基于求索学堂网络助学系统的设计与实现

2022-09-10

1 网络肋学系统的意义

现代网络教育是实现教育事业跨越式发展战略举措之一。网络课程具有学习环境的跨时空性、学习内容呈现方式的多媒体性、学习资源的共享性、学习内容的动态性、学习形式的自主性等特点。我校正是针对这一优势, 为师生提供了三峡大学数字化校园平台求索学堂。

网络助学系统的意义主要体现在对整个课程教学活动的支持以及对学习效果的追踪监控。学生从被动接受知识的地位转变为主动参与、发现和完成知识建构的主体地位, 由以教师讲课为主转变为通过情景创设、问题探讨、协作学习、意义建构等以“学生为中心”的自我学习过程, 帮助学生发现、探索知识和巩固所学知识, 引导学生积极思考, 发展兴趣, 增长见识, 形成个性。网络助学系统既可以供学生远程学习 (课前预习、课后复习) 使用, 还可供教师在课堂教学中随时调用。

2《电工学》网络助学系统总体设计

电工学网络助学系统的总框架如图。

网络助学目标是基于先进的Tnternet和多媒体等技术。网络助学系统设计不仅要考虑教育目标的实现, 而且更要关心实现的过程以及学生在这个学习的过程中获得的能力发展。针对电路课程的特点:内容涵盖面广, 图形描述和公式推导多, 概念性强, 对学生的抽象思维的理解能力有一定的要求, 从教与学的实际需求出发, 设计和规划出一套适用的基于Web的助学系统, 解决学时少内容多的矛盾, 将抽象教学内容直观化, 通过开放式教育网络, 使学生在课程的自学复习、质疑、自测、自检等教学环节中达到对该课程重点、难点的理解和掌握, 从而体现出本课程教学手段现代化、教学信息资源共享的目的, 实现该课程的现代化远程助学。

该系统由七个模块组成, 各模块之间相互依托, 相辅相成, 共同完成整体功能。

1) 公告栏:老师可在此发布通知以及学习上的有关告示等。比如电工学课程的性质、教学大纲、教学要求、教学安排、参考资料等。通过公告, 学生可以了解这门课程的基本情况、学习要点、基本要求和学习时间安排, 以便对这门课程的侧重点进行更准确的把握。

2) 答疑区:学生可在此就学习中的疑惑提交出来, 老师在此进行解答。

3) 讨论区:与网络上的BBS论坛类似。为教师与学生、学生与学生之间建立了一个沟通的渠道。老师可根据教学内容建立相关的专题或板块, 学生在此发表自己的观点, 或提交相关分析解答以及实验数据。

4) 在线自测:老师在此建立电工学试题库, 学生学完整门课程或者单元内容之后, 可以通过设置, 要求自动生成试卷进行学习效果测试, 测试完毕将考试结果提交给系统, 由教师进行评阅。该模块方便学生检验自己的学习效果, 及时地反馈学习情况, 也有助于教师了解教学目标达到的程度, 以进行教学改进。

5) 在线作业:老师在此布置作业, 并提供例题指导。学生既可以在学习某一章节过程中链接到例题指导部分, 也可以直接选择例题指导模块进行学习。每一典型例题的解答包含分析、解答、总结3个部分。通过典型例题的学习, 加深对概念、典型电路和分析方法的理解与运用, 增加解题技巧, 提高自己分析问题和解决问题的实际能力, 通过学习之后在此完成作业并提交。

6) 下载区:包括课件和相关程序。课件部分老师按照知识点, 以超文本的方式组织课程内容, 以文字、图像、动画等材料来解释、演示一些抽象的概念、定理和分析方法, 按照章节的知识点树状结构进行组织。适合于个性化学习, 学习者可以根据自己的具体情况选择合适的学习内容, 也可以在学习过程中或在测试结束后对概念模糊的内容进行查询, 再次学习。下载区还提供相关的电子电路仿真程序, 设计程序等, 鼓励学生将理论与实践相结合, 激发学生的学习兴趣, 培养学生的创新能力。

7) 资源区:网络课程设计的一个重要部分, 包括动画库、图片库、附录、中英文对照、习题解答、相关网站等部分。这一模块的设计有利于学习者在学习过程中查找相关资源, 可以与别的网络平台进行无缝链接。在学习本课程时, 通过链接相关的网站查询资料和学习, 深化了学习者对知识的理解, 了解到科学前沿动态, 丰富学生的知识面。

3 电工学网络助学系统各模块的设计原则与技术实现

1) 课程内容模块设计原则

下载区课程内容模块的设计首先是内容表现与行为目标相结合的原则。课程的内容既要体现出学科本身的系统与内在的联系, 还要按照学生心理发展的特点、兴趣、需要和经验背景等来组织。通过学习, 学生除了要掌握基础知识和基本技能外, 还必须培养解决问题、敢于质疑的能力, 激发自己的首创精神。因此, 网络助学的目标不是把重点放在事先规定的结果上, 而是放在学生在学习中表现出来的认知灵活性、理智探索和创造性的反映上。如, 在每章首页设计了本章重点、难点与学习方法, 使学习者能对所学内容有宏观上的把握, 头脑中事先有一个清晰的思路, 在每节内容结束的地方提供有一定深度与难度的思考题, 培养学生解决问题和勇于创新的能力。在每章的最后, 我们提供本章小结和习题, 本章小结对知识点进行简要总结, 便于学习者强化学习重点和难点, 习题提供有填空选择形式的练习题, 通过练习巩固学习内容。这种内容组织方式满足了内容表现与行为目标相结合的原则, 使学生能够由浅入深、循序渐进地学习相关内容, 完全符合学生的认知特点, 有利于培养学生解决问题的能力和创新意识。

