著力打造信息化實驗教學環境 促進學科資源建設

孫宏根

在信息技術飛速發展的今天，網絡已成為人們獲取和發布信息的重要途徑。學生在網絡環境下進行自主性、合作性、探究性學習是21世紀學習的必然趨勢。學校建設網絡化學習環境是適應時代發展、大力培養創新性人才的重要舉措。

網絡教學是未來教學發展的一種必然趨勢。網絡教學有利于深化課堂教學改革、創建新型教學模式，有利于促進教師教育思想、教學內容、教學方法的變革，有利于培養適應當代社會發展需求的人才。網絡教學能創設豐富的教學情景，能促進學生創造性地學習。網絡教學拓展了學生的學習時空，讓他們可以在任何時間、任何地點接入因特網，實現隨時隨地學習。網絡教學能提供極強的學習交互性、協作性，學習者可參與同一專題的學習、討論、交流，達到學習效果最大化。在網絡教學中，網絡的搜索引擎功能所提供的大量多媒體信息和資料，不僅有利于學生對知識的獲取，而且大大拓展了學生的知識面。網絡學習資源海量、共享、易尋的特點，為學習者提供了便捷和多樣化的選擇。

當前，學校網絡環境還不能適應教學需求。近年來，學校信息技術基礎環境建設較快，學校普遍建成校園網絡，網絡覆蓋學校的每個角落。教室實現了“班班通”，而且裝備了多媒體教學系統，這些為學校網絡環境下的教學提供了基礎條件。但是，目前學校環境建設還處于起步階段，應用還停留在淺層次上，主要表現在：學生自主學習、師生互動學習、學生之間互相學習、教師之間互相學習尚不能滿足需求。

鑒于網絡教學的優勢與現階段學校網絡教學環境的現狀，特提出學校網絡環境的建設目標與建設策略。

一、學校網絡教學環境建設目標

學校網絡教學環境建設應從4個方面著手去完善。

1.構建功能強大的校園基礎網絡

建設一個集語音、視頻、數據等功能于一體的綜合性平臺，滿足學校對互聯網訪問的需求，滿足教師日常辦公的需求，滿足校園內部管理和多媒體教學的需求，滿足數字化實驗室等網絡高速連接的需求，并作為校園各類信息化服務的載體和對外信息發布、互動教學、遠程學習的載體。

2.構建功能強大的校園教學應用系統

建立數字電視系統，實現優質教學資源的網上直錄播及點播功能。

建立遠程交互系統，滿足校際、校內互動教學需求，實現面對面的溝通培訓，實現在線流媒體教學。精品課程、專題講座通過系統提供的會議錄播軟件進行點播。

建立多媒體教學系統，幫助師生高效完成教學任務，提高課堂教學效果。多媒體教學系統包括計算機、投影機、先進的交互式顯示設備、實物展示臺、中控操作臺等設備，能滿足教師在教室實施多媒體教學的各種需求，多媒體教學系統要增強教學互動性。

3.構建功能強大的教學實驗室

需通過兩種途徑實現：一種是將學校的計算機網絡教室拓展成多用途的教學功能室；另一種是將學科教學專用實驗室架設成網絡教學環境，實現學生自主、合作、交互式的學習。

4.構建豐富的教學資源

多途徑建成豐富的信息資源庫：文字資料庫、教學圖片庫、視頻庫、音樂音效庫、備課資料庫、電腦小課件庫、學習軟件等。

二、網絡化學科實驗室建設策略

構建功能強大的教學實驗室是學校網絡化學習環境建設的重要內容。網絡化學科實驗室建設的策略包括兩方面：一是計算機網絡教室的功能拓展；二是現有教室或實驗室的升級改造。

1.計算機網絡教室的功能拓展

計算機網絡教室(如圖1所示)是滿足學校信息技術學科教學需求的功能室，主要由教師計算機、學生計算機、交換機等設備組成，是學校普遍要求建設的功能教室。目前學校普遍建成了一定數量的網絡教室，且主要用于開設信息技術課，其功能相對比較單一，不能發揮最大效益。在滿足信息技術學科教學功能的基礎上，應將其功能拓展到多功能學科教學實驗室的范疇。

