线上教学解决方案范文
时间:2023-12-13 17:52:17
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篇1
近几年,网络环境下大型开放式网络课程或微课程等自主学习为前提联合以团队为基础的教学法(Team-BasedLearning,TBL)已成为普通高等医学院校的教学热点[1-3],TBL是一种经典的以实践导向为目标,以学生为主体的新型医学教育模式,依赖于预习评估、固定团队、相互评价及任务应用四大要素的成功实施,包括课前讨论问题及团队准备、课堂学生讲解及评价、教师引导及点评小结三个阶段[2],有效提高医学生在临床见习中的参与度,增强学生责任感[4],教学质量也得到明显提高。在国内外多个医学院应用和推广中深受学生的欢迎[5]。以儿科学临床见习为例,四川大学华西临床医学院儿科教研室已开设TBL教学多年,并出版有专门的教材———《儿科学TBL教程》[6],具有丰富的教学经验,受到学生高度评价[7]。病毒肺炎疫情期间,受疫情防控要求,经典的网络环境下TBL教学方法无法正常开展,各种必要的教学活动必须转为线上进行,给我们带来了新的挑战。
一、教学改革:互联网TBL在线教学方法
《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》强调在线教学方案制定与实施,为保证医学生在居家隔离、线上学习过程中也能获得良好的学习体验,保障在线学习等效于线下课堂实质教学质量,全国普通高等医学院首次全网络开展临床见习教学。四川大学华西临床医学院积极利用信息通信技术和互联网平台,深度融合互联网与传统医学教育,尽力保留线下TBL教学精髓,调整该教学方法在互联网远程教育中的应用流程以适应线上教学的特点和要求。以儿科学为例,儿科教研室已顺利开展10余次全网络环境下TBL在线教学儿科见习,现总结分享全网络环境下在线TBL教学方法见习的流程和经验如下。(一)主要流程的改革。1.基础临床知识来源。自主学习的途径均来自于网络开放课程或微课程;增加教学PPT作为学习资料下发,将网络开放课程(慕课)代替传统课堂教学课程作为必学课程。2.课前准备流程。包括教案、病案、流程及通知。相同之处以教学内容为主。重要改革点在于教学平台及形式的改变,包括建立在线课堂的远程教育平台、通知学生在线TBL见习课堂流程、在线教学相关设备及网络提前检测。3.上课流程。包括课前签到,学生依次发言、互相点评,课尾教师简单重点总结点评及课后问答。在线TBL远程见习教学依然以学生为中心,以教师引导为辅,教师仅纠正引导课堂内容掌控课堂时间及流程。改革之处有两点:(1)课前二维码签到,教师开启的网络教学平台代替传统意义的教室面对面的学习环境;(2)课后问答,师生在发达的信息网络支持下,随时开展一对一解答。(二)经验总结:以线上TBL教学方式的临床儿科见习为例。以儿科学为例,儿科教研室已开展五周互联网TBL在线儿科见习教学,涉及236名学生,分为24个小组,随机分配9~10人组建一个固定团队,分四次进行,目前已开展10余次互联网TBL在线教学模式下儿科见习。1.考核性评价及满意度。包括阶段性考试(慕课成绩占40%及TBL课堂及课后成绩占20%)及期末考试(占40%)。与上一年同时期线下具有的课后考核成绩相比,平均成绩无降低。采用5项李克量表问卷调查从学生对学习方式、学习资源及整个线上教学的接受程度整体评估学生满意度,最终获得较高满意度(平均分为4.16分)。2.线上教学优势。(1)延续TBL教学传统优势:分组预习及课堂表现方面,学生均能较好地发挥各自优势,达到灵活应用吸收知识的目的[2-4],可能与互联网下TBL线下教学及线上教学的基础知识来源差异较小有关。(2)互联网优势:互联网平台支撑下学生相互之间课前讨论、课堂发言及点评,利于疫情期间沟通交流,避免长期“居家隔离”的“孤独感”。优势还表现在课堂上网络平有的学习优势,如学生自主采用Word、PPT、思维导图等进行表述,使学生与教师以语音在线表达为主、配合各种方式的视觉学习,强化学生课前自主学习、查阅资料、归纳总结。3.线上教学过程出现的问题及解决方案。(1)各组学生针对既定发言有充分准备,但其余部分可能了解不足,非发言学生可能存在“事不关己”状态。解决方案:利用随机抽问,促进学生全方位学习。(2)部分学生发言或提问完全超纲,甚至存在“集体引导性钻牛角尖”。解决方案:在适度简短拓展教学范畴的基础上,提醒学生课堂上重点掌握重点内容,了解内容有兴趣者课下查阅或探讨。(3)未经过临床训练的学生临床思维还未很好建立,尤其体现在病史特点总结部分,部分学生总结时杂乱无逻辑。解决方案:纠正错误或者补充遗漏部分,加强引导,逐渐让学生形成正确的临床思维。(4)时间把控,部分学生拓展过于深广,占用时间多。解决方案:通过限制发言时间,提醒简单明了、重点突出,目前学生几乎都已经能够做到规定时间内简单总结,逻辑清晰,拓展部分以文字展示,有利于学生个体化选择进一步学习和理解。(三)担心未来可能出现的问题。目前学生感觉新奇、热情很高,若未来继续较长时间线上教学、教学方法一成不变,学生可能会逐渐兴趣减退、积极性降低、流于形式化和程序化。拟解决方案:仍以学生为中心,改进教学方法,在病案讨论中逐步增加学生分析与讨论内容(教师需注意及时纠错及引导)。比如学生“主持”课堂,如更换或增加课堂“主持人”,将教师主要引导时间和学习导向改为教师支撑和提醒前提下由学生轮替“主持人”;甚至还可以增加关于病案重要知识点线上小辩论赛教学等模式。
二、总结
疫情期间,在教育部有效指导高等医学教育的基础上,各大高校教职人员及学生积极配合在线教学,促使远程教育进一步发展,我们尝试将经典的线下儿科TBL教学拓新为在线教学。为此对课程设计和教学法进行大幅度调整、全方位准备,预见性地分析和解决在线教学可能产生的问题,不仅强化了学生对儿科理论知识的掌握与应用,还增强学生团队协作及责任感,激发学生积极主动应用所学知识解决临床实际问题,有助于医学生为适应日益复杂的医疗系统的需求做好准备。本文以TBL儿科见习经验出发,希望能促使更多医学相关教学甚至非医学教学等远程教育相互分享交流经验,达到以学生为中心,以教学兴趣为桥梁,辅以针对性个体化调整,促进学生互助分享应用所学知识,达到了等效高质量的教学效果。
[参考文献]
[1]中国教育信息化网.教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见[J].中华人民共和国国务院公报,2015(18):48-50.
[2]姚跃英,林虹,刘庆国,等.临床医学专业核心课程群实施WTBL的设计与实践[J].中华医学教育探索杂志,2018,17(6):558-562.
[3]周婧婧.《预防医学》课程”混合式教(导)+学”教学模式的探究[J].继续医学教育,2019,33(5):51-53.
[4]JabbarHA,JarrahiAH,VameghMH,etal.Effectivenessoftheteam-basedlearning(TBL)strategyonmedicalstudents”performance[J].JournalofTaibahUniversityMedicalSciences,2018,13(1):70-76.
[5]BurgessA,BleaselJ,HaqI,etal.Team-basedlearning(TBL)inthemedicalcurriculum:betterthanPBL?[J].BMCMedicalEducation,2017,17:243.
[6]万朝敏,母得志,高晓琳.儿科学TBL教程[M].成都:四川大学出版社,2016.
篇2
一.初级建模阶段
在学生已经具备了一定建模基础之后,教师要适当增加建模问题的深度,尝试着设计相对复杂的问题情境,引导学生合作交流,发动群体智慧,共同进行分析并设计合理模型.这一阶段的教学重点已不再局限于某一个知识点的应用,而是在于引导学生熟练运用数学原理和方法,掌握技巧.教师更多地将学习的自让给学生,引导他们从实际问题情境中抽象出重点,有步骤地建立模型,合理解决问题.经过多次训练,学生能对建模的思路了如指掌,数学素养也会随之提高.例如,为了帮助学生建立“求某一固定点到一条直线上各个点距离之和最小”的模型并加以应用,笔者提出了一个实际问题:“五个村庄分布在同一条直线上,政府要建立一个自来水公司为这四个村庄供水,要求管道铺设的距离总和最短,请问该自来水公司应该建在哪里?”这个问题实际上并不难,只需要学生将村庄抽象为一条直线上的五个点,然后问题就简化为“求固定点到一条直线上的五个点距离之和最小”.很多小组首先将问题进一步简化成“求固定点都两个点距离之和最小”,解决了这个问题之后再逐步增加点的数量,依次给出解答.最后教师又引导学生把问题延伸到n个点的情况,直到学生从中总结出规律,归纳得出公式.