其次是连贯性与整合性相结合的原则。课程内容在组织时要有连贯性, 体现出简单到复杂的层次递进关系, 另外要提供系统信息的框架, 增强导航功能。课程的整合性是指能包容相关知识点, 体现各种课程内容之间的横向联系, 打破课程之间的界限, 甚至打破学科的界限和传统的知识体系界限。整合性有助于学生获得统一的观点, 更好地探索自己关心的问题, 并把所学的课程内容整合到自己的知识体系中, 更多地关心知识的应用而不是知识的形式。在讲解基础知识的同时, 注意与其他学科与课程的交叉、融合以及在工程实践当中所处的位置与作用, 增大学生知识的获取量, 比枯燥的理论学习更加具有实用性, 更好地达到课程学习的目的。

2) 资源区的设计

教学资源模块设计首先应遵循共享性与开放性相结合的原则。共享性是指通过链接等方式引入丰富的动态学习资源。充分利用Internet上与本课程有用的相关信息。对同一个知识内容, 提供不同角度的解释和描述, 让学习者在对多样看法进行交叉思考中, 提高分析问题和解决问题的能力。链接包括了国内其他院校的电路网络课程, 学生可以从不同网络课程中得到不同的见解。开放性是指课程的体系和内容能够让教师方便地进行调整和更换, 在时间、空间和内容上实施开放和动态更新。网络本身的动态和开放性, 为此提供了良好的平台, 这种特性充分体现了时代发展的特征和网络助学的优势, 将知识点进行新的组合和分类, 使课程得到不断的充实和完善。

其次是助学模式的多元化原则。提供了大量图文声像并茂的动画, 使抽象的理论知识直观、形象、生动, 更容易被理解和掌握。配备了利用计算机仿真软件制作的仿真实验, 可以验证有关结论, 或观察电路参数的变化对电路的影响等, 增强了学习的自观性、形象性和生动性, 使学生很容易印象深刻, 牢固地掌握所学知识。提供了多种的电路仿真软件, 利用计算机仿真技术, 随时可以进行电路连接、仿真和测量, 实现了理论教学和实践教学的有机结合, 我们布置的有些作业也是必须结合仿真来完成, 学生通过这种训练, 能将理论与实践紧密结合, 极大地激发了学习兴趣, 培养学生的创新能力, 起到助学的目的。

3) 在线作业的设计

在线作业的布置以消化知识和培养学生的发散性思维为原则。提供例题指导, 学生既可以在学习某一章节过程中链接到例题指导部分, 也可以直接选择例题指导模块进行学习。每一典型例题的解答包含分析、解答、总结3个部分, 指出解题思路与技巧, 并包含有总结性的提示, 同时, 针对一些典型例题, 我们提供了多种解法, 通过典型例题的学习, 加深对概念、定律和分析方法的理解与运用, 增加解题技巧, 提高学生分析问题和解决问题的实际能力, 学生通过学习之后在此完成作业并提交。

4) 讨论区的设计

讨论区的设计遵循个别化与协作化相结合的原则。讨论专题的设计力求达到多层次多角度。讨论区为学生提供协作化的学习环境, 让学生共同完成问题的解决、专题研究。学生在与同学间沟通、协作和竞争中检验自己的学习情况, 了解学习中存在的问题。网络助学提供了完全个性化的学习, 学生可根据自己的喜好和实际水平, 来选择不同的专题, 通过不同专题内容的讨论, 使水平差的学生迎头赶上, 增强他们的自尊心, 使水平高的学生更上一层楼, 潜能得到更大的发挥。这种参与讨论、发表自己观点、进行实验、得到老师的指导与帮助的学习方式, 使学生感觉不是纯粹在向计算机学习, 而是在老师的指导下与其他同学共同学习, 取得良好的学习效果。

4 电路网络助学系统的技术实现

课件内容、在线作业、例题库、测试题库模块的制作均可在三峡大学求索学堂提供的现成模板中实现, 该平台提供了丰富的模板和强大的制作功能。动画、实验的制作可在相关软件中制作好后上载到该系统中。

5 结语

经过几年的探索与实践表明, 在电工学教学中采用助学系统, 学生对课程中不宜理解的、抽象的内容感觉容易接受了, 对这门课程的学习兴趣大大提高, 教学质量获得学校和学生的好评, 2006年被授予三峡大学优质课程。目前虽然取得了可喜的阶段性成果, 但更进一步的研究与开发是我们正在进行的课题。

摘要:针对我校省优质课程《电工学》课程的建设情况, 在我校求索学堂平台下, 探讨开发网络辅助学习系统在解决学时少内容多的矛盾、解决抽象教学内容等方面的优势, 并结合教学实践, 给出设计建议和应用中要注意的问题。

关键词:电工学,精品课程,课程建设,网络助学

参考文献

[1] 秦曾煌.电工学 (第五版) [M].高等教育出版社, 2006.

[2] 陈丽.远程教育中教学媒体的交互性研究, 中国远程教育, 2004 (4) .

[3] 陈丽.远程学习中信息交互活动与学生信息交互网络, 中国远程教育, 2004 (5) .