著力打造信息化實驗教學環(huán)境 促進學科資源建設

孫宏根

在信息技術飛速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡已成為人們獲取和發(fā)布信息的重要途徑。學生在網(wǎng)絡環(huán)境下進行自主性、合作性、探究性學習是21世紀學習的必然趨勢。學校建設網(wǎng)絡化學習環(huán)境是適應時代發(fā)展、大力培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措。

網(wǎng)絡教學是未來教學發(fā)展的一種必然趨勢。網(wǎng)絡教學有利于深化課堂教學改革、創(chuàng)建新型教學模式，有利于促進教師教育思想、教學內(nèi)容、教學方法的變革，有利于培養(yǎng)適應當代社會發(fā)展需求的人才。網(wǎng)絡教學能創(chuàng)設豐富的教學情景，能促進學生創(chuàng)造性地學習。網(wǎng)絡教學拓展了學生的學習時空，讓他們可以在任何時間、任何地點接入因特網(wǎng)，實現(xiàn)隨時隨地學習。網(wǎng)絡教學能提供極強的學習交互性、協(xié)作性，學習者可參與同一專題的學習、討論、交流，達到學習效果最大化。在網(wǎng)絡教學中，網(wǎng)絡的搜索引擎功能所提供的大量多媒體信息和資料，不僅有利于學生對知識的獲取，而且大大拓展了學生的知識面。網(wǎng)絡學習資源海量、共享、易尋的特點，為學習者提供了便捷和多樣化的選擇。

當前，學校網(wǎng)絡環(huán)境還不能適應教學需求。近年來，學校信息技術基礎環(huán)境建設較快，學校普遍建成校園網(wǎng)絡，網(wǎng)絡覆蓋學校的每個角落。教室實現(xiàn)了“班班通”，而且裝備了多媒體教學系統(tǒng)，這些為學校網(wǎng)絡環(huán)境下的教學提供了基礎條件。但是，目前學校環(huán)境建設還處于起步階段，應用還停留在淺層次上，主要表現(xiàn)在：學生自主學習、師生互動學習、學生之間互相學習、教師之間互相學習尚不能滿足需求。

鑒于網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢與現(xiàn)階段學校網(wǎng)絡教學環(huán)境的現(xiàn)狀，特提出學校網(wǎng)絡環(huán)境的建設目標與建設策略。

一、學校網(wǎng)絡教學環(huán)境建設目標

學校網(wǎng)絡教學環(huán)境建設應從4個方面著手去完善。

1.構建功能強大的校園基礎網(wǎng)絡

建設一個集語音、視頻、數(shù)據(jù)等功能于一體的綜合性平臺，滿足學校對互聯(lián)網(wǎng)訪問的需求，滿足教師日常辦公的需求，滿足校園內(nèi)部管理和多媒體教學的需求，滿足數(shù)字化實驗室等網(wǎng)絡高速連接的需求，并作為校園各類信息化服務的載體和對外信息發(fā)布、互動教學、遠程學習的載體。

2.構建功能強大的校園教學應用系統(tǒng)

建立數(shù)字電視系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)質教學資源的網(wǎng)上直錄播及點播功能。

建立遠程交互系統(tǒng)，滿足校際、校內(nèi)互動教學需求，實現(xiàn)面對面的溝通培訓，實現(xiàn)在線流媒體教學。精品課程、專題講座通過系統(tǒng)提供的會議錄播軟件進行點播。

建立多媒體教學系統(tǒng)，幫助師生高效完成教學任務，提高課堂教學效果。多媒體教學系統(tǒng)包括計算機、投影機、先進的交互式顯示設備、實物展示臺、中控操作臺等設備，能滿足教師在教室實施多媒體教學的各種需求，多媒體教學系統(tǒng)要增強教學互動性。

3.構建功能強大的教學實驗室

需通過兩種途徑實現(xiàn)：一種是將學校的計算機網(wǎng)絡教室拓展成多用途的教學功能室；另一種是將學科教學專用實驗室架設成網(wǎng)絡教學環(huán)境，實現(xiàn)學生自主、合作、交互式的學習。

4.構建豐富的教學資源

多途徑建成豐富的信息資源庫：文字資料庫、教學圖片庫、視頻庫、音樂音效庫、備課資料庫、電腦小課件庫、學習軟件等。

二、網(wǎng)絡化學科實驗室建設策略

構建功能強大的教學實驗室是學校網(wǎng)絡化學習環(huán)境建設的重要內(nèi)容。網(wǎng)絡化學科實驗室建設的策略包括兩方面：一是計算機網(wǎng)絡教室的功能拓展；二是現(xiàn)有教室或實驗室的升級改造。

1.計算機網(wǎng)絡教室的功能拓展

計算機網(wǎng)絡教室(如圖1所示)是滿足學校信息技術學科教學需求的功能室，主要由教師計算機、學生計算機、交換機等設備組成，是學校普遍要求建設的功能教室。目前學校普遍建成了一定數(shù)量的網(wǎng)絡教室，且主要用于開設信息技術課，其功能相對比較單一，不能發(fā)揮最大效益。在滿足信息技術學科教學功能的基礎上，應將其功能拓展到多功能學科教學實驗室的范疇。

