数字化学习资源的开发设计

1、 张红军2013.7导言导言数字化学习资源：是指经过数字化处理，依据学习者特征进行编辑的，可以在多媒体计算机上或网络环境下运行的供学习者自主、合作学习的，且可以实现共享的多媒体材料。数字化学习资源的规模有大有小，种类有很多。（如：课件、课程、网站、系统；学习资源包括文字、图像、声音、动画、课件和视频等。）不同媒体形式的资源之间可以组合形成新的资源。网络课程仅是其中一种。应用数字化学习资源的目标：提高教学效率和质量以现代教育技术网络公共课为例，介绍网络课程的设计和开发。http:/设计的思路和功能设计的思路和功能设计的思路和功能 系统功能的设计实现系统功能的设计实现系统功能的设计实现系统演示和设

2、计经验系统演示和设计经验系统演示和设计经验讲述内容讲述内容1.1.分析网络课程设计中常见的问题分析网络课程设计中常见的问题过程管理过程管理过程监控过程监控交互方式交互方式学习辅导学习辅导学习评价学习评价存在的问题存在的问题学习源资学习源资 * * 过程管理适应性差过程管理适应性差* * 过程监控缺乏有效性过程监控缺乏有效性 学习监控粗放 学习监控不客观 学习监控的范围小 * * 交互方式缺乏灵活性交互方式缺乏灵活性* * 学习资源不够丰富多样学习资源不够丰富多样* * 学习辅导的效果不明显学习辅导的效果不明显* * 学习评价不够客观全面学习评价不够客观全面2.2.现代教育技术网络公共课系统特点

3、现代教育技术网络公共课系统特点系统主要包含了教学内容维护支持、学习监控的支持、学习个别化辅导支持、教学管理支持、网络在线考试等功能具体实现过程是依据当前对人们在线阅读速度的研究成果，把网络课程的知识内容进行合理的组织分解；从学习者的客户端获得反映学习者的学习活动过程、记录学习者有效学习时间的相关数据，从而了解学习者对网络教材知识内容的学习情况；采取多种方式综合评价学习者的网络学习效果，为网络教材知识内容的维护、更新以及管理提供依据；总结分析学习者的学习风格和学习行为习惯，并通过多样化的师生交互方式，及时纠正学习者的不良习惯，为学习者提供及时必要的反馈指导，提高网络教育的教学和学习质量。3.3.

4、网络教学的基本理论网络教学的基本理论信息加工学习理论信息加工学习理论建构主义学习理论建构主义学习理论媒体传播理论媒体传播理论元认知理论元认知理论认知心理学理论认知心理学理论效应器效应器感受器感受器感觉登记器感觉登记器反应发生器反应发生器短时记忆短时记忆长时记忆长时记忆执行控制执行控制期望期望环环境境图 1 加涅的信息加工学习理论图 1 加涅的信息加工学习理论4.4.功能模块的设计和思路功能模块的设计和思路网络课程系统功能图网络课程系统功能图教材维护功能教材维护功能 实现课程教材的动态维护和学子资源、素材的添加学习监控功能学习监控功能 记录学习者学习活动，进行数据统计分析。例如记录学习者学习活动

5、，进行数据统计分析。例如:BBS:BBS上发布帖子、答复帖子、上交网络作业、给上发布帖子、答复帖子、上交网络作业、给辅导教师留言、写学习笔记和对发布读书笔记的辅导教师留言、写学习笔记和对发布读书笔记的评论、查阅学术字典和系统的登录、退出等信息评论、查阅学术字典和系统的登录、退出等信息，供辅导教师作为参考，供辅导教师作为参考 。学习辅导功能学习辅导功能教师答疑辅导功能教师答疑辅导功能针对情况针对情况辅导类型辅导类型辅导方式辅导方式学习活动安排和通知学习活动安排和通知集体辅导集体辅导公告公告学生共性问题回答学生共性问题回答疑难解答疑难解答公告，公告，BBSBBS讨论讨论全体学生学习情况指导全体学生

6、学习情况指导集体辅导集体辅导公告，公告，BBSBBS讨论讨论学生个人问题回答学生个人问题回答疑难解答疑难解答Message(Message(留言留言) )学生个人学习情况指导学生个人学习情况指导个别辅导个别辅导Message(Message(留言留言) )学生学习笔记分析学生学习笔记分析个别辅导个别辅导学习笔记评价（学习笔记评价（BlogBlog方式）方式）问题讨论问题讨论学生互动学生互动BBSBBS讨论讨论学生学习笔记交流学生学习笔记交流学生互动学生互动学习笔记评价（学习笔记评价（BlogBlog方式）方式）其他情况其他情况个别辅导个别辅导EmailEmail提供必要的学习辅导工具和功能，方

