季長清,徐傳偉,王彥春,齊春橋
(1.大連大學(xué) 物理與科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116622;
2.大連海事大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116026)
基于新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)課教學(xué)改革研究
季長清1,2,徐傳偉1,2,王彥春1,齊春橋1
(1.大連大學(xué) 物理與科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116622;
2.大連海事大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 遼寧 大連 116026)
從新一代互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的高校素質(zhì)教育模式出發(fā),將高校素質(zhì)教育教學(xué)研究與新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如云計算、移動計算、社交網(wǎng)絡(luò)等)相結(jié)合,構(gòu)建了信息技術(shù)環(huán)境下的多維教學(xué)新模式,即“精練的課堂講授 + 有效的課件演播 + 新代的互聯(lián)應(yīng)用 + 廣泛的師生研討 + 豐富的知識聯(lián)想”的教學(xué)模式,并在精品課“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論”課程中進行教改實踐。
云計算;移動計算;社交網(wǎng)絡(luò);立體教學(xué)法
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進入到新一代,在教育信息化普及尤其是以云計算、SNS社區(qū)、Web2.0、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展應(yīng)用過程中,無論是高校教育理念、教學(xué)手段還是教學(xué)模式、教學(xué)資源建設(shè),都在不斷地發(fā)生著重大的變革。在新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展形勢下,高校教育必須及時適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的變革,應(yīng)用新技術(shù)成果,在使教育資源的建設(shè)成本大大降低。同時,更重要的是能使教師集中精力去設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、有效地利用資源和共享發(fā)布資源;學(xué)生可以方便地獲取資源,提高學(xué)習(xí)的效率。
在這樣一種新的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,以新一代尤其是90后的“大學(xué)生”為中心的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式興起并快速發(fā)展。它可以充分地體現(xiàn)高校大學(xué)生的認知主體作用,發(fā)揮學(xué)習(xí)的自主性和能動性。學(xué)生可根據(jù)自己的個人學(xué)習(xí)情況、興趣和能力,圍繞主題,在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的支撐下,結(jié)合課堂教學(xué)選擇適合于自己的學(xué)習(xí)方式,進行自主性的學(xué)習(xí),互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力與素質(zhì)自學(xué)能力得到了鍛煉和提高。
從2009始,在美國以哈佛、麻省理工等名校為首,掀起了一場全世界范圍的名校視頻公開課建設(shè)與發(fā)布的潮流。國內(nèi)的精品課建設(shè)工作也圍繞著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)為中心展開。而大量的高清教學(xué)視頻與課件等教學(xué)資源的出現(xiàn),產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)存儲、管理與分享方面的困難,無法進行有效的數(shù)據(jù)處理、存儲、管理與發(fā)布,這就需要采用新一代的云計算、云存儲等技術(shù)進行教學(xué)資源管理方面的管理與應(yīng)用[1]。高校通過訪問云平臺服務(wù)提供商建立的教學(xué)資源系統(tǒng)云上的軟件庫,就可得到所需的系統(tǒng)服務(wù)及應(yīng)用,而不必單獨通過投資建立全套軟件和數(shù)據(jù)庫,成本相對低廉,服務(wù)更為便捷。應(yīng)用P2P傳輸技術(shù)可以將分布在各個院系網(wǎng)絡(luò)的各種教學(xué)資源虛擬地構(gòu)建起來,實現(xiàn)應(yīng)用層面的資源共享,資源分布式分發(fā);而隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起,各類教學(xué)工具以智能手機終端或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方式接入互聯(lián)網(wǎng),從而可以充分利用無線校園網(wǎng)WLAN、WIFI或3G網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué)資源分享與教學(xué)應(yīng)用,也可以將直接便捷的多點觸控技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到課堂教學(xué)中來,從而增強多媒體人機交互的效果;利用Web2.0等社交網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從以
