論多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用

鐘力，王小南，虞海珍

（1.海南大學(xué)城西校區(qū)，海口570228；2.海南大學(xué)教務(wù)處，海口570228）

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，多媒體技術(shù)[1]不再是傳統(tǒng)的輔助教學(xué)工具，也不是簡單的計算機輔助教學(xué)延長線的位置，而是為構(gòu)造新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境創(chuàng)造條件，尤其適應(yīng)教育的遠程化、社會化、全球化發(fā)展，是一種比較理想的傳播工具。多媒體具有的融合性、非線性化、無結(jié)構(gòu)性、相互交涉性、可編輯性、實時性以及信息的存儲利用功能，是能夠培養(yǎng)發(fā)散性思維的工具，可以促使學(xué)習(xí)個別化的實現(xiàn)，在這種教學(xué)模式中，學(xué)生學(xué)會對自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，教師進一步改進教學(xué)策略。

盡管如此，多媒體技術(shù)仍然只是作為一種工具被應(yīng)用到教育領(lǐng)域，能不能提高教學(xué)質(zhì)量，保證教學(xué)效果，必須站在客觀角度合理應(yīng)用及評價。本文以《網(wǎng)絡(luò)安全》課程為例進行研究，探討多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用及其對課程實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的意義。

1 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)規(guī)劃設(shè)計

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，運用多媒體技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的轉(zhuǎn)變已成為教育網(wǎng)絡(luò)化的前沿課題，然而，該技術(shù)在課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用中仍然存在一定不足，例如教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序及教學(xué)策略一成不變，不能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋進行調(diào)整及改變，針對該問題，本著教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略分開原則，在《網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)中，本文設(shè)計的多媒體技術(shù)教學(xué)應(yīng)用規(guī)劃中考慮教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略及學(xué)生學(xué)習(xí)，如圖1所示，應(yīng)用規(guī)劃將教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)智能聯(lián)系起來，由教學(xué)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)策略，追蹤并反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況，達到優(yōu)化教學(xué)效果的目標(biāo)。

圖1 多媒體教學(xué)規(guī)劃設(shè)計圖

1.1 教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容通過MySQL數(shù)據(jù)庫[2]組織與存儲，教學(xué)內(nèi)容庫將課程內(nèi)容按章節(jié)劃分成多個單元，每個單元包含若干知識點，知識點是教學(xué)內(nèi)容中的最小單元，按照知識結(jié)構(gòu)賦予每個知識點索引和描述及相關(guān)關(guān)系，知識點構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是教學(xué)順序設(shè)置和教學(xué)策略構(gòu)建的基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)策略

該模塊主要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)情況為教師設(shè)置最優(yōu)的教學(xué)順序及教學(xué)策略[3]。首先，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容庫中的知識點的特征及相關(guān)關(guān)系，設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)鏈的教學(xué)順序，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生模型信息反饋，構(gòu)建教學(xué)策略。

1.3 學(xué)生模型

該模塊通過人機交互功能[4]記錄學(xué)生對教學(xué)知識點的掌握程度，具體包括學(xué)習(xí)歷史信息、提問歷史信息及評估信息。其中，學(xué)習(xí)歷史信息通過cookie[5]追蹤學(xué)生在問答系統(tǒng)的瀏覽記錄及提問記錄，通過知識點的網(wǎng)狀索引及描述生成學(xué)生對知識點掌握程度的評估信息，進一步以評估信息為依據(jù)，實現(xiàn)為學(xué)生制定個性化的學(xué)習(xí)策略，為教師制定優(yōu)化教學(xué)效果的教學(xué)策略。

2 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)規(guī)劃實現(xiàn)

應(yīng)用多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為傳統(tǒng)教學(xué)的一個輔助方式[6]，本文以《網(wǎng)絡(luò)安全》課程為例闡述如何運用多媒體技術(shù)實現(xiàn)普通課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。《網(wǎng)絡(luò)安全》課程的教學(xué)通過運用多媒體技術(shù)，采用MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)組織并設(shè)計教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)策略，探討采用Flash動畫、Web技術(shù)，視頻及ActionScript等多媒體技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[7]，設(shè)計教學(xué)情境[8]及人機交互功能，實現(xiàn)規(guī)劃內(nèi)容中的學(xué)生模型模塊功能。

