開放式教學環境及新型課件設計

　　在傳統的教學中，學生的知識來源較窄，主要來源于教材、實驗及教師授課。而開放式網絡教學則具有如下優勢：一是開放性，學生可得到源源不斷的、及時更新的教學資源，學習可突破時空限制；二是交互性，使教學雙方都參與教學活動，并有機會在網上交流和發表見解，遇到問題時可通過E-mail和在線交流方式獲得幫助；三是集成性，利用多種形式及媒體學習，可使若干教學階段（講、聽、作業和考試）融為一體；四是自適應性，通過在線測試進行學習效果評估，并據此來調整學習策略、內容和進度。在開放式網絡教學環境中，建立軟件環境的關鍵是開發高效、有特色的課件。組件式課件及探索型課件就是其中的兩種。
　　
　　組件式課件的開發
　　
　　組件概念的提出，旨在軟件像硬件一樣能夠通過標準的組件來組裝和集成。組件是一段獨立、可重用、可互操作的目標代碼。它是開放分布式環境里裝配、分布、移動、維護的基本單位，是符合標準的應用構造模塊。組件與具體的編程語言、平臺、機型無關，其內部構造和實現對外界是隱藏的，其他組件或應用程序可通過接口對它進行調用。目前的組件工業標準有：ActiveX（Windows平臺）、CORBA（Unix平臺）、JavaBean（任意平臺）。使用組件技術的好處有：可共享和重用；使用簡單；組件位置對用戶透明；可用多種軟件工具開發。
　　組件式課件是指由符合組件標準的課件單元所構成的課件。其開發可分為以下三個階段。
　　1.開發
　　課件的組件來源有：對傳統的課件實現封裝和采用對象式開發方法開發。后者具有面向對象易于重用和擴充的優點，是組件的主要來源。組件可分為由專業人員或公司開發、具有課件制作的常規應用的基本組件，由使用者開發、定義特殊應用的自定義組件。自定義組件可繼承基本組件的屬性和方法，這樣就能生成許多高效、易用和可互操作的組件。
　　2.積累
　　能方便地從組件庫中篩選組件是課件裝配和集成的前提。組件積累過程主要包括：確認組件的合法性，識別和獲取組件的可重用特性；描述要加入到組件庫中的組件特性及接口，以支持工具對它的存儲和檢索以及用戶對它的理解；將提供有關文檔和組件外部特性的信息與組件包裝在一起，構成一個組件庫中的存儲實體；進行關鍵術語匹配與目錄索引，以一種易于檢索和管理的方式存儲于組件庫中。
　　3.集成
　　即課件的裝配合成，主要包括：根據需求從組件庫中檢索、選擇相關的可重用和互操作的組件；對不完全符合要求者進行適當的修改和剪接；通過集成和組裝構成課件系統。當然也可以直接向組件開發者定制組件式課件。
　　在具體實現中，還可利用軟件集成技術進行功能的綜合集成。例如，使用收集到的相關光盤進行集中控制播放，形成課程的演示系統；借用E-mail收發作業，采用ODBC等技術來利用已有的試題庫構成練習測驗；納入BBS進行討論答疑等。從而將各學習課件組合集成為一體，形成一個演示學習、答疑討論、練習測試的綜合學習環境。
　　
　　探索型課件設計
　　
　　探索式學習支持學生以自己的進度、按個人的學習興趣瀏覽資源庫，其基本要素有：問題、資料、提示和反饋。探索型課件以超媒體技術為核心，為學生提供友好的界面及導航機制，以激發學習興趣和形成學習動機，并給予學生探索學習的最大自由度。學習者可以從以下幾個方面進行控制：選擇學習的主題內容（如原理、定義、范例、練習等）；學習的數量（如少、適中）；決定學習的速度（如快、慢、中等）；選擇學習的路徑（如迂回式、樹形、網狀等）；選擇主題內容呈現方式（如文本、圖像、動畫、視頻和聲音等符號類型）；改變符號的呈現方式（如窗口的個數、層次、大小和位置，字體，顏色，播放、暫停等）。
　　根據探索式學習的特點，探索型課件設計的首要任務是結構設計，它反映教學軟件的主體框架及教學功能。
　　1.超媒體知識庫
　　知識庫的建立主要是實現教學信息向智能超媒體模型的知識轉變，進行知識庫的層次化和結構化處理，并通過推理機構進行多媒體教學信息存取控制。主要分知識分析和知識結構設計。知識分析即確定教學內容的知識結構。它首先確定知識庫所包含的領域知識范圍，并在此基礎上把教學內容分為若干個知識單元，每個知識單元內包含有若干個知識點，找出各個知識點及其基本類型、層次關系及語義聯系等信息，從而形成一個智能超媒體網絡結構。其中每個知識點都將成為智能超媒體網絡的一個節點。而知識點的關系是定義結點之間鏈接的依據。知識分析所得到的規則庫，是課件對學生錯誤進行診斷的重要依據。
　　2.學生模型
　　學生模型表示學生的學習歷史、當前的知識背景以及解題行為等方面的知識，它不僅要反映學生的知識結構，還要反映學生的認知特點，以及與學習有關的非智力因素，包括錯誤診斷、學生評價、學習檔案等。該模型為正確評價學生的知識水平、診斷出錯原因提供信息，并作為實施教學策略的依據。
　　3.教師模型
　　該模型是關于系統應該教什么內容、怎樣教的詳細規定。“教什么”主要是確定教學的范圍和深度；“怎樣教”是確定如何把教學中的知識內容傳遞給學生，教學中應該采用何種策略。教師模型設計涉及領域知識、教學策略和人機對話方面的內容，負責與學生通信，并在需要的時候提供幫助，選擇指導材料。探索型課件采用的教學策略決定的教學方法有引導、主題講解、復習、示例、學生選擇、教師干預等。一般采用教學過程知識的產生式規則表示，這些規則組成教學方法庫。其中如何解決好系統的干預程度尤其重要。系統打擾學生范圍過大，次數過多，就會妨礙學生的獨立思考和主動性，失去探索式學習的優勢，而反之，學生的學習得不到及時指導時，系統需采用一定的監控策略，既能發揮探索式學習的特點，鼓勵學生自己糾錯、獲取知識，又能克服學生受控制能力的影響及迷路等問題。
　　探索型課件設計還可利用自適應技術中的自適應展示，即依據學生的當前知識、目標及進度和其他特性調整學習內容，如：給熟練者以詳盡深刻的信息；給初學者淺顯、附加解釋的信息。充分利用超媒體自身的結構信息，實現自適應導航，在WWW上利用結構計算的方法將內容查詢與結構查詢結合起來可有效地實現個人化信息空間。
　　盡管基于網絡的開放式教學環境的建設已初步開展，但其完善實現是任重而道遠的。首先它需要成熟的理論、技術支撐；其次，它的發展依賴于有關部門的支持，因為有效的教學活動需要寬帶通信線路和功能強大的服務器系統，更需要豐富的教學資源及教師的大力投入。