二.综合建模阶段
该阶段不仅突破知识点的限制,还要突破思维的局限性,力求构建一个创新、开放的动态课堂.综合建模的目的不是给问题寻求一个确切的答案,而是创造条件引导学生进行调研、分析、建模、解答,最终拿出一个完整的问题解决方案来.这对学生的综合素质要求很高,不仅要有较强的思维能力,还要具备相应的动手能力、观察能力、信息采集能力,甚至考查学生的自我组织能力.而在前期准备结束后,学生还要根据所收集到的信息提炼出有用的已知条件,提出假设方案,并给出解决问题的猜想,再动手验证,最终得到解决问题的方案.这一过程是数学建模的高级阶段,也是学生迅速提升综合素质的最佳时机,尽管开始时困难在所难免,但经过循序渐进的训练,其对学生的帮助会越发显现,让每名学生都受益匪浅.数学建模每个阶段都渗透了教师的良苦用心,基础阶段认识建模,初级阶段学会方法,综合阶段则提升素质.通过这三级阶段,教师逐步带领学生领略数学建模的奥秘,真正将建模视作一种有效的学习方式,将应用数学内化为自己的意识.
作者:顾黄兵 单位:江苏省南通市通州区石港中学
篇3
关键词:校园网无线
近几年来,有线网络建设、运行和维护的实践表明,由于目前网络是“有线”的,所以在应用中有相当多的问题不可避免。诸如,很多学校只在部分区域接入网络,而无法顾及所有区域;那么,在不宜进行网络布线的场馆该如何联网呢?在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制,实现多人同时上网呢?这些传统有线校园网的“网络盲点”问题,与教员、学员“随时随地获取信息”的新需求之间的矛盾如今将可以通过无线技术轻松解决。
1“无线”的优势所在
1.1全覆盖:以高速无线的方式覆盖整个校园,主要包括教学楼办公室、礼堂、公寓、图书馆、廊道绿地等,强大的无缝漫游功能,确保了网络通信的流畅性,让学校师生随时随地可以接人网络,享受无线校园带来的乐趣。
1.2可管理:由于校园有线网络已经建成,统一的网络管理已经投人使用,本次建成的无线网络,将可以很好的融合进现有校园管理系统中,便于统一管理和维护。
1.3可扩充性:在校园网络规模不断发展的情况下,无线网络可满足在不改变主体架构与大部分设备的前提下,平滑实现升级和扩充,降低原有网络的硬件投资,并保证扩展后的系统可用性与稳定性。
1.4多种服务的支持:基于校园级网络的未来可持续发展,采用的无线产品均具备可适应未来发展校园级无线宽带应用(如无线语音应用、无线视频会议应用、无线多媒体通信应用等)的需要,并提供低成本的无缝升级和前后兼容。
2“无线”的设计方案
无线网络技术具有无缝覆盖、可移动通信等优点,可与有线网络互为补充,但就目前无线技术的发展状况,无线最大的优势仍在于对现有有线网络的补充。在高等网络中,完善的解决方案将开辟无线网络在高等教育的应用,进而引发深刻的整个高等网络变革。
根据校园网络实际应用环境的特点,无线网络解决方案大体分为两套:室内和室外。
2.1室内无线局域网主要针对不方便进行大规模布线或不宜布设太多信息点的建筑,如:图书馆、办公大楼、教学楼、网络教室、会议室、学员宿舍和报告大厅等。在室内实现全方位的无线上网,这将成为无线应用的新趋势。
2.2室外无线解决方案主要针对分布较远的校区之间、布线不甚方便的校园建筑物之间以及适合学习的室外场所,如草坪、操场空地等。
3“无线”的安全性能
长期以来,安全性能制约着无线网络的发展。随着802.l国际标准和WAPI国内标准的相继出台,无线网络安全性得到了全面提升。国内的WAPI国家标准,具有支持双向鉴别、数字证书鉴别等优势,实现设备的身份认证、证书鉴别、访问控制和用户信息在无线传输状态下的加密保护,为无线终端接人提供更高等级的安全保障。
无线网络提供的比较常用的安全机制有如下三种:
3.1基于MAC地址的认证:基于MAC地址的认证就是MAC地址过滤,每一个无线接人点可以使用MAC地址列表来限制网络中的用户访问。实施MAC地址访问控制后,如果MAC列表中包含某个用户的MAC地址,则这个用户可以访问网络,否则,如果列表中不包含某个用户的MAC地址,则该用户不能访问网络。
3.2共享密钥认证:共享密钥认证方法要求在无线设备和接入点上都使用有线对等保密算法。如果用户有正确的共享密钥,那么就授予该用户对无线网络的访问权。
篇4
近几年,随着学习科学研究新成果的不断涌现和学习理论的深入发展,以学生和谐发展为本的理念越来越多地被教育学者所接受,“一对一数字化学习”作为学生和谐发展的共生体也被广泛关注。
“一对一数字化学习”是在以学生为主体的先进教学理念的指导下,在每个学生都拥有数字化计算设备(如电脑)的基础上开展的个性化学习。作为“英特尔世界齐步走计划”的一部分,英特尔“一对一数字化学习”于2007年启动,并向北京、上海、青岛、深圳及一些中西部城市捐赠了学生电脑(Classmate PC)进行试点。
打破资源限制
当前的数字化学习环境多数为基于PC的固定电子教室方式。由于教室资源的限制,很难满足日常课程教学信息化的需要,导致很多学校无法真正将计算机用于常规教学,实现信息技术与课程的整合。
“我们学校已经有了两间计算机教室,但只有上信息技术课时,学生才能以班级为单位到计算机教室去学习。”一位校长告诉记者,如果让每个班在语文、数学等课程上都实现计算机教学的话,光是教室改造、网络布线、桌椅更新等硬件环境的建设,一间教室都要花上15万~20万元人民币。这对中小学来说,是一项非常大的投资。同时,由于台式计算机体积很大,导致计算机教室面积较大,影响了教师与学生之间、学生与学生之间的交互,也不利于教师学习情况的观察。
基于英特尔架构的学生电脑轻薄小巧、经济实惠、功能全且耐用,它以互联网应用为中心,具备无线上网功能,且电池使用时间长、防震功能强。学生可把校园中的任何地方作为教室、图书馆或实验室,最大限度地满足随时随地在线学习的需要。英特尔还对试点学校的老师进行培训,并与软件开发商合作进行课件的研究和试验。
中央电教馆副馆长王晓芜表示,英特尔“一对一数字化教学”模式,改变了学校通过机房等传统途径实现计算机教学的方式,通过方便易用的终端设备和低辐射的高速网络为数字化教学提供了全新的途径。
丰富的教学资源和针对学生设计的多媒体学习软件,让学生们感受到小巧可爱的“电子书包”是学习的好伙伴。嵌入操作系统的管理软件,有效规范和约束了学生们对学生笔记本的使用。试点学校的老师们认为,英特尔“一对一数字化教学”模式是针对传统的班级教学进行的有效创新,丰富了老师的授课方式,方便了师生间的互动,并极大地激发了学生学习的积极性。
带轮子的电脑教室
英特尔提出了基于一对一学习理念的“移动电脑教室解决方案”,使计算机不再是单纯的被学习的对象,而真正成为辅助学习的工具。
该方案针对传统的台式计算机教室线路(电线、网线)复杂、成本高、教室利用范围窄、不便于统一管理等弊端,提出了通过“可移笔记本车”将传统的电脑教室微缩到一个移动机柜中,成为“带轮子的电脑教室”,实现了数十台笔记本电脑无线连通、随意移动、集中充电和安全存放等功能。
车载的无线网络接入设备可以轻松实现与互联网、教育资源网络的连接,并通过无线局域网使老师与学生可以一对一的自由沟通。同时,借助电子教室控制、家长无忧等功能性软件,师生之间能够随意交互,学生可以畅行于教室、校园、公园中,随时随地的学习,使学习真正成为一种生活方式。
篇5
2015年,我担任了“国培计划”――河北省乡村中小学教师工作坊网络研修培训项目保定市曲阳县初中语文工作坊坊主的工作。这项工作历时一年,我带领坊内的参训教师完成了分阶段进行的线上研修任务,还组织了效果良好的线下送课到校活动。我们共同探讨了初中语文学科教学中的一些典型疑难问题,在中考作文的训练和课堂教学的设计方面形成了一定的共识。
我们这次工作坊网络研修由北京大学继续教育学院承办。承办方在工作坊网络研修平台投放了很多优质教学资源,还设计运行了具有实效性的工作坊研修学习模式。整个培训由承办方牵头,分学科进行精细化管理,每个学科都有自己的负责人,培训的每一项活动都有学科负责人发出指令,坊主结合本地教学实际进行具体操作,线上研修和线下实践相结合。