2.1 教學(xué)內(nèi)容庫

該模塊主要采用MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)，MySQL是一款較為成熟的軟件，基于圖和流線，本文將教學(xué)內(nèi)容劃分為概念層和實體層，其中，概念層次為不同的章節(jié)建立對應(yīng)的知識點信息表，信息表內(nèi)容包含其索引及描述，知識點E-R圖如圖2所示；實體層次將《網(wǎng)絡(luò)安全》劃分為9個章節(jié)，每個章節(jié)包含若干個知識點，實體層次機構(gòu)如圖3所示。

2.2 教學(xué)策略庫

教學(xué)策略庫的設(shè)計采用最優(yōu)相關(guān)關(guān)系原則指導(dǎo)教學(xué)，根據(jù)知識點的相關(guān)關(guān)系，在教學(xué)內(nèi)容實體層的網(wǎng)狀鏈結(jié)構(gòu)中找到知識點最優(yōu)相關(guān)關(guān)系鏈，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需同時滿足以下要求：

（1）先進行基礎(chǔ)知識點的教學(xué)；

（2）在基礎(chǔ)知識點所在鏈的下一級知識點中選取相關(guān)關(guān)系最近（即優(yōu)先因子最高）的知識點進行教學(xué)；

（3）優(yōu)先選取知識點相關(guān)關(guān)系鏈長度最大的知識點進行教學(xué)。

圖2 知識點E-R圖

圖3 教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

本文采用Java[9]與MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)知識點最優(yōu)相關(guān)關(guān)系鏈設(shè)計，首先，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)歷史信息為不同的知識點設(shè)置大小不等的優(yōu)先因子，在每一個教學(xué)章節(jié)的開始初始化計算因子，進一步，以實現(xiàn)上述三個要求為目標(biāo)找到知識點最優(yōu)相關(guān)關(guān)系鏈，實現(xiàn)函數(shù)保存為optimal-correlation，該算法通過概念層和實體層的低耦合保證教學(xué)內(nèi)容數(shù)據(jù)庫的變化不影響教學(xué)策略選擇的前臺功能，便于前臺功能的擴展和維護。

2.3 學(xué)生模型

學(xué)生模型是多媒體教學(xué)應(yīng)用規(guī)劃中最重要的模塊，該模塊功能通過多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)。本文采用JSP作為前臺開發(fā)工具，MySQL作為后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計對客戶端要求較低的基于B/S多層架構(gòu)[10]的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。多媒體技術(shù)在該平臺中的應(yīng)用可以為精品課程、共享課程等提供技術(shù)及平臺服務(wù)，一方面，為學(xué)生提供課堂外的在線學(xué)習(xí)及交流平臺，實現(xiàn)多種教學(xué)資源的共享，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)效率；另一方面，可以實現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)外的師生互動，提升教學(xué)質(zhì)量，并為教學(xué)策略的制定提供依據(jù)。本文以《網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)為例說明多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用。本小節(jié)以下部分內(nèi)容主要闡述多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)。

（1）該平臺提供較完整的學(xué)習(xí)資料瀏覽及下載服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)課件、習(xí)題庫、行業(yè)資訊、文獻資料、經(jīng)典編程展示等，如圖4所示，此外，還包括在線問答、教學(xué)交流、任務(wù)分組交流、在線論壇等，是一個采用多媒體技術(shù)創(chuàng)建的具有開放性、智能性及互動性的共享型教學(xué)平臺，以“身份認(rèn)證和訪問控制”為例，在該教學(xué)平臺中，利用Flash[11]展示了不同應(yīng)用領(lǐng)域的身份認(rèn)證方式，包括基于共享密鑰（如電子郵件登錄認(rèn)證）和基于生物學(xué)特征（如指紋）的認(rèn)證方式，學(xué)生通過鼠標(biāo)點擊選擇不同領(lǐng)域的認(rèn)證方式，在基于生物學(xué)特征的身份認(rèn)證展示中，學(xué)生可以在模擬論壇中體驗指紋錄入及指紋驗證，還可以通過分組認(rèn)證方式進入游戲環(huán)節(jié)，提高學(xué)習(xí)的趣味性，通過不同認(rèn)證方式的切身體驗，學(xué)生可以較容易理解原本乏味的理論知識并總結(jié)各種認(rèn)證方式的優(yōu)缺點，從而提高學(xué)習(xí)效率。

