信息技术与网络教育新概念

信息技术与网络教育新概念北京师范大学信息科学学院裴纯礼教授2002.6.24中国人民大学网络学院主要业务兼职•教育部师范司全国教师教育信息化专家委员会委员•教育部基教司现代远程教育工程资源建设基础教育项目专家组委员•教育部高教司高等学校教育技术研究会学术委员会委员•教育部考试中心NIT国家信息技术考试委员会委员•北京市教委北京地区普通高校计算机教育评价指导委员会委员•北京师范大学前计算中心常务副主任•北京联合大学特殊教育学院特聘教授•欧美同学会留加分会理事通信地址•电话：[phone]（可留言）•电子信箱：[e-mail]网络教育的三要素：观念、关系与技术•第一位：观念•第二位：关系•第三位：技术提要一、信息技术与教育二、计算机及其发展与应用对我们提出的新要求三、网络教育新概念四、新的网络教育观及其应用实践五、教育部网络教育与教师教育信息化相关项目六、对因特网、服务器与客户机的形象理解七、因特网应用信息服务的发展与教学应用简介八、适合我国网校教学点的技术方案九、结束语一、信息技术与教育•1.信息及其相关基本概念•2.信息技术与教育1.信息及其相关基本概念•⑴信息•⑵信息科学与信息技术•⑶信息基础设施建设⑴信息•一个抽象的概念•信息与数据：信息经过加工、提炼和浓缩后，形成对人类社会活动，包括决策、生产、工作、学习、生活、娱乐等产生影响的数据•数据的表示与传播：以数据形式出现的信息可以通过各种媒体表示与传播–传统形式媒体（语言、文字）–模拟形式媒体（以电磁波为载体的文字、声频与视频等）–数字形式媒体（二进制数字编码的文本、多媒体与程序等）⑵信息科学与信息技术•信息量的快速增长促进了信息科学与信息技术的发展•信息科学–研究收集、组织、存储、管理、传播、交换、检索、处理、应用数据信息的理论与方法•信息技术–传统媒体技术（报刊、杂志、书籍）–模拟通信技术（广播、电视、电话、电报、传真）–数字通信技术（数字媒体的网络通信与播放）⑵信息科学与信息技术（续）•最新信息技术的含义–20世纪后半期：3C（计算机、通信、控制）（数字技术、模拟数据处理与通信、机电技术的混合物）–21世纪：计算机、网络、多媒体（更强调数字技术）⑶信息基础设施建设•NII（NationalInformationInfrastructure）美国国家信息基础设施行动纲领（1993年）–宽带通信网络–信息设备–信息资源–人才资源•GII（GlobalInformationInfrastructure）全—球信息基础设施（1994.7）•我国的信息基础设施建设（20世纪末）–三大部合并（三大网合并）–国家主干网的建设2.信息技术与教育•⑴信息技术在教育领域的应用发展•⑵三种教育与三类学校•⑶我国教育领域的信息基础设施建设•⑷开展网络教育和建设网络学校的基本原则⑴信息技术在教育领域的应用发展•人类有语言和文字以来：传统教育（书本、教室、黑板、图书馆、实验室）•20世纪80年代：传统教育与电化教育（电化教室：广播、电视，录音、投影、录像）•20世纪末，21世纪：传统教育、电化教育与网络教育（多媒体网络教室：信息技术教育、网络辅助教育教学）⑵三种教育与三类学校•三种信息技术分别支撑了三种教育和三类大学：–传统教育：传统大学–电化教育：广播与电视大学–网络教育：网络大学•三种教育中最基本的教育形式是传统教育，网络教育和电化教育只能对传统教育起辅助作用，不应该也不可能取代传统教育。⑶我国教育领域的信息基础设施建设•实现网络教育必须首先进行教育领域的信息基础设施建设，它们应包括下列四个方面：–网络建设（中国教科网、校园网与校校通）–信息设备（服务器、网络多媒体教室、网络多媒体微机房）–信息资源（网络教育平台，教育资源、课程整合，教育教学应用）–人才资源（专业人员、教师的信息技术培训，学生的信息技术教育）⑷开展网络教育和建设网络学校的基本原则•这是一个新课题，缺乏经验•应在认真比较三类教育的优缺点的基础上，发挥各自的优势，进行互补；而不是用某一类教育取代另一类教育–数字地球不能取代物理地球–网络教育不可能取代传统教育–发展机器人的目的不是消灭人类自己二、计算机及其发展与应用对我们提出的新要求1.