问题解决型网络课件的设计高一物理受力分析专题网络学习课件的设计

问题解决型网络课件的设计——高一物理受力分析专题网络学习课件的设计Problem-solvingCoursesDesignontheWeb——TheDesignoftheSubject:ForceAnalysis徐光涛*冀新花***华南师范大学教育技术研究所**南京师范大学新闻传播学院2001研E-mail:[e-mail]本文在对当前网络课件现状进行充分分析的基础上，提出了一个可行的交互性问题解决型网络课件设计的思路，并以高一物理受力分析专题网络学习课件的设计作为例子，对此类网络课件的交互方式、授递策略等进行了论述。关键词:网络课件教学设计交互授递策略图形识别专家系统1引言伴随着多媒体计算机和因特网络进入每个家庭，网络教育的时机已经成熟。几年前有人提出传统的学校教育将会被网络教育取代，学生只须在家中就可以读完小学、中学和大学，现在看这个观点太过于激进。在学校教育的课堂教学中，通过师生之间的面对面的交流，学生可以从老师的一个眼色和一个手势中体会到老师的意思，这是网络教学所不及的，也是网络教学无法替代的。目前有不少中小学通过与公司合作开发了很多的网络课程、课件，通过调查发现，大量的这类网络课件存在利用率不高，使用效果不佳的问题,与这类网络课件相比，问题解决型网络课件的优势体现在：（1）问题解决型网络课件注重教学授递策略和学生学习控制策略，交互性强提到课件，一般都认为利用多种媒体的感官刺激，可以提高学生兴趣，提高教学效率等，因此大多数的网络课件只是文字、图形、图片的堆积（少量音频、视频），缺少一定的教学授递策略和学生学习控制策略。本应以学生为主体，让学生自主学习，但我们的学生拥有的自主权只是眼睛盯着刺眼的屏幕，手握鼠标拖动滚动条，交互性无从体现，学生学习的过程中，缺乏激励学生思考的教学策略，学生体会不到学习的乐趣，学习难以维持。开发问题解决型网络课件是改变网络课件现状的一种有效方法．（2）问题解决性网络课件可以很好的与现行中小学教育结合，实用性强教育不仅是一门科学，更是一门哲学。我们不应只是整天喊教育改革，批判当前教育制度，而应更多的开展一些与当前教育现状紧密结合的教育实验。大多数的网络课程开发花费了大量的人力财力，但实际利用率很低，原因就是因为与当前中小学的教学脱节，现行教育本质仍是应试教育，因此我们制作的课件要尽量切合我们的学校教学实际，如果我们制作的课件可以让学生轻松的掌握考试应该具备的知识，提高学生的应试能力，让学生可以有更多的时间来发展其他方面的能力，那么这样的课件才是真正减轻了老师的负担，提高了学生的学习效率。在本文中笔者试就高一物理受力分析专题网络学习课件进行设计，以抛砖引玉，希望广大一线教师通过这样的一种思路来设计我们的网络课程，使我们的网络教学早日良性运转起来，减轻教师、学生的负担，真正为我们的教学服务。2高中物理第一册受力分析专题网络学习课件的总体设计教学目标：本网络课程针对高中一年级物理第一章力学内容，对受力分析作为一个专题进行设计，可以登陆进入进行学生自主的个别化学习，同时同学教师之间可以进行实时和非实时的交互，通过协作完成受力分析这部分的学习．教学策略：主要通过针对具体问题进行系统设计，使学生通过每个问题的解决最后掌握受力分析的知识和方法。系统结构如图1所示：讨论区受力分析专家系统数据库教师学生学生学生图1系统结构本系统主要有三个部分组成：学生模块、教师模块、受力分析专家系统数据库。结构上与以往此类系统并无不同之处，所不同的是在整个学生学习过程中进行了一些控制。此网络课件登陆学习的流程如图2所示：学生登录系统记录学生教师的登陆时间读取用户信息,开始记录学生教师状态学生通过与系统交互进行自主学习监督学生读取学生进度回答学生疑问教师登录出现疑问Netmeeting讨论区自主学习进行阶段,如出现疑问，可查看讨论区教师或其他同学是否已对自己的疑问做出过解释，也可通过寻求帮助，选择已经完成本题目学习的同学或者老师（如果老师空闲），通过Netmeetiong直接进行讨论自我测试系统评分读取学生的评分记录,对学生进行更细致的指导学习评价阶段：对学生的学习效果进行评价，系统出题，并对学生的得分情况进行记录和评价，教师读取系统的评分记录，对学生进行更为详细的指导图2登陆学习的流程本课件是以学生自主学习为主，依靠网络协作学习为辅，基于客户／服务器结构的网络型课件。首先分析教材中受力分析专题的内容，根据教学目标，将学生应该掌握的知识点总结、归纳、分类。然后针对每个知识点提出具体问题，如何设计每个问题，帮助提示学生解决每个问题是本课件设计的重点。针对每个问题都要进行全面的分析，要求学科教师首先要了解学生当前的学习情况，然后针对学生学习过程中可能出现的问题，碰到的难题设计教学支持策略。针对每个具体问题，系统都提供不同的学习分支，使用的目标是学生自主学习本课件，澄清没有掌握的知识点，运用所学知识解决问题，可以进一步巩固、复习所学知识。最后系统可以对学生的学习情况进行评价，教师在学生的整个学习过程中可以对学生的学习情况进行监控。值得说明的一点是关于学生与系统的交互方式。学生通过画图工具作出受力分析图，通过网络提交，服务器端程序将它与数据库中的图形对比进行图形识别，给出反馈，一步步的指导学生，直到学生掌握受力分析的步骤与方法，关于图形识别涉及到比较复杂的技术，在本文中不作赘述。