金泉元

(南京航空航天大学国际合作交流处,210016)

1 信息化环境的整体规划设计

利用最新的科学技术和设备，兼顾先进性、实用性和可行性，我们研究设计了实时宽带交互式多媒体教学与网络管理，同时还具有自动控制和智能操作等现代化多功能的教育技术应用系统。该系统能实现多教室、多数据流的同时在线进行VOD点播、所有教学端点的远程控制、多种教学资源高度整合的功能。系统实现了现代教育技术、网络信息技术、多媒体技术、现代控制技术、数字视音频技术等多种技术在教学和教学管理上的应用，系统采用了万兆级的网络交换设备，功能完善的多媒体教学与管理系统，是一个国内目前已知的最先进的现代教育技术应用系统。

系统包含主要内容有中央监控系统、多数据流数字VOD点播系统、教学管理与教学评估系统、远程接收控制及管理系统、互联网接入系统和多媒体教学资源制作与大容量存储系统等。

1.1 中央监控系统

中央控制系统是整个多媒体教学与管理系统的核心，该系统可通过主控计算机实现在某一时刻对任何一个多媒体设备进行自动操作；中心控制室与各多媒体教室之间具有对讲功能，且双方都可以随时主呼和被呼；中心控制室具有强制播放功能，即在必要时能中止多媒体教室设备的运行，对某个或全部的媒体教室统一播放指定内容；中心控制室能够随时观察任一个多媒体教室的设备状态和教学情况，能遥控各教室的摄像机做水平和俯仰运动，以及进行变焦等调整。通过中心控制室的控制计算机可对各多媒体教室的情景图像进行存贮和处理；中心控制室可进行定时巡视并可任意指定某监视器对某几路摄像机摄取的信号进行自动切换，可实现顺序切换和任意分组切换，实现自动切换的时间间隔可在120秒内自动控制。具备电子考场功能。

1.2 数字式VOD点播系统

VOD点播其实质就是共享网络上的各种资源基于Windows2000的树形结构网络，让客户端来调用主VOD服务器上的文件。负责整个网络的整体控制和资源调度的工作。形成了一个以主VOD点播服务器为中心，向下连接多个教室的多媒体教学网络。

系统采用高速大容量服务器，并配有万兆级交换机，将VOD点播系统和多媒体教学双向控制系统有机的融合在一起（视频流可达并发300路）。实现所有联网计算机在同一时间对同一个教学资源库中的音像资料或教学课件进行互不干扰的即时点播。此系统可方便将教师制作的各类教学课件内容实时的播放到每一个点，实现交互式教学，扩大了教学内容。

利用VOD系统的双向视频传输特性和网络特性，我们可以开展多种形式的教学：

1.2.1 视频点播教学

将各科优秀教师的多媒体课件、电视教材、直播课程、现场实验示范等采编存入VOD系统，教师可在终端机上，通过点播界面，自由点播这些视频资源进行教学。此外，由于VOD系统支持多用户点播而互不影响，所以不同地点的老师可以同时点播相同教学内容来进行教学，并分别对播放进程进行控制。

1.2.2 自主学习

在VOD系统中，可以充分发挥学生的自主性：学生可以根据自己的学习情况，在寝室、图书馆、计算机机房甚至家里，自由地选择多媒体课件、老师讲课录像等进行学习，以增强学习的自主性和主动性；学生还可以点播自己感兴趣的内容进行补充学习，拓宽知识面；在学习过程中，学生可以按照自己的学习进度，对播放过程进行控制，营造出一个相对个性化的学习环境，达到最好的学习效果。

1.2.3 远程教学

和Internet整合在一起的VOD系统可实现跨地域的远程教学。将优秀教师的讲课录像放到VOD服务器上，学习者可以远程点播这些录像，进行在线学习；也可以先把录像下载到本地服务器上，然后在当地的局域网范围内点播学习。

