基于網絡的學科實驗室建設思考與實踐*

■孫宏根

在計算機網絡技術飛速發展及Internet迅速普及的今天，網絡已成為人們獲取、交流和發布信息的重要途徑。學生在網絡環境下進行自主、合作、探究性學習是21世紀學習的必然趨勢。開展基于網絡的學習是適應時代發展、大力培養創新性人才的重要舉措。

1 網絡教學優勢

新課程改革體現學生主體、教師主導的角色定位，準確把握教改思想，改進教學方法是教學改革成功的關鍵。

網絡教學有利于深化課堂教學改革，創建新型的教學模式，促進教師教育思想、教學內容、教學方法的變革，培養適應當代社會發展的人才；網絡教學能創設豐富教學情景，促進學生創造性學習；網絡教學拓展了學生學習的時空，學習者可以在任何時間、任何地方接入因特網，開展學習；網絡學習能提供極強學習交互性、協作性，學習者可共同參與同一專題學習、討論、交流，方便學習效果最大化。

在網絡教學中，基于網絡的搜索引擎，可提供大量的多媒體信息和資料，不僅有利于學生對知識的獲取和保持，而且大大擴展了學生的知識面；海量、共享、易尋的網絡學習資源具有很強的便捷性和選擇性，使學習者的學習更具效率。

2 網絡教學環境現狀

當前，學校信息技術基礎環境得到較快發展，學校普遍建成校園網絡，網絡覆蓋到學校每個角落。教室都裝備了多媒體教學系統，實現了“班班通”，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僅是初步的，應用還停留在淺層次。主要表現為：學校網絡教學環境建設中網絡布點數量有限，大都是供教師課堂教學知識傳授所用，教學相應資源比較缺乏，教學應用平臺不足。學生的自主學習、教師與學生教學互動、學生之間的互動學習、教師之間的互動學習尚不能滿足需要。

3 網絡教學環境應實現的功能

要能提供師生極其豐富的信息資源庫，要能實現師生在網絡上進行多樣化的學習交流，推動實現教學方式的變革。教師能充分利用網絡環境進行多樣化的教學。能實現開設基于“情景創設”“主動探索”“協作學習”“會話商討”和“意義建構”等多種教學方法綜合運用的全新教學形式。學生能利用網絡進行自主學習，實現由被動接受知識轉變為主動積極地探索知識和建構知識的主體。

4 網絡教學環境建設目標

4.1 構建功能強大的校園基礎網絡

建設一個集語音、視頻、數據的綜合統一平臺；滿足互聯網訪問的需要、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要、滿足數字化實驗室等網絡高速連接的需求；作為校園各類信息化服務的載體和對外信息發布，實現區域互聯，互動教學，遠程學習的載體。

4.2 構建功能強大的校園教學應用系統

1）建立數字電視系統。實現優秀教學資源的網上直錄播及點播功能。

2）建立遠程交互系統。滿足校間、校內互動教學，實現面對面溝通培訓，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。

3）建立多媒體教學系統。幫助師生高效率完成教學任務、提高課堂效果。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。

4.3 構建功能強大的教學實驗室

通過兩種途徑實現。一種是將學校的計算機網絡教室功能拓展成多用途的教學功能室；另一種是改造提升學科教學專用實驗室，使其形成網絡教學環境，實現學生自主、合作、交互式的學習。

4.4 構建豐富的教學資源體系

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。

5 基于網絡的學科實驗室建設策略

5.1 計算機網絡教室的功能拓展

計算機網絡教室是滿足學校信息技術學科教學的功能室。主要由教師計算機、學生計算機、交換機等設備組成的網絡教學環境，是學校普遍要求建設的教學教室。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所用，其功能相對比較單一，不能發揮其最大的效益。在滿足信息技術學科教學功能的基礎上，應將其功能拓展成多功能的學科教學實驗室。

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，即形成語言教學環境，滿足口語教學及測試需要。

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即成為電子閱覽室。

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，用于美術繪畫教學。為美術教學提供一種新型的教學手段，提高美術教學效果和學生學習的興趣。

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

5.2 將現有教室或實驗室升級，打造具有網絡學習環境的專用功能室

1）教學網絡教室。在傳統普通教學教室的基礎上，班級配備一定數量的學習終端（計算機、上網本、平板）。教師教學多媒體系統、學生學習終端與學校網絡管理與資源中心形成網絡，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。

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，這些計算機可以設置到每個實驗桌上，也可以相對集中布置在一個區域。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。將信息技術與理科實驗教學過程科學地融合在一起，來營造一種新型互動式的實驗教學環境，完善現有實驗教學手段。通過數字實驗系統的應用，培養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。為學生地理歷史學習創設情境，激發學生學習地理歷史的興趣，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。

6 基于網絡的學科實驗室建設實踐

近年來，南京市教育裝備與勤工儉學辦公室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、數學化小學科學實驗室、數字化美術室、數學化數學實驗室、書法教室、音樂欣賞廳、技能實踐室（航模、機器人、武術）等項目。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，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信息學習環境。

6.1 廣泛調研，了解市場

基于網絡教學環境的實驗室建設大都是一些新的裝備項目，無可借鑒的先例。因此，要首先深入到項目學校開展調研，聽取學校管理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、優化解決方案。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，收集資料，對相應的配套產品進行篩選。

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的評價，推薦出各項技術指標及功能貼近目標需求的產品。

6.2 多方論證，制定標準

在調研的基礎上，針對當時市場產品現狀和學校需求情況，制定相關項目裝備標準，確定采購技術參數基本要求。

其間，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。

6.3 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。中小學錄播系統的裝備涉及的每所學校，由于基礎環境不同，需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的設計。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，再返回學校對項目功能做綜合評測，最后形成科學合理的項目需求文件。

6.4 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。由于集中后產生了一定的規模效益，吸引了相關設備的知名供應廠商參與。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，比市場同類項目采購，節約資金達20%以上。

6.5 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要求、設備質量要求、服務要求。要求項目學校設立項目責任人，全程參與項目全過程的管理監督。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展示，便于市、區縣、學校、企業隨時對照，保證相互配合合作。

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。有的項目，我們充分利用區縣技裝部門、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，實現對項目全程監控，提高管理效率。

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，更重要的是考核整個系統的綜合功能。

6.6 培研結合，發揮效益

由于這些項目技術含量相對較高。為了保證項目建成的效益發揮，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加以明確要求。項目實施后，集中開展系統性的教師培訓工作。先后分類開展了數字化實驗儀器、數字美術畫板、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應用使用操作、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，還邀請使用過的學校教師作為培訓講師，他們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地結合起來，增強了培訓的效果與實踐工作水平。

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，促進使用。

組織開展學生數字美術作品的展示交流評比，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，作為培訓與學習考核的成果，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。如開展了“數字繪畫技術在中小學美術課堂教學中的運用研究”，開展了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使用與教學效益的充分發揮。

基于網絡教學環境的實驗室建設取得了初步的成效，促進了學科教 學與信息技術的有效整合，提升了學校裝備品質與內涵，創新了學校教學模式，提高了學生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推進階段。