毕业论文校园网环境下自主学习支持系统设计.doc

毕业论文题 目： 校园网环境下自主学习支持 系统设计 学生姓名： 学生学号： 系 别： 教育科学 专 业： 教育技术学 届 别： 2010届 指导教师： 目 录前言(2)1、校园网环境下自主学习系统的分析(2)1.1相关概念的界定(2)1.2问题的提出(3)2、校园网自主学习的支持形式(3)2.1交互支持(4)2.2学习资源支持(5)2.3导航支持(5)2.4管理支持(6)2.5学习内容支持(6)3、校园网自主学习支持系统设计(7)3.1 交互支持设计(7)3.2 学习资源支持设计(7)3.3 导航支持设计(7)3.4 管理支持设计(8)3.5 学习内容内置支持设计(8)3.6 支持校园网络自主学习的系统模块设计(9)4、支持系统的实现(10)4.1交互实现(10)4.2管理实现(11)4.3 导航实现(11)4.4 学习资源实现(11)5、校园网络环境下自主学习过程模式(11)6、结语(13)参考文献(13)致谢(13)校园网环境下自主学习支持系统设计学 生： 张 新指导教师： 王 辉淮南师范学院：教育科学系摘 要：校园网络为学生的自主学习提供了适宜的环境，但是校园网络不会自然地成为自主学习的良好的支持，当前校园网络环境下的自主学习还存在许多障碍。本文即对校园网环境下的自主学习进行支持系统设计，使得支持系统能够最大限度的实现自主学习，从而使自主学习能够顺利的发生，成为自主学习的真正支持。关键词：校园网；自主学习；支持系统Under the network environment of autonomous learning support system designStudents： zhang xinTeachers： wang huiHuainan normal University：Education departmentAbstract: Campus network of independent learning for students provided a suitable environment, but the campus network will naturally be good support for independent study, the current campus network environment there are still many obstacles to independent learning. This paper is on the campus network environment to support autonomous learning system design, making support system to maximize the realization of autonomous learning, independent study so that the occurrence of smooth, a real support for independent study.Keywords: campus-wide network; self-directed learning; platform system前言目前，我们正面临着一个全新的教育时代，互联网的高速发展，给现代教育提出新的舞台，随着21世纪社会对知识、对人才需求迫切性的增加，学会终生学习、适应学习化社会已成为当代人必须面对的一个问题。这样学生单纯的学习显然不能适应时代的需求。教育信息化是21世纪教育发展的必然趋势，其中网络化是教育信息化的一个重要组成部分。为了加快我国中小学教育信息化的进程，教育部于2000年开始在全国实施“校校通”工程，鼓励中小学校建立校园网并应用网络开展教学活动。随着我国中小学“校校通”工程的全面实施，许多有条件的学校相继开通了校园网，自主学习是当前我国教育领域正在研究和探讨的一种重要的学习方式，如何利用网络环境开展自主学习促进学生学习方式的变革是当前我们应该迫切解决的问题。