目錄導航的網絡教學系統設計開發：教育計算思維的整合

陳 煉 昌 娜 黃小蘭 童 波 黃景碧*

（1江西師范大學 新聞與傳播學院教育技術系，江西 南昌330022 2、東華理工大學 地球科學學院，江西 南昌330013 3、江西信息應用職業技術學院，江西 南昌330043）

1 研究緣由

網絡教學就是將學習資源和教學過程通過互聯網、多媒體等技術實現遠距離教學。1999 年的《面向21 世紀教育振興行動計劃》開始，網絡教學模式漸漸趨于成熟。①近年來，國家教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011-2020 年）》②、《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022 年）》③、《中國教育現代化2035》④等文件中也多次指出，要著力構建基于信息技術的新型教育教學模式，建立數字教育資源共建共享機制，提出信息技術應與教育全面“深度融合”全新理念等。

2 研究現狀

國外典型的網絡教學系統平臺有Blackboard、Learning space、Moodle、Web CT 等等。Blackboard 是美國公司開發的網絡教學平臺，全球已有超過1 億的用戶。它主要是以課程為中心，集成網絡的教與學的環境。教師開設網絡課程，學習者就可以自主選擇學習的內容。⑤

國內的典型的網上教學系統平臺有電大在線遠程教學平臺、中華在線遠程教育平臺、THEOL、奧鵬、新東方、超星等。⑥其中THEOL 網絡教學平臺是由清華大學教育技術研究所設計，并在國內200 余所院校使用。該平臺根據不同的教學模式、不同教育對象的特點，為開展網絡教學提供靈活的，可縮放的，適合與多層面、多對象的交互式教與學支撐平臺。⑦

上述研究現狀可發現，當前主流的網絡教學系統都未選擇目錄導航這一特點，可是，目錄導航卻是紙質教材、軟件幫助系統等各種知識型文檔的經典導航方式，為此，基于當前研究成果，創新研究目錄導航的網絡教學系統，具有一定的現實意義。

3 研究的理論基礎與方法

3.1 教育計算思維

計算思維，及其在教育領域繼承拓展而來的教育計算思維，是本研究的主要理論整合之一。

業界一般認為，“計算思維”于2006 年由Wing J. M.正式提出，2008 年又進行了修飾。目前，較為統一的、標準化發展的、政策性的計算思維定義，是計算機科學教師協會CSTA 提出的較宏觀的CSTA 2011 計算思維定義"Computational thinking is thus a problem-solving methodology that can interweave computer science with all disciplines, providing a distinctive means of analyzing and developing solutions to problems that can be solved computationally"，即“計算思維是一種解決問題的方法論，它可以將計算機科學與所有學科交織在一起，計算方式地分析并解決各種問題。”（CSTA，K-12 Computer Science Standards，2011）。

教育計算思維，在學術期刊與著作中尚難以查閱到（注：能查閱到“計算思維”、“計算思維的教育”、“基于計算思維的教育”的研究文獻，但尚難以查閱到教育計算思維的研究文獻）。不過，基于面向對象的繼承的視角，很顯然，教育計算思維是計算思維在教育領域的繼承拓展。若基于前述計算思維的定義，將可繼承拓展地定義“教育計算思維是一種解決教育問題的教育方法論，或教育思維方式，它可以將計算機科學與所有學科交織在一起，計算方式地分析并解決各種教育問題”。

本研究大量整合計算思維、教育計算思維作為理論基礎，例如，目錄導航是傳統的在教育等領域經常使用的術語，整合教育計算思維，那么目錄導航則可變換為計算領域的線性、樹型、網狀三種結構的導航（在本研究中則是樹型結構為主導，并結合了線性結構、網狀結構）。此外，計算領域的文本、圖像、視頻、2D 動畫、3D 動畫、波形音頻、MIDI 器樂等媒體理論，與教育領域的教材資源、PPT 資源、視頻資源的整合，等等。

3.2 軟件工程方法

軟件工程，是本研究的主要方法指導。

軟件工程這一概念的提出，可以追溯到1968 年10 月在NATO 召開的計算機科學會議，Fritz Bauer 首次提出“軟件工程是建立和使用一套合理的工程原則，以便獲得經濟的軟件，這種軟件是可靠的，可以在實際機器上高效地運行。”⑧后續，美國計算機學會（ACM）和IEEE 計算機學會發布的《軟件工程本科學位計劃課程指南》（Software Engineering 2004，IEEE 標準610-1990）指出：“軟件工程是指對開發運行和維護軟件所采用的系統的、規范的、可量化的方法。”⑨我國2006 年的國家標準GB/T11457-2006 也對軟件工程進行了定義。⑩這些定義，都對軟件工程的過程進行了強調，出現最多的就是開發、運行和維護等關鍵詞。本研究以軟件工程作為指導，將整個研究過程迭代為需分、設計、開發、實施、管理、評價六個環節??，以便最優化地設計開發目錄導航的網絡教學系統。

