學環(huán)節(jié)的功能。為此，在設計系統(tǒng)時，技術上必須解決三個問題：一是大容量教學信息資源(包括視頻)的存儲、管理；二是教學信息資源(包括視頻)的快速查詢、實時存??；三是教學信息資源(包括視頻)的多路并發(fā)，以保證教學信息資源在教學應用中存取方便、運行暢通、實現(xiàn)共享。

（二）具有實用性、可靠性、先進性和經(jīng)濟性。即用戶界面簡潔、友好，便于教師、學生操作，便于教學各個環(huán)節(jié)的使用；信息傳輸差錯率小，成功率高，無故障運行時間要長；系統(tǒng)要有足夠的帶寬和吞吐量，延時和延時變化要小，開放性好，交互能力強，便于擴充、升級；建設系統(tǒng)，要量力而行，力爭較高的性能價格比。

（三）統(tǒng)一規(guī)劃、配置系統(tǒng)的硬、軟件。根據(jù)教學應用需要，統(tǒng)一規(guī)劃和配置系統(tǒng)的硬、軟件，并盡量減少所用網(wǎng)絡協(xié)議和機種，便于設備和軟件的維護，有利于人員培訓，軟件開發(fā)、交流和移植。

總之網(wǎng)絡的建設要按照“立足現(xiàn)有，著眼發(fā)展，先進實用，系統(tǒng)配套，講求效益，注重質量”的原則進行。

網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的模型結構：

“網(wǎng)絡教學系統(tǒng)”由硬件和軟件兩大部分構成。硬件系統(tǒng)主要由制作平臺，教學信息資源庫、教學信息網(wǎng)（校園網(wǎng)）、用戶終端（網(wǎng)絡視控器）四個部分組成。見系統(tǒng)示意圖（圖1）。

（圖1）網(wǎng)絡教學系統(tǒng)示意圖

制作平臺主要由影視制作、超媒體積件制作、電子教案制作、光盤刻錄等部分構成（制作平臺示意圖見圖2）。

教學信息資源庫是整個系統(tǒng)的核心，各教研室、教室、電子閱覽室等用戶終端通過傳輸網(wǎng)絡（校園網(wǎng)）連接到教育技術中心的教學信息資源庫上。它主要由影視教材上載、衛(wèi)星電視收錄、網(wǎng)上信息資源下載、素材采集、存貯、檢索和相應的信息管理軟件等幾部分組成。它是整個系統(tǒng)的“心臟”。它的硬件設備包括磁盤陣列、光盤庫和服務器等（教學信息資源庫示意圖見圖3）。存儲文、圖、聲、像等多媒體素材和制作成的多媒體教材。支持網(wǎng)上各站點方便地檢索、上載、下載或實時瀏覽、播放多媒體素材、教材和點播聲像資料。該系統(tǒng)現(xiàn)使用400G的磁盤陣列，可同時支持80個流的視頻點播。

圖3教學信息資源庫示意圖

系統(tǒng)是一種“教”與“學”共享交互式網(wǎng)絡。教師根據(jù)大綱要求和授課進度，備課時按照系統(tǒng)提供的教學設計模式，進行教學設計，編制相應的教學軟件，設計超媒體積件、CAI課件。檢索、整理所需要的教學信息；對于重要、難點問題，還可以組織專家、教授通過園區(qū)網(wǎng)集體備課。授課時通過園區(qū)網(wǎng)教師在課堂直接操作網(wǎng)絡視控儀，實時傳授教學信息，實現(xiàn)教學過程的最優(yōu)化（見系統(tǒng)拓撲圖所示）。

傳輸網(wǎng)絡是多媒體教學網(wǎng)絡的“神經(jīng)系統(tǒng)”。我們以校園千兆網(wǎng)為依托，傳送多媒體教學信息，保證了教師和學生下載、上載多媒體教材、素材的制作或瀏覽。

據(jù)電教“三深入”的原則，該系統(tǒng)可按不同專業(yè)分級提供相應的教學設計、學科設計、教學過程設計的模式，為備課教師提供教學設計的依據(jù)，如果需要，系統(tǒng)還可調用相應的教學大綱。