教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心;利用SNS社區(qū)、微博平臺也會使教師和學(xué)生之間的交流更加直接與便捷。
我們在開源技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了Windows、 Linux上的混合云數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)處理平臺。在該云平臺上搭建了高性能的云信息服務(wù)平臺、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)協(xié)作平臺、分布式資源檢索平臺、海量教學(xué)資源存儲平臺、遠程科學(xué)實驗平臺、大規(guī)??蒲袛?shù)據(jù)分析平臺、移動教學(xué)課件服務(wù)平臺等一系列新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺群。目前投入運營的基于社交網(wǎng)絡(luò)的分布式教學(xué)資源分享系統(tǒng)(云微博)、云計算教學(xué)內(nèi)容服務(wù)門戶網(wǎng)站(海云在線);基于P2P的海量高清視頻點播下載系統(tǒng)(筋斗云)、大規(guī)模分布式網(wǎng)上輔助教學(xué)系統(tǒng)等均取得了很好的推廣示范效果。這一教學(xué)服務(wù)平臺體系在大連多個高校的教學(xué)與科研應(yīng)用中,取得了良好的應(yīng)用效果,并廣受學(xué)生歡迎。
我國廣大素質(zhì)教育工作者和教學(xué)研究人員在吸取國內(nèi)外教學(xué)理論精華的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國高校素質(zhì)教學(xué)實際,創(chuàng)造了許多新型教學(xué)模式[2],其中傳遞——接受模式主要強調(diào)教師的講授,在一定程度上忽視了學(xué)生的積極參與,把學(xué)生的頭腦當成被動接受知識的容器,嚴重地束縛了學(xué)生的個性和創(chuàng)造能力的發(fā)展;引導(dǎo)——發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性,但花時較多,要求有充足的學(xué)習(xí)材料等,在使用范圍上有局限性;自學(xué)——討論教學(xué)模式實現(xiàn)了師生之間、學(xué)生之間的多通道的信息交流,這種模式能最大限度調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。但要求教師有雄厚的知識基礎(chǔ),靈活應(yīng)變的教學(xué)能力,精心安排好討論程序。大學(xué)生要有較好的知識基礎(chǔ);計算機輔助教學(xué)模式,使得學(xué)習(xí)者在多媒體技術(shù)的聲音、圖像、視頻、文字等全方位的輔助教學(xué)中,增強形象思維能力,進而提高對學(xué)習(xí)內(nèi)容接受的速度和深度。但目前的計算機輔助教學(xué)模式大多方法單一,又過分依賴計算機,淡化了教師的主導(dǎo)作用,需要進一步完善。所以目前高校素質(zhì)教學(xué)中存在各種模式都有優(yōu)點但是也存在一定的缺陷,傳統(tǒng)的素質(zhì)教學(xué)方法與信息技術(shù),以多媒體和新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合建立高校素質(zhì)立體化教學(xué)模式就顯得必要和緊迫。
2010年5月我國國家發(fā)展和改革委員會在《關(guān)于當前推進高技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展有關(guān)工作的通知》中明確要求發(fā)展面向市場的高性能計算和云計算服務(wù)。我們在高校教學(xué)改革嘗試中,將云計算等新網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)引入高校素質(zhì)教學(xué),從而構(gòu)建立體化教學(xué)模式,在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上,進一步將新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當作日常促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認知工具和情感激勵工具、創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境的工具,使它融入到學(xué)科教學(xué)中,從而充分發(fā)掘?qū)W生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性與創(chuàng)造性,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,善于應(yīng)用新一代互聯(lián)網(wǎng),并真正成為信息加工的主體和知識意義的主動建構(gòu)者,而不是外部刺激的被動接受器和知識灌輸?shù)膶ο骩3]。