(1)語言教學教室：在計算機網絡教室的基礎上，安裝專用語言學習教學軟件，配置語言學習資源，配備高品質專用耳機，形成語言教學環境，供口語教學及測試使用。

(2)師生電子閱讀：在計算機網絡教室的基礎上，在服務器上配置電子圖書資源，安裝圖書閱讀工具軟件，使之成為電子閱覽室。

(3)數字化美術教室：在計算機網絡教室的基礎上，增加美術手繪畫板及繪畫學習教學軟件，形成美術教學環境，滿足美術繪畫教學需求。為美術教學提供一種新型教學手段，提高美術教學效果和學生學習的興趣。

計算機網絡教室還可拓展成語文、歷史等學科教學專用功能室，只要配置相關學科教學專用軟件和教學資源，即能實現相應功能。

圖1 計算機網絡教室

2.將現有教室或實驗室進行升級，打造成具有網絡學習環境的專用功能室

(1)教學網絡教室。在傳統教學教室的基礎上，班級配備一定數量的學習終端(計算機、平板電腦)。教師教學多媒體系統、學生學習終端與學校網絡管理、資源中心形成網絡，實現師生教學互動、學生自主學習及小組協作學習，提高教學效率。

圖2 科學實驗室

(2)數字化理科實驗室。在傳統中學理化生和小學科學實驗室的基礎上，根據需求(分組的要求)配備一定數量的計算機，并將這些計算機構建成網絡環境。這些計算機可以放到每張實驗桌上，也可以相對集中地布置在一個區域(如圖2所示)。在此基礎上，添加理科實驗用實驗數據采集分析系統及配套實驗工具等實現理科實驗教學的數字化教學用具。將信息技術與理科實驗教學過程科學地融合在一起，營造一種新型互動式實驗教學環境，完善現有實驗教學手段。通過數字實驗系統的應用，教授學生一種新的實驗方法，培養學生的實踐能力和創新精神。

(3)數字化地理歷史實驗室。在傳統中學地理歷史實驗室的基礎上，根據需求(分組的要求)配備一定數量的計算機，并將這些計算機構建成網絡環境，在此基礎上添加地理歷史教學工具，如數字星球系統、地理歷史教學模型、地理歷史教學應用軟件和資源。為學生學習地理歷史創設情境，激發學生的學習興趣，提高學生地理歷史素養和技能。

(4)數字化數學實驗室。通過建設一定規模的基礎網絡，添加數學教學工具，如圖形計算器、數學教學模型、數學教學應用軟件，構建互動式的數學教學環境，提高學生學習數學的興趣和學習效果(如圖3所示)。

圖3 數學實驗室

三、網絡化學科實驗室建設實踐

近年來，我們裝備了一批基于網絡教學環境的教室與實驗室，如網絡教學教室、自動錄播教室、數字化中學理科實驗室、數字化小學科學實驗室、數字化美術室、數字化數學實驗室、書法教室、音樂欣賞廳、技能實踐室(航模、機器人、武術)等。裝備過程經歷了需求調研、標準論證、方案制定、政府采購、項目實施、使用培訓等步驟，保證了實驗室建設的質量與效益的發揮，為學校提供了多樣化的信息教學環境。

1.廣泛調研，了解市場

因為網絡教學環境下的實驗室建設大都涉及一些新的裝備項目，所以無可借鑒的先例。我們首先深入項目學校開展調研，聽取學校管理及使用人員的需求建議，同時了解市場。針對裝備項目，對相關企業的產品與技術進行分析比較，提出綜合性解決方案。其次，對部分經營規范、服務優良的品牌供應商開展方案征詢，對行業引領性的配套產品進行篩選，開展資料收集。

舉辦各類項目展示會，進行產品和技術的展示對比，邀請國內優質供應商參展。同時，組織學校、專家組成員對所展產品進行綜合性評價，推薦各項技術指標及功能貼近目標需求的產品。