系統(tǒng)還根據(jù)教學規(guī)律和實際需要，建立了院校級總體教學情況評估、學科、專業(yè)教學評估、課程評估體系；教師、學生各種類型的查評、統(tǒng)計和相應評估結果分析處理系統(tǒng)。

網(wǎng)絡視控器。由計算機、CCD轉換、音響和電話等部分構成，是教師課堂上唯一操作平臺。（網(wǎng)絡視控器的結構模型圖見圖5）。

圖5網(wǎng)絡視控器的結構模型圖

軟件部分主要由教學軟件和教學管理軟件（IQ）組成。教學軟件主要由教學信息資源、超媒體積件創(chuàng)作系統(tǒng)（HIAS）、輔助教學軟件（CAI）、教學設計軟件、資料檢索、應用控制軟件（ixjetLive,ixjetStreamingServer）及工具（Director、Authorware、Powerpoint、VB.X、VC++、方正思奧）軟件等幾大部分組成。教學管理軟件（IQ）、教學評估軟件主要由校園網(wǎng)辦公管理信息系統(tǒng)構成，它包括十個模塊：院（校）長查詢，學（員）生管理，施訓管理，思教管理，教師（工）管理，黨務管理，工資管理，財產(chǎn)管理，檔案管理，文件管理。

三、優(yōu)化教學的功能與作用

該系統(tǒng)把“教”與“學”兩個環(huán)境有機地融為一體，改變了教師“粉筆+黑板”和學生“聽+寫”的教學模式，以低廉的運行成本，優(yōu)化了教學過程，提高了教學質量和教學管理水平。

教學過程中可實現(xiàn)：

優(yōu)化教學設計。教師根據(jù)教學目的，運用教學過程最優(yōu)化理論和原則，發(fā)揮教師的主導作用，進行教學設計，準備教學條件與資源，制訂教學策略。

優(yōu)化備課環(huán)節(jié)。教師在教學準備過程中，通過各自辦公室的終端在網(wǎng)上檢索、瀏覽、下載、收集、整理和編制相關的資料進行備課，寫出電子教案或教學課件、積件。由于超分布性和大家的參與性，資源共享，形成了強大、全面的制作能力。

優(yōu)化教學環(huán)境。網(wǎng)絡視控器是教師課堂上唯一操作平臺,教師上課，不必再抱著錄像帶、幻燈片到處跑，只要在教室的網(wǎng)絡視控器上用鼠標輕輕一點，就可以把服務器的多媒體教材調到教室，用投影或電視實時播放出來，進行課堂多媒體教學。網(wǎng)絡視控器取代黑板。通過網(wǎng)絡視控器，教師用普通的紙和筆可以取代“黑板+粉筆”的授課方式，改善教師的教學環(huán)境。網(wǎng)絡視控器取代幻燈機、投影器、實物投影器。小型實物、模型、圖片、圖表均可以通過網(wǎng)絡視控器轉換成圖像信號，并加以放大、縮小等處理，快速、實時，直觀地展現(xiàn)出來，省去了繁瑣的幻燈、投影片的制作過程。對已有的幻燈、投影片教材，網(wǎng)絡視控器同樣可以使用。

（四）有利于學生自學。無論在學生宿舍，還是在電子閱覽室，學生都可以利用當?shù)氐挠嬎銠C終端，直接調用教學信息資源庫的有關教學信息資料或交互式自學多媒體教材，開展小組教學或自學。

（五）有利于軍事演練系統(tǒng)以多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術模擬高技術條件下的指揮和作戰(zhàn)環(huán)境，可使學生獲得對高技術條件下戰(zhàn)爭特點的真切感受，得到近似實戰(zhàn)的鍛煉。

（六）有利于素質教育。為學生德育教育和素質教育，提供了相應的信息資源、實踐環(huán)境及動手操作平臺，為提高學生的綜合能力和素質創(chuàng)造了條件。

（七）有利于部隊網(wǎng)上教學與訓練，實現(xiàn)遠程教育和網(wǎng)上學校。

（八）有利于教學管理與評估，教學主管部門通過教學管理系統(tǒng)直接調度施訓；查詢、檢查、統(tǒng)計設備、器材及賬目；了解教師備課情況，掌握教學動態(tài)。進行教學評估和課程評估，并根據(jù)反饋信息，修改教學計劃。

