高校數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的研究

孟洪兵

摘 要：用信息技術(shù)改變傳統(tǒng)教育模式，以教育信息化促進(jìn)教育現(xiàn)代化是教育發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)是一種新的教學(xué)資源管理和組織模式,具有改善教育現(xiàn)狀的許多優(yōu)點(diǎn)。合理構(gòu)建數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，才能充分發(fā)揮數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：教育信息化 數(shù)字化教學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2009）01-0055-03

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、多媒體技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的迅猛發(fā)展,帶動(dòng)了教育教學(xué)手段的重大改革。以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)為支撐的數(shù)字化教學(xué)環(huán)境，已成為我國(guó)高等院校教育教學(xué)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)的主要方面。同時(shí)應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)環(huán)境所進(jìn)行的遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等新的開(kāi)放式教學(xué)模式已逐漸開(kāi)展。數(shù)字教育資源的共享與利用將會(huì)改變我國(guó)整個(gè)高等教育的面貌。特別是因特網(wǎng)出現(xiàn)以后，資源共享已經(jīng)國(guó)際化。從教學(xué)的角度看，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的資源共享，使我們有可能學(xué)習(xí)并享用最先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，真正實(shí)現(xiàn)國(guó)際化的“名校名師”的教學(xué)模式。通過(guò)教學(xué)資源的共享，在較短的時(shí)間里，縮小與著名高校的差距。

我國(guó)的教育已經(jīng)迎來(lái)了受教育者入學(xué)高峰,教育設(shè)施、經(jīng)費(fèi)、師資諸方面將面臨挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。一方面需要社會(huì)加大對(duì)教育的投入,另一方面也需要參與者在教育模式、教育理念、教育管理方式上進(jìn)行探索和創(chuàng)新。近幾年來(lái)，學(xué)校的信息化建設(shè)取得飛速發(fā)展，很多學(xué)校都建立了數(shù)字圖書(shū)館、校園一卡通，有了相應(yīng)的支撐系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，多媒體教室的數(shù)量和多媒體課件的使用比例越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到辦公、教學(xué)、科研、生活的各個(gè)方面?；谛畔?特別是網(wǎng)絡(luò))技術(shù)產(chǎn)生出許多新的教育模式，改變了傳統(tǒng)的以課堂和教師為中心的“面對(duì)面”的教育模式。新的教育模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)靈活性與方便性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性等，因此未來(lái)的教育應(yīng)當(dāng)是多種模式并存的。信息技術(shù)的不斷運(yùn)用，將使網(wǎng)上教育真正實(shí)現(xiàn)4A(Anyone，Anywhere，Anytime on Anything)，即任何時(shí)間、在任何地點(diǎn)、為任何人做任何事情。目前已提出各式各樣基于網(wǎng)絡(luò)的教育模式，如e-學(xué)習(xí)(e-Learning)，e-學(xué)院(e-College), e-大學(xué)(e-University)，e-學(xué)位(e-Degree)等。

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)是一種新的教學(xué)資源管理和組織模式,具有改善教育現(xiàn)狀的許多優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字化學(xué)習(xí)注重?cái)?shù)字化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)，注重知識(shí)獲取能力和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。數(shù)字媒體教學(xué)資源重點(diǎn)解決了計(jì)算機(jī)技術(shù)更新快、 授課對(duì)象水平差異大的問(wèn)題，可以因材施教、有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。

一、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)規(guī)劃

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)該全局規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分步實(shí)施，注重實(shí)效，邊建設(shè)邊使用邊提高。全局規(guī)劃的目的是通過(guò)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化配置和最充分運(yùn)用,避免各自為政和重復(fù)浪費(fèi)。在建設(shè)中，要高起點(diǎn)，要有長(zhǎng)遠(yuǎn)目光，按照一級(jí)學(xué)科統(tǒng)籌規(guī)劃，按二級(jí)學(xué)科進(jìn)行分類(lèi)，以研究領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，訂立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，自上而下地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)資源網(wǎng)絡(luò)化存取和分布式管理。在實(shí)現(xiàn)方法上集思廣益，進(jìn)行具體實(shí)施的各種論證,以二級(jí)學(xué)科為建設(shè)單元，實(shí)行自下而上的建設(shè)。