在学科负责人的导引之下,我们的工作坊首先确立了团队的名称、口号和理念。为了便于交流还创建了QQ群,要求各位参训老师加入本群,及时查看群文件和公告。我们教师进修学校还组织了培训会,在会上我对这次研修活动作了总体说明,并通过PPT的形式向参训教师演示了登录学习平台的全过程,会后把这个课件放到了群文件中,以备随时查看。经过一段时间的信息反馈,我又制作了一个《常见问题解决方案》的小课件,传到群文件中,把近期参训教师遇到的典型问题进行汇总,提出解决办法以供参考。平时我都会密切关平台培训动态;并择要以公告的形式发到工作坊和QQ群。这样参训动态会随时传达给学员,以保证我们的网络研修顺利进行。
在网络研修的各个阶段,工作坊都按照学科负责人发出的指令按部就班地开展活动。坊主引领版块和坊内研讨版块是我们工作坊活动的主阵地。我在坊主引领版块公布了曲阳县初中语文工作坊的研修方案。这个研修方案是在北京大学有关人员的指导下,结合本县的语文教学实际制定的。出发点是可以使这次网络研修学习对我们的教学起到一定的指导作用。这个研修方案会伴随我们整个学习的过程,需要老师们步步紧跟,密切配合。
针对中学作文教学存在系统性较弱、训练针对性不强的作文教学现状,我提出了本次研修主题――中考考场作文训练。实施办法是通过对2015年中考真卷优秀作文分析,确立散文类、记叙文为作文的训练切入点,理论分析引领和作文教学实践相结合,达到切实提高学生应试作文的写作能力的目的。实施过程分五个主题研修阶段逐一进行。
在研修方案的统御下,我们工作坊结合研修平台创设了很多活动,坊主引领的坊内研讨就是一个非常重要的内容。首先,我发了一个引领帖:“为了更好的解决老师们当前的教学问题和困惑,让教研更真实有效的发生,需要我们把在教学实际中遇到的疑难问题予以整理归纳后,在互助研讨区,并请老师们对这些问题进行充分的交流。”经过一段时间的讨论,我把坊内研讨版块中的老师们提出的问题汇总成十个典型问题,进行了公布,并请老师们踊跃参加这次典型疑难问题大讨论活动,晒出自己的教学智慧。因为切实关系到老师们自己的教学实际,这个主题帖受到高度关注,老师们热烈讨论,各抒己见,智慧的火花碰撞激发,老师们都觉得受益匪浅。
我们工作坊还发起了许多其他活动,比如推荐美文,尤其是对我们的作文教学大有裨益的文章;推荐一本好书,并写出推荐理由;参加读书活动并写出读书报告;交流作文教学中的经验;搜集归纳中考作文考试的题材和题材;学生优秀考场作文选;春联征集活动等。
参训老师们态度积极,工作坊气氛热烈,尤其是读书活动和交流
作文教学中的经验方面都涌现出不少精品。但是由于我县是半山区,一些乡村中学的硬件设备不够,有的学校甚至只有一台办公电脑,导致部分教师学习滞后,不能紧跟工作坊的节奏进行网络研修,对于错过的精彩老师们深表遗憾。
教学设计版块中很多老师发了教学设计以供讨论打磨,经过反复修改,老师们把自己打磨好的教学O计提交到作业栏。我在批改教学设计的过程中,对一些教学设计提出了自己的意见和建议,有些老师在这个基础上再次对自己的教学设计进行了修改,又重新提交了一次。这种精益求精的学习态度令人敬佩,同时也把打磨教学设计的初衷贯彻得非常彻底。另外,我把在批改教学设计中遇到的一些共性问题发到坊内研讨版块,大家一起来讨论。对于这些典型问题,老师们都发表了自己的意见,提出了自己的解决办法。通过交流研讨,在一定程度上形成了共识。
工作坊网络研修要充分运用研修简报的作用。我们工作坊一共了14期研修简报。除了上交的5期正式简报,我还了开班须知,阶段性学情,研修总结,成果汇总等9期简报,涵盖了我们网络研修的各阶段内容,使老师们做到心中有数,以确立学习努力的方向。
工作坊网络要重视坊内资源建设。在坊内资源建设方面,以本次研修主题为核心,我投放了大量优质资源,设置了作文类、美文类、读史坊、文言文类、其他类等五个类别。这些坊内资源点击率非常高,很受老师们的欢迎。
篇6
关键词:无线Mesh网络;校园无线网;无线网络解决方案
中图分类号:TN915 文献标识码:J DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2015.05.015
0 引言
所谓无线校园网,就是通过无线局域网(Wireless Local AreaNetwork)技术在校园之中建立的无缝无线的通讯式网络,使校园各处都能够进行无线连接式地上网。
目前,我国大部分高校已经拥有属于自己学校的无线校园网,并且学校的大部分区域都可以无线上网,所以大部分学生在自己大学生活中都会考虑购买能够无线上网的笔记本电脑。无线网络技术现在正处速发展的阶段,在现在校园的信息化生活中,无线网络技术变得不可替换,同时也持续在各个领域发挥其重要作用,得到各领域的广泛应用。无线Mesh网络技术已悄然走进我们的大学生活。虽然,目前大多数的网络仍然是有线的架构,但是近年来无线网路在校园内的应用却日益加。无线Mesh网络摆脱了传统网络的局限性,在校园网络基础的拓展中,无线网络技术以快捷、方便的优势,受到广大师生的青睐,从而成为人们翘首以盼的校园新宠。WLAN技术在校园生活中的应用具有十分良好的前景,如果在校园中建立无线校园网,将会便利所有在校师生的上网环境,因此倡导无线网络技术的应用将会意义重大。
1 国内外无线Mesh网络的研究现状
1.1 国外研究现状
国外较国内对无线Mesh网络的研究更早一步,并且现如今在美国某些地区已经开始商用化。
Maltz测试平台由美国卡内基・梅隆大学计算机科学学院于1999年建立,是最早的一个真实环境下的测试平台之一。
APE测试平台的中心部分是由一个缩小定制的和预先配置好的Linux系统配置组成,它是由瑞典乌普萨拉大学信息学院建立。
LinuxMint测试平台于2006年开始发行,是一份基于Debian和Ubuntu的Linux发行版,其目标是提供一种更完整的即刻可用体验。
Roofnet测试平台由麻省理工学院提出,由37个节点组成,他的每个节点上各安装一块基于802.1b的无线网卡和一根定向天线,其路由功能由一个被称为“Click”的模块化路由实现。
Orbit测试平台是由美国罗斯福大学于2005年提出的,目前还在进一步完善之中。
1.2 国内研究现状
由于WLAN受到发射功率的限制,WLAN的覆盖范围有限,其覆盖范围最大只能达到100米,所以传统的无线局域网没有进行大规模的应用。因此,有学者提出了无线Mesh网络。与传统的无线局域网相比,它能够保证既能接受信号,又能发送信号。因此,可以确定的说:无线Mesh网络的出现加快了信息化生活的发展。无线Mesh网络可以应用到许多方面,小到支持个人、家庭用户,大到能够支持商务用户、学校乃至一个城市构建无线Mesh网络。利用无线Mesh网络可以很容易实现NLOS配置,因此,无线Mesh不仅能应用于室内,还能广泛地应用于户外。信号能够自动选择最佳路径不断从一个用户跳到另一个用户,并最终达到物质界局势的目标用户。这样,具有直接视距的用户实际上为没有直接视距的临近用户提供了无线宽带访问功能。无线Mesh网络能够非视距传输的特性大大扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围。因此可以看出,无线Mesh网络的发展前景是非常大的。当然,在实际应用中还需要解决一些问题。
1.3 国内校园无线Mesh网络遇到的问题
虽然国内校园无线Mesh网络应用范围广,但是在实际应用中却存在一些问题:
(1)通信量多、规模大:在无线Mesh网络中数据可通过中间节点进行多跳转发,每一跳都会带来一些延迟。无线Mesh网络的应用范围越大,接跳也越多,积累的总延迟量就会越大。因此需要购买大量的接入点设备。
(2)信号有限:由于学生的活动场所较为集中,主要集中在教室、图书馆、寝室、食堂的主要活动场所,导致网络不稳、信号差或者网络拥挤的现象。
(3)互操作性:目前影响无线Mesh网络技术迅速普及的一个重要障碍就是互操作性。无线Mesh网络现在还没有一个统一的技术标准,用户现在要么面临如何与各种不同类型的嵌入式无线设备接口的问题,要么就只能使用某一个厂商的无线Mesh产品,这个问题目前是影响无线Mesh技术推广使用最重要的原因。想彻底解决互操作性问题,最终还需要业界统一制定无线Mesh技术标准。
2 无线Mesh网络技术简介
2.1 无线Mesh网络概述
无线Mesh网络(Wireless Mesh Network)是一种新型的宽带无线网络结构,是高容量,高速率的分布式网络,也称为“多跳”网络(multi-hop),它可以作为无线接入“最后一公里”的新解决方案。任何无线设备的节点都可以同时作为AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节点都可以与一个或络中多个对等节点进行直接通信(如图l所示)。
