第二章第二章 信息化教学环境与系信息化教学环境与系统统第二章第二章 信息化教学环境与系统信息化教学环境与系统 主要内容主要内容2.1信息化教学环境概述2.2视听演示型教学系统2.3多媒体网络教学系统2.4虚拟仿真型教学系统2.5E-Learning教学平台2.6交互式电子白板系统2.1信息化教学环境概述信息化教学环境概述l2.1.1 信息化教学环境的概念l2.1.2 信息化教学环境的类型 l2.1.3 信息化教学环境的特点2.1.1 信息化教学环境的概念信息化教学环境的概念学术界关于教学环境概念的界定：（1） 教学环境主要指由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所。（2）教学环境是课堂内各种因素的集合。（3）教学环境就是学校气氛或班级气氛。（4）教学环境是由学校环境、家庭环境和社会环境共同构成的学习场所。（5）教学环境主要指学校教育环境。2.1.1 信息化教学环境的概念信息化教学环境的概念本书中的界定：l教学环境：影响教学活动的各种情况和条件的总和，包括显性环境和隐性环境两部分，显性环境主要包括教学仪器、设备、教室内外等物理设施，隐性环境则包括教育理念、教学氛围、习惯、规范、人际交往氛围以及心理适应等。 l信息化教学环境就是运用现代教育理论和现代信息技术所创建的教学环境，是信息化教学活动展开的过程中赖以持续的情况与条件。这种教学环境包含在信息技术条件下直接或间接影响教师“教”和学生“学”所有条件和因素，是硬件环境、软件环境、时空环境、文化心理环境等条件和因素的集合。 2.1.2 信息化教学环境的类型信息化教学环境的类型l信息化教学环境包括物理教学环境、信息资源环境、人力资源环境及人际关系环境等。 l从技术和活动方式的角度看，信息化教学环境可以分为课堂教学环境、视听传播环境和网络教学环境等类型。l从教育传播的角度看，教学环境的构成要素一是时空结构，二是空间容量，三是媒体装备。 同步（同步（Synchronism）异步（异步（Asynchronism）同地同地个人个人PC-CAI、放像机、虚、放像机、虚拟现实等等教科教科书、电子笔子笔记本、本、电子辞典等子辞典等小小组讲授、授、讨论、录像放映等像放映等录音、音、录像、像、练习等等群体群体多媒体多媒体课堂，网堂，网络教室等教室等电子子阅览室、教学局域网等室、教学局域网等众体众体影院、会堂、影院、会堂、报告告厅等等图书馆、学、学习资源中心等源中心等异地异地个人个人电话、电话、网、网络视频电话等等E-mail、电子子查询、网、网络信息信息检索索等等小小组聊天室、聊天室、电子子论坛等等电子座、子座、E-mail、网、网络课件件群体群体视频会会议、虚、虚拟教室等教室等BBS、校园网、网、校园网、网络课程、虚程、虚拟学学堂等堂等众体众体广播广播电视、视频会会议系系统等等Internet、互、互联网、数字网、数字图书馆、电讯新新闻组信息化教学环境的应用类型 2.1.3 信息化教学环境的特点信息化教学环境的特点l教学信息多媒体化l学习资源共享化l学习活动合作化l自主学习个性化l教育管理自动化2.2视听演示型教学系统视听演示型教学系统l2.2.1常规媒体教学系统l2.2.2语言教学系统l2.2.3多媒体演示教室l2.2.4微格教学系统2.2.1常规媒体教学系统常规媒体教学系统l“录音投影”教学系统 l教育广播电视系统l校园视频点播系统“录音录音投影投影”教学系统教学系统球面反光镜溴钨灯新月透镜纹透镜银幕反光镜放映镜投影片教育广播电视系统教育广播电视系统l卫星电视教学系统l有线电视教学系统发射天线星载转发器接收天线卫 星接收站上 行发射站测控站校园视频点播系统校园视频点播系统lVOD（Video On Demand）视频点播,也称交互式多媒体视频点播业务，它是能根据用户需要随时点播提供视频服务的一种交互式电视广播业务。VOD是集动态影视图像、静态图片、声音、文字等信息为一体的，为用户提供实时、高质量、按需点播服务的多媒体通信业务。 2.2.2语言教学系统语言教学系统l听音型语言教学系统l听说型语言教学系统l听说对比型语言教学系统l视听型语言教学l视听说对比型语言教学系统图2-6 AVC型语言教学系统示意图2.2.3多媒体演示教室多媒体演示教室l多媒体演示教室，又称为多媒体电教室，是指多种教学媒体汇集在一个教室内，以利于开展多媒体组合的教与学活动的系统。