人类使用计算机的三个阶段2.应用计算机的三个层次3.物理地球与数字地球4.教育的数字化1.人类使用计算机的三个阶段⑴50~70年代：多人共用一台计算机⑵80年代：一人用一台计算机⑶90年代中期以来：一人用全球的服务器⑴50~70年代：多人共用一台计算机•专家语：全世界只需几台计算机就够了。•应用事实：美国航空售票系统由纽约中央机场的一台计算机连接美国各大城市机场售票终端。•应用特点：数十、数百人只能通过各自的终端共用一台计算机主机；•一句话小结：“秀才”可望而不可及。⑵80年代：一人用一台计算机•专家语：80年代是微机发展与普及的10年。•应用事实：个人计算机进入寻常百姓家庭。•应用特点：每个人都可以使用计算机辅助工作、学习与生活，享受单独使用一台计算机的乐趣。•一句话小结：“秀才”不用纸和笔，就可写和画。⑶90年代中期以来：一人用全世界的服务器•专家语：要造一个数字地球。•应用事实：Internet在全球范围的发展与普及。•应用特点：每个人通过一台联网的计算机可以访问与应用全世界的服务器所提供的各种信息。•一句话小结：“秀才”不起床，能知天下事。2.应用计算机的三个层次主机和终端（专业人员，已成为历史）单机（专业与非专业人员）网络客户机（专业与非专业人员）网络服务器（专业与准专业人员）2.应用计算机的三个层次（续）•基本要求：单机与网络客户机的熟练用户•中级要求：网络服务器的熟练用户•高级要求：网络服务器的管理者3.物理地球与数字地球物理地球–基本单元是Atom（原子）和Molecule（分子）；–组成了自然界（丰富多彩的陆地、海洋、山川湖泊，动植物等）和人类社会（商店、书店，学校、图书馆、博物馆，报刊杂志、广播、电视，公园、剧院、运动场、游戏娱乐等等）；–如何产生尚无定论。数字地球–基本的单元是bit（位：0和1）和Byte（字节）；–模拟、仿真、克隆、重塑一个虚拟的数字地球，并将在存储空间、传输速度等诸多方面优于物理地球；–由人设计与制造。数字地球不可能取代物理地球，但数字地球将对物理地球产生巨大的反作用存储容量（以传统图书馆与数字图书馆相比较）传统图书馆–假设全世界有150个国家，每个国家5千所大学，每所大学图书馆藏书1千万册，每本书100万字；–总计可藏书7.5×1012本,总字数7.5×1018字符，总字节数1.5×1019字节；–以每本书1.5Cm厚，每个书架5层，每层宽1.5M，每个书架将可以存放500本，需要1.5×1010个书架，将占用巨大的地球物理空间。数字图书馆–64位CPU，有64根地址总线，其寻址能力高达264=18,446,744,073,709,600,000（～1.8×1019字节）–假设微机具有对应的内存容量，一台微机的内存就可以直接保存、检索和处理上述全部物理图书馆的信息。–目前硬盘数量级达100GB～1011字节，可存储5000本书（10个书架的内容存放于一个小名片盒大小的空间）传输速度（以传统图书与数字图书相比较）世界上飞行最快的协和飞机的最快飞行记录是25多个小时绕地球一周–物理地球上两个相距最远距离位置之间传输一本传统图书至少需要12小时因特网的传输速度–数字地球上目前传输速度已达～Gbps数量级，即每秒钟可以传输～108字节，即5本上述传统书籍（差不多一本大百科全书）的全部信息–第2代因特网的传输速度还将提高一个以上数量级4.教育的数字化建设校园网近期无条件应建立基于微机室或教室的局域网实现校校通连通因特网建立教学服务器课程的数字化与网络化建立虚拟数字教室、实验室、图书馆、学校传统学校的领导和教师要发挥下列作用：研究、设计、开发、建设网络平台、资源、辅助教学系统开展基于因特网的教学改革（教育理论、思想、目的、模式、结构、内容、方法、手段等）开展基于因特网的素质教育、创新教育、创业教育研究重点：网络教育相对于传统教育的优势并应用于教师教育教学实践三、网络教育新概念1.21世纪的教育教学改革重点是基于因特网的教育教学信息化2.