基于軟件工程的網絡教育資源開發流程構建

王忠華　李艷麗

【摘要】根據軟件工程方法論和建構學習主義理論來設計與開發網絡教育資源,旨在建立起適應網絡教育和遠程教育快速發展步伐的網絡教育資源開發的一般流程模型,引導設計者和開發者以專業化方式合作開發高質量的網絡教育資源。

【關鍵詞】軟件工程;網絡教育資源;資源庫;開發流程

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2009)07—0111—03

引言

教育信息化推動了網絡教育、遠程教育的發展,相應地拉動了網絡教育的資源需求。網絡教育資源是保證網絡教育和遠程教育順利開展的重要支撐條件。因此,對網絡教育資源的質量和數量提出了更高的要求,迫切需要以工業化、流水線的方式開發出高質量的教育資源來適應這種高速增長的需求。因此,將軟件工程的思想和方法引入到網絡教育資源的設計與開發過程中來,有助于緩解目前這種資源供需脫節現象,減少資源的低層次的重復建設,可以滿足大眾終身學習的需求。

一 軟件工程概述

軟件工程(Software Engineering,簡稱為SE)是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的、高質量的軟件的學科。它涉及到程序設計語言、數據庫、軟件開發工具、系統平臺、標準、設計模式等方面。其基本思想就是將軟件當作一種工程產品來處理,從時間角度對軟件開發和維護的復雜問題進行分解,把軟件生命的漫長周期依次劃分為若干個相對獨立的階段,并給每個階段賦予明確而有限的任務。典型的生命周期階段可劃分為問題定義、可行性研究、需求分析、概要設計(總體設計)、詳細設計、編碼與單元測試、綜合測試、維護等八個階段,總體由軟件定義、開發和維護三個時期組成[1]。

從方法論的角度來看,軟件工程的核心方法有如下幾種:①自頂向下逐步求精的設計方法;②模塊化的程序設計方法;③結構化的程序設計方法;④標準化的程序設計方法[2]。軟件工程和教學設計一樣,都體現了一種系統方法的思想。采用軟件工程的思想和原則可明顯提高軟件的可靠性、復用性和可維護性。

二 軟件工程應用于網絡教育資源開發的可行性分析

在對網絡教育資源進行設計與開發時,一方面,網絡教育資源主要是用于網絡教育,要對資源中的教學內容及其呈現方式、教學過程及其控制進行全面的設計,即教學設計;另一方面,網絡教育資源又是一種計算機軟件,它具有從軟件定義、軟件分析、軟件設計、軟件實現到運行與維護的軟件生命周期,即具有從軟件提出到更新、淘汰的過程。因而也適用軟件工程的思想和方法。計算機軟件開發的具體過程及其組織應按照軟件工程的思想和方法進行。因此,網絡教育資源的開發和維護應按照軟件工程的思想和方法去組織、管理。作為一種有效的開發方法,應將教學設計的方法和軟件工程的方法有效地結合起來。以教學設計的方法對網絡教育資源的教學內容、教學過程及其控制進行設計,這是網絡教育資源設計的核心。在網絡教育資源開發的組織和技術方法上,則應遵循軟件工程的方法,例如,開發階段的劃分,開發過程的組織、實施,開發技術的應用等,都應采用軟件工程的思想和技術來提高開發效率、優化網絡教育資源質量。

三 網絡教育資源開發現狀分析

目前開發的網絡教育資源一般是針對具體的學科課程。既涉及到教學內容的教育性和科學性,又涉及到軟件實現的技術性和效益性。當前開發的資源過于依賴教學設計的思想,而忽視其作為軟件應具備的屬性,缺乏規范的軟件開發過程。網絡教育資源作為教學軟件具有教學性,但是不能夠以教學設計來取代教學軟件開發的一般過程。

網絡教育資源的開發是基于一定的多媒體著作工具基礎上的,需要多種專業人員的交流協作。而當前的資源開發主要是基于小組和個人,并且在實際的開發過程中,開發進程是隱性的,缺乏規范的管理和顯性的操作流程。過程的推進是沿襲教學設計的方法和步驟來進行,由此帶來一系列問題:如開發階段劃分不明晰、開發人員職責不明確、缺乏編寫“文檔”意識、資源更新緩慢、“老化”的資源循環使用、開發周期長等。從而致使開發效率和質量難以保證、各個階段獨立性差、開發過程的隨意性加大、資源的可靠性和可維護性差、利用率低等。這種個體化的開發模式難以適應人們增長的資源需求,難以適應當前資源系列化、規?；陌l展趨勢。因此,需要變革當前的開發模式來降低成本,提高質量和效率。迫切需要利用軟件工程的思想和方法來規范網絡教育資源的開發。本文基于軟件工程對網絡教育資源的開發的一般流程進行了顯性的探討。

四 基于軟件工程的網絡教育資源設計與開發的一般流程

網絡教育資源是需要長期建設與維護的系統工程。由于各種網絡教育資源面向的對象能力層次不同,因此所需設計、開發的網絡教育資源在類型、結構、功能上應有形式上的差異變動以滿足學習者個性化的學習需求。采用科學規范的軟件工程的概念、原理、技術和方法來開發、管理和維護網絡教育資源。在開發過程中,對設計與開發的網絡教育資源不斷測試、更新、升級和維護。資源的編輯制作及入庫操作也需要遵循相關的標準,以便于對資源的共享維護以及用戶對資源的查找和使用,提高資源的使用效率。

