以學習活動為核心的新型課件資源開發

【摘要】為了提高課件資源的共享度和利用效率，在研究IMS LD規范的基礎上，介紹了學習設計中的概念、新型課件的特點，闡述了利用Reload LD編輯工具開發以學習活動為中心的新型課件的方法，并給出了一個開發實例。實踐表明：這種方法不僅簡便有效，還能把教學設計思想有效地融入到課件中，使其充分發揮教學作用，從而為保障信息環境下教與學的效果和質量提供了一種新途徑。

【關鍵詞】教育信息化 課件 學習設計 開發

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11 -0244-03

1、引言

長期以來，大多數課件都是圍繞學習內容進行設計的，很難甚至無法在課件中融入教學者的教學設計思想。另外，傳統的課件制作方法，也無法實現對課件資源的共享、重用和互操作，從而造成資源浪費和產生課件垃圾。

目前，由IMS（Instructional Management Systems）全球學習聯盟（IMS Global Learning Consortium）發布的學習設計規范（IMS Learning Design Specification，簡稱IMS LD）[1]正在逐漸改變著以學習內容為中心開發課件資源的現狀，一種以學習活動為核心的新型課件開發方案應運而生。利用學習設計規范不僅能有效地解決上述問題和組織學習內容，而且還能很好地落實先進的教學設計理念和教學方法[2]。

2、IMS LD的基本原理與核心概念

IMS LD是在整合了IMS Content、Packaging、IMS metadata、IMS Question & Test interoperability（QTI）、IMS Simple Sequencing、荷蘭開放大學的教育建模語言（EML）和其它IMS規范的基礎上提出的一種能夠支持網絡環境下多元學習活動和多人參與學習的技術標準。它為教師開發課件和在課件中確切表達自己的教學設計思想提供了一個技術框架；它不僅能根據個人特點和具體情況調整學習內容，還能調整學習活動，支持個性化教學；它不僅支持教學資源的重用和共享，還支持教學方法的重用和共享，支持帶有相同角色或不同角色的多人合作學習；極大提高了課件開發與應用的效率。

IMS學習設計中的教學情境分為學習素材和服務兩部分。學習素材不僅可以在不同教學情境中重用，還可以在其它學習設計中重用。在IMS LD中，無論采用何種教學模式，每個人必須承擔一個角色（或學生或教師），然后根據相應角色在不同環境中進行學習活動或支持活動，并生成活動結果。

3、以學習活動為核心的新型課件開發

3.1新型課件的結構與特點

3.1.1.課件與學習單元

所謂課件是指在某種教學理論指導下，根據教學目標要求設計的能反映教學策略和教學內容的計算機軟件，它是一個由學習者、教師、教學素材和環境構成的交互式動力系統[3]。在IMS LD中，與課件相對應的概念被稱為學習單元，它是指任何在教育或培訓中使用的有界塊，例如一節課、一門課程等。

3.1.2.新型課件的結構

新型課件是一個基于學習設計規范并以XML語言描述的學習單元，其組成結構與學習單元的結構是一樣的。新型課件也分為A、B、C三個級別。C級是最高級，可實現各種復雜的教學設計理念。

3.1.3.新型課件的特點

新型課件除具有傳統課件的特性外，網絡環境下的教學功能更強大，其突出特點：

①具有跨平臺操作能力，課件中的角色、活動、教學策略、教學資源、包括課件本身等均可共享和重用；

②所有角色均以學習活動為中心進行教學互動，支持多人參與的多元化、交互式和個性化學習；

③能充分表達教師的教學設計思想和教學方法，可以輕松的描述并實現在任何教學理論（包括小組和協同學習）指導下完成的教學設計內容；

④能同時運用多種教學模式（包括混合模式）進行有針對性的教學，并能同時向一個學習者提供多種教學服務；

⑤整個課件的結構規范，課件的開發過程如同教師的備課過程一樣，制作簡便，易于普及和推廣。

3.2新型課件的開發方法

一個好課件往往是一個團隊共同智慧的結晶，有效的課件開發方法是將學習設計和軟件工程結合起來， 根據教學系統的活動規律、特點和教學目標要求來設計學習活動，并圍繞學習活動及其目標要求進行教學設計。

