常见的教学环境及其应用基础知识

1、教师：杨 闽现代教育技术第二章常见的教学环境及其应用现代教育技术环境是指在教与学的实践活动中，所涉及的系统化的信息技术设施与条件。即实现教学信息呈现与教学资源共享、有利于学生主动参与和协作讨论、有利于信息反馈和教师调控的现代化教学环境。本章主要内容1.1 Intranet ntrnet是一类基于 Internet 技术的企业内部网络，它通过防火墙与Internet 连接。Intranet的基本思想是:在内部网络上采用TCP/IP作为通信协议，利用Internet的Web模型作为标准信息平台，同时建立防火墙把内部网和Internet分开。Intranet 结构图1.2 校园网的概念校园网(Cam

2、pus Network)是指利用网络设备、通讯媒质和相应的协议(TCP/IP协议等)以及各类系统管理软件，将校园内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，同时又通过防火墙(Firewall)与外部的Internet网络连接，以用于教学、科研、学校管理、信息资源共享和远程教育等方面工作的局域网。校园网络就是一个特殊的Intranet。1.3 校园网的硬件构成网络交换设备网络传输媒介网络终端交换机、路由器、集线器双绞线、光纤服务器、工作站、个人电脑、网络打印机互联网（Internet）1.3.1 网络传输媒质网络传输媒质指网络数据传输的通道，是物理网络连接的建立者。常见的网络传输媒质有：双绞线（网线

3、、电话线、同轴电缆）和光纤。目前也流行无线网络（wireless）。1.3.1 网络传输媒质（1）双绞线（Twisted Pair）由两根互相绝缘的铜线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质。常见的有网线、同轴电缆等。常用的无屏蔽层双绞线由 4对双绞线和一个塑料护套构成。（如右图）（1）双绞线（Twisted Pair）原理：每一根导线在传输中辐射的电磁信号会被另一根线上发出的电磁信号抵消。由于线缆的长度受到衰减的严重限制，双绞线传输距离在100米左右，最高传输速率为100 Mbps，是目前局域网中使用最多的传输媒质。(2)光纤（Fiber）光纤是以光脉冲的形式来传输信号，以玻璃和有机

4、玻璃为主材料的网络传输介质。它由纤维芯、包层和保护套组成。单模光纤（直线传播）多模光纤（折射传播）光纤具有极高的传输带宽:最高传播速率：1000Mbps衰减极低，抗电磁干扰能力很强，最大传输距离：20KM1.3.2 交换设备网络交换设备主要有集线器（HUB）、交换机（Switch）路由器（Router）、网关（Gateway）（1）集线器（HUB）集线器是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备。提供信号放大和中转的功能，或把一个端口接收的信号向所有端口分发出去。（2）交换机交换机的外形与集线器很接近，也是一个多端口的连接设备。交换机与集线器的区别：集线器采用广播模式，共享一条带宽；交换

5、机是点对点方式，每个端口都有一条独占的带宽；（3）路由器路由器是连接多个网络和网段的网络设备，能将不同网络和网段之间的数据信息进行“翻译”，从而构成一个更大的网络。功能：数据通道功能和控制功能。（4）网关又称网间连接器、协议转换器。具有路由器的功能，还能将两个使用不同网络协议的网段进行数据翻译和交换，使得不同网络之间能够进行互联。1.3.3 网络终端网络终端主要包括服务器、工作站、个人电脑、网络打印机等。（1） 服务器服务器是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能计算机。服务器的特点:数据处理能力强、稳定可靠、安全性高、可扩展性强、可管理性强。服务器类型：Web服务器、数据库服务器、视频

6、服务器、FTP服务器、Mail服务器、域名服务器等。（2）工作站（ Workstation）在校园网中，工作站是一台客户机，即网络服务的一个用户。但有时也将工作站当作一台特殊应用的服务器使用，如打印机或备份机的专用工作站。工作站一般通过网卡连接网络，并需安装相关的程序与协议才可以访问网络资源。1.3.4 防火墙防火墙是一种将内部网与公众网分开的技术。可以通过硬件和软件来实施。作用：过滤网络程序攻击、禁止特定端口通信、禁止特殊站点访问、封锁木马病毒传播。硬件：路由器等。软件：Windows 防火墙程序等。1.4 校园网的基本功能1.4.1 信息发布学校的 Web 主页犹如学校的一个窗口，学校可以

