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第二章信息化教学环境与系统第二章信息化教学环境与系统——主要内容2.1信息化教学环境概述2.2视听演示型教学系统2.3多媒体网络教学系统2.4虚拟仿真型教学系统2.5E-Learning教学平台2.6交互式电子白板系统2.1信息化教学环境概述2.1.1信息化教学环境的概念2.1.2信息化教学环境的类型2.1.3信息化教学环境的特点2.1.1信息化教学环境的概念学术界关于教学环境概念的界定：（1）教学环境主要指由学校和家庭的各种物质因素构成的学习场所。（2）教学环境是课堂内各种因素的集合。（3）教学环境就是学校气氛或班级气氛。（4）教学环境是由学校环境、家庭环境和社会环境共同构成的学习场所。（5）教学环境主要指学校教育环境。2.1.1信息化教学环境的概念本书中的界定：教学环境：影响教学活动的各种情况和条件的总和，包括显性环境和隐性环境两部分，显性环境主要包括教学仪器、设备、教室内外等物理设施，隐性环境则包括教育理念、教学氛围、习惯、规范、人际交往氛围以及心理适应等。信息化教学环境就是运用现代教育理论和现代信息技术所创建的教学环境，是信息化教学活动展开的过程中赖以持续的情况与条件。这种教学环境包含在信息技术条件下直接或间接影响教师“教”和学生“学”所有条件和因素，是硬件环境、软件环境、时空环境、文化心理环境等条件和因素的集合。2.1.2信息化教学环境的类型信息化教学环境包括物理教学环境、信息资源环境、人力资源环境及人际关系环境等。从技术和活动方式的角度看，信息化教学环境可以分为课堂教学环境、视听传播环境和网络教学环境等类型。从教育传播的角度看，教学环境的构成要素一是时空结构，二是空间容量，三是媒体装备。同步（Synchronism）异步（Asynchronism）同地个人PC-CAI、放像机、虚拟现实等教科书、电子笔记本、电子辞典等小组讲授、讨论、录像放映等录音、录像、练习等群体多媒体课堂，网络教室等电子阅览室、教学局域网等众体影院、会堂、报告厅等图书馆、学习资源中心等异地个人电话、电话、网络视频电话等E-mail、电子查询、网络信息检索等小组聊天室、电子论坛等电子座、E-mail、网络课件群体视频会议、虚拟教室等BBS、校园网、网络课程、虚拟学堂等众体广播电视、视频会议系统等Internet、互联网、数字图书馆、电讯新闻组信息化教学环境的应用类型2.1.3信息化教学环境的特点教学信息多媒体化学习资源共享化学习活动合作化自主学习个性化教育管理自动化2.2视听演示型教学系统2.2.1常规媒体教学系统2.2.2语言教学系统2.2.3多媒体演示教室2.2.4微格教学系统2.2.1常规媒体教学系统“录音—投影”教学系统教育广播电视系统校园视频点播系统“录音—投影”教学系统球面反光镜溴钨灯新月透镜纹透镜银幕反光镜放映镜投影片教育广播电视系统卫星电视教学系统有线电视教学系统发射天线星载转发器接收天线卫星接收站上行发射站测控站校园视频点播系统VOD（VideoOnDemand）视频点播,也称交互式多媒体视频点播业务，它是能根据用户需要随时点播提供视频服务的一种交互式电视广播业务。VOD是集动态影视图像、静态图片、声音、文字等信息为一体的，为用户提供实时、高质量、按需点播服务的多媒体通信业务。2.2.2语言教学系统听音型语言教学系统听说型语言教学系统听说对比型语言教学系统视听型语言教学视听说对比型语言教学系统图2-6AVC型语言教学系统示意图2.2.3多媒体演示教室多媒体演示教室，又称为多媒体电教室，是指多种教学媒体汇集在一个教室内，以利于开展多媒体组合的教与学活动的系统。多媒体演示教室主要供教师使用，媒体起辅助教师教学的作用，充当教师上课的教具。多媒体演示教室的教学功能：便于教师利用多种媒体辅助教学活动；教师能利用多种媒体组和优化教学过程，突破教学重点、难点，提高教学质量与效率；使课堂图文并茂，能有效激发学生的学习欲望，易于学生对知识内容的理解。