圖4 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

（2）在課堂教學(xué)外，提供課程教學(xué)平臺鏈接供學(xué)生登錄以查詢感興趣的課程相關(guān)內(nèi)容，并發(fā)表對課程相關(guān)內(nèi)容的見解及評論，該平臺利用cookie技術(shù)追蹤并統(tǒng)計學(xué)生在網(wǎng)狀教學(xué)內(nèi)容庫中的下載歷史及提問歷史等信息，如圖5和圖6所示，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息反饋學(xué)生對不同知識點的掌握程度及興趣，其中，知識點的下載和提問歷史信息是optimal-correlation函數(shù)的輸入，進一步，前臺調(diào)用optimal-correlation函數(shù)，輸出知識點最優(yōu)相關(guān)關(guān)系鏈，以此作為教學(xué)策略制定的依據(jù)。

圖5 提問歷史信息

圖6 提問信息統(tǒng)計

綜上分析，多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用規(guī)劃進展如圖7所示。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以提供課堂教學(xué)以外的資源共享、師生交互及學(xué)生之間交互等服務(wù)，學(xué)生可以利用攜帶方便操作簡單的智能終端（如手機、平板等）實現(xiàn)隨時隨地的網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)和交流，進而更好地鞏固課堂內(nèi)容，把抽象的理論知識直觀化，實現(xiàn)較好的教學(xué)輔助效果，因此，本文研究的多媒體教學(xué)規(guī)劃設(shè)計方案可以作為彌補傳統(tǒng)教學(xué)不足的有力手段。

圖7 多媒體教學(xué)規(guī)劃進展示意圖

3 多媒體技術(shù)應(yīng)用效果評價

無論是傳統(tǒng)的“老師講，學(xué)生聽”式的面授教學(xué)，還是應(yīng)用多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)，策略對于教學(xué)及學(xué)習(xí)效果的促進作用均不可忽略。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為師生提供豐富的共享資源和便捷的教學(xué)（學(xué)習(xí)）平臺，對學(xué)生而言，可以通過對豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源進行篩選、歸類、加工等策略實現(xiàn)對課堂教學(xué)內(nèi)容加深理解和補充，還可以通過提問及討論等多種方式發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題和不足，及時調(diào)整，從而提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。對于教師而言，如何對教學(xué)平臺上的共享資源進行篩選以保證學(xué)生集中注意于相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容至關(guān)重要，多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用需要針對學(xué)生的年齡、專業(yè)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)動機等選擇有利于激發(fā)學(xué)生積極主動性和學(xué)習(xí)動機的內(nèi)容予以展示及詳解，從而優(yōu)化教學(xué)效果。本文對三個年級的學(xué)生進行課程問卷調(diào)查，結(jié)果顯示，92%的學(xué)生認(rèn)為采用多媒體技術(shù)的學(xué)習(xí)及教學(xué)策略可以更好地激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化教學(xué)效果。

4 結(jié)語

及ActionScript等多媒體技術(shù)及MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)和JSP設(shè)計多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并從網(wǎng)絡(luò)資源利用的學(xué)習(xí)效率、教學(xué)效果及教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)三個方面對多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果進行分析與評價，證明多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)習(xí)效率，優(yōu)化教學(xué)效果，有效彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，進一步促進教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

綜上所述，相對于傳統(tǒng)教學(xué)，應(yīng)用多媒體技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，能夠優(yōu)化教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生興趣，擴展學(xué)生學(xué)習(xí)的廣度和深度，促進學(xué)生自身的發(fā)展，符合國家對提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教育理念，在知識獲得及思維能力培養(yǎng)方面均達到教學(xué)目標(biāo)。

通過對《網(wǎng)絡(luò)安全》課程運用多媒體技術(shù)為例，分析從多媒體教學(xué)規(guī)劃設(shè)計入手，采用Flash動畫、視頻