7、通过这扇窗口向人们充分展示学校的形象。一般说来，学校主页的主要内容应包括：学校历史、院系、部门介绍、专业设置、招生与分配信息、教学与科研信息等等。学校主页上可以发布学校的各种重大事件，会议通知和安排，也可以发布各种公文，这样既节省了时间和费用，又增强了公示的效果。1.4 校园网的基本功能1.4.2 教学应用（1） 网络教学支持平台 网络教学支持平台是学校开展网络教学活动的支撑系统，它可以包括网络备课、网络授课、网上课程学习、网上练习、在线考试、虚拟实验室、网络教学评价、作业提交与批改、课程辅导答疑、师生交流、教学管理等模块。网络教学支持平台具备以下功能：具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、

8、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 教学信息资源库是学校进行网络教学的重要组成部分，它包括多媒体素材库、教案库、课件库、试题库、学科资料库等等。 同时资源库还应师生提供全文检索、属性检索，提供资源的增减与归类，还可以提供压缩打

9、包下载等功能。1.4.3 管理应用建立基于校园网络的学校管理信息系统 (MIS) 可以为学校在人事、教务、财务、日程安排、后勤管理等方面，提供一个先进的分布式管理系统。从而提高管理效率，达到事半功倍的效果，更好地为教育工作服务。基于校园网络的计算机管理信息系统的特点：共享数据库资源。共享软硬件资源。提高系统可靠性。提高办公效率。1.5 校园网络实例1.5.1 高等院校校园网络 某大学校园网络建设的总体目标：具备教学、管理和通讯三大功能。（1）教师可以方便地浏览和查询网上资源，进行教学和科研工作；（2）学生可以方便地浏览和查询网上资源实现远程学习，通过网上学习学会信息处理能力；（3）学校的管理人

10、员可方便地对教务、行政事务、学生学籍、财务、资产等进行综合管理，实现各级管理层之间的信息数据交换，实现网上信息采集和处理的自动化，实现信息和设备资源的共享。1.5.2 中小学校校园网络不同于高等院校的校园网络，它的结构相对简单.在功能上主要用于：文件的共享和传输、数据共享、对内对外的电子邮件服务、WWW 服务、多媒体音视频点播、教育教学资源库共享、学校综合行政管理（含：教务、学籍、人事、财务、后勤、设备、图书等的管理），以及建立学校的电子政务、电子教学的综合管理平台。中小学校园网应包含的一些功能： 教学资源管理 师生交流平台 网络课程 教务管理 图书管理 一卡通管理 学生活动中心 校外联络平台

11、校园网最基本的功能：拥有学校主页，作为学校对外的窗口；拥有网络教学平台和教学资源库；拥有学校管理信息系统；拥有交流平台。2.1 多媒体教室的含义多媒体教室也称多媒体演示室，是根据现代教学的需要，将多媒体计算机、投影、录音、录像等现代教学媒体结合在一起而建立起来的综合教学系统。多媒体教室集成并解决了传统教学方法中教学资源呈现方式单一的不足。2.2 多媒体教室的结构系统（1）中央控制系统；（2）多媒体计算机；（3）实物展示台；（4）投影机；（5）音响系统。2.3 理想的多媒体教室应该具备的功能能够连接校园网和Internet，方便调用丰富的网络资源，实现网络联机教学；连接闭路电视系统，充分发挥电视

12、媒体在教学中的作用；演示各类多媒体课件，开展计算机辅助教学；能播放录像、VCD、DVD等视频节目；能展示实物、模型、图片、文字等资料；能使用高清晰、大屏幕的投影仪器显示计算机信号和各种视频信号；能用高保真的音响系统。2.4 多媒体教室的核心功能要求必备一个投影仪；必备一个中央控制系统；必备一个多媒体计算机；必须提供一个网络接口；必备一套音响系统。2.5 多媒体教室环境建设整体环境、照明环境和声学环境三个方面：教师讲台和学生课桌应当式样新颖、结构简洁、色调明快；教室顶部和后部墙面采用吊装和敷设多孔纸面石膏板，利用它们和窗帘的吸音特性，有效地调整教室的吸音量，减少混响时间，以获得预期的声场效果。在

13、照明灯光的处理中，可以将学生座位区的吊顶设计成向后逐渐升高的“锯齿”状，在“锯齿”向后的平面上安装内嵌式格栅日光灯。利用日光灯安装平面与水平面之间的夹角，使座位区的照明光线不会照射到投影屏幕上。3.1 网络教室的概念 网络教室又称网络机房或网络多媒体教室，是目前国内各类学校，尤其是中小学较为普遍、应用广泛的一种网络教学系统。 它集普通的计算机机房、语音室、视听室、多媒体演示室等功能于一体，利用网络技术和多媒体技术将若干台多媒体计算机及相关的网络设备互联而成的小型教学网络。3.2 网络教室的硬件构成 系统硬件的基本配置包括：学生机、教师机、集线器或交换机、服务器、功放、投影仪等设备，并通过双绞线