WMN现已经被写到IEEE802.16和802.15系列标准之中。
校园无线Mesh网络的优点:
(1)扩展网络范围广:每一个结点即能接受信号,也能传输信号;
(2)自愈性:在某台设备发生故障或从其拓扑为之上拆卸的情况下,网络会自动适应这种改变。
(3)多调式:每个网络节点和用户端设备、无线通信单元,均能选择并确定一个从发端到对端的最佳路由。
(4)点对点式网络:自组织网络只要发端和对端的距离足够近,就能不必通过中央管理节点,直接连接发端和对端。
2.2 无线Mesh网络关键的技术
2.2.1 MAC层
MAC(MediaAccess Contr01)层,又叫介质访问控制层,主要负责控制与连接物理层的物理介质。
在传统局域网中,各种传输介质的物理层对应到相应的MAC层,目前MAC所对应的标准为IEEE 802.3的MAC层标准,采用CSMA/CD访问控制方式;而在无线局域网中,普遍使用的网络是IEEE 802.11,其工作方式采用DCF(分布控制)和PCF(中心控制)。
2.2.2 信道分配
在移动通信系统中,信道分配是无线资源管理(Radio Resource Management,RRM)的重要内容。根据分配方法的不同,信道分配可分为固定信道分配、动态信道分配和混合信道分配。
常用的固定信道分配方案有:均匀固定信道分配方案、非均匀固定信道分配方案、静态信道借用分配方案、简单信道借用分配方案、混合信道借用方案。
动态信道分配的作用是通过业务量参数对信道资源和信道质量准则进行优化配置。
混合信道分配,是指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中,在多信道公用的情况下,以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备尽可能多的提供可使用信道。
2.2.3 路由技术
路由技术的主要功能是将业务数据从源节点指引到目的节点。从网络分成的角度看,路由功能位于网络层。路由可以分为路由转发和路由选择两个部分,其中路由转发功能是收到分组后,根据目的地址搜索转发表,决定分组的发送方向;路由选择功能是搜索分组从某个源节点到目的节点的最佳传输路径,以构造路由表。
由于网络拓扑结构不断变化,因此无线Mesh网络适用于拓扑结构相对固定的传统网络的路由协议并不适用,需要设计专门的路由协议。无线Mesh网络由Adhoc网络发展而来的,是Adhoc网络的一种特殊形态,所以一些在Ad hoc网络中使用的路由协议可以应用到无线Mesh网络中来,例如AODV、DSR等。但由于无线Mesh网络自身具有的网状结构、动态拓扑、能量约束、业务模式、结点移动性等特点与Adhoc网络之间存在一些差异,路由协议的性能不高,因此仍然需要设计适用于无线Mesh网络的路由协议。目前研究设计无线Mesh网络路由协议仍是国内外研究的热点。
3 基于无线Mesh网络的渤海大学校园网解决方案
3.1 环境介绍
3.1.1 校园环境介绍
渤海大学是中国唯一一所以海域命名的综合性大学。渤海大学现有30000多学生,教职员工有几千人,用户数量十分庞大。校园中有山,有水,有小型瀑布,各种综合性建筑。校内最宏伟的就是藏书192万册的图书馆,另有宿舍楼11栋,教学楼8栋,食堂两栋,体育场两栋,及多种多样的绿化植物组成(如图2所示)。
师生宿舍楼分布较广,教学楼比较密集,用网范围大,用户密度较大,所用流量多。有些地点网络信号强度低,如理工二号楼、人文楼。
3.1.2 校园环境特点
(1)校园环境WLAN网络规模庞大,地域覆盖范围也较大。
(2)网络覆盖范围要广,需实现师生在宿舍,教学楼,食堂,体育场等在校任何角落的全网覆盖,满足所有在校人员的无缝隙漫游。
(3)使用无线校园网的人数较多,每个用户都存在各种各样不同的网络需求,所产生的上网流量比其他地区明显偏多。
3.2 方案设计
针对渤海大学在校人数多,网速慢,某些地区连不上网的情况,我们提出以下设计方案:
(1)室外无线网覆盖
在教学楼、宿舍楼、食堂以外连网不便的地方,建立多条回转链路,使用5.8G无线网桥作为各个主要覆盖区域同基站间的回转链路。另外,可以在每条主干链路上设计多个Mesh根桥,在无线空间利用独立的5.8G天线互联扩展Mesh网络,形成多Mesh网络,以增强稳定性。也可以采用室外无线桥接方式进行室外无线网的覆盖,成本低且易操作。
(2)室内无线网覆盖
师生在室内,也处于室外无线网覆盖范围内,因此可以使用室内CPE设备增补信号,让用户更快捷地搜索到网络。
篇7
在线实验模拟了现场实验的场景,但却不是现场实验的简单网络化移植,实验设计本身发生了较大变化。由于在线实验的互联网支持和计算机模拟等特点可以更好地提供一个促进思考和探究的环境,系统能在线记录学生的独立操作,为评价提供科学的依据,并可在此基础上通过数据挖掘和优化,调整实验设计,充分发挥学生的能动性,能适应不同水平和能力学生的要求。基于以上特点,笔者设计了与现场实验存在较大区别的在线实验探究式学习模式。培养学生的工程思维和能力是实验设计的核心问题。由于CDIO模式继承和发展了工程教育改革的理念,系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准,因此,我们主要基于CDIO的理念来设计在线实验模式和方法,强调工程实践环境中探与究的学习来实现CDIO的全过程,使得学生以更多元的方式进行工程实践训练。CDIO是以构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)为四个主线过程,综合地考虑专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的技能,及在整个企业、社会环境下进行四个主线过程以达到全面提升工程实践能力的培养过程。CDIO模式中的构思和设计环节主要针对学生的工程宏观分析能力,而实现和运作环节主要针对学生的工程微观分析和操作能力。作为一个缩小版的工程实践过程,在线实验的实验方案的设计实际上就是构思和设计过程,而实验过程就是实现和运作过程。因此,探究式学习主要体现在实验方案探究与实验过程的探究两个方面。以下我们将通过远程教育高校开发的典型实验来具体说明其设计理念。
(一)实验方案探究设计
实验方案的探究主要培养学生的工程宏观分析能力。在传统的实验教学模式下,实验按照统一的方案展开,学生没有选择性。这种教学模式适用于理论验证性的实验,但在以培养学生工程能力为主的实验中,就会压制学生的想象力和主动探究的意识。因此,实验方案探究是实验教学策略的最重要部分。实验的主要目的是认识和探索理论规律,掌握工程技能,应该以问题为驱动开展实验方案的探究,学生对于老师提出的问题,以分析问题和解决问题为出发点,经过认真思考和研究,自主制定实验方案,通过搭建实验对象,准备仪器设备、测量各种工况下的数据,整理和判断实验数据和结果的正确性。这就要求实验具有基于工程的实际背景设计,学生才可能在这种开放性的实验环境下,对多种可能的实验方案展开探究。英国开放大学的实验“能量转换(EnergyConversion)”是典型的实验方案探究型实验。实验设计背景是铜的工业化生产,实验问题是如何从铜矿石经过多个环节得到电解铜。教师首先要求学生设计基本方案。学生在实验前1个月必须预习,由4人组成的实验小组需要集体制定实验方案,由于实验问题本身的开放性,实验方案也并不是确定的,指导老师只给出一些建议。从粉碎矿石到解析出铜的多步实验步骤中,有多种途径可以完成实验,学生们集体讨论得到设计方案。在实验过程中,方案根据实际情况还继续修正。完成基本方案设计以后,实验完成过程也是实验方案探究过程。学生在实验室边实验、边观察、边记录、边讨论,每个实验环节都要求去解答或解决一些相关的问题,如粉碎的效率、溶解浓度以及电解效率等,部分环节还要到计算机上进行数学模型的求解。实验过程中进行观察记录和模型预测,最后对实验结果进行验证。实验结束后,学生还必须根据本星期实验情况,做口头报告(Presentation),教师根据学生预习和作业情况、实验过程的表现以及口头报告,给出实验课程的最终评价。可以看出,整个实验过程就是针对如何从铜矿石得到电解铜的这个具有工程背景的问题,在不断探究的过程中制定和实施实验方案的过程,这对学生工程宏观分析能力的培养大有裨益。