现在在已经开通校园网的学校中发现，有很多学校并没有很好地利用网络开展教学。网络在教学中的功能也没有得到充分的体现，其中一个主要原因是目前缺乏有关网络环境下教学的理论与方法的指导，中小学校还是沿用传统的课堂教学的理论与方法开展网上教学活动，而这种理论和方法已经不能适应校园网络的教学环境，因此，研究基于校园网环境下的教学的理论与方法，可以实现网络技术与教学过程的有机整合，进而发挥网络在教学过程中的作用，提高网络在教学中的应用效果。校园网络学习与传统学习环境相比，校园网络学习环境具有虚拟性、灵活性、开放性和信息资源的丰富性等主要特征。因此自主学习是网络环境下学习的重要方式，本文重点研究校园网环境下自主学习的特点，并提出教学的方法和策略，以满足当前中小学网络环境下教学的实际需求。1、校园网环境下自主学习系统的分析1.1 相关概念的界定1.1.1 自主学习自主学习是与传统的学习相对应的一种现代化学习方式。自主学习是指学习者能够管理自己的学习行为，根据自己的情况确立学习目标、制订学习计划、选择学习方式、监控学习过程、监控学习计划的实施以及学习技能的运用和发展，逐步发展来实现学习目标。【1】1.1.2 校园网环境在本文中校园网环境是指以校园局域网技术为基础构成新型网络学习环境，校园网环境具有资源的丰富性、交互的实时性和广域性、学习方式的灵活性等特征。在校园网环境下以自主探究、合作学习作为主要学习方式，它的活动组织要在传统的课堂网络环境下等方面同时展开。1.2 问题的提出基于校园网络自主学习平台的建设,要切切实实能给师生进行自主学习提供一个高效的网络环境,以解决自主学习信息资源的获取。那么什么是校园网络环境下的自主学习呢？校园网络环境下的自主学习，是指学生利用校园局域网环境提供的学习支持服务系统能主动地、有主见地、探索性地学习。其实质是在教与学的过程中，充分发挥学生的主观能动性和创造性，在主体认知过程中融入学生自己的创造性见解。自主学习必须有支持学习者自主学习条件的环境。在构造良好的环境中，学习者才能够保持良好的学习状态和进度，能随时监测自己的学习效果，实现自主学习。网络环境以其资源的丰富性、交互的实时性和广域性、学习方式的灵活性等特征为学习提供了一个良好的支持前提。然而，网络环境下自主学习方式存在许多不容忽视的障碍，其中最为突出的是学习支持、指导和交互性方面的相对缺乏、学习材料的不灵活性等。因此，校园网络不会自然地成为自主学习的良好支持，我们必须对其进行精心的设计，才能使校园网络环境发挥它最大的功效，成为自主学习真正的支持条件。因此，本文尝试设计出基于校园网络环境自主学习的支持系统，通过外部的支持系统和在印刷教材和电子教材中采用内置的支持设计来解决这些问题。外部的支持系统包括：交互支持、资源支持、导航支持和管理支持。内置的支持系统设计由一整套的组合构成，包括：案例、带反馈的问题、学习指引、导读、任务和概念图式。22、校园网环境下自主学习的支持形式在校园网络环境下的自主学习为学生提供必要的工具使他们能够在学习中达到自己的目标。因此，校园网自主学习环境的支持系统形式应包括以下五项内容。如图 1.学习内容内置支持学习者的自主学习资源支持导航支持交互支持管理支持图1 校园网络自主学习支持系统形式2.1 交互支持学习是交流与合作的过程，教育者与被教育者的互动是教学过程不可缺少的环节。传统课堂教学中的交互是人与人面对面的直接交流，是社会人际交往的一个方面，传统的教学过程中，教师与学生的交流是最直接的交互方式，学生通过教师的言语信息、表情和肢体语言表达的信息来掌握知识和技能，教师通过学生听课时的表情、态度、作业的情况、考试的成绩来了解学生掌握知识的情况，这些都是最基础的交互方式，这种传统交互方式在随着网络在各行各业特别是教育领域的广泛应用正日益受到人们的关注在校园网络自主学习环境下，学生成为学习的主体，教师的指导退居“幕后”，学生之间和教师之间的交流就减少了。在自主学习中发现信息的传递依然不能脱离交互的支持，并且由于网络信息资源的繁杂，学生在网络环境下学习，更容易出现各种困惑，如对学习内容的不理解，对学习界面的不熟悉，都会影响学习的进度和效果。