目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)：教育計(jì)算思維的整合

陳 煉 昌 娜 黃小蘭 童 波 黃景碧*

（1江西師范大學(xué) 新聞與傳播學(xué)院教育技術(shù)系，江西 南昌330022 2、東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌330013 3、江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌330043）

1 研究緣由

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)就是將學(xué)習(xí)資源和教學(xué)過程通過互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離教學(xué)。1999 年的《面向21 世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》開始，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式漸漸趨于成熟。①近年來，國家教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年）》②、《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022 年）》③、《中國教育現(xiàn)代化2035》④等文件中也多次指出，要著力構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式，建立數(shù)字教育資源共建共享機(jī)制，提出信息技術(shù)應(yīng)與教育全面“深度融合”全新理念等。

2 研究現(xiàn)狀

國外典型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)有Blackboard、Learning space、Moodle、Web CT 等等。Blackboard 是美國公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，全球已有超過1 億的用戶。它主要是以課程為中心，集成網(wǎng)絡(luò)的教與學(xué)的環(huán)境。教師開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)習(xí)者就可以自主選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容。⑤

國內(nèi)的典型的網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)有電大在線遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)、中華在線遠(yuǎn)程教育平臺(tái)、THEOL、奧鵬、新東方、超星等。⑥其中THEOL 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是由清華大學(xué)教育技術(shù)研究所設(shè)計(jì)，并在國內(nèi)200 余所院校使用。該平臺(tái)根據(jù)不同的教學(xué)模式、不同教育對(duì)象的特點(diǎn)，為開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供靈活的，可縮放的，適合與多層面、多對(duì)象的交互式教與學(xué)支撐平臺(tái)。⑦

上述研究現(xiàn)狀可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)都未選擇目錄導(dǎo)航這一特點(diǎn)，可是，目錄導(dǎo)航卻是紙質(zhì)教材、軟件幫助系統(tǒng)等各種知識(shí)型文檔的經(jīng)典導(dǎo)航方式，為此，基于當(dāng)前研究成果，創(chuàng)新研究目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

3 研究的理論基礎(chǔ)與方法

3.1 教育計(jì)算思維

計(jì)算思維，及其在教育領(lǐng)域繼承拓展而來的教育計(jì)算思維，是本研究的主要理論整合之一。

業(yè)界一般認(rèn)為，“計(jì)算思維”于2006 年由Wing J. M.正式提出，2008 年又進(jìn)行了修飾。目前，較為統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的、政策性的計(jì)算思維定義，是計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)CSTA 提出的較宏觀的CSTA 2011 計(jì)算思維定義"Computational thinking is thus a problem-solving methodology that can interweave computer science with all disciplines, providing a distinctive means of analyzing and developing solutions to problems that can be solved computationally"，即“計(jì)算思維是一種解決問題的方法論，它可以將計(jì)算機(jī)科學(xué)與所有學(xué)科交織在一起，計(jì)算方式地分析并解決各種問題?！保–STA，K-12 Computer Science Standards，2011）。

教育計(jì)算思維，在學(xué)術(shù)期刊與著作中尚難以查閱到（注：能查閱到“計(jì)算思維”、“計(jì)算思維的教育”、“基于計(jì)算思維的教育”的研究文獻(xiàn)，但尚難以查閱到教育計(jì)算思維的研究文獻(xiàn)）。不過，基于面向?qū)ο蟮睦^承的視角，很顯然，教育計(jì)算思維是計(jì)算思維在教育領(lǐng)域的繼承拓展。若基于前述計(jì)算思維的定義，將可繼承拓展地定義“教育計(jì)算思維是一種解決教育問題的教育方法論，或教育思維方式，它可以將計(jì)算機(jī)科學(xué)與所有學(xué)科交織在一起，計(jì)算方式地分析并解決各種教育問題”。

本研究大量整合計(jì)算思維、教育計(jì)算思維作為理論基礎(chǔ)，例如，目錄導(dǎo)航是傳統(tǒng)的在教育等領(lǐng)域經(jīng)常使用的術(shù)語，整合教育計(jì)算思維，那么目錄導(dǎo)航則可變換為計(jì)算領(lǐng)域的線性、樹型、網(wǎng)狀三種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航（在本研究中則是樹型結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)，并結(jié)合了線性結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。此外，計(jì)算領(lǐng)域的文本、圖像、視頻、2D 動(dòng)畫、3D 動(dòng)畫、波形音頻、MIDI 器樂等媒體理論，與教育領(lǐng)域的教材資源、PPT 資源、視頻資源的整合，等等。