(二)实验过程探究
实验过程探究主要培养学生的工程微观分析与操作能力。传统工科专业的实验操作基本是按部就班地完成,对于故障分析与解决、规范操作等重要技能以及如何培养学生的工程意识、工程能力、创新能力还较少涉及,这显然不能满足工程应用型人才的培养需求。实验过程探究式是在实验过程中,教师给学生一定的引导和提示,让学生自己通过观察、思考、动手实施等途径去独立探索和研究,自行实现实验过程的教学策略。概括起来,在实验过程探究中,学生需要在实验过程中自主发现问题,分析问题,实施和运行,真正实现探与究的学习过程。在工程实际环境中,观察与发现各种现象、分析现象之间的联系。因此在线实验系统会较为真实地模拟这些现象,学生经过现象分析,确定现象发生的内因与外因;结合理论进行讨论,明确调节目标与调节手段,形成解决方案。实验系统设计必须便于讨论和方案设计。华东理工大学DCS实验是较为典型的实验过程探究型实验。实验主要培训学生DCS操作能力和故障处理能力。由于DCS系统本身的大多数操作都是基于计算机的操作,因此网上实验课程的界面仿真DCS系统的计算机控制部分操作的界面。以下用一个简单的故障处理实验来说明实验过程探究的实验。在实验中,设计了一个常见的故障处理,在图1的界面中,学生观察到粗丙酮塔T-601顶温度仪表TI-6006出发异常过高报警,系统要求学生调节至正常运行温度73.0-80.0℃。在观察到异常过高报警后,学生将按照所学知识和工程常识,作出如下分析:粗丙酮塔顶温度上升可能有4三个工艺方面的原因,分别是加水量过大、回流量过小或再沸器回水量过小,也有可能是仪表自身故障因素。既然存在这三种可能,就必须通过其他观察和分析来确定故障原因,因此学生首先需分别检查相关三个仪表,即加水量仪表FRC-6015,回流量仪表FR-6019,E-601再沸器回水仪表FRC-6014,以确定仪表正常工作。学生观察到回流量仪表FR-6019读数偏小,就可以判断出是因为回流量不足造成塔顶温度升高。在通过观察分析找到故障原因后,学生根据工艺理论,确定解决方案,即增大塔顶回流量,需要调节FR-6019仪表。在工程环境中,不能进行一步到位的调节,以免造成大的扰动,需逐步小范围调整,边调边等。因此学生在实施解决方案,必须仔细阅读操作守则,将温度调节至正常运行温度的整个操作过程必须符合现场操作规范。操作实施时,首先将LRC-6023改为手动控制,每次增加调节阀阀位必须小于2%—这是操作守则要求的,如果学生超出这个阀位标准进行调节,训练中系统将给出警告,在考试中则行为将被记录,作为扣分依据。每次调节后系统会根据数学模型的计算将相应仪表调至相应位置,学生一边观察表显示情况一边调解,直至塔顶温度恢复到73.0-80.0℃,最后将LRC-6023设置为自动控制。可以看出,此实验在整个故障处理过程中,并不像普通课程实验制定严格的步骤,而是让学生根据工程实际情况,通过自主观察分析来制定解决方案,然后根据操作规范来一边观察一边操作运行,整个课程设计与教学过程较好地体现了探究式的教学策略。
二、基于过程考核的在线评价体系
对实验学习成果进行全面评价是在线实验的重要环节,这样才能对学生探究式学习过程进行科学合理的评价。传统现场实验模式中以数据处理和实验报告结果来评价只能作为在线实验中评价模式的参考。对于参加实验的学生,主要应考虑的因素是其在实验的准备情况、在实验过程中探与究的情况,即观察问题和分析问题的准确性,设计方案的优劣,操作实施过程的规范性、和其他同学交流情况,以及对理论知识的掌握能力和应用能力,因此必须据此建立新的实验评价体系,即基于实验过程考核的评价体系。在线实验评价体系主要分为理论掌握情况、实验操作能力、合作交流能力,其中实验操作能力是最为重要的指标。理论掌握情况主要考察预习思考题,实验操作能力包括是否选择了正确的仪器或仪表、设计方案是否适当、操作目标是否达到、操作过程是否规范、数据处理与实验报告是否符合要求等都可以作为实验过程考核的指标。同时,每一门实验课程提供BBS建立单门实验的学习社区,学习者就一些问题难题发帖,由专门的辅导教师回答问题,并确认学习者所发的有效帖数等。其中实验操作规范是较为特殊的指标,在工程实际中,操作规范化及其重要,否则将引来灾难性后果。因此,必须设定一个阀值,学生如果出现较为严重的操作规范问题,不论其他指标分数如何,都将判定为不合格,我们定义为罚指标。本文选取上述7个指标因子构成学生实验教学的基本评价指标体系,并依次设其为A1,A2,…,A7,其中A6为罚指标因子。通过在线实验系统中自动记录实验仪器选取、操作等参数,对学生实验过程进行跟踪。结合在线实验平台的应用,在实践中我们采用了一个有七个参数的指标体系,包括预习思考题分数、实验仪器选取、实验方案正确性,操作规范性、数据处理、实验报告、在学习社区的交流情况。对这七个参数赋予不同的权重就可以得到该学生的最终成绩,下面分项说明一下每个指标的含义。由于每个指标因子只反映了学生实验学习的某个方面的特征,各学校可以根据本校实际情况规定指标因子及其特征值,以及罚指标因子的规定。表1显示的是华东理工大学指标因子的重要性规定,并因此为权重来加权学生实验的综合得分。在指标体系中,各项指标的权重大致说明了其重要性,这七个参数基本上涵盖了学生从准备到完成全过程的表现情况,对每一个指标赋于权值并最终得到终结性评价课程成绩,各项指标的加权和就是实验评价分数。少数指标虽然权重并不高,由于在工程实践中具有重要意义,低于一定分数整个实验过程将评价为不合格。比如在前文提到的DCS实验中,在多次出现不规范操作并且在系统警告后仍然出现2次以上不规范操作,整个实验过程将被判定为不合格。对于通过经验方式得到的实验过程考核评价体系,在经过一定的数据积累以后,可以进行智能化的处理和分析,为学生提供更优化的实验方案。比如在DCS实验中,通过对学生实验过程数据的分析,得出每个学生的优缺点。在选取的两个学生中,甲学生虽然分数略高,但操作相关的指标得分都不高,因此在后续实验中,主要给该学生提供注重操作及规范的实验,比如开关机实验和某些故障处理实验。而乙学生操作和动手能力较好,但不注意理论和实验设计,以及数据处理等工作,在后续实验中,应多推送理论学习的模块,提醒学生注意数据处理和实验报告的完成。
三、在线实验系统的设计框架
作为在线实验系统核心部分的探究式学习模式以及相应的在线评价体系设计完成以后,在线实验系统框架基本构筑完毕。在线实验系统应本着简单、适用、高效的原则,实行通用化、标准化、智能化、人性化的设计思想。学生可以通过在线实验平台在教师的指导下进行实验教学的全过程,而在线实验平台则通过记录学生在线上参加的实验过程、实验练习以及培训交流等情况,实现对学生实验情况的全程跟踪管理和对学生实验教学需求的全面掌握。在线实验设计的基本架构如图2所示。可以看出,在框架核心部分的业务层中,支持探究式学习过程是贯穿设计始终的问题,所以应改变原先某些实验只是为验证理论的设计,把发现问题、分析问题、设计解决方案、实施解决方案的探究式思路在实验教学中实现。同时需要学生在各个环节的实验过程进行完整的记录,作为其是否按照教学思想完成实验内容进行考核的依据,同时还可以通过智能化的数据分析和数据挖掘,为学生提供经过优化的个性化实验教学模块。组件层和服务层和平台软硬件设计相关,在其他文章中有详细介绍,本文不再赘述。
四、结论
篇8
大规模在线开放课程(Massive Open Online Course,MOOC)由于体现了以学生为中心的教学理念,改变了传统课程内容固定、结构化的特征,让教学资源从单一资源转变为课程和教学等多方面资源,使学生获取知识的途径从简单线性转向复杂化、网络化[1],因此一经推出就引起了国内教育界的高度关注和积极讨论[2]。近年来,国内学术界如清华大学、北京大学、上海交大、复旦大学和国防科技大学等国内知名大学纷纷对其开展试点工作,并形成了一批有价值的成果[3-6]。但从现有文献看,从技术层面针对MOOC平台设计与实现方面的研究仍不多见。鉴于此,笔者结合本单位基于MOOC的实践,针对MOOC课程平台的功能设计进行讨论,以期为当前国内高校的MOOC实践提供参考。
1 MOOC课程平台建设背景