根据构成交互主客体的不同，交互有三种主要形式：学习者与内容的互动、学习者与教学者的互动、学习者与学习者的互动、在网络自主学习环境中，主要是人机，人机人，人人三种交互模式。人机模式的交互是学习者与内容互动的演化，它是学习者通过多媒体电脑、交互电视、利用多媒体教学软件或网上教学与学习内容之间进行交互建构，能适时回答课程中的问题，并得到反馈。这种丰富多彩的人机交互方式，不仅能有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，形成学习动机，还有利于学生认知主体作用的发挥。人机人互动模式是网络教学中学习者之间与教师之间通过媒体的交互或联机对话进行联系。3总之，交互支持是实现校园网络自主学习必要保证。没有交互支持，就难以控制校园网络自主学习的过程，难以实现校园网络自主学习的效果。因此，是否能够实现交互支持是校园网络自主学习支持系统能否成功的关键。2.2 学习资源支持在AECT1994定义中学习资源是指支持学习的资源，具体包括支持系统、教学材料与环境。甚至可以包括能帮助个人有效学习和操作的任何东西，在本文中是狭义的资源观，即学习者在网络环境下可以探询到的学习资料和学习内容。在校园网环境下，学生最主要的学习方式是自主的探索式学习。如果将书本知识照搬到网络上，将学生学习的知识仅仅局限于原来书本知识的翻版，将使得校园网络自主学习毫无意义，而丰富的网络资源正是校园网络自主学习的优势所在。例如，通过校园网进行地理知识的自主学习，学生可以在网络上查到关于某种地理现象的各种各样的图片、声音信息，通过接触大量的学习资源可以加深学生对于地理知识的理解，扩展学生的知识面，增强学生学习的动机和兴趣，使得他们乐于学习更多的知识，探索更广阔的知识空间。校园网络环境下学生的学习是一种积极主动的活动，教师给学生提出待学习的问题，学生借助网络、图书资料和其他多媒体信息资源，进行自主探究学习。 从而实现教学目标，网络向学生提供了非常丰富的学习资源和良好的学习环境，使学生在教师的指导下，通过运用各种信息搜索工具获得相关的信息，然后加以分析，综合得出自己的结论。再利用E-Mail、BBS或面对面的方式与同学们进行讨论。最后通过网上工具把结果加以发布，上述整个过程的进行建构了学生独立的知识体系。有利于提高学生自学能力，其中包括获取识别信息资源的能力，独立解决问题的能力。从而激发学生的创造思维达到学会学习的目标。因此，学习资源支持是实现校园网络自主学习的必要支持形式，是实现网络自主学习的基础。2.3 导航支持在信息资源及其丰富的网络环境中，此设计不会让学习者在学习中迷航。自主学习网络平台中应该具有设置良好的导航标志，就像前进道路上的路标一样，起到指引学习者前进的作用，当学习者处于迷航状态时，导航系统会为学习者提供帮助，用于指导学习者如何走出迷航状态。这种帮助对学习者来讲是非常重要的理想。例如，学生通过网络自主学习中国铁路网这一部分内容时，很容易深陷复杂的知识内容中，在各个铁路支线中徘徊，极易产生迷航现象。如果校园网络支持能够提供帮助式导航和地图式导航，学生无论处于哪一个知识点中，只要轻点鼠标，选择导航支持，马上就可以得到所学习内容的上一级知识的信息，以及整个知识体系图，了解自己所处位置。因此，导航对于实现校园网络自主学习具有十分重要的意义。42.4 管理支持校园网络环境下管理支持是指在校园网络自主学习支持系统中，对学习资源的采集、分类、汇总、传递等，对学习过程的监控，自主学习平台中用户权限、用户操作的管理等。校园网络自主学习环境是一个开放的学习环境，学生和教师可以随时以相应的用户身份登陆学习系统，只有通过对自主学习系统的管理，才能够有效掌握学生学习的进度和效果。了解网络教学资源的利用情况，了解是否需要添加新的学习资源，哪些学习资源的利用率高，哪些是不适合学生的学习内容，这些都是必须通过管理支持来实现的。在校园网络学习环境下，必须加强网络自主学习的管理支持能力，使得校园网络既能够发挥其应有的资源，又能够管理学生的学习状态、学习进度，使其成为网络自主学习的良好支持。