未来的教师应是网络服务器的熟练用户3.树立自信心：在IT技术的每一发展新阶段大家都是处于同一起跑线上4.IT技术发展永无止境，教育信息化也永无止境5.要以因特网本身的精神管理与应用因特网1.21世纪的教育教学改革重点是基于因特网的教育教学信息化•在信息社会中，信息技术（计算机、多媒体、网络通信，尤其是因特网）的迅速发展，已经并将进一步促进教育与教学理论、思想、模式、结构、内容、方法、手段的变革，即加速教育教学信息化进程。•下面我们将从8个方面进行分析1.21世纪的教育教学改革重点是基于因特网的教育教学信息化（续）•⑴学习理论的发展•⑵因特网的发展为建构主义学习理论的应用发展奠定了物质与技术基础（双主教学模式）•⑶网络教育将突破传统学校的各种局限，让不同地区学生获得平等的受教育机会•⑷网络教育（教育教学信息化）的基本内容•⑸网络教育为教育教学信息化提供了新的任务和机遇•⑹教师在网络教育中的主导作用•⑺实施素质教育、创新教育和创业教育应是网络教育的主要目标•⑻在相当长的一段时间内，网络学校将作为传统学校的补充，并与传统学校并存⑴学习理论的发展从1959年IBM公司开发第一个CAI系统以来，计算机辅助学习理论经历了由行为主义、认知，到建构主义的三个发展阶段。–①行为主义学习理论–②认知学习理论–③建构主义学习理论①行为主义学习理论（60年代初~70年代末）•强调外部刺激对学习的作用，采用“提问”→“回答”，即“刺激”→“反应”的模式。•将学习知识的过程化分为小步骤，根据学习者的回答予以处理。②认知学习理论（70年代末~80年代末）•强调外部刺激与内部心理的相互作用，根据学习者原有知识与知识结构，建立学习模型，激发学生学习热情，因才施教。③建构主义学习理论（90年代初到现在）•知识是学习者在一定的情景即社会文化背景下，利用必要的学习资料，借助他人的帮助，通过意义建构的方式获得的：–强调以学生为“中心”和“主体”；–强调“情境”对意义建构和学习的作用；–强调利用各种学习资源来支持“学习”；–强调教师对学习环境的设计；–强调教师对学生学习的督促、激励和帮助；–强调协作学习对意义建构的关键作用。⑵因特网的发展为建构主义学习理论的应用发展奠定了物质与技术基础（双主教学模式）•建构主义学习理论已出现多年，但直到因特网的普及才为其实践提供了可能的平台：–自主学习环境（教师可充分利用因特网各类信息服务与资源，尤其是Web服务与资源为学生建构基本与扩展的学习资源与学习环境，包括模拟的实验环境）–交流与协作学习环境（各类因特网专题组，基于Web的虚拟论坛、实时键盘对话与讨论等）–实时动态的调查、评估与分析的环境•因特网有助于将以教师为中心的教学模式发展为在教师指导下以学生为主体的教学模式，即开展在教师指导下的自主学习与协作学习。⑶网络教育将突破传统学校的各种局限，让不同地区学生获得平等的受教育机会•典型的传统学校由教师，教室、黑板加书本，图书馆加资料，实验室加仪器，电化教室加音像设备等组成，学校教学水平难于突破学校经费、图书资料、教师水平的限制，受到时间和空间（校园、围墙）的制约。从这个意义上来看，不同地区的学生受教育的机会与条件是不平等的。•连通因特网的学校（网校）可以突破上述限制，在全时段充分利用全人类资源（最好的教师、专家、教材、资料、信息），即让各类学校的学生均可获得平等受教育的机会。⑷网络教育（教育教学信息化）的基本内容•基础建设：建立基于TCP/IP的校园网（或局域网），根据实际需求分阶段建立与扩充网络服务器（而不是以连通主干网为唯一目的），进行资源建设。•资源建设：建设重点是组建教学服务器，提供各类因特网信息服务，收集、组织与开发网络教学多媒体资源、课件