南京审计学院是我国审计高等教育发源地之一,学校设有28个本科专业,现有全日制普通本科在校生近15 000名,研究生127名(含10名留学研究生)。现有教学平台经过多年建设,形成了较为完整的功能体系,对学校相关的教学门户、网上课堂、教研活动、形成性考核、毕业设计等业务提供了较为完善的技术支持。但是随着南京审计学院教育事业的发展,以及新型互联网技术的日益普及,现有教学平台和教学手段已逐渐无法满足当前的业务需求。因此,南京审计学院适时提出MOOC教学平台建设项目,希望通过网上教学平台的建设,解决现存的教学数据孤岛、教学体验不友好等问题,实现全网上教学与移动教学,并达到降低教学成本、提升教学质量和效率、提升师生满意度的目的。
2 MOOC课程平台建设可行性分析
2.1 数据准备可行性
南京审计学院多年高度重视教育信息化建设,坚持使用线上与线下相结合的教学模式,在多年教学实践过程中积累了大量教学资源,包括:以课程为单位的教学视频、教案、教学文档、题库等。这些教学资源的积累为MOOC课程平台项目建设提供了基础数据准备。另外,南京审计学院已建设并使用的网络考试平台可有效解决线上教学过程的考评需求,正在建设的数字化校园公共数据平台、统一门户平台等可解决底层数据交换难题,为全网上教学平台项目提供了有效的数据准备。
2.2 技术可行性
随着移动互联网、云计算、社交网络、3G/4G等技术的普及,加上学校现有校园网络基础设施的日渐完善,为MOOC课程平台项目的建设与应用提供了完善的技术支撑,人们随时、随地、随心进行网上课程教学已成为可能。特别是随着数据集成技术和SOA技术的发展,为MOOC课程平台项目提供了成熟的技术保证。
2.3 用户行为可行性
首先,南京审计学院的学生是具备完全自学能力和意愿的群体,而且多年线上与线下相结合的教学模式在学生中有较高接受度;其次,大多数在校学生都有笔记本电脑、IPAD或智能手机,为MOOC课程平台中移动功能的实现奠定了用户基础;最后,南京审计学院的教师有着丰富的线上教学经验,为MOOC课程平台的推广与应用提供了很好的铺垫。
2.4 人才准备可行性
近年来,通过大量信息化工作实践和探索,南京审计学院培养了一批既懂学校现状,又熟悉信息化技术的专业人才,为MOOC课程平台项目建设提供了人才保障。
3 MOOC课程平台功能设计策略
3.1 总体策略要求
考虑到不同学科、专业、课程的特点和基础情况,MOOC课程平台项目除支持课程全网上教学模式之外,还需支持线上线下混合教学模式(线上教学为主+线下教学为辅或线下教学为主+线上教学为辅)。因此,在平台功能设计上,需采取如下策略:
①功能范围需要支持全网上教学相关所有功能,可以给所有课程提供对应的功能支撑;
②针对不同课程,支持对各个功能点的灵活选择使用并提供不同的设置策略,从而为不同教学模式提供差异性的功能支撑。例如课程采用全网上教学模式时,可以选择使用平台提供的全部功能;课程采用线上线下混合教学模式时,可仅选择使用其中的部分功能。
3.2 O2O线上线下一体化策略
对于某些课程,由于存在一定特殊性,某些教学活动无法通过网络或不适合通过网络进行,如课外活动、课后实践等,相关教学活动仍需通过线下进行。这些课程则需采用线上与线下教学相结合的混合教学模式,以实现O2O线上线下一体化。因此,线上线下相关的数据、规则等需保持一致性,包括:教学内容、课程教材、教学大纲、课程章节目录、教学进度安排、院系数据、面授教师数据、学生班组数据、课程题库、课程考核标准等。
O2O线上线下一体化,还体现在线上和线下之间的相互支持和促进,具体如下:教师根据线上教学统计数据(调查问卷、学生学习情况、学生测试情况、提问和讨论情况、学生评论信息、网上行为统计信息等),了解学生的基础和背景信息、常见问题、学习难点等,然后针对性地制定线下面授辅导方案,以提升线下辅导的目的性和教学效果。例如可针对学生提问较多的知识点或错误率较高的测试题进行线下重点辅导。
教师通过线下的面授辅导,以及与学生面对面的直接交流,可以更好地了解在线上难以了解的信息,如每个学生的详细情况和特点、学生对课程内容的意见和建议、课程学习存在的问题和困惑、在线学习的具体场景等。通过线下了解到的信息,可以帮助教师不断优化
在线课程内容与教学设计,从而给学生提供更好的在线学习体验,提升学习质量和效率。
3.3 在线支付支持策略
学生用户在学习课程时还可以选择付费学习,系统需提供试学习功能,预览部分课程后再选择是否支付继续学习。若支付,系统能够保存试学部分的学习进度,同时,系统提供在线支付功能,支持用户将选中课程加入订单。
3.4 完善的学习支持服务策略
系统可提供完善的学习支持服务,具体要求如下:
(1)提醒服务:提供站内消息、邮件、短信等方式的提醒服务。
(2)相关支持服务,包括:①技术支持服务:主要提供平台使用过程中与技术相关的问题支持;②热线电话支持:提供电话人工支持服务;③在线客服支持:嵌入全网上教学平台在线人工支持服务。
(3)课程助学服务,主要提供课程学习方面的支持,包括:①即时助学服务:师生之间等通过Web IM工具,实现在线交流,教师向学生或学生向学生提供课程助学服务;②非即时助学 服务:学生在线提交问题,平台给教师发送问题提醒,教师登录平台回答学生问题后,平台再给学生发送回答提醒。其中,除教师回答学生提问之外,学生之间也可以互相回答提问。
(4)完善的线上帮助系统。通过以上设计方案,可以让教师和学生使用全网上教学平台时更加简单、方便,有问题也可以随时寻求支持,获得帮助,从而消除了用户后顾之忧。
3.5 学习激励策略
网上学习因为缺少学习同伴和教师监督,对学生自制力和自学能力要求较高,因此需要设计一些激励机制来激发学生学习热情,以提升网上学习效果。一些参考的激励机制如下:
(1) 积分制度:学生通过网上学习的相关行为(访问次数、学习时长、笔记、提问、回答等)获得一定积分,积分达到一定数量后可以升级。
(2) 奖励制度:学生获得的积分可以用来兑换奖励,可以是实物或虚拟物品,或是成绩加分及兑换学分。
(3) 竞争机制:设置各种学习排行榜(访问次数、学习时长、学习进度、作业/考试成绩等)并向所有用户展示。向学生展示其他学生的学习动态(学习进度和学习成绩等),可形成有效的竞争机制,并对各种排行榜前若干名的学生提供实物或虚拟物品奖励。
(4) 词语激励:学生在学习过程中,平台根据应用场景,向学生展示一些激励词语。比如学习完一章之后,显示:“恭喜,您已经学习完第一章了!您的学习进度打败了全校80%的同学!”
3.6 视频直播支持策略
全网上教学平台除视频点播外,也可以观看视频直播。通过南京审计学院提供的独立视频直播系统,给全网上教学开放视频直播接口,从而实现在全网上教学平台上观看视频直播的功能。
4 MOOC课程平台功能设计体现效果
4.1 体现以学生和教师为中心的建设理念
MOOC课程平台在设计上以学生和教师为中心,同
时兼顾管理者需求,与现有平台以管理者为中心的模式相比,以学生和教师为中心的理念主要体现在以下几个方面:
(1)功能上突出面向学生的学习功能和面向教师的课程资源建设功能,给学生提供视频学习、学习动态、主题讨论、问答、笔记、WebIM等强大且系统化的网上学习相关功能,给教师提供简单、易用的可视化、渐进式的在线课程制作工具,教师不需要专业的IT知识即可很快上手。同时给教师提供强大的在线资源库功能,让其可以很方便地管理资源、建设课程。
(2)在界面和交互设计上,采用美观、简洁、统一、实用的风格,优化导航,减少页面信息层级及窗口跳转,并给教师和学生提供统一的平台登录及功能操作入口,从而让学生专注于学习、教师专注于课程建设和教学,减少其它不必要的干扰。
4.2 支持全网上教学模式
MOOC课程平台把线下教学的全套过程都搬到网上,提供网上导学、促学、助学、教学管理等完整的线上教学解决方案,真正实现教学过程全部上网:①教学过程全网上:包括课程资源建设、课程开课、课程选课、课程学习、课程笔记、课程问答、课程讨论、随堂测验、章节测验、课程作业、模拟考试、结课考试等;②学分认证全网上:通过网络提供学分认证的素材构成,包括课堂交互、课外资料、主题讨论、单元测试题、考核方案等;③综合成绩全网上:课程的成绩由各种网络教学活动的综合成绩组成,包括学习时长、互动情况、单元测验、结课考试、课程作业等;④支持服务全网上:通过网络方式(IM、微信、网页、短信、呼叫中心、邮件等)提供各种支持服务,包括:教学支持服务、在线督学服务、在线技术支持服务等。
参考文献:
\[1\] 李华,谢艺,等.面向MOOC的学习管理系统框架设计[J].现代远程教育研究,2013(3):28-33.
