基于Moodle的《微機(jī)原理》課程協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

王 靜 董 蘇 陳強(qiáng)強(qiáng) 王中心

(1.阜陽(yáng)師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236037；2.國(guó)網(wǎng)阜陽(yáng)供電公司，安徽 阜陽(yáng) 236001)

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代的到來，世界各國(guó)教育改革的步伐在不斷加快，協(xié)作式學(xué)習(xí)作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，對(duì)提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和合作交流能力具有重大意義。學(xué)生在協(xié)作式學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)知識(shí)、獲得技能，且有助于構(gòu)建新知識(shí)、掌握基本的探究及解決問題的方法[1]。

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是大學(xué)工科專業(yè)計(jì)算機(jī)硬件課程體系中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實(shí)踐性并重的課程。該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、編程能力、自學(xué)能力、分析解決問題的能力都有重要作用，其實(shí)踐環(huán)節(jié)能有效提高工科學(xué)生的專業(yè)技能和動(dòng)手能力，對(duì)單片機(jī)原理與應(yīng)用、DSP技術(shù)與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有很大幫助[2]。目前，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的教學(xué)仍然面臨一些問題，主要表現(xiàn)在理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)匱乏、評(píng)價(jià)方式單一等，傳統(tǒng)教學(xué)模式影響和制約了課堂教學(xué)效果?；诙嗝襟w技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)，突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制及教學(xué)儀器設(shè)備的限制，為學(xué)生提供一個(gè)更為廣闊和便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境[3]，在這種自主協(xié)作的教學(xué)模式下，教師可以為學(xué)習(xí)者提供更豐富的教學(xué)資源，知識(shí)的呈現(xiàn)形式也更加豐富有效；學(xué)習(xí)者也可以幫助教師快速更新與積累教學(xué)資源，從而加強(qiáng)師生之間的交流與互動(dòng)，有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

本文通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建基于Moodle的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將協(xié)作式的教學(xué)模式應(yīng)用于《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)中，從而提高課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的專業(yè)技術(shù)知識(shí)、交流能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有獨(dú)立思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的計(jì)算機(jī)信息類專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

一、實(shí)現(xiàn)Moodle平臺(tái)的相關(guān)模塊和安裝方法

由于M o o d l e 平臺(tái)使用P H P 語言進(jìn)行編寫，所以，運(yùn)行Moodle平臺(tái)首先需要?jiǎng)?chuàng)建PHP運(yùn)行環(huán)境。著名開源Web服務(wù)器軟件Apache 采用客戶端/服務(wù)器模型(B/S模型)，客戶端為瀏覽器，且模塊化設(shè)計(jì)極大地提高了用戶使用的靈活性，運(yùn)行穩(wěn)定安全性高。本系統(tǒng)以WAMP(Window+Apache+MySQL+PHP)模型構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)?？蛻舳?服務(wù)器模型(B/S模型)流程如1所示，瀏覽器的作用為解釋和顯示W(wǎng)eb頁(yè)面，響應(yīng)用戶的輸入請(qǐng)求，并通過HTTP協(xié)議將用戶請(qǐng)求傳遞給Web服務(wù)器。Web服務(wù)器運(yùn)行服務(wù)器程序，最基本的功能是偵聽和響應(yīng)客戶端的HTTP請(qǐng)求，向客戶端發(fā)出請(qǐng)求處理結(jié)果信息。

圖1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的B/S模型

Moodle是一個(gè)在教學(xué)行業(yè)使用很廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)工具，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)課程管理功能，本文基于WAMP平臺(tái)下開發(fā)的Moodle平臺(tái)上創(chuàng)設(shè)了立體化的教學(xué)資源和多元融合的學(xué)習(xí)活動(dòng)，利用教學(xué)課件、文檔、圖片、視頻、音頻、教學(xué)案例、實(shí)驗(yàn)仿真、網(wǎng)站鏈接、論壇等課程資源呈現(xiàn)課程的教學(xué)內(nèi)容和資料，并利用Moodle平臺(tái)的問卷、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、聊天室等功能添加教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行拓展教學(xué)和動(dòng)態(tài)教學(xué)，構(gòu)建具有“共享信息資源、交互工具、協(xié)作空間、個(gè)人空間”四大核心要素協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)。

二、基于Moodle的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1.網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)目標(biāo)