7、便师生、学生之间的互动。在线学习评价功能在线学习评价功能关注学习活动的中间过程环节，进行分别评价；要有在线评价功关注学习活动的中间过程环节，进行分别评价；要有在线评价功能。能。网络课程的评价建议结合理论笔试成绩评价和实践技能评价，将网络课程的评价建议结合理论笔试成绩评价和实践技能评价，将最终考核结果作为网络课程学习的评价。最终考核结果作为网络课程学习的评价。 教学管理功能教学管理功能系统要具备教学活动的安排，考核数据的导出等功能，要能灵活设置。角色管理功能角色管理功能网络教学活动包含学习者、辅导人员、主讲人员、系统管理员等多种角色，在系统中要为每类人员分配不同的操作权限。作业管理功能作业管理功

8、能 网络学习需要通过布置作业来检验学习者的学习效果，督促学习 作业布置和时间调整。 作业的上传和管理。 作业在线批阅以及信息反馈。系统日志统计功能系统日志统计功能 系统的登录日志系统的登录日志和操作日志，可和操作日志，可以给开发者提供以给开发者提供有用的信息，以有用的信息，以便改进系统。便改进系统。 网络考试功能网络考试功能 网络考试在网络课程教学活动中必不可网络考试在网络课程教学活动中必不可少。少。网络考试不应是简单的试卷页面网络考试不应是简单的试卷页面。 其他功能其他功能 教学辅导功能教学辅导功能 视频答疑辅导视频答疑辅导 个别辅导个别辅导 集体辅导集体辅导学习资料维护功能学习资料维护功能

9、用户资料维护等用户资料维护等设计的思路和功能设计的思路和功能设计的思路和功能 系统功能的设计实现系统功能的设计实现系统功能的设计实现系统演示和设计经验系统演示和设计经验系统演示和设计经验讲述内容讲述内容系统架构设计系统架构设计一般系统在逻辑上分为三层，分别是数据库层，应用层，一般系统在逻辑上分为三层，分别是数据库层，应用层，WebWeb服务器服务器层层。 技术方案比较技术方案比较数据库系统的比较（数据库系统的比较（OracleOracle、DB2DB2、MySQLMySQL和和SQL Server)SQL Server)WebWeb开发语言环境（开发语言环境（PHPPHP，JSPJSP，ASP

10、.NETASP.NET，ASPASP，perlperl）数据库接口（数据库接口（ODBC,DAO,RDO,ADO,OLDBODBC,DAO,RDO,ADO,OLDB）操作系统平台（操作系统平台（Windows,UNIX,LinuxWindows,UNIX,Linux；J2EE,.NETJ2EE,.NET）Web开发技术（开发技术（Javascript框架框架 Extjs Ajax jQueryExtjs Ajax jQuery等）等）举例课程选用Windows 2003 Server操作系统，IIS 6.0为Web服务器，SQL Server 2000企业版为数据库服务器，在ASP开发环境下，

11、采用VBScript作为开发语言，采用OLDB连接数据库作为整个系统的开发环境平台。学习知识的呈现和划分设计学习知识的呈现和划分设计阅读时间的理论依据：阅读时间的理论依据：研究表明，文本结构和时间应激对网页阅读的绩效均有显著影响。这种影响主要通过文本结构与时间应激的交互作用显示出来。对线性文本来说，时间应激对阅读绩效所产生的影响并不明显，而就超文本来说，时间应激对阅读绩效所产生的影响非常显著。 1996年，华中理工大学管理工程系廖建桥、张万山组织了40名大学生参加了一项中文阅读速度实验，根据实验结果表明：汉字的平均默读速度为592. 30字/分钟，95%的置信区间为562. 19-622. 4

12、1。 3种实验条件下的阅读速度数据种实验条件下的阅读速度数据实验条件 常速快速极快文章字数2326232632平均所需时间（秒）457.6335.43.3最长时间（秒）675.0421.84.3最短时间（秒）363.0261.02.3均方差40.3228.200.27平均速度（字/分钟）30942659295%置信度下限26035750195%置信度上限368498762阅读速度数据表阅读速度数据表有关学习时间的设计（仅供参考）：有关学习时间的设计（仅供参考）：规定的学习时间（规定的学习时间（NeedTimeNeedTime）表示系统对该知识点规定的、应该达到的最）表示系统对该知识点规定的、应

13、该达到的最少学习时间，可以由管理教师进行调整。少学习时间，可以由管理教师进行调整。有效的学习时间（有效的学习时间（AvailTimeAvailTime）表示学习者当前对该知识点学习的有效的学）表示学习者当前对该知识点学习的有效的学习时间，上限时间等于规定的学习时间。习时间，上限时间等于规定的学习时间。阅读的停留时间（阅读的停留时间（ReadTimeReadTime）表示学习者对该知识点的累计学习阅读时间）表示学习者对该知识点的累计学习阅读时间。根据相关研究结果，规定学习时间的参考方法：普通知识节点的规定学习时间 = 知识内容的字数 / 400字/分钟重点知识节点的规定学习时间 = （知识内容的