(1)語言教學教室：在計算機網(wǎng)絡教室的基礎上，安裝專用語言學習教學軟件，配置語言學習資源，配備高品質專用耳機，形成語言教學環(huán)境，供口語教學及測試使用。

(2)師生電子閱讀：在計算機網(wǎng)絡教室的基礎上，在服務器上配置電子圖書資源，安裝圖書閱讀工具軟件，使之成為電子閱覽室。

(3)數(shù)字化美術教室：在計算機網(wǎng)絡教室的基礎上，增加美術手繪畫板及繪畫學習教學軟件，形成美術教學環(huán)境，滿足美術繪畫教學需求。為美術教學提供一種新型教學手段，提高美術教學效果和學生學習的興趣。

計算機網(wǎng)絡教室還可拓展成語文、歷史等學科教學專用功能室，只要配置相關學科教學專用軟件和教學資源，即能實現(xiàn)相應功能。

圖1 計算機網(wǎng)絡教室

2.將現(xiàn)有教室或實驗室進行升級，打造成具有網(wǎng)絡學習環(huán)境的專用功能室

(1)教學網(wǎng)絡教室。在傳統(tǒng)教學教室的基礎上，班級配備一定數(shù)量的學習終端(計算機、平板電腦)。教師教學多媒體系統(tǒng)、學生學習終端與學校網(wǎng)絡管理、資源中心形成網(wǎng)絡，實現(xiàn)師生教學互動、學生自主學習及小組協(xié)作學習，提高教學效率。

圖2 科學實驗室

(2)數(shù)字化理科實驗室。在傳統(tǒng)中學理化生和小學科學實驗室的基礎上，根據(jù)需求(分組的要求)配備一定數(shù)量的計算機，并將這些計算機構建成網(wǎng)絡環(huán)境。這些計算機可以放到每張實驗桌上，也可以相對集中地布置在一個區(qū)域(如圖2所示)。在此基礎上，添加理科實驗用實驗數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)及配套實驗工具等實現(xiàn)理科實驗教學的數(shù)字化教學用具。將信息技術與理科實驗教學過程科學地融合在一起，營造一種新型互動式實驗教學環(huán)境，完善現(xiàn)有實驗教學手段。通過數(shù)字實驗系統(tǒng)的應用，教授學生一種新的實驗方法，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

(3)數(shù)字化地理歷史實驗室。在傳統(tǒng)中學地理歷史實驗室的基礎上，根據(jù)需求(分組的要求)配備一定數(shù)量的計算機，并將這些計算機構建成網(wǎng)絡環(huán)境，在此基礎上添加地理歷史教學工具，如數(shù)字星球系統(tǒng)、地理歷史教學模型、地理歷史教學應用軟件和資源。為學生學習地理歷史創(chuàng)設情境，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生地理歷史素養(yǎng)和技能。

(4)數(shù)字化數(shù)學實驗室。通過建設一定規(guī)模的基礎網(wǎng)絡，添加數(shù)學教學工具，如圖形計算器、數(shù)學教學模型、數(shù)學教學應用軟件，構建互動式的數(shù)學教學環(huán)境，提高學生學習數(shù)學的興趣和學習效果(如圖3所示)。

圖3 數(shù)學實驗室

三、網(wǎng)絡化學科實驗室建設實踐

近年來，我們裝備了一批基于網(wǎng)絡教學環(huán)境的教室與實驗室，如網(wǎng)絡教學教室、自動錄播教室、數(shù)字化中學理科實驗室、數(shù)字化小學科學實驗室、數(shù)字化美術室、數(shù)字化數(shù)學實驗室、書法教室、音樂欣賞廳、技能實踐室(航模、機器人、武術)等。裝備過程經(jīng)歷了需求調(diào)研、標準論證、方案制定、政府采購、項目實施、使用培訓等步驟，保證了實驗室建設的質量與效益的發(fā)揮，為學校提供了多樣化的信息教學環(huán)境。

1.廣泛調(diào)研，了解市場

因為網(wǎng)絡教學環(huán)境下的實驗室建設大都涉及一些新的裝備項目，所以無可借鑒的先例。我們首先深入項目學校開展調(diào)研，聽取學校管理及使用人員的需求建議，同時了解市場。針對裝備項目，對相關企業(yè)的產(chǎn)品與技術進行分析比較，提出綜合性解決方案。其次，對部分經(jīng)營規(guī)范、服務優(yōu)良的品牌供應商開展方案征詢，對行業(yè)引領性的配套產(chǎn)品進行篩選，開展資料收集。

舉辦各類項目展示會，進行產(chǎn)品和技術的展示對比，邀請國內(nèi)優(yōu)質供應商參展。同時，組織學校、專家組成員對所展產(chǎn)品進行綜合性評價，推薦各項技術指標及功能貼近目標需求的產(chǎn)品。

2.多方論證，制定標準

在調(diào)研的基礎上，針對產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀和學校需求情況，制定相關項目裝備標準或采購技術參數(shù)基本要求。