二、數(shù)字化教學(xué)環(huán)境與平臺(tái)建設(shè)的基本內(nèi)容

1.數(shù)字化環(huán)境

數(shù)字化環(huán)境建設(shè)是數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)，依托校園網(wǎng)絡(luò)。主要包括：高性能服務(wù)器、海量存儲(chǔ)系統(tǒng)、安全備份、高速網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、專(zhuān)用防火墻、核心系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)、門(mén)戶(hù)系統(tǒng)、認(rèn)證系統(tǒng)和中間件系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。數(shù)據(jù)中心是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中、設(shè)備集中、應(yīng)用集中，提供基礎(chǔ)的、共享的、統(tǒng)一的信息處理的平臺(tái)。通過(guò)數(shù)據(jù)中心可以把附加在各獨(dú)立服務(wù)器上的應(yīng)用系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)模式，改變?yōu)榧械?、大?guī)模的、價(jià)格便宜、易于管理、高度共享的信息處理、存儲(chǔ)和安全備份的平臺(tái)，使分散的數(shù)據(jù)能集中處理和集中存儲(chǔ)管理，從而整合資源、優(yōu)化資源、提高系統(tǒng)效率和應(yīng)用等級(jí)，并為建立超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、開(kāi)展數(shù)字化教學(xué)科研奠定基礎(chǔ)。其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)

依據(jù)學(xué)科人才培養(yǎng)的需要，建設(shè)包括文本、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻等多種形式的教育資源庫(kù)、素材庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件庫(kù)、文獻(xiàn)庫(kù)、案例庫(kù)和試題庫(kù)。規(guī)劃建設(shè)精品課程，制作相關(guān)課程的教學(xué)課件，收集相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的國(guó)內(nèi)外教學(xué)資源，并實(shí)現(xiàn)精品課程教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化。該平臺(tái)建成后，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)課程通知，閱讀課程介紹，完成課程學(xué)習(xí)、網(wǎng)上作業(yè)和同學(xué)間的交流學(xué)習(xí)等；教師可在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源發(fā)布和共享、布置作業(yè)、批改作業(yè)、網(wǎng)上答疑和主持討論等。教師在教育信息化中起著核心作用。多媒體的教學(xué)平臺(tái)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生充分參與其中，真正做到學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人、學(xué)習(xí)的主體，實(shí)現(xiàn)師生的良性互動(dòng)。充分利用校園網(wǎng)及網(wǎng)校的優(yōu)勢(shì)，各學(xué)科教師合理分工，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)授課、答疑、交流，學(xué)生在教師不能面授的情況下，樹(shù)立在信息化條件下自主、探究、交流與協(xié)作的學(xué)習(xí)觀念，自主、有序地學(xué)習(xí)課程。

3.數(shù)字化科學(xué)研究平臺(tái)

建立電子圖書(shū)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)現(xiàn)有學(xué)科人才培養(yǎng)方向及內(nèi)容，收集與制作相關(guān)科研基本數(shù)據(jù)資源與文獻(xiàn)資源、研究方法與技術(shù)資源、軟件資源，并對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行系統(tǒng)化集成，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，提高資源利用效率，為人才培養(yǎng)和科研提供保障。建設(shè)不同學(xué)科的BBS，就有關(guān)主題展開(kāi)討論，集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短、互相促進(jìn)。

為了更好地開(kāi)展廣泛的學(xué)科研討與交流，教師在做示范課、研究課時(shí)，觀摩老師可以利用網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行教學(xué)的遠(yuǎn)程評(píng)估與交流，達(dá)到方便快捷、提高效率、共同研究的目的。學(xué)生則可以通過(guò)小組分工、制訂計(jì)劃、搜集素材、制訂方案，在信息化平臺(tái)下利用學(xué)科知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐與創(chuàng)新項(xiàng)目。

4.數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)在現(xiàn)行的條件下難以實(shí)現(xiàn)，或者僅靠理論講解學(xué)生理解困難的計(jì)算機(jī)研究方法與技術(shù)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)資源的同時(shí)，通過(guò)信息化技術(shù)手段，系統(tǒng)地設(shè)計(jì)與制作相關(guān)的虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)代新實(shí)驗(yàn)手段與技術(shù)的形象化詮釋?zhuān)档蛯W(xué)生學(xué)習(xí)的難度，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，普及最前沿的科學(xué)知識(shí)。數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)室除了可以輔助高校的科研工作,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也具有如通用性強(qiáng)、利用率高、易維護(hù)、可以做一些常規(guī)教學(xué)儀器難以完成的實(shí)驗(yàn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。例如：計(jì)算機(jī)電路方面的基于Lab VIEW的通信專(zhuān)業(yè)遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室，基于Multisim的模擬電路數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)室，基于Proteus的單片機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室等。

數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室相對(duì)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，它的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中損耗小、與工程實(shí)踐最為接近。