14、连接。 学生用计算机除常规 PC 的配置外还需各配网卡、耳机和话筒。由于教师机经常处于多任务工作状态，所以教师机在 CPU 、内存等方面的配置应高些。3.3网络教室的布局 通常有普通教室型、 U 字型、小组协作型、综合型等。 具体实施时可依据教室空间结构、学生群体的特征以及教学活动的内容和模式等因素设计摆放格局，以满足实际教学需求。3.4 网络教室的功能（1）教学功能：可以利用教师视频、教师音频、外部视频、外部音频等多媒体节目源，对全部、部分或个别学生进行教学。（2）示范功能：可以将指定学生的屏幕、话音及声音广播给全体、部分或个别学生进行示范。（3）交互控制功能：如教师可以利用键盘、鼠标对选定

15、的学生进行遥控操作；（4）监视功能：教师可以利用手动的方式对指定学生的屏幕画面或声音进行监视；也可以对全体或部分学生的屏幕和声音进行扫描监视。（5）提交作业或文件功能。3.4 网络教室的功能（6）学生控制功能：教师可以对全体或个别学生进行锁键、黑屏、重新启动等控制操作。（7）分组讨论功能：教师可任意指定每 2 至 16 人为一组，将全体学生分为多组进行分组讨论，教师也可加入到任何一组参加讨论。（8）电子举手功能：学生有问题提出或需要帮助时，可以按功能键进行电子举手。（9）学籍管理功能：可对学生的姓名、学号班级、年龄等学籍信息进行管理并显示在屏幕上。（10）联机考试功能：教师可以指定一个正确答案

16、，再通过屏幕或声音将试题发送给学生，学生按 A 、B 、C 、D 回答，收卷后电脑立即自动批卷。3.5 网络教室的人机工程环境设计人机工程学（ Human Engineering ）也称“人类工效学”、“人类工程学”和 “人体工学”。目的是指导工作与学习的器具、方式和环境的设计和改造，使得其在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。网络教室的建设应符合人机工程环境设计。例如：环境色彩天花板的色调以乳白色、蛋清色为宜；墙壁宜用单色（例如，白灰、淡绿、淡奶黄色）；或用双色（例如，上、下分别为白灰色和淡绿色；地面宜用茶色、灰绿。又如：内部空间的分隔以 1.5 米 左右为宜，这样便于学生站着时

17、可以看到隔断中要找的人，而坐下学习时视线则不受干扰。还可以适当布置绿色植物或花卉。3.6网络教室教学应用横式（1） 【群体化教学模式】：群体化教学模式的基本特点是，教师在同一时间内对整个班级群体进行同样内容的教学。多媒体网络教室系统主要是加强课堂教学中的实时通信能力，实行教学资源的集中管理，为教师实时监控与干预教学过程提供了强有力的手段。（2） 【个别化教学模式】多媒体网络教室对个别化教学的支持主要表现在支持教学资源的共享和个别化教学管理。教学资源库中的个别化CAI课件使得教学内容的形式变得图文并茂、声色俱全，并使计算机的交互形式更为生动活泼，即使教师不在，学生也能够自得其乐地进行个别学习对于

18、计算机教学，教师能够通过多媒体网络教室的个别监控和屏幕遥控功能对学生进行精心的“手把手”式的个别指导。（3） 【小组教学模式】多媒体网络教室能够支持小组合作学习，如灵活分组、小组任务发布、小组学习情况反馈信息的收集处理等。小组教学的基本流程是：分组并指定小组长给出问题情境或任务小组协商、分工在共享白板区合作交流共同完成任务教师进行监控、指导、鼓励、总结4.1微格教室（微格教学）的概念“微”即微型、片断及小步的意思； “格”取自“格物致知”，是推究、探讨及变革的意思，又可理解为定格或规格。微格教学主要应用于师范院校的学生的教学实习和试讲 , 它将完整的教学过程分解成许多容易掌握的单项教学技能，采用微型课堂的形式进行教学实践，指导老师在主控室内对试讲人进行监控或摄像，并与试讲人一起分析其试讲过程，纠正其错误和不良习惯，以提高试讲人的授课水平和心理素质。4.2 微格教学设施的构成主要包括主控室和微格教室两部分。4.2.1 主控室主控室的主要设备包括计算机、主控机、摄像头、录像机、 VCD 、监视器、监控台等。主控室的作用：（1）可以控制任一微格教室中的摄像云台和镜头，监视和监听任一微格教室的图像和声音