多功能型多媒体演示教室便于观摩示范教学，而且还能够扩大教学规模。能用于开展新型教学模式的教学实验与研究。能用于多媒体学术报告、专题讲座等活动。通过学习反应信息测试分析系统，能用于课堂教学效果的研究和分析。标准型多媒体演示教室2.2.4微格教学系统1．微格教学及其环境微格教学（Micro-Teaching）意为微型化教学，通常又称为“微型教学”。它是由美国斯坦福大学艾伦（D.Allen）教授等人创立的一种利用现代教学技术手段来培训教师的实践性较强的教学方法。艾伦教授认为“它是一种缩小了的可控制的教学环境，它使准备成为或已经是教师的人有可能集中掌握某一特定的教学技能和教学内容”。它是借助现代教育技术设备——摄像机、录像机、全场录音系统、视音频摇控系统、视音频切换机等，对学生进行某项专门训练，使学生掌握某种技能技巧的小规模教学活动。模拟室观摩室控制间声锁间准备室微格教学系统示意图2．微格教学的一般过程（1）受训人员作为“模拟教师”，部分真实学生或受训者的同学作为“模拟学生”，组成“微型课堂”。（2）确定要培训的技能和训练目标，组织观摩微格教学片或进行现场教学示范，并组织学习讨论。（3）把教学技能分解成若干个环节，学习者根据技能训练目标选择片段性课程内容，进行教学设计并编写微格教案。（4）在微格教室内利用10分钟左右的时间进行模拟教学实践，主要训练掌握目标规定的某项教学技能。（5）在微格教学的实施过种中，利用微格教室的视听设备将教学实习过程记录下来。（6）通过视频系统重播录像内容，指导教师组织学生进行讨论，对实习训练进行反馈评价和分析。（7）根据反馈意见修改教案,重新组织试教并进行再评价，单项教学技能训练告一段落后，要有计划地展开综合教学技能训练,直至各种教学技能融会贯通。3．微格教学的特点（1）学习目标明确、具体。（2）学习规模小、参与性强。（3）教学过程声像化、反馈客观及时。“训练课题微型化，技能动作规范化，记录过程声像化，观摩评价及时化”2.3多媒体网络教学系统2.3.1校园网及其应用2.3.2多媒体网络教室2.3.3网络视频教学系统2.3.1校园网及其应用1．校园网的组成结构2．校园网的基本功能3．校园网的教学应用校园网的组成结构（1）服务器（2）工作站（3）网络互联设备集线器（HUB）交换机（Switch）路由器（Router）网关（Gateway）防火墙（Firewall）（4）网络传输媒质校园网的基本功能（1）信息发布（2）教学应用（3）管理应用（4）科研应用（5）数字化图书馆校园网的教学应用（1）网络教学支持平台具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、作业布置与批改、题库维护、组织考试与活动、试卷分析等功能。具备支持学生选课、学习、递交作业、提问、讨论、实验、资料查阅、考试等功能。具备支持基于流媒体的网络实时与非实时授课系统。具备支持教务人员进行学生管理、课程管理、资料管理、教学质量分析等功能。具备支持教师通过各种网络工具，相互之间或与外校的教师之间进行教学方法、教学艺术的交流与探讨。具备支持连接Internet，实现远程教育。（2）教学信息资源库2.3.2多媒体网络教室多媒体网络教室的构成多媒体网络教室的类型多媒体网络教室的功能多媒体网络教室的应用1.多媒体网络教室的构成计算机网络系统：在教室范围内的局域网网络教学控制系统：硬件型、软硬结合型和软件型教学资源系统：辅助备课资源库、学习资源库和资源搜索工具学生机服务器教师机学生机……..学生机Internet图2-12多媒体网络教室构成图2.多媒体网络教室的类型纯硬件多媒体网络教室纯软件型多媒体教室软硬结合型多媒体网络教室3.多媒体网络教室的功能（1）广播教学（2）电子教鞭（3）远程控制（4）转播教学（5）屏幕监视（6）遥控辅导（7）教学示范（8）分组讨论4.多媒体网络教室的教学模式（1）授课模式（2）自主学习模式（3）小组讨论模式2.3.3网络视频教学系统网络视频教学系统的功能网络视频教学系统分类及特点1.