基于Web的數字化研討教學平臺設計與實現

朱彥偉+黃渙+楊樂平

摘 要：為了利用先進信息技術手段提高研討式教學效果，設計開發了一套基于Web的數字化研討教學平臺，提供管理員、教師和學生三類用戶接口，支持研討式教學中的教學互動、在線研究、協同研討和綜合管理等功能。詳細介紹了三類用戶的業務流程與功能模塊，分析了一機雙屏、多用戶多角色協同服務、研討錄制與回放、綜合知識資源庫等系統特色功能。該教學平臺已在國防科技大學高科技培訓中得到了成功應用。

關鍵詞：數字化研討 教學平臺 研討管理 協同服務

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）04-0057-02

1 前言

研討式教學是一種力圖通過多種教學手段與方法、以培養學生自主學習能力與創新精神為目標的教學模式[1]，兼顧知識傳授與認知過程的統一，凸顯“教”與“學”的互動，有利于貫徹“學生主體，教師主導”的教學理念，有利于提高學生學習的積極性和創造性。與傳統授課教學相比，研討式教學對教學活動組織、教學資源分配和教學過程交互提出了更高的要求。由于缺乏支持研討式教學組織與管理的支持軟件，很多研討課的效果不如預期的理想[2]，有必要利用信息網絡技術與現代遠程教育技術，設計開發一套支持教學互動、在線研究、協同研討和綜合管理等功能的數字化研討教學平臺[3]，為開展師生之間、學生之間協同交互，以及教學過程的有效管理提供技術支持，提升研討式教學效果。

2 需求分析

為滿足國防科技大學高科技培訓研討式教學改革需求，通過問卷調查和廣泛調研，我們認為數字化教學平臺應滿足以下要求：

2.1 貫徹以學生為中心的教學理念，支持學生分組在線研討。

2.2 提供研討模板，突出研討主題，規范研討流程，量化研討結果。

2.3 提供研討知識庫，提供矢量文檔的實時交互操作，實現研討信息共享。

2.4 支持遠程屏幕共享、協同瀏覽、在線咨詢與信息查詢等交互服務。

2.5 提供友好界面，增強動態交互性，提高學生研討的積極性。

2.6 實現研討過程記錄與回放，便于教學評估與改進。

3 總體設計

面向系統管理員、教師和學生三類用戶。其中，管理員熟悉研討教學流程，保證平臺的正常運行，并對平臺功能進行配置與管理；教師負責研討教學任務設計，提供研討模版內容，在研討過程中為學生提供在線幫助；學生是平臺的主要服務對象，依據教學任務開展在線研討。

3.1 平臺功能設計

基于Web的數字化研討教學平臺支持專題研討和綜合研討，主要有四大功能：

（1）研討白板：為研討提供基本的操作與展示平臺，支持各種矢量文檔的交互式操作，可實時記錄/修改研討人員的思想和觀點。

（2）研討知識庫：提供研討相關的綜合知識數據，以Html網頁形式展現排版，支持圖文混排與多媒體格式，可方便地實現相關信息的目錄瀏覽、關鍵字索引與信息檢索。

（3）協同服務：實現組內學生、學生與教師之間的通信互聯，提供包括在線咨詢、仿真計算、文件傳遞等服務，支持遠程屏幕共享、研討查看等功能。

（4）研討管理：包括后臺管理與教學管理兩部分功能，前者提供用戶登錄與權限管理、研討過程參數設定、研討錄制/回放、結果導出等功能；后者提供研討主題管理、分組專題分配、研討模版以及綜合研討管理功能。

每類用戶可以實現的操作如下：

（1）管理員：平臺初始化，數據備份與恢復，后臺賬戶管理；研討錄制參數設置，指定專題研討過程錄制與回放；新建或修改分組/專題，設置組長，分配研討任務，編輯專題研討模版與綜合研討模版。

（2）教師：設計研討教學任務，為管理員制作研討模版提供基本內容與素材；研討過程中實時查看各專題研討進度，處理學生的服務請求，并通過資料上傳將所需數據反饋給學生；建立屏幕共享使學生觀看教師終端的演示操作。