l多媒体演示教室主要供教师使用，媒体起辅助教师教学的作用，充当教师上课的教具。 l多媒体演示教室的教学功能：便于教师利用多种媒体辅助教学活动；教师能利用多种媒体组和优化教学过程，突破教学重点、难点，提高教学质量与效率；使课堂图文并茂，能有效激发学生的学习欲望，易于学生对知识内容的理解。多功能型多媒体演示教室便于观摩示范教学，而且还能够扩大教学规模。能用于开展新型教学模式的教学实验与研究。能用于多媒体学术报告、专题讲座等活动。通过学习反应信息测试分析系统，能用于课堂教学效果的研究和分析。标准型多媒体演示教室 2.2.4微格教学系统微格教学系统1微格教学及其环境l微格教学（Micro-Teaching）意为微型化教学，通常又称为“微型教学”。l它是由美国斯坦福大学艾伦（D.Allen）教授等人创立的一种利用现代教学技术手段来培训教师的实践性较强的教学方法。l艾伦教授认为“它是一种缩小了的可控制的教学环境，它使准备成为或已经是教师的人有可能集中掌握某一特定的教学技能和教学内容”。l它是借助现代教育技术设备摄像机、录像机、全场录音系统、视音频摇控系统、视音频切换机等，对学生进行某项专门训练，使学生掌握某种技能技巧的小规模教学活动。模拟室观摩室控制间声锁间准备室微格教学系统示意图 2微格教学的一般过程（1）受训人员作为“模拟教师”，部分真实学生或受训者的同学作为“模拟学生”，组成“微型课堂”。（2）确定要培训的技能和训练目标，组织观摩微格教学片或进行现场教学示范，并组织学习讨论。（3）把教学技能分解成若干个环节，学习者根据技能训练目标选择片段性课程内容，进行教学设计并编写微格教案。（4）在微格教室内利用10分钟左右的时间进行模拟教学实践，主要训练掌握目标规定的某项教学技能。（5）在微格教学的实施过种中，利用微格教室的视听设备将教学实习过程记录下来。（6）通过视频系统重播录像内容，指导教师组织学生进行讨论，对实习训练进行反馈评价和分析。（7）根据反馈意见修改教案,重新组织试教并进行再评价，单项教学技能训练告一段落后，要有计划地展开综合教学技能训练,直至各种教学技能融会贯通。 3微格教学的特点（1）学习目标明确、具体。（2）学习规模小、参与性强。（3）教学过程声像化、反馈客观及时。“训练课题微型化，技能动作规范化，记录过程声像化，观摩评价及时化”2.3 多媒体网络教学系统多媒体网络教学系统 l2.3.1校园网及其应用 l2.3.2多媒体网络教室l2.3.3网络视频教学系统 2.3.1校园网及其应用校园网及其应用l1校园网的组成结构l2校园网的基本功能l3校园网的教学应用校园网的组成结构校园网的组成结构（1）服务器（2）工作站（3）网络互联设备集线器（HUB）交换机（Switch）路由器（Router）网关（Gateway）防火墙（Firewall）（4）网络传输媒质校园网的基本功能校园网的基本功能（1）信息发布（2）教学应用（3）管理应用（4）科研应用（5）数字化图书馆校园网的教学应用校园网的教学应用（1）网络教学支持平台具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、作业布置与批改、题库维护、组织考试与活动、试卷分析等功能。具备支持学生选课、学习、递交作业、提问、讨论、实验、资料查阅、考试等功能。具备支持基于流媒体的网络实时与非实时授课系统。具备支持教务人员进行学生管理、课程管理、资料管理、教学质量分析等功能。具备支持教师通过各种网络工具，相互之间或与外校的教师之间进行教学方法、教学艺术的交流与探讨。具备支持连接Internet，实现远程教育。（2）教学信息资源库2.3.2 多媒体网络教室多媒体网络教室l多媒体网络教室的构成l多媒体网络教室的类型l多媒体网络教室的功能l多媒体网络教室的应用 1.多媒体网络教室的构成多媒体网络教室的构成l计算机网络系统：在教室范围内的局域网 l网络教学控制系统：硬件型、软硬结合型和软件型l教学资源系统：辅助备课资源库、学习资源库和资源搜索工具学生机服务器教师机学生机.学生机Internet图2-12 多媒体网络教室构成图2.多媒体网络教室的类型多媒体网络教室的类型l纯硬件多媒体网络教室l纯软件型多媒体教室l软硬结合型多媒体网络教室3.