2.多方論證，制定標準

在調研的基礎上，針對產品的市場現狀和學校需求情況，制定相關項目裝備標準或采購技術參數基本要求。

其間，我們分別組織相關專家、中心組教師、使用學校教師召開座談會或研討會，起草了《南京市理科數字化實驗室建設指導方案》《南京市中小學課堂教學錄播專用教室建設規范》《南京市小學科學數字化實驗室裝備指導意見》《南京市中學數學實驗室裝備指導意見》和《中小學美術數字畫板裝備技術參數要求》，用于指導學校裝備。

3.一校一案，落實需求

在統一要求的基礎上，結合學校實際，指導學校提出具體的裝備需求方案。

由于每所學校的中小學錄播系統裝備基礎及環境不同，需要逐校多次落實建設方案。中小學數字化實驗室、中學數學實驗室也因場地的不同需多次深化具體方案。書法室、技能實踐室的建設，從學校需求調研起到項目方案成型，再到用戶或學科中心組研討修改、專業人員設計，再返回學校由學校對項目功能做綜合性評測，最后形成科學合理的項目需求文件。

4.項目整合，集中采購

根據學校申報的采購需求，按類別進行匯總統計，分別按系統集成、多媒體設備、木器設備、儀器器材等進行集中公開招標采購。集中后產生一定的規模效益，吸引相關知名供應廠商參與。通過科學的評價標準和公開公正的采購程序，既保證了項目設備的質量，又提高了資金的使用效益。同類項目通過拆分組合式的采購，可比市場同類項目采購節約資金20%以上。

5.強化管理，確保質量

招標采購完成后，及時與中標供應廠商簽署采購合同，召開項目學校和中標供應廠商的工作會議，明確項目實施的時間、設備質量與服務要求。要求項目學校確立項目責任人，全程參與項目的監督管理。中標企業要制定項目實施的工程計劃，并在項目現場進行公開，便于市、區縣、學校、企業隨時對照，保證相互配合。

在項目實施過程中，項目主管部門定期深入學校了解項目實施進度，協調企業之間工程配合的相關問題。對于有的項目，我們充分調動區縣教育技術裝備部門、學科中心組和學校管理人員的力量，形成質量管理網絡，并通過短信、QQ群等方式，實現對項目全程的監控，提高了管理效率。

嚴把設備產品進口關和項目工程質量。項目完成時，組織驗收小組逐項逐件進行驗收。不僅驗收每件物品的數量、質量，核對技術參數，還要考核整個系統的綜合功能。

6.培研結合，發揮效益

由于這些項目的技術含量相對較高，為了保證項目建成后效益的充分發揮，我們高度重視培訓工作，將項目技術培訓作為招標文件的重要內容。項目實施后，集中開展教師培訓工作，先后分類開展了數字化實驗儀器、數字美術畫板(如圖4所示)、數字星球系統、圖形計算器、互動電子白板、數碼顯微系統和網絡設備使用操作、維護保養的專題培訓。

培訓過程中，除了企業技術人員對設備使用開展培訓外，在數字化實驗儀器、數字美術畫板、數字星球系統、圖形計算器等項目的培訓過程中，我們還邀請使用過相關設備的學校教師作為培訓講師，不僅培訓設備的使用技術，更重要的是將設備使用與學科教學目標有機結合起來，增強了培訓的效果，提高了實踐工作水平。

圖4

加強合作，開展教學應用交流。先后和教研部門、項目實施企業合作，共同開展數字美術畫板、數字理科實驗室、數學實驗室等研討課、公開課，交流使用經驗與成果。

組織開展學生數字美術作品的展示與交流評比活動，提高學生學習興趣，促進數字美術學科教學。數字美術項目培訓后，開展教師、學生數字美術作品論文、課件、作品的評比活動，并作為培訓與學習的考核成果，得到了學校的廣泛響應，取得較好效果。

以課題研究為抓手，促進學校設備使用和教師專業成長。如開展“數字繪畫技術在中小學美術課堂教學中的運用研究”。開展基于數字地理實驗室、數字小學科學實驗室、數學實驗室教學模式的研究，以課題研究促進項目的進程及教學效益的充分發揮。

四、結束語

網絡教學環境實驗室建設取得了初步成效，促進了學科教學與信息技術的有效整合，提升了學校的裝備品質與內涵，創新了學校教學模式，提高了學生的學習興趣和學習質量。目前該項目已從前期的試點階段向普通學校應用階段推進。