網絡教育資源開發應包括需求分析、教學設計、結構和功能設計、素材編輯制作、教學應用等階段。網絡教育資源設計與開發的一般流程如圖1所示。

1 需求分析

需求分析是一切工程設計開發的起點,是軟件工程中重要的一環。通過需求分析可以了解市場和用戶需求,還可以通過分析,整合優勢資源,從而避免低水平的重復建設。

需求分析的結果,直接影響著設計階段各種媒體的選擇、策略的制定和情境的創設。只有掌握了教學的需求,才能了解學習者的狀態,決定資源的主題和類型,形成資源開發提綱,完成對資源的整體規劃。

2 教學設計

設計階段是在資源開發提綱的基礎上進一步具體化,即作資源的教學設計。體現了軟件工程中自頂向下逐步求精的設計方法。這個階段問題的中心在于“如何總體設計并具體實現資源”。針對知識主題類型及其知識結構體系來選擇相應的教學策略、相應的媒體表現形式,確定學習者控制的交互類型與反饋方式,創設適宜的學習情境。

教學設計就是要依據教學目標和學生的特點,對資源內容進行詳細的分析和處理,找出相應的知識點描繪成知識地圖。對教學順序、呈現和控制策略進行組合,從整體上對資源的呈現策略和控制流程給予規劃和安排,將知識點放入資源的流程框架中,形成總體方案。

3 結構和功能設計

結構和功能設計是網絡教育資源設計與開發過程中最重要的一環,與軟件工程中結構化的程序設計方法相對應。結構和功能設計就是對網絡教育資源各個教學單元模塊的框架結構、資源內容組織編排及其教學的功能進行設計。在研究網絡教育資源的教學內容和教學環節的基礎上,先設計整體結構,再設計每個集成單元的結構,最后對基礎素材進行設計。

由于網絡學習者對網絡教育資源具有路徑依賴性,因此開發出的資源應具有明確、清晰的框架層次結構,符合教學內容的內在邏輯體系、學生的認知結構和思維習慣。提供相應的導航設計來避免信息迷航。由于網絡中的資源信息通常是分塊呈現,因此信息塊的大小要在學習者理解和記憶的限度以內,然后按照一定的結構進行組織。

4 界面設計和腳本設計

通過編寫文字腳本和制作腳本這些標準化的“文檔”來規范資源的編輯制作過程。腳本可作為編輯制作基本媒體素材的依據,同時可以理清設計思路。通過界面設計來美化界面布局,對細節進行優化,使資源更加人性化,增強資源的視覺沖擊力來增強學生學習興趣和自主學習的積極性。

5 資源的編輯制作與入庫

參照軟件工程的標準化的設計方法,資源在編輯制作階段應制定統一的參照標準,以便于后期的資源入庫和維護?？梢愿鶕医逃恐贫ǖ摹冬F代遠程教育資源建設技術規范》進行資源的開發。實質上是運用網絡開發工具,將設計思路以文本、音頻 、視頻、動畫、虛擬現實和多媒體應用程序等可視化的形式呈現出來并集成于Web應用程序之中[3]。

在資源的編輯制作過程中,可以先制作基礎素材,再根據教學設計方案制作集成素材,形成不同類型的課件、網絡課程等。在網絡資源編輯制作過程中,可以隨時根據需要,運用有效的評測手段和其他的反饋手段來測試、判斷資源是否達到預期的目標,測試資源的可靠性、穩定性等技術指標。將制作好的資源按類型分類入庫。在入庫時,要對資源的屬性進行標注和預校驗,添加必要的索引信息,確保資源庫中數據信息的精確性[4]。

采用積件設計思想和模塊化的組織形式,可以將網絡教育資源庫構架為媒體素材庫、集成單元庫和課件庫三個層次結構。這符合網絡教育資源制作的基本過程,體現了軟件工程模塊化的思想?？v向和橫向都具有相對的獨立性、開放性和可擴充性,有利于維護管理和動態更新,實現資源的優化重組[5]。

6 教學應用

資源庫建設完成后就可以投入教學應用了。在應用過程中通過不斷反饋和修訂來對各個環節進行功能上的擴展、內容上的完善,對資源的質量水平作出價值性的判斷等。通過網絡教學的實踐進一步推動網絡資源建設的良性循環。反饋與修訂是一個動態的進程,需要不斷地總結和探索。

另外,在整個網絡教育資源的設計與開發的過程中,需要全過程按標準進行評價和管理。從項目一開始,設計者、開發者和用戶等需要共同明確最終資源的所有方面的一致標準,每個開發人員都應該清楚地知道怎么做,始終堅持用確定了的標準來有效地保證網絡教育資源建設的質量和效率[6]。

五 結語

本研究基于軟件工程的基本思想和方法,對網絡教育資源設計與開發的一般流程進行了探討,有助于在資源開發過程中規范操作,使開發人員能明確各個階段的任務分工從而簡化操作程序,提高教師網絡教育資源的開發能力,提高資源開發的質量和效率。

參考文獻

[1] 胡水星,俞力凡.基于軟件工程思想的多媒體課件制作應用研究[J].教育信息化,2005,11:62-64.

[2] 黃春花,劉遠軍.基于軟件工程的網上教學平臺的開發研究[J].科技資訊導報,2007,22:33-34.

[3] 劉志波,鬲淑芳.網絡課程的開發[J].現代教育技術, 2002,2:43-48.

[4] 馬秀峰,亓小濤.網絡教學資源庫建設研究[J].中國遠程教育,2004,2:55-58.

[5] 中山大學網絡教育資源制作與應用技術專題學習網站[EB/OL].

[6] 張軍征.多媒體課件設計與制作基礎[M].北京:高等教育出版社,2004:84-89.