我們在近年來的高校素質(zhì)教育類(如“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論”精品課)的授課課堂上嘗試探索了一種信息技術(shù)環(huán)境下的多維教學(xué)模式,即以“信息技術(shù)和教育技術(shù)為工具”,以“新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與高校課程整合”為手段,營造了一個“能夠合理展開自主性、協(xié)作式學(xué)習(xí),變一言堂機制為對話式機制”的教學(xué)模式,我們將其簡稱為立體化教學(xué)模式其結(jié)構(gòu)模式如下:
(1)精練的課堂講授,為課堂教學(xué)之本,它是教學(xué)活動的“脊梁”。充分的備課和演講訓(xùn)練,選擇合適的資深教學(xué)人員,組織富于聯(lián)想的高水平演講,這種人性化的教學(xué)功能是任何課件和教學(xué)軟件無可替代的,而只有教師才能勝任。課程的主講教師變成了課堂教學(xué)具有親和力的“節(jié)目主持人”,采用去其精要、畫龍點睛,一些灌輸空間讓位于多媒體影像,讓位于教學(xué)資源的協(xié)調(diào)、組合與搭配。這樣的“節(jié)目主持人”不僅要有熟練的本專業(yè)知識和出色的演講、主持和駕馭課堂的能力,還要相當熟悉教育學(xué)和多媒體技術(shù),其中課堂外的海量教學(xué)視頻,放于云存儲平臺中,利用流媒體技術(shù)形成科普視頻點播平臺,供上課的學(xué)生在課后點播觀看。
(2)有效的教學(xué)課件演播,為課堂教學(xué)之得力輔助,它是教學(xué)活動的“筋肉”。圖文并茂、有聲有色的圖片和視頻,生動活潑、交互性強大的課件演示,又是人的講授而力所不及的,凡是人的演講所難以表達和描述的素質(zhì)概念、素質(zhì)現(xiàn)象和物態(tài)變化等演變過程,皆能夠通過多媒體軟件進行模擬和演示。這種“有效的課件演播”明顯地打有當代信息技術(shù)的印記,是網(wǎng)絡(luò)、多媒體時代的產(chǎn)物。我們陸續(xù)建設(shè)完成了“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論網(wǎng)絡(luò)課程”、“宇宙中的黑洞智能手機移動教學(xué)平臺”、“神奇的物理世界”等系列素質(zhì)教育類多媒體課件在大連高校教學(xué)中推廣應(yīng)用,并獲得到了中國教育部組織的多媒體課件比賽的最高獎項與教育專家的高度評價。
(3)新一代互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用,如圖1所示,運用流媒體技術(shù)、動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)與基于云計算的云存儲技術(shù)搭建可擴展、高可靠、低成本、易管理的高校海量教學(xué)資源服務(wù)平臺,并將教學(xué)資源使用對象進行平臺化整合;應(yīng)用移動計算技術(shù),開發(fā)以智能手機、平板電腦、上網(wǎng)本等為便攜終端的移動互聯(lián)軟件,可以隨時隨地利用WIFI或3G等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)移動學(xué)習(xí);在社交網(wǎng)絡(luò)方面,使用Web2.0聚合技術(shù),開發(fā)以大學(xué)生、教師為中心的微博、SNS社區(qū)應(yīng)用;將這三者融合,搭建新一代互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源平臺,筆者曾在這些方面進行了深入了開發(fā)與實踐[4]。
圖1 基于云計算技術(shù)的精品課教學(xué)網(wǎng)站
(4)廣泛的師生探究討論,是課堂教學(xué)的升華,它是教學(xué)活動的“花和果”。真理愈辯愈明,是非越辯越清。在信息技術(shù)環(huán)境下,高效的網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)使教學(xué)效果事半功倍,交流空間開始富裕,因而廣泛的師生討論已經(jīng)成為可能。通過討論甚至爭論,使課程教學(xué)升華,使知識內(nèi)容深化,使學(xué)習(xí)能力提高,使教育理念強化。在課后還可以利用教學(xué)專用的QQ群、社交網(wǎng)絡(luò)微博、教師個人博客、云資源分享網(wǎng)站為網(wǎng)絡(luò)平臺,進一步延伸這一探究討論過程,因此,在信息技術(shù)環(huán)境下,能有效地實現(xiàn)廣泛而熱烈的專題討論,使教學(xué)主題得以深入與發(fā)揮,利用社交網(wǎng)絡(luò)的六度分隔理論也可以使同類興趣愛好的師生人際交往圈得到放大與擴展。
(5)豐富的課外知識聯(lián)想,是課堂教學(xué)的靈魂,它是教學(xué)活動的神韻。抓住教學(xué)中的知識元素,不失時機地利用網(wǎng)絡(luò)資源推薦來開展知識的縱、橫向的聯(lián)想與輻射,不僅使教學(xué)具有溫故知新、舉一反三、事半功倍之效,而且能有效地培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)悖論和歸納總結(jié)思維。老練的教師常常能從知識資源提取知識要素的過程中,信手拈來一些擴展性的、富于縱橫向聯(lián)系性的知識元素,社交網(wǎng)絡(luò)的引用不僅使教學(xué)活動超越了時空的限制,而且也令課堂討論氣氛變得生動有趣。適當?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生查閱Google學(xué)術(shù)搜索、VOA、BBC英語廣播,推薦國際優(yōu)秀電子期刊、頂級國際會議成果網(wǎng)站等,這些做法更能開擴學(xué)生的國際化科研視野。