新型課件的制作一般分為設計、包裝和執行三個階段。

1）設計階段主要以創作LD文檔為主。首先，以文本形式明確課件的標題、提供者、角色、學習目的、教學方法、內容、學習活動及其活動結構、學習服務/設備/工具的使用等；然后進一步確定各角色所進行的活動流程，并畫出課件的UML活動圖；最后將UML活動圖轉換成LD文檔。

2）包裝階段是對設計階段產生的LD文檔進行完善和組織的過程，包括LD文檔有效性驗證、相關參數（角色、屬性、條件、通知等）的確定和保存、以及為LD分配使用者等內容。

3）執行階段主要是根據LD文檔、用戶角色和用戶檔案，給用戶呈現他所能用到的活動樹、服務樹、學習內容和個性化視圖等。

借助學習設計工具開發新型課件時，課件制作的重點是在設計階段的前兩個環節，其余各環節均可利用工具完成。目前，由Reload公司開發的Reload LD Editor和Reload LD Player是功能較完備的學習設計工具之一。

3.3利用Reload LD編輯工具的開發實例

本部分以任務驅動式教學為例闡述一個C級課件的實現方法，教學內容來自于文獻[4]中第四章防火墻。

3.3.1.課件實例簡介

在任務驅動式教學中，學生的專業能力培養是通過研究、分析、并執行某些任務實現的。本課件實例的主題是“防火墻應用的分析能力訓練”，主要用于培養學生在防火墻應用方面的分析能力。實施方法：首先給出幾種典型的防火墻配置方案和相關資料，由學生研究分析，并按指定要求撰寫分析報告，然后由教師進行點評。最后，通過測試定級來檢驗學生是否達到了預期目標，并由考核者最終定級。

3.3.2.課件實例的UML活動圖

課件實例中共設置教師、學生和考核者三種角色，相關活動及其流程如圖1所示。其中，學生必須順序執行的活動（或結構）有三項：預備知識、任務與測試、達標請求。

圖1 課件實例的UML活動圖

1）預備知識：向學生提供的包括任務在內的關于防火墻的各種背景知識、案例、提示等信息，由學生自主研究分析。

2）任務與測試：這是一個選擇式的活動結構，其中包括與培養分析能力相關的任務和測試兩項活動。每項活動的結果都會通過屬性、通知等信息報告給教師。當教師收到任務完成的報告時，會向學生發送反饋信息；當教師收到測試完成的報告時，會向學生發送評估結果。

在任務與測試結構中，學生可以先執行任務，再進行測試活動，也可以直接執行測試活動，教師根據一定的標準對學生的測試報告進行評定，并將測試成績發送給考核者，由考核者向學生提供最終成績。

3）達標請求：當學生完成測試后，就可以向考核者請求最終定級，以確定自己的能力是否達標。

本課件實例中所需的各類主要資源（它們均是借助其它工具事先制作好的）列于中。

3.3.3.課件實例的制作過程

在明確了角色、教學資源、活動和活動結構、以及活動間的流程控制結構（即教學策略）等項內容后，即可借助LD工具進行課件制作。使用Reload LD Editor工具制作課件的方法和步驟如下：

①首先啟動Reload LD Editor編輯器，執行菜單命令“File/New/LD Learning Design”打開“New Learning Design”窗口。然后，依次輸入課件實例的文件名和保存路徑，并確定。隨后進入到Reload LD Editor的編輯環境，在編輯環境的底部有八個選項按鈕，分別對應著不同的編輯功能（參見表3），它們包含了LD文檔所需的全部元素，具體用法可參閱Reload LD Editor的幫助文檔。

②使用Overview選項來確定本課件實例的主題：防火墻應用的分析能力訓練，版本：v1.0，等級：C。

③使用Roles選項來定義一個Learners角色：Student，定義兩個Staff角色：分別為Teacher和Examiner。

④使用Properties選項為本課件實例定義相關屬性：

⑤使用Files選項來將表1中所列資源文件導入到課件包中的Content目錄下。

⑥使用Environments選項來建立本課件實例中的四種環境（見表1中的環境資源）。

⑦使用Activities選項來確定教學活動（見表1中的學習活動和支持活動）和教學策略（參見圖1和圖2，即確定活動結構），其結果如圖2所示。

圖2 學習活動編輯窗口

在圖2中，對每個學習活動和支持活動均需設置的項目包括學習其完成時條件種根據圖2確定的教學策略，首先，通過右擊Activity Structures打開的菜單上New/Activity Structure命令分別建立“簡介”、“課程”、“配置”、“課程與配置”、“測試”、“防火墻整體實例”、“體系結構-安全策略”和“安全策略-體系結構”8個活動結構；然后，通過右擊相應結構名打開的菜單上New/Activity Ref命令來為其添加所需的學習活動。