（１）內(nèi)容全面

在數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括軟件部分，也包括硬件電路部分。對(duì)于需要軟硬件協(xié)調(diào)工作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其優(yōu)勢(shì)明顯。同時(shí)，采用仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中硬件電路固定、學(xué)生不能更改、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定等方面的局限性，可以擴(kuò)展學(xué)生的思路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（２）硬件投入少，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯

對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)板的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，由于硬件電路的固定，在實(shí)際教學(xué)中，如果要涉及不同的電路系列，那么為了教學(xué)必然要投入多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)板；同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中所涉及的電路元件，也需要有較大的投入和儲(chǔ)備，以利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中元件損毀后的更換。數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室集多個(gè)實(shí)驗(yàn)于一身，其通用性更強(qiáng)。數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室所提供的元件庫(kù)中，大部分可以直接用于接口電路的搭建，同時(shí)該軟件所提供的儀表，不管在質(zhì)量還是數(shù)量上，都是可靠和經(jīng)濟(jì)的。如果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中投入這樣真實(shí)的儀器儀表，僅儀表的維護(hù)來(lái)講，其工作量也是比較大的。因此采用軟件的方式進(jìn)行教學(xué)，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是比較明顯的。

（３）學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)，鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力

實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，是工科學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題所需能力中較為重要的。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，忽視了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)；對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，也很少涉及。因此學(xué)生學(xué)習(xí)了理論后，要想將其應(yīng)用到實(shí)際的工程實(shí)踐中，其難度是比較大的。采用數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室后，學(xué)習(xí)的投入變得比較小，而實(shí)際工程問(wèn)題的研究，也可以先在軟件環(huán)境中模擬通過(guò)，再進(jìn)行硬件的投入，這樣處理，不僅省時(shí)省力，也可以節(jié)省因方案不正確所造成的前期硬件投入。

（４）與工程實(shí)踐最為接近，可以了解實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程

在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)或進(jìn)行大實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以具體地在數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中做一個(gè)工程項(xiàng)目，并最后將其移植到一個(gè)具體的硬件電路中，讓學(xué)生了解如何將仿真軟件和具體的工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，利于學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐過(guò)程的了解和學(xué)習(xí)。

（５）協(xié)作能力的培養(yǎng)和鍛煉

一個(gè)比較大的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，是由一個(gè)開(kāi)發(fā)小組協(xié)作完成的。了解和把握別人的設(shè)計(jì)意圖和思維模式，是團(tuán)結(jié)協(xié)作的基礎(chǔ)。在數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，所涉及的內(nèi)容并不全是學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的，因此可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)。在虛擬的環(huán)境下學(xué)生也可以隨時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)自己的創(chuàng)新思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5.數(shù)字化考核與評(píng)價(jià)平臺(tái)

特點(diǎn)：突出能力考核、注重學(xué)習(xí)的過(guò)程。包括在線考核平臺(tái)和教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)平臺(tái)。在線考核主要考核學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，包括題庫(kù)管理、自動(dòng)組卷、在線考試、自動(dòng)判卷等功能。而教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主要包括學(xué)生反映、學(xué)習(xí)行為跟蹤、學(xué)習(xí)成績(jī)分析、任課教師自評(píng)、督導(dǎo)教師的評(píng)價(jià)等。圖2是某個(gè)班級(jí)計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)課程的網(wǎng)上調(diào)查結(jié)果分析。

通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)改進(jìn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)為今后的分級(jí)教學(xué)、層次教學(xué)課程體系的決策提供理論依據(jù)。

三、教學(xué)平臺(tái)建設(shè)中要注意的幾個(gè)問(wèn)題

信息化應(yīng)用于教學(xué)是教育信息化的一個(gè)核心內(nèi)容。各校爭(zhēng)先進(jìn)行“數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)”的建設(shè)，本身就證明了信息化對(duì)于教學(xué)的迫切性和趨勢(shì)性。但是“數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)”的建設(shè)也存在著盲目性和認(rèn)知上的偏差。

一是在“數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)”建設(shè)中，重硬件投入輕軟件建設(shè)，忽視了數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，教學(xué)資源庫(kù)嚴(yán)重滯后，造成了設(shè)備投入的浪費(fèi)。

二是先進(jìn)設(shè)備與先進(jìn)教學(xué)觀念要同步引入教學(xué)，數(shù)字化教學(xué)環(huán)境中的教學(xué)模式與傳統(tǒng)模式有很大差異，教師要改變傳統(tǒng)的教育思想、教育觀念。學(xué)生要具備較高的信息素養(yǎng)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)，相互交流、討論、分析來(lái)獲得知識(shí)提高創(chuàng)新能力。

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