多媒体网络教室的功能多媒体网络教室的功能 （1） 广播教学（2）电子教鞭（3）远程控制（4）转播教学（5）屏幕监视（6）遥控辅导（7）教学示范（8）分组讨论 4.多媒体网络教室的教学模式多媒体网络教室的教学模式（1）授课模式（2）自主学习模式（3）小组讨论模式2.3.3网络视频教学系统网络视频教学系统l网络视频教学系统的功能l网络视频教学系统分类及特点 1.网络视频教学系统的功能网络视频教学系统的功能l网络视频教学系统是现代远程教学系统的重要部分，它一般有直播式、点播式、双向实时互动式三种应用方式。l“电大在线”：通过多种视频教学形式和丰富的视频教学内容来促进学生在线学习质量的提高，其中，“午间直播课堂”版块以“单向直播或双向互动”视频教学的形式进行课程的同步讲授与辅导，而“开放课堂（点播中心）”版块则是以“点播”视频教学的形式提供资源供学生进行自主的个别化学习。2.网络视频教学系统分类及特点网络视频教学系统分类及特点1按同步方式分类（1）实时网络视频教学系统l指利用计算机网络和多媒体技术将教师现场授课内容（语音、数据、图像）和过程制作成利于在网上传输的视音频媒体，并以现场直播的形式实时地将媒体内容传送到远端教室或学生的桌面系统上，供学生进行同步式学习的一种网络教学形式。（2）非实时网络视频教学系统l指利用计算机网络和多媒体技术将教师现场授课的内容和过程制作成利于在网络上传输的视音频媒体，然后将其存储在服务器上，以点播的方式呈现，供学生进行非实时学习的一种网络教学形式。 2.网络视频教学系统分类及特点网络视频教学系统分类及特点2按应用方式分类l单向直播式l点播式l双向实时交互式（1）单向直播式网络视频教学系）单向直播式网络视频教学系统统l单向直播式是一种实时的网络视频教学系统，由于信息传输是单向的，所以学生只能在特定的时间被动的接受视频教学的内容进行同步式学习，教学进度由教师来控制，缺乏交互性，但是它打破了传统课堂授课的空间局限性，师生在空间上可以是分离的。（2）点播式网络视频教学系统）点播式网络视频教学系统l点播式一般是将教师多次授课的内容和过程录制成多个视频，存放在网络的服务器上，学生可以不受时间和空间地点的限制，根据需要在任何时间和任何地点，自定步调的选择授课内容进行异步式学习。 （3）双向实时互动式网络视频教学系统）双向实时互动式网络视频教学系统l双向实时互动式是利用计算机网络和多媒体技术构建一个类似于传统课堂的实时教学环境（虚拟课堂），在这个教学环境中，教师和学生可以像在传统课堂中那样进行双向交流互动的一种网络教学形式。2.4 虚拟仿真型教学系统虚拟仿真型教学系统 l2.4.1 虚拟仿真教学系统概述l2.4.2 虚拟教室及其应用l2.4.3 虚拟实验系统及其应用 2.4.1 虚拟仿真教学系统概述虚拟仿真教学系统概述l虚拟仿真技术是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。l是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触等一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，相互影响，是一种人与通过计算机生成的虚拟环境可自然交互的人机界面。l组成：计算机硬件、计算机软件以及传感设备等l特点：计算机产生一种人为虚拟的环境，使人产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，给人一种“身临其境”的感觉。2.4.2 虚拟教室及其应用虚拟教室及其应用1虚拟教室的概念l虚拟教室（Virtual Class）是在计算机网络的基础上利用多媒体技术构建成的教与学的环境，可使身处异地的教师和学生相互听得着、看得见，以建构主义理论为基础，利用计算机多媒体技术、网络技术、现代通讯技术等构建的数字化网络教育支撑平台。2虚拟教室的特点（1）教学灵活性（2）地域不限性（3）适应创新教育需要（4）教学管理自动化 2.4.2 虚拟教室及其应用虚拟教室及其应用3虚拟教室系统构成l使用者部件l控制中心l教学资源库 使用者管理模块异步教学模块同步教学模块支持机制教学资源库使用者部件2.4.2 虚拟教室及其应用虚拟教室及其应用4虚拟教室教学应用l目前常见的虚拟教室有“基于视频会议系统的虚拟教室”、“二维虚拟教室”、“三维虚拟教室”等曲阜师范大学虚拟教室系统2.4.3 虚拟实验系统及其应用虚拟实验系统及其应用l虚拟实验是相对于真实实验而存在的，两者的主要差别在于：实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在真实实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的；而在虚拟实验中，没有以实物形态存在的实验工具与实验对象，实验过程主要是对虚拟物的操作。