⑧使用Method選項來組織教學設計。本例是僅由一個角色（安全05-1班）和一幕（Act）組成的劇本（Play），演出的內容是“防火墻整體實例”。

⑨使用Export選項來包裝和導出學習設計文檔。學習設計完成，需要進行驗證。如果存在問題，則必須進行修改，直到驗證通過。至此課件制作任務完成。

上述開發過程是針對主題“網絡中的防火墻配置”進行的，其結果得到一個關于這個主題的相對獨立和完整的學習設計文檔：網絡中的防火墻配置.xml，以及相應的包交換文件。

在整個開發過程中所涉及的各種角色、教學資源、教學策略、教學設計思想等均能以顯性或隱性的物理資源表達出來，這些物理資源就是課程群知識庫中需要描述的知識。針對課程群中每一個主題，通過上述開發過程，都可能產生新的學習者、教學資源、教學策略和學習單元知識，將這些新知識以表1中定義的元數據結構形式分類添加到知識庫中，就能夠逐步建立一個以學習活動為核心的共享性可重課程群知識庫。

使用這個知識庫的簡單方法：直接利用Reload Player工具對知識庫中的學習單元進行解析處理，就能按著該學習單元中的教學設計方案來實施教學。整個教學控制過程如同教師親自實施教學一樣。

四、結語

對于教師而言，利用上述方案開發面向學習活動的共享型可重用知識庫，僅需掌握相應工具（如LD Editor、LD Player、Word、PowerPoint等）的使用方法，無需編程，就可以根據自己的教學設計來開發學習設計文檔，整個開發過程就是對教師備課過程（包括教學思想）的拷貝。

在學習設計中，知識資源的開發過程與教師的教學設計思想有機結合，知識的呈現方式（LD文檔或LD組件）不僅能夠充分表達教師的教學意圖，還可以引導他們專心組織和設計學習活動，從而減少了知識資源開發的盲目性，提高了整個系統開發和應用的合理性與有效性。同時，學習設計規范所具有的良好性質也能充分體現在課程群知識庫中。

優秀的課件能夠按照某種學習理論和教學策略達到教學目標，在教學活動中起到積極的作用，但由于課件自身的特點，使得它在教學活動中的使用受到很大局限。目前，支持學習設計規范的開發平臺很少，文中提及的LD Editor和LD Player是由Reload公司發布的學習設計工具，其功能比較完善（但Reload LD Player暫不能正確導入以中文命名的資源文件，因此，只有使用以英文字符命名的資源文件進行學習設計而導出的LD包，才能被Reload LD Player正確導入和管理）。利用它們既可以快速地編輯和開發知識庫，又可以方便地解析和呈現教學設計結果，從而形成一個如圖1所示的既簡單又有效的知識庫教學系統。

依據學習設計規范來實現面向學習活動的知識庫教學系統是一種全新的設計與開發理念，也是學校多快好省地開發優質教學資源、降低教學成本、提高教學質量和實現教學信息化的重要途徑，它必將受到廣大教育工作者的重視和歡迎。

參考文獻：

[1]IMS Global Learning Consortium. Learning Design Specification[EB/OL]. http：//www.imsglobal.org/learningdesign， 2007-03-07.

[2]袁德明， 馬曉絳， 陸祥翠等. 學習設計規范應用研究[J]. 徐州建筑職業技術學院學報， 2007， 7（4）： 01-05.

[3]袁德明. 混沌式教學設計與實踐[J]. 中國教育信息化， 2007， （15）： 66-68

[4]袁德明， 喬月圓. 計算機網絡安全[M]. 北京：電子工業出版社，2007，77-96.