4 研究結果

基于目錄導航的網絡教學系統是由多個面板組成，其主界面如圖所示。整個界面分為系統菜單面板、目錄面板和內容面板。

目錄導航的主界面截圖

系統菜單面板以橫向目錄導航的樣式把相關設置進行直觀排布。目錄面板則是通過樹形結構的目錄導航方式進行層級劃分，給用戶帶來高效、便捷的體驗。

基于目錄導航的網絡教學系統的教學資源主要是指課文（文檔）、教學PPT、教學視頻、作業與測驗等。課文是最直接、最根本的教學資源。查看課文可以對教材資源進行在線學習，可以上傳.doc/.docx 的文檔資源，可以在內容面板修改保存；PPT資源是課堂重要的視覺媒體。PPT 可以在新窗口在線查看學習，可以上傳.ppt/.pptx 的幻燈片資源，也可以將已有資源下載至計算機本地進行學習，幫助學生更好學習；視頻資源運用于課堂可以使學生對教學內容更易形成整體感知。查看視頻資源會顯示在新窗口，可以上傳.mp4 格式的視頻資源，下載已有視頻資源進行學習；作業與測試可以激勵學生學習，改進教師教學。教師根據模板編寫題庫（支持圖像，表格等）上傳，學生進行在線測試。答題完畢系統提示答題情況并給出正確答案，還可以查看解析；搜索功能位于菜單面板，點擊后會在新窗口打開一個搜索界面，輸入關鍵詞點擊確認就進行系統內文本查找匹配。

5 結語與展望

本研究成果已獲得軟件著作權，?已在教育軟件設計與開發等課程作為教學案例、已入圍全國iTeach 教育軟件大賽決賽、已在Github 開源發布?，期望可持續地發展，作為師生教與學的輔助工具。不過，由于人力物力等因素，系統還存在界面不夠美觀，師生交流、生生交流有待加強等弱點，將在后期不斷優化。

此外，加強與Blackboard、中國慕課等著名網絡教育網站的合作，將本系統制作好的資源上傳到他們的系統之中，構建教育軟件生態、構建學習社區，也是本研究將不斷努力的方向。

注釋

①叢曙光，胡斌.網絡教學模式在成人教育中的應用與反思[J].中國成人教育，2017，26（21）：80-82.

② http://old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5892/201203/xxgk_133322.html.

③http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t201902 23_370859.html.

④http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t201902 23_370857.html.

⑤羅浩.大學生基于網絡教學平臺自主學習的現狀與對策[D].山東師范大學，2014.

⑥袁松鶴.典型網上教學平臺的功能特性對比研究[J].中國遠程教育，2012（7）：12-19.

⑦楊冬艷. 基于網絡教學平臺的文獻檢索課教學實踐探索——以清華教育在線（THEOL）平臺為例[J].科技情報開發與經濟，2013，23（19）：4-6.

⑧錢樂秋，趙文耘，牛軍鈺.《軟件工程（第2 版）》[M].北京：清華大學出版社，2013：5-7.

⑨Frank Tsui 等著，崔展齊，潘敏學，王林章譯.《軟件工程導論（原書第4 版）》[M].北京：機械工業出版社，2018，31.

⑩鄭人杰，馬素霞，殷人昆.軟件工程概論[M].北京：機械工業出版社，2010：5-6.

?黃景碧，祝智庭.教育信息系統分析設計的研究與實踐——以DDEDSS 系統為例[J].電化教育研究，2011（5）：40-44.

?黃景碧，溫善毅.軟件原理與工程概述——以EDSS 軟件為例[M].北京：清華大學出版社，2014：37-59.

?江西師范大學，黃景碧，陳煉，昌娜，黃小蘭：基于目錄導航的網絡教學系統 [軟著]. 國家版權局，北京，2019 年，2019SR1153700.

?https://github.com/995165554/WebEdu_LocalVersion_YuQin_Dot NetCore2.1.