[2] 王鑫,李磊.慕课MOOC在线教育平台技术架构研究[J]. 计算机光盘软件与应用,2014(13):215-216.
[3] 宋德清.MOOC在社区教育中的应用路径探索——基于开放大学建设的视角[J].远程教育杂志,2013(6):68-74.
篇9
关键词:大数据;教学模式;学习模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)06-0188-03
本文以大数据时代为背景,提出了大数据时代教学改革的路径变革。新型教学模式与传统教学模式的有效融合,将传统教学模式中的在校学习和班级授课优点与大数据时代下新型教学模式相融合,促进信息化教学方式的进一步完善。
一、大数据时代
大数据的真实价值如同漂浮于大海中的冰山,远看只能看到冰山之一角。大数据本身是一个非常抽象的概念,其精髓在于我们在分析信息时的三个转变,这些转变会影响我们理解和组建社会的方法。改变之一是,我们可以分析大数据时代中的更多数据,甚至可以在一些时候来处理一些特别情况的相关所有数据,而不用去依赖于随机采样。改变之二是,我们无须再去追求精确度,因为可以研究的数据足够之多。改变之三是,在前两个转变基础上我们无须热衷于寻找因果关系了。大数据时代是名副其实的信息社会,收集来的所有数字信息我们现在都能够用新的方式来利用,由此可以利用所有事物的新的价值方式。
二、大数据时代背景下教学的变革
越来越少的办公室,越来越多的实验室;越来越少的教室,越来越多的咖啡厅和厨房;越来越少的课堂,越来越多的网络;越来越少的讲授,越来越多的交互;越来越少的编制,越来越多的合作……
互联网技术的发展和现代信息技术的变革,促进了教育的在线化和网络化。全球任何愿意接受并学习的人未来可以低成本地获得优质教育资源,免费享受全球一流大学开放的优质课程。这种方式下,可以对学习过程中产生的大规模数据进行收集、分析、整理、归纳,促进了课程资源的反复检验和改进,提升了在线教学资源的优质性。上述基于大数据的教学模式对传统教育将会带来巨大的冲击和深远的影响。
1.大数据转变了信息化教学观念。大数据是教育未来的根基。没有数据的留存和深度挖掘,教育信息化只能流于形式,大数据的发展带给教育一场新的革命。谁能更好把握大数据,谁就会在未来的竞争中获得更多主动权。伴随着信息技术的进步和大数据的不断发展,大规模在线教育平台将给高校教学观念带来深刻影响。在未来几年,人们学习的最主要场所将不再是大学,而是互联网。处于大数据时代背景下,我们获取知识的途径不再是仅仅课堂,线上学习也成为学习知识的主要途径,课堂可以成为交流学习成果、答疑解惑的场所。网络课程上的学习行为数据将自动留存,易于后期的学习行为评价和评估。并且线上学习能做到个性化教学,根据个人的学习数据制定相应的学习计划和辅导。利用数据挖掘的关联分析和演变分析等功能,在学生管理数据库中挖掘有价值的数据,可得知各种行为活动之间的内在联系,并作出相应的对策。
2.大数据引发新的教学模式。在大数据时代,教师的讲授途径将不再仅限于课堂。互联网技术的快速发展,使得在线讲授日益成为传播知识的一种途径。与按部就班、限定时间空间的传统课堂教学模式相比,在线讲授将提供更加灵活的时空,教师可以更方便地整合资源。虽然在线讲授有很多优点但是我们不能简单粗暴地将在线讲授取代传统教学模式,而应该致力于将两种教学模式有效结合,开发出一种适合本学校本专业的一种新型教学模式。
在这种背景下,本中心组织了一批优秀师资开发了一款智能教学云平台系统(863项目),来配合传统的教学模式。
教师可以在该系统中详细录入自己教学的所有课程、班级以及所用教材;对每一门课程的整个学期详细记录教学进度规划(可以以周进度做管理);可以录入每门课程的所有知识点,以二叉树的方式进行分级管理,这些知识点应用在整个系统的其他项目中,可以被数字化并与大纲、作业、测试题每个环节建立联系;在案例课件系统中,教师可以上传和课程相关的案例课件,以供学生下载课后学习,巩固课堂学习以及课外拓展学习;同步讲解系统中可以上传一些知识点的讲解录像,以供学生课前预习和课后复习;智能作业系统改变了传统作业模式(参看图2智能作业系统),收发有序、素材下载系统方便、作业评分直接纳入学生平日成绩计算;演示系统教师可以放入相关教学模型、教师作品、历届学生优秀作品供学生课外学习;智能电子书包系统可以放入相关素材、信息供学生自行下载。
大数据时代的典型思维是基于数据分析的决策,结合863智能教学平台后的新的教学模式下,教学过程不再是简单的课堂板书和PPT讲解,而是将整个教学过程做了课后相当程度的延伸,促进学生课前对课程的整体了解,课后对课程的系统回顾。全新的智能教学平台不仅仅是单个老师对其教学过程、教学方案、教学问题以及对问题的解决方案进行分析,而是整合了所有教师资源,互相可以参考借鉴,数据可以在一定程度上共享。当某种记录与分析达到一定数量时,通过对相关数据的分析将会为有需要的教师提供一些教学问题的解决方案。教学问题解决不再依赖于停留在每位教师头脑中的模糊的经验,而是基于对海量的教学问题的描述以及教学问题解决方案的分析。另外在新的智能教学平台下,得到的学生信息更为具体且能得到更有效高效的整合,便于教师分析班级学生状况,对比同课程下不同班级状况,根据学生的学习进展不断调整之后的学习内容和重点,及时调整教学进度、难易度,在把握学生情况上也提高了一定的效率。这种传统课堂教学模式和863智能教学平台结合下的教学模式,使教师教学更加规整化,资源管理的高效化,大大提高了教学效率。
3.大数据引发新的学习模式。在大数据时代,学生的学习途径也将不再仅限于课堂,学生的学习过程也将逐渐数字化,传统课堂学习之前和之后的在线学习日益成为学习知识的另一种途径。与按部就班、限定时空的传统课堂学习模式相比,在线学习有更自主的学习空间。虽然在线学习有很多优点,但是我们同样不能将在线学习取代传统教学模式,而应该致力于将两种学习模式有效结合,真正集二者之优。上述的863的智能教学平台不仅仅为教师所用,学生在其中也占据了半壁江山。
在该智能教学平台下,教师所管理的大部分模块(教学进度、知识点库、案例课件、同步讲解、演示系统、智能电子书包等等)学生都可以浏览学习,传统教学下教师的神秘教案都变成360度开放式的公园,学生的权限空前地提高。另外给学生提供了问答系统的平台,让师生互动不再受时空限制,更为及时更高效。另外这里的问答,不仅仅局限于师生之间,更扩展到学生之间,同学之间可以互相回答问题,并采用累积绩点的方式,积极有效地回答可以纳入平时成绩的计算,让同学间的相互学习成为一种可能。另外还有一个测试反馈系统,学生除了在该系统下可以线上学习问答,甚至可以在该系统下根据教师的设计进行课后的单元在线测试。学生可以随时了解自身的学习情况,在每单元下自身对自己进行考量,对自己学习进度程度进行把握,便于及时调整学习方法。还有一个作品展示环节,学生可以充分发挥自己的能动性,将和课程相关的作品上传至系统,让观看的同学和教师做出实时评价,给新时代学生更多的展示自我的空间和舞台,自然这些也都可以纳入学生平日成绩的累加。
利用全新的智能教学平台下的在线学习,可以更大程度上提高学习效率,激发其进一步学习的动力,一定程度上增加学生的自身成就感。一些交互式问答和在线测试克服了传统教育模式下单向灌输知识的局限,引导学生更进一步地积极学习与思考,更好地真正掌握知识。另外学生的学习行为也会被系统记录下来,哪些课件浏览得多、同步讲解播发的频率、问答中各个知识点出现的次数、测试结果(这个可以不纳入成绩计算仅用于教师把握)如何、学生作品的好坏难易度等等。大量同学的行为数据累加到一定程度后,可以对该数据进行一定的分析统计归纳,便于教师对各个班级学习进度进行一定程度的微调、对某些知识点的再讲授、对不同同学的因材施教。对整个系统不同老师相同班级课程的综合数据分析,可以对该门课程的教研组的教研方针给出一定的意见建议,便于一定程度上的修缮。
三、结束语
在大数据时代背景下的信息化教学,颠覆了传统的教学模式。在全新的863智能教学云平台系统下,来配合传统的教学模式,教师之间、师生之间构建了一种联系,一种共享交流的途径,更高效地利用了资源,提供了一种更和谐的氛围。有助于教师之间的互相学习,有助于教师更及时把握学生的学习情况,有助于学生在一个半小时的课堂教学以外可以获得更多的资源信息和方法。无论对于教师的教学模式还是学生的学习模式都是一次全新的变革。
参考文献:
[1][英]维克托・迈尔-舍恩伯格、肯尼思・库克耶.大数据时代――生活、工作与思维的大变革[M].杭州:浙江人民出版社,2012.