在立體化教學(xué)法的實際教學(xué)過程中,我們借鑒參考文獻[5]的方法,并進一步補充完善延伸設(shè)計采用了4步教學(xué)法,其具體操作過程如下:
(1)多媒體信息展示。在這一過程中教師運用多媒體課件或云儲存平臺網(wǎng)絡(luò)資源,通過動畫模擬、演示實驗、控制模擬、影視演播等手段,營造圖文并茂、生動逼真的情景,向?qū)W生提供學(xué)習(xí)材料或?qū)W習(xí)方法,使學(xué)生欣賞美麗的畫面,心理昂奮,腦細胞活躍,心情愉快、感受到有趣的素質(zhì)世界,進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。這一過程教師不僅向?qū)W生展示了學(xué)習(xí)的材料,同時也創(chuàng)設(shè)了學(xué)習(xí)情景,也展示了這一節(jié)課的教學(xué)意圖和目的,多與引課相結(jié)合。
(2)引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)探究。這一過程是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,在案例模擬演示中,自己發(fā)現(xiàn)問題,進行思考和探索的過程,也是學(xué)生追求真理,對學(xué)習(xí)過程進行體驗的過程。從視覺、聽覺和其他感官充分獲取教師展示的資料、問題后,學(xué)生動腦思考、或親自動手操作,從中發(fā)現(xiàn)疑點,獨立探究新知識,培養(yǎng)學(xué)生的獨立意識。本環(huán)節(jié)教師應(yīng)遵循新課標所提倡的角色轉(zhuǎn)化——由過去知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和激發(fā)者,實現(xiàn)了教與學(xué)方式的和諧與統(tǒng)一。
(3)表達與構(gòu)建。教師無論在課上教學(xué),還是在課后網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo),都需要引導(dǎo)學(xué)生在充分思考、充分交流的基礎(chǔ)上將新知識用最優(yōu)的語言進行表達,揭示事物的本質(zhì)屬性,并將它納入自身的知識體系,完成知識的建構(gòu)和形成解決問題的最優(yōu)方案的過程。在學(xué)生進行交流與分析后,教師應(yīng)該盡量引導(dǎo)學(xué)生用自己的語言總結(jié)出正確的結(jié)論、學(xué)習(xí)方法和解決問題的方法[6]。教師可適當運用多媒體資源分享、社交關(guān)系網(wǎng)絡(luò)討論、虛擬現(xiàn)實平臺應(yīng)用、智能移動教學(xué)軟件等新技術(shù)教學(xué)手段,來進一步增強教學(xué)的藝術(shù)性,激發(fā)大學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)興趣、網(wǎng)絡(luò)問答式交流的積極性,也能幫助大學(xué)生理解和記憶、擴展學(xué)習(xí)知識內(nèi)容。
(4)課后與延伸。在課后,要求同學(xué)登陸指定的社交網(wǎng)絡(luò)或教學(xué)網(wǎng)站或用參考的關(guān)鍵詞通過云資源檢索引擎查詢課堂知識相關(guān)內(nèi)容,比如世界名人傳記、生活小發(fā)明制作、自然現(xiàn)象危害報道等進行研讀。要求學(xué)生在大量的互聯(lián)網(wǎng)資料中篩選總結(jié)出正確的、有用的內(nèi)容進行自主總結(jié)與歸納整理,可以在新課前安排時間有選擇性進行宣讀或通過網(wǎng)絡(luò)化SNS社區(qū)、智能手機及QQ群等形式進行討論,下載隨身攜帶的移動教學(xué)軟件學(xué)習(xí)。通過信息手段來獲取課堂之外的更加豐富的信息來進一步擴展大學(xué)生的視野,培養(yǎng)良好自主性學(xué)習(xí)研究方法。
通過幾年的大連多個高校素質(zhì)教學(xué)實踐,我們總結(jié)了基于新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校素質(zhì)立體化探究教學(xué)模式,展現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下的新的教學(xué)機制和數(shù)字化教學(xué)過程,體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)思想和理念,超越了“粉筆、黑板、課本”的舊教學(xué)媒體,實現(xiàn)了有聲有色的、生動活潑的大屏幕、計算機、移動終端等數(shù)字化教學(xué);改變了填鴨式的教學(xué)局面,引入了“自主、協(xié)作、探究”以學(xué)生為主體的教學(xué)機制;拋棄了平鋪直敘的一言堂的照本宣科,引入了富于知識聯(lián)想的對話式機制,營造了“情感激勵和興趣誘導(dǎo)”的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的氛圍,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣和上課熱情;促成了諸多教學(xué)軟件和開放式、易訪問的以多部精品課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為內(nèi)容的基于新一代互聯(lián)網(wǎng)教育平臺,如圖2所示,在滿足課程發(fā)展性改革[7]要求的同時也催化了多部國家教育部比賽獲獎的多維立體化、資源海量化、移動智能化的網(wǎng)絡(luò)課程的誕生………。