本文立足于計(jì)算機(jī)信息相關(guān)專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，以計(jì)算機(jī)、硬件課程體系為核心，注重知識(shí)、能力、素質(zhì)的綜合提高，培養(yǎng)具有硬件設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力的工程技術(shù)人才。為了達(dá)到這一目標(biāo)，在建構(gòu)主義理論和群體動(dòng)力理論等學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，在分析《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程傳統(tǒng)教學(xué)特點(diǎn)與不足的基礎(chǔ)上，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法和實(shí)證研究，改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，基于Moodle構(gòu)建《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)，制定在Moodle平臺(tái)上開展協(xié)作式教學(xué)的具體方案，通過立體化的教學(xué)資源和多元融合的學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施協(xié)作式教學(xué)，并建立多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制。以此提高課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生、教師間的互動(dòng)協(xié)作，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)[4]。

2.網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)原則

Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)倡導(dǎo)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)思想，所以，課程設(shè)計(jì)要遵循協(xié)作式原則、情境再創(chuàng)原則、交互式原則進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)。教學(xué)設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)任務(wù)的重點(diǎn)，良好的教學(xué)設(shè)計(jì)是保證優(yōu)秀的學(xué)習(xí)質(zhì)量的前提。教師在利用Moodle平臺(tái)進(jìn)行《微機(jī)原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)時(shí)，應(yīng)以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，充分熟悉和挖掘平臺(tái)的教學(xué)資源，以學(xué)生為中心展開情景式、協(xié)作式、會(huì)話式混合式教學(xué)，真正達(dá)到知識(shí)體系的意義建構(gòu)[5]。筆者通過多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)思路，該課程以 Intel8086CPU 為主線，圍繞微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用，系統(tǒng)介紹微型計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)、基本組成、體系結(jié)構(gòu)和工作模式等。是為了讓學(xué)生了解微機(jī)系統(tǒng)的整體概念，掌握微機(jī)的基本組成、工作原理、了解微機(jī)內(nèi)各部件的基本功能、協(xié)調(diào)工作過程、學(xué)會(huì)使用匯編語言設(shè)計(jì)程序、能進(jìn)行簡(jiǎn)單的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，掌握構(gòu)建簡(jiǎn)單微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。

針對(duì)不同環(huán)節(jié)，按照教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容實(shí)施及教學(xué)效果評(píng)估三大模塊，利用教學(xué)課件等多媒體資源、實(shí)驗(yàn)仿真、網(wǎng)站鏈接、論壇等課程資源呈現(xiàn)課程的教學(xué)內(nèi)容和資料，構(gòu)建協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)，整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 《微機(jī)原理與接口技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)功能架構(gòu)

三、Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

1.整體功能設(shè)計(jì)

根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，利用Moodle平臺(tái)搭建了《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，主要包括教學(xué)課件、測(cè)試題目、程序教學(xué)、教學(xué)案例、教學(xué)進(jìn)度及資源六個(gè)模塊，如圖3所示。教學(xué)課件模塊主要包括各個(gè)章節(jié)的授課PPT課件，測(cè)試題目包含章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的跟蹤測(cè)驗(yàn)和組卷模擬考試，程序教學(xué)包括程序精講和實(shí)用開發(fā)小設(shè)計(jì)，教學(xué)案例包含培養(yǎng)實(shí)踐能力的編程實(shí)踐，教學(xué)進(jìn)度是針對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)賬戶設(shè)置的課程規(guī)劃和學(xué)習(xí)進(jìn)度，課程資源模塊主要包含視頻演示、仿真程序、實(shí)驗(yàn)演示等多形式教學(xué)資源。

圖3 微機(jī)原理與接口技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程界面

2.課程創(chuàng)建方法

安裝好相應(yīng)軟件后，在系統(tǒng)“首頁(yè)”點(diǎn)擊“添加新課程”，根據(jù)系統(tǒng)提示界面進(jìn)行課程屬性設(shè)置，課程格式包括四種，單一活動(dòng)格式是用于在課程頁(yè)面上顯示單個(gè)活動(dòng)或資源(例如測(cè)驗(yàn)或SCORM包)[6]，社交格式是論壇顯示在課程頁(yè)面上，主題格式是課程頁(yè)面按主題部分組織，每周格式是課程頁(yè)面按每周部分組織，在案例中選擇依據(jù)主題格式進(jìn)行排版。點(diǎn)擊“保存并預(yù)覽”檢查課程屬性填寫的正誤，確認(rèn)無誤后，點(diǎn)擊“保存并返回”即可。如圖4所示。