（3）學生：依據組別-專題登錄系統，開展專題學習研討，利用各種交互式操作工具記錄整理觀點與研討結論；利用綜合知識資源庫查詢相關信息；就學習疑難、仿真計算等服務請求向教師在線咨詢；當分組所有專題研討結束后，由組長組織開展綜合研討。

3.2 平臺運行環境

平臺采用B/S（Browser/Server）架構，運行于由服務器、交換機、后臺管理計算機和用戶計算機構成的高速局域網之中客戶端程序運行于Web瀏覽器中，通過服務器來進行信息服務和數據交換；服務器部署數據庫和IIS服務，操作系統選用Windows Server 2003 SP2，保證提供穩定、高速、可靠的數據處理能力。

4 詳細設計

4.1 管理員

管理員模塊的主要功能包括后臺管理、研討錄制回放與教學管理三大部分。

4.1.1 后臺管理

在整個研討式教學開始之前，管理員首先要進行平臺初始化，主要完成網絡緩存清理、IIS服務重啟以及基本參數設置；賬戶管理主要是對各用戶名稱、賬戶密碼、所屬角色進行編輯管理；研討開始后，所有已登錄的用戶顯示于在線賬號中，管理員可對其狀態進行查看或重置；研討完成后，需要備份研討數據。

4.1.2 研討錄制回放

平臺默認條件下可對所有研討過程實現錄制，也可事前指定需要錄制的分組和專題，設置錄制時長與自動保存頻率；在教學結束后，可方便回放指定專題的研討過程，支持正?；胤排c快速回放，并可導出任意時刻的研討數據。

4.1.3 教學管理

管理員一方面根據教師提供的教學任務，設置專題名稱與數目，合理分配分組與專題研討，并為綜合研討指定各組組長；另一方面結合教學目的，設計各專題研討模版與綜合研討模版。此外，管理員還可對已有分組/專題執行編輯、刪除以及狀態修改等操作。endprint

4.2 教師

研討式教學是通過教師與學生、學生與學生之間的交互來共同完成的，教師全程參與整個研討式教學過程。教師模塊的主要功能包括教學設計與協同服務，其主要業務流程如圖1所示。

4.2.1 教學設計

研討式教學是圍繞一定任務和背景展開的，教師需要事先準備好相關的研討問題、素材，并設計專題的研討流程，在提交給管理員后，由管理員利用教學管理功能做好研討準備。

4.2.2 協同服務

平臺提供郵件和屏幕共享兩種協同服務方式。通過郵件實現與學生的在線交流和信息傳遞；通過屏幕共享實現與學生的屏幕交互，查看學生研討進度和向學生遠程演示操作過程、仿真動畫等。

4.3 學生

學生模塊的主要功能包括專題研討、信息服務與綜合研討，其主要業務流程如圖2所示。

4.3.1 專題研討

學生基于研討白板開展專題研討，利用研討白板提供的各種交互式操作工具，以涂鴉、文本、繪圖等方式將自己以及團隊關于研討專題的觀點呈現、整理。研討白板支持研討數據自動保存；當學生完成專題研討并審閱無誤后，可點擊“完成研討”保存并提交研討成果，此后將無法對研討結果進行修改；如果確有需要修改，需由管理員在后臺修改研討狀態。

4.3.2 信息服務

專題研討過程中，學生可通過信息服務界面實現信息查詢功能。信息服務界面集成了綜合知識資源庫，學生可通過目錄瀏覽、關鍵字索引、信息檢索快速查詢與研討相關的知識。另一方面，學生可通過郵件方式，向教師終端提交服務請求，包括在線咨詢、仿真計算、資料查找等。學生既可以郵件接收教師的反饋內容，也可通過接受屏幕共享觀看教師的演示操作。

4.3.3 綜合研討

在分組各專題都完成研討之后，由組長登錄組長專題開始綜合研討。由于綜合研討模版包含各專題模版，組長通過點擊專題列表，可將各專題研討結果自動導入到綜合模版中對應的專題位置，在此基礎上，從全局角度審閱并修改研討結果，開展綜合研討。研討結束后保存并提交研討結果。