其間，我們分別組織相關專家、中心組教師、使用學校教師召開座談會或研討會，起草了《南京市理科數(shù)字化實驗室建設指導方案》《南京市中小學課堂教學錄播專用教室建設規(guī)范》《南京市小學科學數(shù)字化實驗室裝備指導意見》《南京市中學數(shù)學實驗室裝備指導意見》和《中小學美術數(shù)字畫板裝備技術參數(shù)要求》，用于指導學校裝備。

3.一校一案，落實需求

在統(tǒng)一要求的基礎上，結合學校實際，指導學校提出具體的裝備需求方案。

由于每所學校的中小學錄播系統(tǒng)裝備基礎及環(huán)境不同，需要逐校多次落實建設方案。中小學數(shù)字化實驗室、中學數(shù)學實驗室也因場地的不同需多次深化具體方案。書法室、技能實踐室的建設，從學校需求調(diào)研起到項目方案成型，再到用戶或學科中心組研討修改、專業(yè)人員設計，再返回學校由學校對項目功能做綜合性評測，最后形成科學合理的項目需求文件。

4.項目整合，集中采購

根據(jù)學校申報的采購需求，按類別進行匯總統(tǒng)計，分別按系統(tǒng)集成、多媒體設備、木器設備、儀器器材等進行集中公開招標采購。集中后產(chǎn)生一定的規(guī)模效益，吸引相關知名供應廠商參與。通過科學的評價標準和公開公正的采購程序，既保證了項目設備的質量，又提高了資金的使用效益。同類項目通過拆分組合式的采購，可比市場同類項目采購節(jié)約資金20%以上。

5.強化管理，確保質量

招標采購完成后，及時與中標供應廠商簽署采購合同，召開項目學校和中標供應廠商的工作會議，明確項目實施的時間、設備質量與服務要求。要求項目學校確立項目責任人，全程參與項目的監(jiān)督管理。中標企業(yè)要制定項目實施的工程計劃，并在項目現(xiàn)場進行公開，便于市、區(qū)縣、學校、企業(yè)隨時對照，保證相互配合。

在項目實施過程中，項目主管部門定期深入學校了解項目實施進度，協(xié)調(diào)企業(yè)之間工程配合的相關問題。對于有的項目，我們充分調(diào)動區(qū)縣教育技術裝備部門、學科中心組和學校管理人員的力量，形成質量管理網(wǎng)絡，并通過短信、QQ群等方式，實現(xiàn)對項目全程的監(jiān)控，提高了管理效率。

嚴把設備產(chǎn)品進口關和項目工程質量。項目完成時，組織驗收小組逐項逐件進行驗收。不僅驗收每件物品的數(shù)量、質量，核對技術參數(shù)，還要考核整個系統(tǒng)的綜合功能。

6.培研結合，發(fā)揮效益

由于這些項目的技術含量相對較高，為了保證項目建成后效益的充分發(fā)揮，我們高度重視培訓工作，將項目技術培訓作為招標文件的重要內(nèi)容。項目實施后，集中開展教師培訓工作，先后分類開展了數(shù)字化實驗儀器、數(shù)字美術畫板(如圖4所示)、數(shù)字星球系統(tǒng)、圖形計算器、互動電子白板、數(shù)碼顯微系統(tǒng)和網(wǎng)絡設備使用操作、維護保養(yǎng)的專題培訓。

培訓過程中，除了企業(yè)技術人員對設備使用開展培訓外，在數(shù)字化實驗儀器、數(shù)字美術畫板、數(shù)字星球系統(tǒng)、圖形計算器等項目的培訓過程中，我們還邀請使用過相關設備的學校教師作為培訓講師，不僅培訓設備的使用技術，更重要的是將設備使用與學科教學目標有機結合起來，增強了培訓的效果，提高了實踐工作水平。

圖4

加強合作，開展教學應用交流。先后和教研部門、項目實施企業(yè)合作，共同開展數(shù)字美術畫板、數(shù)字理科實驗室、數(shù)學實驗室等研討課、公開課，交流使用經(jīng)驗與成果。

組織開展學生數(shù)字美術作品的展示與交流評比活動，提高學生學習興趣，促進數(shù)字美術學科教學。數(shù)字美術項目培訓后，開展教師、學生數(shù)字美術作品論文、課件、作品的評比活動，并作為培訓與學習的考核成果，得到了學校的廣泛響應，取得較好效果。

以課題研究為抓手，促進學校設備使用和教師專業(yè)成長。如開展“數(shù)字繪畫技術在中小學美術課堂教學中的運用研究”。開展基于數(shù)字地理實驗室、數(shù)字小學科學實驗室、數(shù)學實驗室教學模式的研究，以課題研究促進項目的進程及教學效益的充分發(fā)揮。

四、結束語

網(wǎng)絡教學環(huán)境實驗室建設取得了初步成效，促進了學科教學與信息技術的有效整合，提升了學校的裝備品質與內(nèi)涵，創(chuàng)新了學校教學模式，提高了學生的學習興趣和學習質量。目前該項目已從前期的試點階段向普通學校應用階段推進。