圖4 課程創(chuàng)建

課程創(chuàng)建成功后，點(diǎn)擊剛剛創(chuàng)建成功的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程進(jìn)入章節(jié)編輯功能，編輯每個(gè)模塊的名稱，模塊圖標(biāo)。通常把每個(gè)章節(jié)的課件都存放在此模塊內(nèi)，在模塊編輯區(qū)可以添加相關(guān)活動(dòng)，例如，測(cè)驗(yàn)功能、程序教學(xué)、標(biāo)簽、文件、文件夾等可極大豐富課程教學(xué)資源和互動(dòng)形式，如下頁(yè)圖5所示。

圖5 課程布局

3.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)之一便是可以減少教學(xué)條件的限制，這對(duì)理工科而言十分有利。例如，《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程中很多實(shí)驗(yàn)需要用軟硬件仿真模擬演示，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)受課程教學(xué)時(shí)間限制，無法將過程環(huán)節(jié)多次反復(fù)重演，而不同學(xué)生由于接受能力不同，對(duì)演示的教學(xué)需求不盡相同。通過Moodle平臺(tái)，教師可以將實(shí)驗(yàn)過程錄成視頻上傳到課程平臺(tái)，學(xué)生根據(jù)自身情況控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。另外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可呈現(xiàn)多種多樣的教學(xué)資源類型，針對(duì)不同章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，配套設(shè)置文檔說明、Flash演示、視頻和音頻解說等多種講解資源類型，在課程首頁(yè)通過“添加資源”的下拉列表框，直接選擇創(chuàng)建即可。

圖6 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

4.教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相似，溝通與互動(dòng)是課程教學(xué)不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，良好的溝通互動(dòng)能有效反饋教學(xué)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，針對(duì)性解決教學(xué)短板。本設(shè)計(jì)在Moodle平臺(tái)中將互動(dòng)學(xué)習(xí)社區(qū)、聊天室、心得報(bào)告、投票、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)等多個(gè)活動(dòng)或資源添加其中，如圖6所示，通過這些活動(dòng)可以增加師生的互動(dòng)、提高學(xué)習(xí)效率、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

圖7 課程討論互動(dòng)模塊

5.教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

根據(jù)課程學(xué)習(xí)的順序，學(xué)生進(jìn)入特定的學(xué)習(xí)部分依次學(xué)習(xí)，通過章節(jié)測(cè)驗(yàn)、課程自測(cè)、期中考試、達(dá)標(biāo)考核等環(huán)節(jié)反饋學(xué)習(xí)成效，也是衡量教學(xué)效果的重要手段。同時(shí)，為培養(yǎng)學(xué)生在教師和同學(xué)的協(xié)同之下進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)的能力，還采用對(duì)教師評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)習(xí)者評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)習(xí)小組綜合評(píng)價(jià)，教師評(píng)價(jià)學(xué)生，學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)模式，及時(shí)反饋和掌握教學(xué)動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)思路，便于更好發(fā)揮教學(xué)實(shí)效。

圖8 平臺(tái)課程評(píng)價(jià)模塊

四、小結(jié)

本文在分析目前《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程的重要地位及教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，基于Moodle的協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)，對(duì)協(xié)作式教學(xué)方案進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)，包括制定方法策略、選取教學(xué)模式、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方案等。利用Moodle平臺(tái)各個(gè)模塊的功能，構(gòu)建《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程協(xié)作式教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)協(xié)作式教學(xué)環(huán)境。包括如何在平臺(tái)上整合教學(xué)資源、開展教學(xué)活動(dòng)、規(guī)劃教學(xué)模塊等。同時(shí)組織實(shí)施相關(guān)的教學(xué)工作，將基于Moodle的協(xié)作式教學(xué)應(yīng)用于課程中，采用任務(wù)式協(xié)作教學(xué)、問題式協(xié)作教學(xué)、項(xiàng)目式協(xié)作教學(xué)等多元化的教學(xué)方式進(jìn)行，在協(xié)作式平臺(tái)上開展多種學(xué)習(xí)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)課程的協(xié)作式教學(xué)。同時(shí)，設(shè)計(jì)方法和研究成果可推廣到其他相關(guān)的課程教學(xué)，如單片機(jī)原理課程、DSP技術(shù)及應(yīng)用課程、嵌入式系統(tǒng)課程等，對(duì)提高課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生、教師間的互動(dòng)協(xié)作，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。