5 系統特色

該平臺采用Microsoft Visual Studio 2008進行開發，數據庫采用MySQL實現，服務器腳本語言采用ASP.net，客戶端采用Silverlight實現。在實現研討式教學支持與管理的基礎上，集成了在線信息查詢、協同服務、研討回放等功能，獨具特色，主要體現在如下幾個方面：

5.1 一機雙屏顯示模式

學生應用平臺采用一機雙屏顯示模式，左屏顯示研討白板界面，主要用于專題研討；右屏顯示信息服務界面，用于信息查詢以及學生和教師的協同服務。可以同步開展專題研討、信息查詢與協同服務，避免了多頁面之間的頻繁切換，有助于提升效率。

5.2 多用戶多角色協同服務

平臺支持教師與學生、學生與學生之間的協同交互服務，實現了多用戶多角色實時協同。協同手段多樣，在傳統信息咨詢、資料傳遞的基礎上，設計了遠程屏幕共享與研討查看兩種協同方式，前者使答疑解惑富于生動性、直觀性，后者使教師能夠實時掌握各專題研討進程，便于及時發現問題并及時解答，有效提升研討教學效率。

5.3 研討錄制與回放

研討式教學更加注重學習與思維的過程，熱衷于在“討論—思考”的反復循環中碰撞思想的火花，記錄研討過程并回放加以重復學習對研討式教學而言具有重要價值。學生通過重溫研討過程加深了對問題的理解，并且通過學習其他專題的研討成果，有助于汲取新觀點新思路，取長補短，使得教學真正成為促進學生創造性發展的力量源泉。

5.4 綜合知識資源庫

為了方便學生在線查詢研討信息，配置了綜合知識資源庫，兼容文字、數據、圖片、聲音、視頻等多種素材，支持目錄、索引、檢索等功能，有助于學生快速找到所需的研討素材。

6 結語

基于Web的數字化研討教學平臺于2011年4月開始在國防科技大學高科技培訓中使用，此后依據教學反饋進行了多次改進，目前平臺運行穩定，管理員、學生、老師反映良好，教學成果顯著，受到一致好評。應用實踐表明，該平臺為優化研討式教學管理，豐富研討式教學服務提供了先進技術手段，可有效提高研討式教學效果。

（國防科技大學航天科學與工程學院，湖南 長沙 410073）

參考文獻：

[1]劉偉.研討式教學模式建構[J].高等教育研究，2008，29，（10）：65-67.

[2]唐春紅.專題研討式教學效果不佳的原因分析與對策[J].中國校外教育（下旬刊），2009，（2）：30-31.

[3]何克抗，吳娟.信息技術與課程整合的教學模式研究之四——研究性學習教學模式[J].現代教育技術，2008，18（10）：8-14.endprint

4.2 教師

研討式教學是通過教師與學生、學生與學生之間的交互來共同完成的，教師全程參與整個研討式教學過程。教師模塊的主要功能包括教學設計與協同服務，其主要業務流程如圖1所示。

4.2.1 教學設計

研討式教學是圍繞一定任務和背景展開的，教師需要事先準備好相關的研討問題、素材，并設計專題的研討流程，在提交給管理員后，由管理員利用教學管理功能做好研討準備。

4.2.2 協同服務

平臺提供郵件和屏幕共享兩種協同服務方式。通過郵件實現與學生的在線交流和信息傳遞；通過屏幕共享實現與學生的屏幕交互，查看學生研討進度和向學生遠程演示操作過程、仿真動畫等。

4.3 學生

學生模塊的主要功能包括專題研討、信息服務與綜合研討，其主要業務流程如圖2所示。

4.3.1 專題研討

學生基于研討白板開展專題研討，利用研討白板提供的各種交互式操作工具，以涂鴉、文本、繪圖等方式將自己以及團隊關于研討專題的觀點呈現、整理。研討白板支持研討數據自動保存；當學生完成專題研討并審閱無誤后，可點擊“完成研討”保存并提交研討成果，此后將無法對研討結果進行修改；如果確有需要修改，需由管理員在后臺修改研討狀態。