因此，管理支持也是实现校园网络自主学习支持系统的必要支持形式。2.5 学习内容的内置支持在网络自主学习环境下，学生与教师之间的沟通相当少，除了技术上可以实现的远程交互以外，学生大部分学习时间基本上是与机器上的学习材料进行“沟通”。当前许多网络学习内容存在着内容僵化的问题，大部分内容是课本内容的照搬，远程自主学习方式存在许多不容忽视的障碍。其中最突出的是学习支持指导和交互性方面的相对缺乏。当前网络教育往往通过提高使用学习媒体的交互技术来提高学习中的交互程度，这无可否认是一种提高交互的方式，但是同时这也大大的增加了网络自主学习的成本，但是这可以在印刷教材和电子教材中采用内置的支持设计来解决这些问题。例如，在学习新内容之前，通过学习指引，使学生了解接下来要学习内容的概况，使得学生对新学习内容有概括性认识。有助于学生形成预期，用多少时间学习，用多少精力来学习等等。再如，通过带反馈的问题，学生可以在学习材料的引导下，思考关于学习内容的问题，通过思考后问题的反馈，反思自己的思路和学习效果，也就是通过问题的反馈真正实现与学习内容之间的交互。因此，学习材料必须具有非常有效的支持性，使得学习内容才能够真正促进学生的自主学习，学习内容的内置支持也是实现校园网络自主学习的必要支持形式。3、校园网自主学习支持系统设计3.1 交互支持设计无论是传统教学过程还是基于网络的教学过程，交互都是最重要的环节之一。尤其是在网络自主学习环境下，设计良好的交互支持是顺利完成学习过程的关键。评价与反馈是教学中不可或缺的环节。目前网络环境下教学的评价方式仅限于教师对学习者作业和考试的评价，很少考虑学习者自身的评价、同伴的评价，而这两种对于学习者获得学习成就感非常有效。因此，网络环境下的交互支持应该着重设计教师与学生评价与反馈的方式，设计基于案例和问题解决型的练习在评价时给出适当的分析评语，使学习者及时得到反馈信息，将学习者之间的讨论也作为一种重要的交互方式来设计。教师与学生之间的交互包括教师的在线答疑、师生讨论等。教师应该注意在交互中教师对讨论活动的组织指导和对学习者学习活动的关注。5网络环境下自主学习支持系统的交互支持是外部支持。外部交互包括教师和学生之间通过电子邮件、留言板进行交互，老师可以使用留言板来发布信息、布置任务、补充课程材料，学生们使用留言板和电子邮件开展与学习内容相关的讨论。学习内容内置的交互支持包括反馈的问题、任务概念等，这些内在的交互都有助于学生自主学习的开展。3.2 资源支持设计在网络学习环境中建立一个丰富而有效的资源库是开展自主学习的前提。它把文字、图形、影像、声音、视频、动画和其它多媒体教学软件的先进技术有机地融合在一起，可以为学习营造图文并茂，形象生动逼真的模 拟与仿真情境。学习者不但可以在网页上获取学习内容，还可以在资源库中找到自己感兴趣的知识图片、视频等相关资料，实现通过网络自主探索和研究学习。3.3 导航支持设计网络环境能够提供丰富的超媒体资源，为学习者创造出了自主控制的学习环境。然而，如果缺乏导航支持，就会使一些学习者迷航，从而降低学习的效率。久而久之会使学习者的信心受到影响，良好的导航支持可以帮助学习者了解学习该内容所需要的知识水平，学习进度和学习方法。支持学习单元之间的查询、检索功能，系统可以记录学习者的学习路径、学习心得，加入课程学习的帮助系统，使缺少网络知识的学生也可以根据提示轻松操作学习系统。网络环境下导航支持设计包括：1、知识结构导航,用结构图的方式表现各个知识点以及各模块的组织结构,并标注学习者当前所在位置；实现各个知识点的链接，为使学习者对知识点有个整体的印象，呈现导航图。2、启发式导航, 在呈现导航的具体内容之前,启发学生思考与导航的目的最相近的一些问题,使自主学习者在不用浏览具体导航内容之前已走出迷航状态,且有助于提高学习者学习的主动性与积极性。3、历史记录导航,将自主学习者操作的路径记录下来, 以超连接、下拉菜单、对话框等形式将学习者访问过的路径呈现出来,让学习者随机回到任一他已经学习过的地方。