现代教育技术

现代教育技术——理论与应用第8章学校现代教育技术环境8.1校园网络8.1.1校园网络的结构1．Intranet进入20世纪90年代以来，计算机网络已成为全球信息产业的基础。1994年前后，一个新名词——Intranet在国内外各种计算机类媒体上频频出新，成为最热的话题之一。所谓Intranet，就是一类基于Internet技术的企业内部网络，它通过防火墙与Internet连接。在Intranet中，除了能够完成传统局域网的所有操作外，还可以实现Web浏览、FTP文件传输、E-mail收发、BBS讨论和聊天等原本在Internet上才能实现的功能。2．校园网络概念校园网络是一个发展的概念，通常是指利用网络设备、通信媒质和相应的协议及各类系统管理软件，将校园内计算机和各种终端设备有机的集成在一起，同时又通过防火墙与外部的Internet网络连接，以用于教学、科研、学校管理信息资源共享和远程教育等方面的局域网。校园网络一般采用“主干加分支”的结构，利用高速网络技术构建整个校园主干网，其中包含一个或多个的出口连接外部Internet，学校各部门的局域网或计算机终端则作为校园网的分支通过交换设备或集中设备连接到学校的主干网上。目前常见的主干技术主要有几下三种：快速以太网/千兆以太网技术：以太网是目前使用最广泛的网络技术，目前传输速度最快可达1000Mb/s。FDDI光纤分布式数据接口技术：FDDI技术是目前局域网主干技术中传输速率较高的组网技术，它采用光纤作为传输媒质，传输速率高达100Mb/s，并使用双环结构和链路恢复等故障容错技术。ATM异步传输模式技术：ATM技术采用信源交换技术，能够供较大的网络带宽，支持多媒体信息的传输。3．校园网络的硬件组成校园网的硬件通常有服务器、工作站、网间互连设备、传输媒质等部分组成。（1）服务器服务器是网络上一种客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。（2）工作站校园网中，工作站是一台客户机，即网络服务的一个用户。（3）网络互连设备①集线器：集线器是计算机网络中连接各个计算机或其他设备的连接设备。②交换机：交换机的外形与集线器很接近，也是一个多端口的连接设备。学校网络中心的核心交换机往往还具有路由功能。③路由器：路由器是连接多个网络或网断的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行翻译，以使他们能够相互读懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。④网关：网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能对两个网络段中使用不同传输协议的数据进行相互的翻译转换，从而使不同的网络之间能进行互联。⑤防火墙：是指一种将内部网和公众访问网分开的硬件或软件技术。（4）常用的网络传输媒质①双绞线：是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格相互缠绕在一起而成的网络传输介质。②光纤：光纤是以光脉冲的形式来传输信号，材质以玻璃或有机玻璃为主的网络传输介质。8.1.2校园网络的功能校园网络最初的概念是以硬件集成为主，即只是一个硬件平台，到第二阶段又提出以教学应用软件集成为主的软件建网的校园网概念，这也是当今大多数校园网所采用的模式。1．信息发布学校的Web主页犹如学校的一个窗口，学校可以通过这扇窗口向世界各地的人们充分展示学校的形象。一般来说，学校主页的主要内容包括：学校历史、院系、部门介绍、专业设置、招生与分配信息、教学与科研信息等。2．教学应用校园网的主要功能就是教学应用，它可以有网络教学平台提供支持，以网络教学信息资源库作为信息来源，运用多种网络工具完成网络教学任务。