4.3.2 信息服務

專題研討過程中，學生可通過信息服務界面實現信息查詢功能。信息服務界面集成了綜合知識資源庫，學生可通過目錄瀏覽、關鍵字索引、信息檢索快速查詢與研討相關的知識。另一方面，學生可通過郵件方式，向教師終端提交服務請求，包括在線咨詢、仿真計算、資料查找等。學生既可以郵件接收教師的反饋內容，也可通過接受屏幕共享觀看教師的演示操作。

4.3.3 綜合研討

在分組各專題都完成研討之后，由組長登錄組長專題開始綜合研討。由于綜合研討模版包含各專題模版，組長通過點擊專題列表，可將各專題研討結果自動導入到綜合模版中對應的專題位置，在此基礎上，從全局角度審閱并修改研討結果，開展綜合研討。研討結束后保存并提交研討結果。

5 系統特色

該平臺采用Microsoft Visual Studio 2008進行開發，數據庫采用MySQL實現，服務器腳本語言采用ASP.net，客戶端采用Silverlight實現。在實現研討式教學支持與管理的基礎上，集成了在線信息查詢、協同服務、研討回放等功能，獨具特色，主要體現在如下幾個方面：

5.1 一機雙屏顯示模式

學生應用平臺采用一機雙屏顯示模式，左屏顯示研討白板界面，主要用于專題研討；右屏顯示信息服務界面，用于信息查詢以及學生和教師的協同服務?？梢酝介_展專題研討、信息查詢與協同服務，避免了多頁面之間的頻繁切換，有助于提升效率。

5.2 多用戶多角色協同服務

平臺支持教師與學生、學生與學生之間的協同交互服務，實現了多用戶多角色實時協同。協同手段多樣，在傳統信息咨詢、資料傳遞的基礎上，設計了遠程屏幕共享與研討查看兩種協同方式，前者使答疑解惑富于生動性、直觀性，后者使教師能夠實時掌握各專題研討進程，便于及時發現問題并及時解答，有效提升研討教學效率。

5.3 研討錄制與回放

研討式教學更加注重學習與思維的過程，熱衷于在“討論—思考”的反復循環中碰撞思想的火花，記錄研討過程并回放加以重復學習對研討式教學而言具有重要價值。學生通過重溫研討過程加深了對問題的理解，并且通過學習其他專題的研討成果，有助于汲取新觀點新思路，取長補短，使得教學真正成為促進學生創造性發展的力量源泉。

5.4 綜合知識資源庫

為了方便學生在線查詢研討信息，配置了綜合知識資源庫，兼容文字、數據、圖片、聲音、視頻等多種素材，支持目錄、索引、檢索等功能，有助于學生快速找到所需的研討素材。

6 結語

基于Web的數字化研討教學平臺于2011年4月開始在國防科技大學高科技培訓中使用，此后依據教學反饋進行了多次改進，目前平臺運行穩定，管理員、學生、老師反映良好，教學成果顯著，受到一致好評。應用實踐表明，該平臺為優化研討式教學管理，豐富研討式教學服務提供了先進技術手段，可有效提高研討式教學效果。

（國防科技大學航天科學與工程學院，湖南 長沙 410073）

參考文獻：

[1]劉偉.研討式教學模式建構[J].高等教育研究，2008，29，（10）：65-67.

[2]唐春紅.專題研討式教學效果不佳的原因分析與對策[J].中國校外教育（下旬刊），2009，（2）：30-31.

[3]何克抗，吳娟.信息技術與課程整合的教學模式研究之四——研究性學習教學模式[J].現代教育技術，2008，18（10）：8-14.endprint

4.2 教師

研討式教學是通過教師與學生、學生與學生之間的交互來共同完成的，教師全程參與整個研討式教學過程。教師模塊的主要功能包括教學設計與協同服務，其主要業務流程如圖1所示。

4.2.1 教學設計

研討式教學是圍繞一定任務和背景展開的，教師需要事先準備好相關的研討問題、素材，并設計專題的研討流程，在提交給管理員后，由管理員利用教學管理功能做好研討準備。

4.2.2 協同服務

平臺提供郵件和屏幕共享兩種協同服務方式。通過郵件實現與學生的在線交流和信息傳遞；通過屏幕共享實現與學生的屏幕交互，查看學生研討進度和向學生遠程演示操作過程、仿真動畫等。