14、字数 / 400字/分钟）X 120%具体还参考知识内容的图和表等因素在线学习时间的计算在线学习时间的计算登录在线时间、有效学习时间、课程的在线学习时间、资料学习和互登录在线时间、有效学习时间、课程的在线学习时间、资料学习和互动交流时间的关系为：动交流时间的关系为：（1 1）知识点有效学习时间）知识点有效学习时间 = MIN= MIN（知识点在线浏览时间，规定的知（知识点在线浏览时间，规定的知识点学习时间）识点学习时间）（2 2）课程在线学习时间）课程在线学习时间 = = 重要知识点有效学习时间重要知识点有效学习时间 + + 普通知识点普通知识点有效学习时间有效学习时间（3 3）资料学习和互动

15、交流时间）资料学习和互动交流时间 = = 登录在线总时间登录在线总时间 - - 课程在线学习课程在线学习时间时间（4 4）登录在线时间）登录在线时间 = = 从注册后学习者的所有在线浏览时间之和从注册后学习者的所有在线浏览时间之和学习监控功能设计学习监控功能设计 在学习监控的设计中，将整个系统资源分在学习监控的设计中，将整个系统资源分为课程内容（知识点）和辅导材料为课程内容（知识点）和辅导材料 课程内容（知识点）为控制点，相关网络课程内容（知识点）为控制点，相关网络辅助资源为非控制点。辅助资源为非控制点。学习过程状态图学习过程状态图学习过程逻辑流程图学习过程逻辑流程图网络学习系统部分功能工作示

16、意图网络学习系统部分功能工作示意图系统登录控制设计系统登录控制设计当在一个知识点页面停留超过二十分钟，即长时间没当在一个知识点页面停留超过二十分钟，即长时间没有进行任何操作时，系统强行退出，有进行任何操作时，系统强行退出，SessionSession自动释自动释放。放。针对由于长时间看视频资料和其他辅导资料而会忘记针对由于长时间看视频资料和其他辅导资料而会忘记时间的现象，系统对学习者做了时间提醒。时间的现象，系统对学习者做了时间提醒。保证学习时间的有效性保证学习时间的有效性禁止重复帐号登录，系统限制每一个学习者在一个时禁止重复帐号登录，系统限制每一个学习者在一个时刻只能有一个登录者在线学习。刻

17、只能有一个登录者在线学习。系统的安全设计系统的安全设计安全设计：登录系统使用验证码，采用存储过程减少SQL入侵攻击，安装系统补丁，安装防火墙，备份数据借用学校网络设备实现安全防范系统的运行效率设计系统的运行效率设计1、将大部分处理逻辑放到数据库系统中实现，采用了多个存储过程和触发器来完成。2、禁止一个学习者重复登录，降低了系统服务器的开销，而且，针对长时间没有学习活动的学习者，系统自动从在线数据表，将学习者删除，同时释放服务器端学习者的信息，减少系统内存的使用。4、系统利用冗余数据表的方式，牺牲空间来获取处理速度的提高。5、系统采用HTML静态和ASP动态页面相结合的方法，减少Web服务器的处

18、理时间。使用的开发工具数据库开发工具 PowerDesigner媒体开发工具 Flash, GIFMovieGear程序开发工具 Visual Studio .net脚本语言编辑工具 EditPlus2, UE编辑器，记事本FK_SCORE_REFERENCE_USERINFOFK_EXERCISE_REFERENCE_USERINFOFK_USERSCOR_REFERENCE_USERINFO用户信息UserIDUserNumUserNameUserSexstateAvailLogNumPublicBlogpasswordsBirthdayEdulevelIPDepartmentOccupa

19、tionEmailTelReadTimeBeginTimeMainUrlNoteOrderCanTestintchar(8)char(28)char(2)smallintbitintbitchar(10)smalldatetimechar(4)char(16)char(50)char(20)char(50)char(16)datetimedatetimechar(50)char(12)bit信息化教学设计考试成绩UserIDIdUserNumUserNameExerciseIdFileNameSExpandNameHandInDateScoreIsExcellentReadDateTeache

20、rNoteintintchar(8)char(28)intchar(12)char(5)smalldatetimeintbitsmalldatetimetext网络考试成绩UserIDIDSTU_NUMSTU_NAMESTU_FACUSTU_MAJORSTU_CLASSDB_NAMETRY_DATETRY_TIMESTU_SCORESTUIPintintnchar(10)nchar(28)nchar(20)nchar(20)nchar(20)nvarchar(20)smalldatetimenvarchar(8)floatnchar(15)学习者成绩信息UserNumUserIDUserNameDepartmentInfomationDesignNetExamFinalExamWorkSetTotalScorechar(8)intchar(28)char(50)floatfloatfloatfloatfloat学习的评价学习的评价学习过程的监控学习过程的监控可进行单次辅导可进行单次辅导学习记录学习记录阶梯渐进型时序图阶梯渐进型时序图学习记录学习记录高频密集型时序图高频密集型时序图高频密集型时序图（部分数据）（部分数据）学习记录学习记录脉冲起伏型时序图脉冲起伏型时序图探索学习型时序图学习记录学习记录学习数据统计分析学习数