（1）网络教学支持平台网络教学支持平台是学校开展网络教学活动的支撑系统，它可以包括网络备课、网络授课、网上课程学习、网上练习、在线考试、虚拟实验室、网络教学评价、作业递交与批改、师生交流、教学管理等模块。（2）教学信息资源库教学信息资源库是学校进行网络教学的重要组成部分，它包括多媒体素材库、教案库、课件库、试题库、学科资料库等。3．管理应用建立在校园网络基础上的学校管理信息系统可以为学校在人事、教务、财务、日程安排、后勤管理等方面，提供一个先进的分布式管理系统。给予校园网络的信息管理系统将大大提高原有人工管理或单机管理系统的效率，扩大管理系统的应用领域；能更加及时地收集、统计、分析学校的各种信息，以利于学校的行政管理和教学管理，充分发挥学校的整体功能，更好的为教育工作服务。基于校园网络的计算机管理信息系统在功能上具有以下一些特点：（1）共享数据库资源（2）共享软硬件资源（3）提高系统可靠性（4）提高办公效率4．科研应用校园网络可以使用户共享各类计算机软、硬件资源以及学术信息资源，从而提高科研的效率。另一方面，校园网络还可以降低科研的成本。5．数字化图书馆数字图书馆是以数字化格式存储海量的多媒体信息并能对这些信息资源进行高效的操作，它的资源数字化、联系网络化、获取自主化等优点是传统图书馆无法比拟的。8.2多媒体教室多媒体教室也称多媒体演播室，是根据现代教育教学的需要，将多媒体计算机、投影、录音、录像等现代教学媒体结合在一起而建立起来的综合教学系统。它能使教师方便、灵活的应用多媒体实施多媒体组合教学，可是教学过程更加符合学生的认知、理解和记忆规律，从而提高教学效果和效率。8.2.1功能与设计1．基本功能一个多媒体教室应该具备下列基本功能：（1）连接校园网、Cernet、Internet，使教师能方便的调用丰富的网络资源、实现网络联机教学；（2）连接闭路电视系统，充分发挥电视媒体在教学中的作用；（3）演示各类多媒体教学课件，开展计算机辅助教学；（4）播放录像、VCD、DVD等视频教学节目；（5）展示实物、模型、图片、文字等资料；（6）能以高清晰、大屏幕投影仪显示计算机信息和各种视频信号；（7）用高保真音响系统播放各种声音信号。2．设计思想（1）设施与功能的完备（2）操作的简便与可靠（3）教学环境的舒适与实用（4）教室整体布局的科学、合理8.2.2系统基本构成目前多媒体教室的构成一般以多媒体计算机为核心，由投影仪、电视机、视频展示台、大屏幕、影碟机（VDC或DVD），录像机、音响设备等多种教学设备共同组成。1．系统构成一个由多媒体计算机与各种视音频设备组成的、由中央控制系统集成控制的多媒体系统结构。该系统与校园计算机网、闭路电视网连接，系统中的多媒体计算机不仅发布各种教学信息，还可以作为中控系统的操作平台。各种不同类型的教学资源通过相应媒体送入中央控制系统，然后通过计算机软件界面进行操作控制，完成各种信号之间的切换，实现对视音频设备的全面控制。在这个多媒体系统中，教师能通过直观、简便的操作，以人机对话的方式调用各种教学资源。2．设备选择与安装根据多媒体系统的构成及其特点，选择设备时应该考虑媒体设备与总控制系统的配套型、配套性、媒体设备在系统中所起的作用以及设备本身的质量和性价比等多种因素。（1）中央控制系统整个多媒体教室中的全部媒体设备都由中央控制系统集中管理控制。该系统采用单片机多机通信技术和系统集成技术，将被控设备的各种操作功能按照用户实际操作要求进行组合处理，然后将其具体对每一媒体或设备的操作过程集成一体。（2）多媒体计算机这是多媒体教室的核心，在系统中即使计算机教学媒体，又是网络连接设备，可能还是中央控制系统的操作平台，由于其多数时间处于多任务工作状态，所以尽量选配运行速度快，内存大，配有声卡、网卡，光驱纠错能力强，且工作稳定可靠的多媒体计算机。（3）视频展示台又称实物展示台，它目前已渐渐取代了传统的胶片投影仪和幻灯机的大部分功能。