4.3 學生

學生模塊的主要功能包括專題研討、信息服務與綜合研討，其主要業務流程如圖2所示。

4.3.1 專題研討

學生基于研討白板開展專題研討，利用研討白板提供的各種交互式操作工具，以涂鴉、文本、繪圖等方式將自己以及團隊關于研討專題的觀點呈現、整理。研討白板支持研討數據自動保存；當學生完成專題研討并審閱無誤后，可點擊“完成研討”保存并提交研討成果，此后將無法對研討結果進行修改；如果確有需要修改，需由管理員在后臺修改研討狀態。

4.3.2 信息服務

專題研討過程中，學生可通過信息服務界面實現信息查詢功能。信息服務界面集成了綜合知識資源庫，學生可通過目錄瀏覽、關鍵字索引、信息檢索快速查詢與研討相關的知識。另一方面，學生可通過郵件方式，向教師終端提交服務請求，包括在線咨詢、仿真計算、資料查找等。學生既可以郵件接收教師的反饋內容，也可通過接受屏幕共享觀看教師的演示操作。

4.3.3 綜合研討

在分組各專題都完成研討之后，由組長登錄組長專題開始綜合研討。由于綜合研討模版包含各專題模版，組長通過點擊專題列表，可將各專題研討結果自動導入到綜合模版中對應的專題位置，在此基礎上，從全局角度審閱并修改研討結果，開展綜合研討。研討結束后保存并提交研討結果。

5 系統特色

該平臺采用Microsoft Visual Studio 2008進行開發，數據庫采用MySQL實現，服務器腳本語言采用ASP.net，客戶端采用Silverlight實現。在實現研討式教學支持與管理的基礎上，集成了在線信息查詢、協同服務、研討回放等功能，獨具特色，主要體現在如下幾個方面：

5.1 一機雙屏顯示模式

學生應用平臺采用一機雙屏顯示模式，左屏顯示研討白板界面，主要用于專題研討；右屏顯示信息服務界面，用于信息查詢以及學生和教師的協同服務。可以同步開展專題研討、信息查詢與協同服務，避免了多頁面之間的頻繁切換，有助于提升效率。

5.2 多用戶多角色協同服務

平臺支持教師與學生、學生與學生之間的協同交互服務，實現了多用戶多角色實時協同。協同手段多樣，在傳統信息咨詢、資料傳遞的基礎上，設計了遠程屏幕共享與研討查看兩種協同方式，前者使答疑解惑富于生動性、直觀性，后者使教師能夠實時掌握各專題研討進程，便于及時發現問題并及時解答，有效提升研討教學效率。

5.3 研討錄制與回放

研討式教學更加注重學習與思維的過程，熱衷于在“討論—思考”的反復循環中碰撞思想的火花，記錄研討過程并回放加以重復學習對研討式教學而言具有重要價值。學生通過重溫研討過程加深了對問題的理解，并且通過學習其他專題的研討成果，有助于汲取新觀點新思路，取長補短，使得教學真正成為促進學生創造性發展的力量源泉。

5.4 綜合知識資源庫

為了方便學生在線查詢研討信息，配置了綜合知識資源庫，兼容文字、數據、圖片、聲音、視頻等多種素材，支持目錄、索引、檢索等功能，有助于學生快速找到所需的研討素材。

6 結語

基于Web的數字化研討教學平臺于2011年4月開始在國防科技大學高科技培訓中使用，此后依據教學反饋進行了多次改進，目前平臺運行穩定，管理員、學生、老師反映良好，教學成果顯著，受到一致好評。應用實踐表明，該平臺為優化研討式教學管理，豐富研討式教學服務提供了先進技術手段，可有效提高研討式教學效果。

（國防科技大學航天科學與工程學院，湖南 長沙 410073）

參考文獻：

[1]劉偉.研討式教學模式建構[J].高等教育研究，2008，29，（10）：65-67.

[2]唐春紅.專題研討式教學效果不佳的原因分析與對策[J].中國校外教育（下旬刊），2009，（2）：30-31.

[3]何克抗，吳娟.信息技術與課程整合的教學模式研究之四——研究性學習教學模式[J].現代教育技術，2008，18（10）：8-14.endprint