利用VOD系统开展远程教学它的视频传输特性好，是一般的网络教学达不到的。此外，VOD系统的视频传播是双向的，学习者可以根据自己的具体情况，自行安排学习时间，这是VOD教学明显优于广播电视教学的地方。

1.3 教师管理与教学评估系统

为不断提高教师的教学质量，改善教学质量监控手段，研制了教师管理与教学质量自动评估系统。该系统是一个开放管理系统，可按照学校制定的教学质量评价标准对讲课教师自动评价打分，用来实现对教师的信息进行存档管理及满足用户所需的实际运作。

1.4 视音频教学系统

中心控制室可直接接收卫星传送的远程教育节目，并向任何一个多媒体教室播放，需要时可随时录制录像带或刻制光盘。中心控制室与有线电视网相联，以便播放和录制相关教育电视台的教学内容。通过校内闭路电视系统将电教中心的演播室传送来的教学内容转播到各多媒体教室，并实现交互式讨论。

1.5 互联网接入系统

中控室的中央控制系统通过交换机将数字化视音频系统、VOD点播系统和校园网系统联成一个统一完善的大系统，并在交换机上通过路由器、防火墙等设备联接互联网，实现网络资源的相互传递、调用与共享。

1.6 教学资源库

要发挥建成的现代教育技术应用系统的作用，建设一个多元化的教学资源库是至关重要的。为此，在系统建设和使用过程中一定要建立磁盘阵列、光盘库及镜像系统，构成内容丰富，形式多样的教学资源库，为教师和学生提供丰富多彩的教学和科研信息及资料。

2 教学资源整合

2.1 现代教育新模式

现代教育技术是运用现代教育理论和现代网络信息技术与多媒体技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，实现教学过程和教学资源的整合优化的理论与实践。现代教育技术在教学过程中的运用，必将对原有的教学模式产生一次革命性变革，并将进一步促进教学效率和教育质量的提高。

传统的计算机辅助教育概念，不能表达信息技术对人类教育的深刻影响，信息技术与课程整合将是一个新的研究领域，是教育发展与改革的必然趋势。信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。 学与教的活动要在信息化环境，即多媒体计算机、多媒体课堂网络、校园网络和互联网络等中进行。

把课程内容编制成电子文稿、多媒体课件、网络课程等，教师用来进行讲授或作为学生学习资源。这样，把课程内容转化为信息化的学习资料。利用互联网技术使可共享的信息化资源，作为课程教学的素材资源，丰富课程内容，使其更具先进性。如数字处理的视频资料、图像资料、文本资料等作为教师开发或学习创作的素材，整合到课程内容相关的电子文稿、课件之中，整合到学习者的课程学习中。

利用文字处理，图像处理、信息集成等数字化工具，对课程知识内容进行重组、创作，使信息技术与课程整合不仅只是向学生传授知识，让学生获得知识，而且能够使学生进行知识重组和创造。整合是指信息技术与课程的内容，课程的结构，课程实施等有机的整合，把信息技术融合到课程的有机整体中。同时整合也是对个体特征的继承，被整合后的两个个体仍继承各自的特征，而又体现了个体的要素的交叉与融合。

2.2 信息技术应用与教学资源整合

现代教育技术应用使得我国高校教育发生了巨大的变化，然而研究国际先进经验和国内教育改革实践可知，要实现教育的最优化，教育技术应用仅仅停留在媒体技术阶段是远远不够的。目前教育技术应用正朝着计算机多媒体技术、网络信息技术、远程教学技术等现代高技术方向发展。但时至今日，我国多数高校现代教育技术应用尚存在实现方式相互分离的问题。