4、学习内容导航,如:设计带反馈的问题,鼓励学生向自己提出对学习内容的理解或掌握情况等方面的问题,通过反馈促进学生反思对某一问题的认识和处理；制定学习任务和目标,这是一种基于学生进一步活动的需要而设的支持设计。3.4 管理支持设计网络环境下学习管理系统包括学习资源的管理、成绩管理、教学管理以及教师管理等。网络环境下的自主学习强调学生学习的个性化，因此每个学生的学习进度、学习路径、学习内容都不尽相同。基于网络的自主学习支持系统只有具有强大的管理支持功能，才能有效的为自主学习服务。管理支持包括作业管理模块、用户管理模块。学生可以通过作业管理模块提交作业，获取作业批改结果，并根据教师建议来修改和编辑作业。经过教师与学生的交互，最后教师对最终作业结果做出评价，用户管理模块负责管理用户信息包括用户注册信息、学习记录等。3.5 学习内容内置支持设计在自主学习中，最普遍的交互形式是学习者与学习内容之间的交互。由于在网络环境下学生与教师之间的交互相对较少，因此，学习内容必须具有非常有效的支持性，并且成为自学材料的必要组成部分。学习材料内置的支持设计是对有关内容的补充。例如计划安排、说明、目录、任务、摘要、导读、目标、所学内容回顾、学习指引等等。学习内容的内置支持也提供了一部分导航支持和交互支持。同时，在自主学习环境系统中，教师因素、社会人文因素、学生的认知风格和学生对于所使用技术的熟悉程度都会影响自主学习的效果。因此，在设计支持系统时也尽量使这几个因素在学习效果中表现出来。63.6 支持校园网络自主学习的系统模块设计网络自主学习支持系统导航支持导航器内置导航资源导航交互支持内置交互电子邮件管理支持持作业管理用户管理学习导读样例反馈问题任务概念图指引学习内容内置支持资源库图2 网络自主学习支持系统4、支持系统的实现图3 地理知识网络自主学习主页如图 3是基于中小学地理知识的网络自主学习网页首页，主要包括五个部分：网站首页、BBS、论坛、学习资源库、管理员入口、学习记录导航、自学园地和在线测试。在此支持平台上，可以实现交互支持、管理支持、资源支持、导航支持，以达到支持学生自主学习的情感动机，促进元认知的发展与应用，促进自主学习的实现。4.1 交互实现交互技术能使教师和学生、学生和学生之间能同步或异步地进行交流，如提问、讨论等。它能克服单项式的教学的不足，活跃教学气氛，提高教学效果。目前实现的交互主要有同步交互和异步交互两种。在校园局域网环境下，学生可以在规定的上课时间或者约定的特定时间与教师同学进行面对面的交流，解决一些问题，因此，在校园局域网环境下的进行交互设计主要是针对异步交互，即如何在学生自主学习的过程中，最大程度的支持学生的学习，并进一步为面对面的交互做准备。建立一个网站是开展网络自主学习的首要条件，因此，首先要设立课程讨论区。针对每个学生，根据他登陆系统的学号，提供个性化的登陆界面，系统提供给他所有学习资源以及课程的辅导。点击进入具体的某门课程即可得到该课程的相关资源。如课程介绍、课程大纲、教师介绍、作业公告等。其中包括课程、BBS 栏目学生可以通过WEB方式发表问题，教师可以对问题进行回复，利用BBS的强大功能尽可能的满足师生的答疑活动需要。随着因特网的普及， 师生熟悉E-MAIL的程度远比其他网络应用来得熟练。 因而，相对于BBS讨论区方式，E-MAIL答疑方式显得更简单易用，并且会收到意想不到的效果。4.2 管理实现支持系统提供会员登陆区，每个老师和学生都可以拥有自己的用户名和密码，不同的用户拥有不同的权限。对于管理员，可以查看一切用户资料，对支持系统提供的内容进行更新，查看教师回复学生问题的次数和数量，查看教师登陆支持系统的次数和时间，以便进一步了解教师与学生之间交流的程度。管理员和教师还可以查看学生的学习历史记录及时了解学生的学习进展情况。第一次使用本支持系统的用户还可以使用匿名登陆的方式，查看空中电子课堂的内容，但是不能够使用留言板和 BBS系统的留言功能，系统对其学习路径不作记录，关闭系统平台后其信息自动删除。4.3 导航实现在系统支持平台中，有学习记录导航这一部分。