在教學活動中的作用：

網(wǎng)絡教學系統(tǒng)應用于教學后，明顯地提高教學質量、教學效益，擴大教學規(guī)模，促進了教學改革。一是提高教學質量。多媒體教材畫面逼真、色彩鮮艷、字體清晰，具有變遠為近、變大為小、變虛為實、化靜為動等功能，能多層次、多角度呈現(xiàn)教學內容，創(chuàng)造立體性的教學空間，使深奧抽象的教學理論具體化、形象化，以激發(fā)學生的學習興趣，加深對所學知識的理解和消化，為學生系統(tǒng)地掌握知識，提高專業(yè)素質提供了必需的保證，也給傳統(tǒng)的啟發(fā)式、誘導式等教學方法增添了活力，使課堂教學這一傳統(tǒng)教學方式煥發(fā)了青春，從而提高教學質量。二是提高教學效率。多媒體教材文、圖、聲、像并茂，并具有很強的交互性。學生不僅能眼見其形，耳聞其聲，而且手、腦并用，雙向交互，能調動多種感官共同參與認知活動。與其它教學手段相比，在同一時間內，一方面教師能將抽象的概念表達得更加準確、清楚、透徹，縮短了講授時間，另一方面使學生增加了所接受的信息量，增強了記憶的效果，加快了對所學知識理解、消化速度，使學生在較短的時間內，更快、更好地學到更多的知識。從而提高教學效率。三是擴大教學規(guī)模。網(wǎng)絡教學系統(tǒng)應用于教學后，突破了傳統(tǒng)的有圍墻的學校教育模式，使學生擺脫了學校課堂的時間和地域限制。多媒體的集成性和交互性，網(wǎng)絡上資源的共享，使網(wǎng)上學校成為現(xiàn)實，擴展了教學的時空范圍，使更多的人能有接受教育的機會，從而擴大教學規(guī)模。四是促進教育的改革。開展多媒體網(wǎng)絡教學，可以充分發(fā)揮學生學習的主動性和參與意識，調動他們內在的學習需求，激發(fā)他們的內驅力，徹底改變過去那種死讀書，讀死書的沉悶氣氛，破除“千校一色，萬人一書，一種進度，一個標準”的舊機制，有利于學生獨立性、創(chuàng)造性的發(fā)揮，有利于他們主體作用的發(fā)揮，有利于素質教育的實施，從而促進教育思想、觀念的轉變，進而加快教育現(xiàn)代化的進程。

四、結論

教學最優(yōu)化始終是一個應變量，應用現(xiàn)代教育技術，實現(xiàn)教學最優(yōu)化，是一項系統(tǒng)工程，需要各部門的共同努力。目前，整個社會的大環(huán)境對教育技術工作的開展十分有利，甚至可以說是歷史上從未有過的最好時機。這是因為：現(xiàn)代教育技術工作得到了黨和國家領導人及政府的高度重視。關于發(fā)展現(xiàn)代遠程教育、提高教育技術手段現(xiàn)代化問題已經(jīng)寫入了中共中央的有關文件，也寫入了教育部“振興教育21世紀行動綱領”。在第三次全國教育工作會議上，主席、朱基總理和李嵐清副總理分別就這一問題發(fā)表重要講話。教育部陳至立部長專門撰文研究發(fā)展教育現(xiàn)代化、教育信息化和現(xiàn)代遠程教育的有關問題?？傊?，黨和國家都把發(fā)展教育技術、發(fā)展現(xiàn)代遠程教育列入了國家教育發(fā)展中的一項重大工程，其重視程度之高是空前的。發(fā)展教育技術和教育信息化得到了各級教育行政部門領導的高度重視和大力支持，并出臺了一些相應的政策和給予資金上的保障，為教育技術工作創(chuàng)造了發(fā)展的空間。因此，我們應把握機遇，努力創(chuàng)設教學最優(yōu)化環(huán)境，在應用網(wǎng)絡教學系統(tǒng)時，要認真進行教學過程的優(yōu)化設計，嚴格掌握施訓環(huán)節(jié)，積極探索，不斷總結經(jīng)驗，推動現(xiàn)代教育技術系統(tǒng)在教學上的應用，完成時代對我們提出的更新更高的要求。

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