圖2 建立的全球化的新一代互聯(lián)網(wǎng)教育平臺
本文所提出的多維教學(xué)新模式,從根本上講是對新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與高校素質(zhì)課程教學(xué)整合模式的一種有益探索,它的落地實踐需要高校具備良好的信息教學(xué)環(huán)境,教師和學(xué)生之間形成良好的“合作——探究”教學(xué)模式[8],具備良好的網(wǎng)絡(luò)多媒體信息綜合處理應(yīng)用能力[9],我們在精品課資源建設(shè)的具體實施與教學(xué)應(yīng)用過程中,切實地感受到其能從各方面有效地促進了高校素質(zhì)教育發(fā)展。在教與學(xué)的過程中,我們在大學(xué)生進行直接的、實質(zhì)性的課堂教育的同時,積極引進了新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的新式教育信息化技術(shù),靈活運用立體化教學(xué)法,廣泛的社交網(wǎng)絡(luò)式研討、可靠易訪問的移動云教學(xué)資源這一系列改革措施。使大學(xué)生能夠在有效的課堂多媒體教學(xué)基礎(chǔ)上,進行全面、自主式基礎(chǔ)學(xué)習(xí);充分利用基于互聯(lián)網(wǎng)的云計算、社交網(wǎng)絡(luò)、移動智能手機來引導(dǎo)其進行更廣泛深入的知識聯(lián)想與學(xué)習(xí)探究;最終能夠真正以激發(fā)出來的好奇心和求知欲為動力,在高層次上進行科學(xué)研究,進而產(chǎn)生更多創(chuàng)新成果。更重要的是,在豐富了大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、充實了科學(xué)素質(zhì)教育模式的同時也轉(zhuǎn)變高校教師網(wǎng)絡(luò)教育觀念,使其能夠充分利用這一改革成果,進一步挖掘新一代大學(xué)生的潛力,讓同時在最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響下,執(zhí)著的追求、開放的思路、自由的探索以及真誠的交流中,走上創(chuàng)新、創(chuàng)造之路。
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Research on Teaching Reform of Quality Course in College Based on New Generation of Internet Technology
JIChang-qing1,2, XU Chuan-wei1,2, WANG Yan-chun1, QIChun-qiao1
(1.College of Physics Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China;
2. College of Information Science and Technology, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)
According to the quality education mode in the environment of the new generation of internet technology, we combine the teaching research of college quality education with the next internet technology (cloud computing, mobile computing, sociality network, etc.). Within the environment of information technology, a type of multidimensional education mode is investigated, which include the refined class lectures, new generation of internet applications, effective CAIperforming, wide discussion between teachers and students, and abundant knowledge association. Furthermore, the educational practice is carried out on the high-quality curriculum "Modern Scientific Technology".
cloud computing; mobile computing; social networking; stereo-teaching mode
G642
A
1008-2395(2012)03-0115-05
2011-11-06
國家自然科學(xué)基金資助項目(61173162);遼寧省精品課建設(shè)項目(遼教發(fā)2005154);大連大學(xué)教改課題:基于新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高校學(xué)習(xí)資源中心建設(shè)(SII2010)。
季長清(1980-),男,博士研究生,研究方向:云計算、空間數(shù)據(jù)庫、移動計算、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。