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【关键词】 动态生成;初中数学
叶澜教授曾说:课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景,并不是一切都必须遵循固定线路而没有激情的行程. 这说明课堂教学是发展变化的,会出现一些意外而具有意义的情况,即动态生成. 动态生成的课堂与新课程的改革理念相符合,是对预设的挑战与超越,强调学生的主体地位,是一种互动的、动态的、师生平等对话的过程. 在初中数学课堂教学中,教师要有意识地开发课堂动态资源,调动学生的积极主动性,引导学生通过多样化的活动及实验探究生成有价值的课堂资源,从而提高教学效率. 新课程背景下,如何实现初中数学课堂教学的动态生成并有效利用动态生成资源,是摆在每一位数学教师面前急需思考的重要问题.
一、构建动态生成的初中数学课堂
1. 了解学情,预设课堂
新课标指出数学教学活动必须以学生的认知发展水平和已有的知识经验为基础. 因此,初中数学教师的预设必须以了解学生为基础,联系教学目标与学生实际,促进课堂教学的生成. 首先教师要备教材. 教材是课堂教学的重要载体,也是教学理念的体现. 教师备课时要备教材、备学生,从而全面预设课堂教学. 这就要求教师深入研究教材,弄清教材的目标,在准确把握教材的基础上结合自身教学风格和班级学生实际情况,制定个性化的教学方案. 其次教师要备学生,课堂教学中的动态生成是师生互动形成的,学生的知识水平则会影响到课堂生成的效果. 所以,教师必须深入了解学生,结合学生实际情况预设课堂,制定多种可选择性的方案.
2. 独立思考,互动交流
动态生成要以学生的独立思考和互动交流为基础,独立思考是动态生成的基础,互动交流是动态生成的实现方式. 首先要给学生独立思考的时间. 目前课堂互动,多采用小组方式进行,按照组间同质、组内异质的原则分配,促进学生的合作. 要给学生留出独立思考的时间,就要给学生设置有层次的问题,让每名学生都能找到自己的定位. 其次要关注学生的参与程度. 课堂教学中教师可以结合教学内容提出一些有挑战性的话题,构建开放的课堂. 同时为了突出学生的主体地位,调动每名学生的积极性,教师不能急于讲解知识,要让学生有充分提问、讨论的时间,最大化地调动学生的积极主动性.
3. 结合生活,提高感悟
数学新课标指出学生的数学学习内容应当是现实的,有意义的,富有挑战性的. 初中数学教学内容很多都与学生的生活有着密切的关系. 教学中教师要有意识地将教学内容与学生的生活实际联系起来,促进学生的思考,让学生在潜移默化中感受到数学的应用价值. 因此,数学课堂教学要结合生活实际,促进动态生成. 如教授“勾股定理”后,为便于学生计算,我在黑板上写出了一些勾股数:32 + 42 = 52,52 + 122 = 132,72 + 242 = 252……让学生记住这些有用的式子,学生看到这些式子纷纷议论起来. 生1:这些式子有规律,等式底部的第三个数都比前面的底部数多1.生2:等式可以改写为32 = 52 - 42,52 = 132 - 122,72 = 252 - 242……这样能总结出一个奇数的平方可以看做是两个相邻数的差. 学生得出这样的想法确实是经过思考的,教师对学生表现出来的创新要给予积极的肯定,并引导学生继续思考是不是所有奇数的平方都能写成两个数的平方差. 偶数可以吗?学生在教师的引导下经过反复的试验、验证,最后得出结论. 这些课堂上的动态生成来自学生的困惑与思考,虽然与教师预设的教学程序不相符,但能提高学生的学习积极性.
二、如何有效利用初中数学课堂中的动态生成资源
1. 及时捕捉动态生成资源,提高课堂教学效果
课堂是师生互动的过程,是发展的、开放的过程,学生很可能对所学知识产生联想,引发一些有价值的生成资源. 但这些资源是隐性的、稍纵即逝的,教师如果不敏感,不及时捕捉,这些资源就会很快消失. 因此教师要善于倾听,把握课堂教学,及时捕捉课堂教学中生成的有价值的信息,从而提高课堂教学效果. 如图1所示:A,C两点在山的同一侧,要沿着AC方向开山修一条隧道,为了赶工程进度,在山的另一侧同时施工,现在有测量长度和角度的工具,请设计可行方案,找出山的另一侧的开挖点D,使A,C,D三点在一条直线上.
对此教师可以提出一些问题让学生思考、交流. 如结合学生的认知水平问这个问题是属于数学中的哪一类问题?能否设计出一种可行方案(期待学生能说出预设的常规测量方案)?学生开始沉思、继而开始讨论交流. 有学生说,可以取一点E,使∠ACE = 140°,CE = 150米,∠E = 50°,则∠ADE = 90°,这样利用解直角三角形能求出D的位置. 师问:如果∠ACE = 120°或者135°呢,学生也能快速得出解决方案. 师追问:还有没有其他的解决方法?生2:我有一种测量方案,能在A,B一边产生直角,然后进行计算. 生3:结合上述两种方法,我能把直角三角形改变一下,使∠E = 90°.对学生这时表现出的创新思维,教师要及时捕捉,引导学生深入思考,提高课堂教学效率.
2. 合理调控动态生成资源,提高课堂教学效果
教学过程是动态的,通过师生间的信息交流、反馈,实现课堂调控. 每一个例题教师都会预设目标和方案,但是在教学实践中,常会出现学生偏离预设思路的现象. 一些教师为了完成教学任务,常常对这些动态生成资源熟视无睹,而另外一些教师则会采取有效策略,充分利用动态生成资源. 如对于上面的图1,学生通过自主探究找到了问题的解决方案,似乎问题已经得到了解决. 而教师有敏感的动态生成意识,合理调控动态生成资源,开启学生思维,引导学生找出更简单的方法. 师问:能否用其他的等腰或者等边三角形来解决这个问题?学生经过思考能找到解决方案. 师再问:能不能用一般三角形解决这个问题呢?学生对这个问题产生了分歧,纷纷讨论起来. 教师结合教学内容不断地深化问题,开启学生思维. 这样教师进行有效的调控,会使“生成”生的自然,从而培养学生的创新思维. 因此课堂教学中教师不仅要捕捉生成资源,还要充分利用好生成资源激活课堂教学.
3. 坦然面对动态生成的窘迫情况,提高课堂教学效果
课堂教学中面对学生突然提出的意外问题,教师由于自身知识的局限不能立刻作出正确的判断,此时会陷入尴尬境地. 面对这种情况,很多教师会选择模棱两可、含糊其辞等,这不利于激活课堂. 新课程背景下,教师不再是专家,而是参与者与合作者,因此当教师不能立即对学生提出的问题进行解答时,可以采取坦然面对,把自己的真实想法告知学生,并请学生下课后好好想想,看谁能先得出结论. 教师坦然面对教学中出现的不能立即解答的问题,能缩短师生之间的距离,调动学生的好奇心,实现师生之间的零距离交流,激发学生进一步探索的热情. 这就要求教师摆正好心态,把握好课堂教学艺术,还课堂教学真实的面貌,达成学生的目标,实现课堂教学的高效.
总之,动态生成的课堂会给师生带来意外的惊喜,调动学生的探究热情,激发课堂活力. 因此,教师要关注课堂动态生成,充分利用课堂中的动态生成资源,提高课堂教学质量.
【参考文献】