l虚拟实验系统是以教学理论、相似原理、信息技术、系统技术及与其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，采用“面向对象”思想创建的，能够实时操作的、非实在的实验空间。 1虚拟实验系统的类型虚拟实验系统的类型l本地虚拟实验系统l远程虚拟实验系统 2虚拟实验系统的特征虚拟实验系统的特征（1）开放性（2）实践性（3）经济性（4）安全性（5）跨时空性（6）多样性 3虚拟实验系统教学应用虚拟实验系统教学应用曲阜师范大学摄影仿真实验系统2.5 E-Learning教学平台教学平台l2.5.1 E-Learning教学平台概述 l2.5.2 E-Learning平台体系结构l2.5.3E-Learning教学平台产品 2.5.1 E-Learning教学平台概述教学平台概述1E-Learning教学平台的含义lE-Learning教学平台是基于互联网实现网络教学的必要条件，它是建立在网络基础设施之上的、用计算机网络编程实现的学习环境，它的后台是一系统程序和被程序组织起来的数据库，它的前台是网页界面。l从技术角度上讲，E-Learning教学平台是一个基于数据库的信息管理、发布系统，并以提供教学服务为原则；其用户通常分为讲授者、学习者和管理员；其学习管理系统主要是存放的以课程为单位的课件、试题库以及教学多媒体资源。lE-Learning教学平台一般分为两个层次：一是网络技术平台层二是教学应用平台层2.5.1 E-Learning教学平台概述教学平台概述2E-Learning教学平台的特点（1）知识的可重复性（2）知识的网络化（3）学习的随意性（4）学习的可跟踪性（5）学习内容保持及时、持续的更新 2.5.2 E-Learning平台体系结构平台体系结构互动教学系统智能答疑系统作业管理系统在线考试系统教学支持系统教学分析系统学习行为采集和分析学习质量评估学生网上课程开发系统网络课件生成工具教学资源管理系统教务管理系统相关应用系统接口ERP接口CRM接口操作系统平台教师2.5.3E-Learning教学平台产品教学平台产品l国外产品：BlackboardVirtual-UMoodlel国内产品：4A网络教学平台天空教室Web course in a boxBlackboard教学平台教学平台 东行记东行记Moodle 4A网络教学平台网络教学平台 天空教室天空教室 2.6 交互式电子白板系统交互式电子白板系统 l2.6.1交互式电子白板概述 l2.6.2交互式白板应用环境 l2.6.3交互式白板应用模式 2.6.1交互式电子白板概述交互式电子白板概述l交互式电子白板（Interactive Whiteboard）又称交互白板、互动式电子白板、互动白板或电子白板等。l交互白板是一个具有正常黑板尺寸、在计算机软硬件支持下工作的，既具有普通白板和联网多媒体计算机功能，又可以实现普通白板功能与计算机功能、软硬件功能与教育资源以及人机与人际多重交互的电子感应屏板。l交互电子白板由三部分构成：计算机、投影机、交互白板 2.6.2交互式白板应用环境交互式白板应用环境l1普通教室环境l2多媒体教室环境l3会议室、直播室环境1普通教室环境普通教室环境2多媒体教室环境多媒体教室环境3会议室、直播室环境会议室、直播室环境2.6.3交互式白板应用模式交互式白板应用模式l1. 课堂互动探究学习l2.课堂互动协作学习l3. 课堂互动实验平台 1. 课堂互动探究学习课堂互动探究学习学生个体交互式电子白板教师探究任务探究活动资源库其他课件2.课堂互动协作学习课堂互动协作学习学生个体交互式电子白板教师学习小组协作任务资源库其他课件3. 课堂互动实验平台课堂互动实验平台学生个体交互式电子白板教师记录软件摄像机资源库实验品4. 多媒体会议交流平台多媒体会议交流平台交互式电子白板白板软件会议人员资源库相关软件