随着理论和实践知识的不断扩展，教育的内容也在不断的复杂化，因此现代教育过程由教师、学生、教育内容等要素构成已不完整，必须增加现代教育技术这个因素，才能取得最佳的教学效果，可以说教育技术的应用是教育现代化的重要标志之一。所谓教育现代化，是指综合应用各种现代信息技术建立一种不仅适应现代社会、经济、科技发展的要求，同时培养创造型人才为目标的教育技术应用和管理系统。这个系统应该能为教师、学生提供一个良好完善的、在任何地方、任何时候都能自主的选择适合自己的多种灵活的备课、授课和听课的方式。这就要求现代教育技术应用系统对各类教学信息能够进行集中处理和可以自由或受控制的分散使用，并且对教学的各种实现形式进行必要整合，只有这样才能实现各种教学信息的综合处理和自由点播，才能将以前分散的由计算机中心控制的计算机网络、电教中心控制视听教学网、多媒体教室等都科学合理的集成到一个系统中。

2.3 整合的目标追求

信息技术与课程的整合，将影响人类对信息技术的传统观念的改变。传统观念认为信息技术主要是作为知识的展示工具，教学的辅助工具，没认识到信息技术构建信息化学习环境，作为学习者的强大的认知工具的功能。信息技术与课程整合，其目的仍然是促进人的发展，即培养学生具有良好的信息素质、培养学生掌握信息时代的学习方式。

信息素养是指信息技术的应用技能，对信息内容的理解能力，以及运用信息，具有融入社会的态度和能力。在信息化学习环境中，人们的学习方式发生重大的变化。学习者的学习不是依赖于教师的讲授与课本的学习，而是利用信息化平台和数字化资源，教师、学生之间开展协商讨论、合作学习。并通过对资源的收集利用、探究知识、发现知识、创造知识、展示知识的方式进行学习。因此，通过信息技术与课程的整合，要使学生掌握信息时代的学习方式。利用资源在数字化情境中进行自主学习。学会利用网络通讯工具进行协商交流，进行实践创造的学习。

信息技术与课程的整合，将有利地改善学习，革新传统的教学观，改善学习者的学习方式，改善学习资源和学习环境。信息技术与课程整合的根本目的是为了改善学习，提高学习效率。信息技术与课程整合，正是要把信息技术与课程全方位地融合，根据课程目标和学习目标，真正地根据这个原则选择信息技术，才是最根本的整合原则。

2.4 信息技术与课程整合的模式

信息技术与课程的整合，应是信息技术作为教学结构的有机组成部分来考虑，根据信息技术的优势，利用其多媒体信息集成技术、超文本技术、网络技术等优势特点来整合。构筑数字化学习资源，实现学习方式的变革，从被动接受式学习真正转变为自主学习和有意义学习。信息技术与课程实施整合，将带来教学要素的重新建构，从以教师为中心的讲解传授的进程，转变为探索发现进程，转变为学生自主学习，进行协商讨论、意义建构等以学生为主体的进程。信息技术与课程的整合，应是以学生为中心的革新化的学习，满足个体需要。

首先利用信息化学习环境和资源创设情境，可以培养学生观察、思维能力；培养学生自主发现、探索学习能力；借助信息工具平台，进行创造性实践，培养学生信息加工处理和表达交流的能力。其次借助人机交互技术和参数处理技术，建立虚拟学习环境，培养学生积极参与、不断探索精神和科学的研究方法。第三创造机会让学生运用语言、文字表述观点思想，形成个性化的知识结构；组织协商活动，培养合作的精神。第四通过形成性练习、作品评价方式获得学习反馈，调整学习的起点和路径。提供学习者自我评价反馈的机会。第五信息技术与课程整合，是把其作为信息技术与课程实施整合。信息技术作为教师教学工具，主要是作为知识呈现工具、师生通讯交流工具、测评工具、以及情景展示工具等。

3 结束语

上述系统采用全新的视角和管理模式，重点解决了教育信息化应用中软硬件资源的整合优化及集中控制与分布使用等关键问题，使各种教育资源能合理调配、充分共享：通过优化设计，应用较少的设备，完成了较多的功能，提高了设备利用率；将诸多分散的系统用网络连接，通过自主研发的软件控制形成统一系统，并实现操作自动化、管理智能化、使用多元化；建立了包括教学、助学、自学、管理、评估、测试等共用型系统。逐步实现了自主的、个性化的学习，改善了教学环境。