3高中物理第一册受力分析专题网络学习课件的细化设计教学大纲中本章对学生要求为：只要求初步熟悉物体受力分析，不要求学生分析比较复杂的情形。这是因为，对于比较复杂的情形，要结合着运动和力的关系来进行受力分析，学生才能掌握得更好。对物体受力分析的要求，应贯穿在整个力学教学中，并逐步加以提高。本网络课件的设计充分考虑了大纲的要求，不管是在题目的设计还是在问题的支持策略上的设计上都进行了充分的体现。另外对学生如何利用本网络课件进行受力分析部分内容的学习，老师可根据个人的授课情况进行安排。交互方式：本网络课件的交互可以在系统、学生和教师之间双向进行。针对相对独立的问题，学生根据课上学到的受力分析知识进行受力分析，并画出受力分析图，系统对学生的受力分析图进行识别、判断，给出提示，引导学生做出正确的受力分析图。这其中学生也可以对其中的不明白的问题进行求助，可以到讨论区搜索相关问题的讨论，还可以求助同学或者老师。授递策略：授递策略主要体现在问题专家系统的设计，专家系统的设计图示如图3所示：网络推理机知识库知识库管理解释器知识获取界面图3专家系统的设计对于这种针对具体问题的系统，其中专家系统知识库基本可以预测学生所有的答案，并进行诊断。这样就可以实现针对学生情况进行个别化的教学。如果学生的回答在知识库中没有找到，系统会给注册教师发出消息，请教师对知识库进行管理。协同学习的设计：当自主学习出现疑难问题时，学生就可以通过讨论区或者视频会议系统与其他同学和教师进行交流，进行协同学习。系统求助模块包括：在线同学、教师列表（ID、IP），以及是否空闲等情况，学生可通过Netmeeting会议系统与同学、教师进行交流。下面以一个问题示例对系统的界面和具体的交互方式和授递策略进行说明，学习课件的简化界面如图4所示：图4学习课件的界面本题目要求学生有的几个预备知识：力的三要素（施力物体、受力物体、力的作用点）重力、重心；摩擦力；支持力、压力；弹力问题界面可以分为三部分：问题主干部分、绘图区、系统信息区和导航区。题干部分就是对问题进行描述，绘图区提供三个按纽和绘图区域，三个按纽分别是箭头工具、重画按纽和提交按纽。当学生经过分析通过箭头工具使用鼠标画出受力分析图后，通过提交按纽系统就可以把学生所画的图与数据库中预设的图进行比较识别，给出反馈信息，如果错了，给出校正信息，一步步诱导学生直到掌握这个题目。例如下面是一个反馈信息：StuName同学，请思考你所画的沿斜面向下的力是什么力，请给出它的施力物体，考虑到底有没有这个力存在，考虑好了吗？请点击继续。点击继续后，系统显示：一个力，一定要有力的三要素，你所画的沿着斜面向下的力可以理解为下滑力，但他并不是一个实际存在的力，我们找不到这个力的施力物体，所以它只不过是重力的一个分力。如果系统给出的反馈还不能够使学生弄明白此问题，学生就可以向老师同学求助，通过学习界面右下角的在线教师、在线同学，显示出在线教师同学的列表，通过列表学生就可以知道哪些教师同学在线，并可以读出其他同学的进度情况，并可以向他们发邮件或者提出Netmeeeting请求，与老师同学交流。除了请教同学老师，学生也可以进入讨论区就自己的问题进行查询，或者发帖子让老师和其他同学的帮助解答。如果学生所画的受力分析没有时，系统将只是反馈信息：你所画的受力分析图是错误的，请进一步的思考并重新画出受力分析图。同时系统会把学生的这个错误的受力分析图添加到数据库中本题目部分的尾部，并会以邮件的形式通知教师哪个题目出现了新的错误解答，要求教师对知识库进行维护，添加学生的错误分析和反馈信息。4结论本文开篇提到教育的问题不是一个简单的问题，有许多的因素制约着教学的效果，现在很多的工作者在建构主义的指导下开展了大量的理论与实践，笔者认为在当前的教育形势下，设计开发一些交互性强的操作练习类网络课件，还是挺有实际意义的．虽然设计制作交互性实用性强的此类网络课件需要很大的投入，从微观策略的角度看，在教育行政部门的组织下，各级各类学校企业和广大教师共同努力下，建设成批成系列的此类网络课件是可行的，这是由网络的可共享性决定的．参考文献[1]李绯.计算机辅助教学中基于问题解决学习的教学模式的设计电化教育研究.1999.（3）.[2][美]莫里斯·L·比格著，张敷荣等译.学习的基本理论与教学实践.北京文化教育出版社,1983.G44/25.武波，马玉祥编著.专家系统.北京理工大学出版社,2001.TP182/W920.Atthebaseoffullanalysisofcurrentweb-basedcourses,afeasiblewaywillbeofferedabouthowtodesigninteractiveproblem-solvingcoursesonthewebinthispaper.Andalsotheweb-basedcourseofForceAnalysiswillbetakenasanexampleforexpatiatetheinteractivemeans、Impartstrategy,andsoon.Keywords:Web-basedcourseInstructionaldesignInteractionImpartstrategyGraphicsDiscriminationES（Expertsystem）