视频展示台不但能将胶片上的内容投道屏幕上，而且可以将各种实物，甚至可活动的图像投道屏幕上。（4）投影仪投影仪是多媒体教室中计算机、视频展示台、VCD、录像机的视频再现设备，是目前多媒体教室中价格最贵的设备。（5）音响系统多媒体教室中的音箱应选择频响宽、保真度高的系统，以适合多媒体教学的需要，同时，应具有话筒混响功能，使教师能在播放媒体内容的同时进行评论和讲解。3．教室环境建设多媒体教室的环境建设要同时考虑整体环境、照明环境和声学环境三个方面。除安放各种设备的教师讲台和学生课桌应式样新颖、结构简洁、色调明快外，还可以在教室顶部和后部墙面采用吊装和敷设多孔纸面石膏板，利用它们和窗帘的吸音特性，有效地调整教室的吸音量，减少混响时间，以获得预期的声场效果。8.3网络机房网络机房又称网络教室或网络多媒体教室，是目前国内各类学校，尤其是中小学应用较为普遍的一种网络教学系统。它集普通的计算机房、语音室、视听室、多媒体演示等功能于一体，利用网络技术和多媒体技术将若干台多媒体计算机及相关的网络设备互连成小型的教学网络，为提高教学质量、建构协作化学习环境创造了良好的技术基础。8.3.1基本构成与布局网络机房通常由计算机网络和网络教学系统两部分构成。1．计算机网络这是一个小型局域网络，该网络可以通过代理服务器与校园网或Internet连接。系统硬件的基本配置包括学生机、教师机、集线器或交换机、服务器等设备，并通过双绞线连接。机房中的服务器可用高性能的PC机承担，也可哟能够普遍的PC服务器承担。学生用计算机除常规PC的配置外还需配网卡、耳机和话筒。系统中学生几乎和教师机的操作系统一般选用Windows，服务器的操作系统可选择Windows2000Server，它除存放本地的一些教学资源外，还应提供简单的、FTP、E-mail等常见的Internet应用服务。2．网络教学系统网络教学系统是指在计算机网络系统的基础上为开展网络多媒体教学所提供的控制系统，这类教学系统在中小学的网络机房中使用较广泛，它包括多媒体控制与教学管理两部分。（1）多媒体控制部分该部分是以计算机网络系统为基础，在教师机和学生机上增加了相应的硬件控制和软件控制，它的核心技术是音频、视频信号和控制信号的传输。（2）教学管理部分该部分直接支持网络机房的教学活动。8.3.2人机工程原理的应用1．什么是人机工程学人机工程学也成“人类工效学”、“人类工程学”和“人体学”。它是研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法。2．网络机房的人机工程环境设计（1）位置与面积选择（2）环境色彩（3）照明（4）内部噪音处理（5）内部空间的分隔（6）建筑装饰材料的选择（7）适当布置绿色植物或花卉（8）计算机显示屏的位置（9）机房的布线、防火、防雷等必须符合国家颁布的机房设计标准规范3．电脑桌的人机工程设计电脑桌的设计需要注意三点：（1）桌面宽度（2）桌面高度（3）桌面下必须保留足够的容腿空间8.4微格教室微格教学又称微型教学，是以现代教育理论为基础，利用先进的媒体信息技术，依据反馈原理和教学评价理论，分阶段系统培训教师教学技能的活动。微格教室是进行微格教学的场所。8.4.1微格教学系统微格教学设施包括主控室和微格教室两部分。1．主控室主控室的主要设备包括计算机、主控机、摄像头、录像机、VCD、监视器、监控台等。2．微格教室微格教室中的设备主要包括分控机、摄像头及其他教学设备。8.4.2微格教学的实施微格教学的实施过程是以现代学习理论、教学理论、现代教育技术理论以及系统科学理论为指导的教学技能训练过程。它具有以下教学特征：（1）理论与实践紧密结合（2）学习目的明确，重点突出（3）信息反馈直观、形象、及时（4）有利于学生主体作用的发挥微格教学实施的基本步骤：（1）学习相关知识（2）确定训练目标（3）示范观摩（4）分析与讨论（5）编写教案（6）角色扮演与微格实践（7）评价反馈（8）修改教案