学生在使用用户名登陆后，单击学习记录导航按钮，就可以进入历史记录，查看自己学过的知识内容在支持平台的主页面上学习记录部分，可以查看在过去某一时间段内所学习内容的知识点，作为知识点导航的一种方式， 进入学习系统后，系统还提供地图式导航、 启发式导航和历史记录导航。学习者可以根据自己的需要选择不同的导航方式，具体实现设计还有待于进一步开发。4.4 学习资源实现系统支持平台最重要的一个部分是学习资源库。进入学习资源库，学习者可以选择不同类型的资源。如按照媒体呈现形式可以分为文字类、图片类、音频类和视频动画类资源。按照内容可以分为高考区内容、中学地理内容、小学地理内容、活动课程内容等。资源库中还提供在线测试内容，学习者可以在学习完一段内容后进行自我测试，了解学习的掌握情况。5、校园网络环境下自主学习过程模式通过对以上的分析总结出自主学习过程模式分为六步，在每一步骤中，指导者都参与了一些计划、分析、和模式执行中遇到的决策工作。第一步：进行学习前的准备。学习一开始，要做许多计划和决定。例如：指导教师首先确定为什么学习者会对学习感兴趣，学习环境如何帮助学习者学习，期待什么样的学习结果。通常都会注意学习环境的需求，并确定支持材料如文本、图片、视频、动画等等。其他的前期准备活动还包括工作笔记的准备，关于教学大纲、学习活动、参考书目、专门阅读材料等学习指引材料的准备。第二步：创建良好的学习环境。一旦学习过程开始了，就会有许多活动能够帮助确保良好的学习环境。这包括在BBS论坛中每一个学习者都愿意与其他学习者交流，不会因为被批评而不敢表达自己的观点。并且，通过公告栏介绍课程的内容，介绍支持系统的工具，使得学习者了解如何与其他学习者交流，并让教师与学习者能够在交流中熟悉起来。第三步：开展教学计划。自主学习这一过程是对将要进行的学习题目、学习活动、学习目的的准备。指导教师一般开展这些学习计划来描述要学习的题目、以什么样的顺序、通过哪些途径和技术来实现。这一种计划最终由学习者评价与采纳。第四步：学习活动的确定。设计这一步是为了帮助学习者确定他们想要学习的内容，他们将如何学习，以什么样的形式学习，学习活动什么时候发生，通过调查了解使用什么样的学习策略。通过使用学习计划书来证明各种学习活动，帮助学习者学习目标，培养他们更强的学习控制力。学习活动可以采取相互阅读日志，以便学习者可以综合分析、反思他们学习的知识。第五步：坚持学习，并监控学习过程一旦学习计划制定好，下一步就是坚持学习并监控学习过程。在这个过程中，学生可以自行选择学习方式，如案例学习、在线讨论和个人研究等。在执行学习计划的过程中，教师要与学生定期交流，使得教师对学习者的学习过程进行监控，并进行评价，这样可以在需要的时候提出建议，进行学习的调整。第六步：评价学习结果在自主学习过程模式中，第六步也是最后一步，就是评价学习者的学习结果。在这里，重点是帮助学习者阐明他们学习目标以及其标准。这个“标准参考评价”过程允许学习者从多个角度记录自己的学习的结果，同时明白自己掌握的内容。12在自主学习过程中，最关键的部分就是通过创造一个学习经验以及学习需要的教学系统来促进学习。在需要时，帮助学习者具有更强的学习过程控制力，使教学方法和教学技术多样化，强调积极的学习，所有这些都会有效地促进自主学习的成功发生。6、结语本次校园网络自主学习支持系统的设计目的就是为了满足当前中小学校园网自主学习环境设计的需要。本文从分析自主学习系统为设计基础，从而提出自主学习的外部支持进行设计的思想。通过校园网络这一特定的学习环境，为自主学习提供一个支持系统，包括学习内容的情景支持，学习资源的组织形式和构造方式，知识的结构体系，学习平台和创作平台，实验平台，知识水平测试系统和质量保障体系等。校园网环境自主学习的支持系统，技术上通过外部的支持系统和在印刷教材和电子教材中采用内置的支持设计来实现自主学习外部条件。校园网络下的自主学习为学生提供了自我的舞台，使学生能够实现真正的个性化学习。参考文献：1 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