网络视频教学系统的功能网络视频教学系统是现代远程教学系统的重要部分，它一般有直播式、点播式、双向实时互动式三种应用方式。“电大在线”：通过多种视频教学形式和丰富的视频教学内容来促进学生在线学习质量的提高，其中，“午间直播课堂”版块以“单向直播或双向互动”视频教学的形式进行课程的同步讲授与辅导，而“开放课堂（点播中心）”版块则是以“点播”视频教学的形式提供资源供学生进行自主的个别化学习。2.网络视频教学系统分类及特点1．按同步方式分类（1）实时网络视频教学系统指利用计算机网络和多媒体技术将教师现场授课内容（语音、数据、图像）和过程制作成利于在网上传输的视音频媒体，并以现场直播的形式实时地将媒体内容传送到远端教室或学生的桌面系统上，供学生进行同步式学习的一种网络教学形式。（2）非实时网络视频教学系统指利用计算机网络和多媒体技术将教师现场授课的内容和过程制作成利于在网络上传输的视音频媒体，然后将其存储在服务器上，以点播的方式呈现，供学生进行非实时学习的一种网络教学形式。2.网络视频教学系统分类及特点2．按应用方式分类单向直播式点播式双向实时交互式（1）单向直播式网络视频教学系统单向直播式是一种实时的网络视频教学系统，由于信息传输是单向的，所以学生只能在特定的时间被动的接受视频教学的内容进行同步式学习，教学进度由教师来控制，缺乏交互性，但是它打破了传统课堂授课的空间局限性，师生在空间上可以是分离的。（2）点播式网络视频教学系统点播式一般是将教师多次授课的内容和过程录制成多个视频，存放在网络的服务器上，学生可以不受时间和空间地点的限制，根据需要在任何时间和任何地点，自定步调的选择授课内容进行异步式学习。（3）双向实时互动式网络视频教学系统双向实时互动式是利用计算机网络和多媒体技术构建一个类似于传统课堂的实时教学环境（虚拟课堂），在这个教学环境中，教师和学生可以像在传统课堂中那样进行双向交流互动的一种网络教学形式。2.4虚拟仿真型教学系统2.4.1虚拟仿真教学系统概述2.4.2虚拟教室及其应用2.4.3虚拟实验系统及其应用2.4.1虚拟仿真教学系统概述虚拟仿真技术是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触等一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，相互影响，是一种人与通过计算机生成的虚拟环境可自然交互的人机界面。组成：计算机硬件、计算机软件以及传感设备等特点：计算机产生一种人为虚拟的环境，使人产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，给人一种“身临其境”的感觉。2.4.2虚拟教室及其应用1．虚拟教室的概念虚拟教室（VirtualClass）是在计算机网络的基础上利用多媒体技术构建成的教与学的环境，可使身处异地的教师和学生相互听得着、看得见，以建构主义理论为基础，利用计算机多媒体技术、网络技术、现代通讯技术等构建的数字化网络教育支撑平台。2．虚拟教室的特点（1）教学灵活性（2）地域不限性（3）适应创新教育需要（4）教学管理自动化2.4.2虚拟教室及其应用3．虚拟教室系统构成使用者部件控制中心教学资源库使用者管理模块异步教学模块同步教学模块支持机制教学资源库使用者部件2.4.2虚拟教室及其应用4．虚拟教室教学应用目前常见的虚拟教室有“基于视频会议系统的虚拟教室”、“二维虚拟教室”、“三维虚拟教室”等曲阜师范大学虚拟教室系统2.4.3虚拟实验系统及其应用虚拟实验是相对于真实实验而存在的，两者的主要差别在于：实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在真实实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的；而在虚拟实验中，没有以实物形态存在的实验工具与实验对象，实验过程主要是对虚拟物的操作。虚拟实验系统是