3.2 軟件工程方法

軟件工程，是本研究的主要方法指導(dǎo)。

軟件工程這一概念的提出，可以追溯到1968 年10 月在NATO 召開的計(jì)算機(jī)科學(xué)會(huì)議，F(xiàn)ritz Bauer 首次提出“軟件工程是建立和使用一套合理的工程原則，以便獲得經(jīng)濟(jì)的軟件，這種軟件是可靠的，可以在實(shí)際機(jī)器上高效地運(yùn)行。”⑧后續(xù)，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（ACM）和IEEE 計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)發(fā)布的《軟件工程本科學(xué)位計(jì)劃課程指南》（Software Engineering 2004，IEEE 標(biāo)準(zhǔn)610-1990）指出：“軟件工程是指對(duì)開發(fā)運(yùn)行和維護(hù)軟件所采用的系統(tǒng)的、規(guī)范的、可量化的方法。”⑨我國2006 年的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11457-2006 也對(duì)軟件工程進(jìn)行了定義。⑩這些定義，都對(duì)軟件工程的過程進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，出現(xiàn)最多的就是開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)等關(guān)鍵詞。本研究以軟件工程作為指導(dǎo)，將整個(gè)研究過程迭代為需分、設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施、管理、評(píng)價(jià)六個(gè)環(huán)節(jié)??，以便最優(yōu)化地設(shè)計(jì)開發(fā)目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。

4 研究結(jié)果

基于目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)是由多個(gè)面板組成，其主界面如圖所示。整個(gè)界面分為系統(tǒng)菜單面板、目錄面板和內(nèi)容面板。

目錄導(dǎo)航的主界面截圖

系統(tǒng)菜單面板以橫向目錄導(dǎo)航的樣式把相關(guān)設(shè)置進(jìn)行直觀排布。目錄面板則是通過樹形結(jié)構(gòu)的目錄導(dǎo)航方式進(jìn)行層級(jí)劃分，給用戶帶來高效、便捷的體驗(yàn)。

基于目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)資源主要是指課文（文檔）、教學(xué)PPT、教學(xué)視頻、作業(yè)與測驗(yàn)等。課文是最直接、最根本的教學(xué)資源。查看課文可以對(duì)教材資源進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，可以上傳.doc/.docx 的文檔資源，可以在內(nèi)容面板修改保存；PPT資源是課堂重要的視覺媒體。PPT 可以在新窗口在線查看學(xué)習(xí)，可以上傳.ppt/.pptx 的幻燈片資源，也可以將已有資源下載至計(jì)算機(jī)本地進(jìn)行學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生更好學(xué)習(xí)；視頻資源運(yùn)用于課堂可以使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容更易形成整體感知。查看視頻資源會(huì)顯示在新窗口，可以上傳.mp4 格式的視頻資源，下載已有視頻資源進(jìn)行學(xué)習(xí)；作業(yè)與測試可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，改進(jìn)教師教學(xué)。教師根據(jù)模板編寫題庫（支持圖像，表格等）上傳，學(xué)生進(jìn)行在線測試。答題完畢系統(tǒng)提示答題情況并給出正確答案，還可以查看解析；搜索功能位于菜單面板，點(diǎn)擊后會(huì)在新窗口打開一個(gè)搜索界面，輸入關(guān)鍵詞點(diǎn)擊確認(rèn)就進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)文本查找匹配。

5 結(jié)語與展望

本研究成果已獲得軟件著作權(quán)，?已在教育軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)等課程作為教學(xué)案例、已入圍全國iTeach 教育軟件大賽決賽、已在Github 開源發(fā)布?，期望可持續(xù)地發(fā)展，作為師生教與學(xué)的輔助工具。不過，由于人力物力等因素，系統(tǒng)還存在界面不夠美觀，師生交流、生生交流有待加強(qiáng)等弱點(diǎn)，將在后期不斷優(yōu)化。

此外，加強(qiáng)與Blackboard、中國慕課等著名網(wǎng)絡(luò)教育網(wǎng)站的合作，將本系統(tǒng)制作好的資源上傳到他們的系統(tǒng)之中，構(gòu)建教育軟件生態(tài)、構(gòu)建學(xué)習(xí)社區(qū)，也是本研究將不斷努力的方向。

注釋

①叢曙光，胡斌.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式在成人教育中的應(yīng)用與反思[J].中國成人教育，2017，26（21）：80-82.

② http://old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5892/201203/xxgk_133322.html.

③http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t201902 23_370859.html.

④http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t201902 23_370857.html.

⑤羅浩.大學(xué)生基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀與對(duì)策[D].山東師范大學(xué)，2014.

⑥袁松鶴.典型網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)的功能特性對(duì)比研究[J].中國遠(yuǎn)程教育，2012（7）：12-19.

⑦楊冬艷. 基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的文獻(xiàn)檢索課教學(xué)實(shí)踐探索——以清華教育在線（THEOL）平臺(tái)為例[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2013，23（19）：4-6.

⑧錢樂秋，趙文耘，牛軍鈺.《軟件工程（第2 版）》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013：5-7.

⑨Frank Tsui 等著，崔展齊，潘敏學(xué)，王林章譯.《軟件工程導(dǎo)論（原書第4 版）》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018，31.

⑩鄭人杰，馬素霞，殷人昆.軟件工程概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：5-6.

?黃景碧，祝智庭.教育信息系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐——以DDEDSS 系統(tǒng)為例[J].電化教育研究，2011（5）：40-44.

?黃景碧，溫善毅.軟件原理與工程概述——以EDSS 軟件為例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014：37-59.

?江西師范大學(xué)，黃景碧，陳煉，昌娜，黃小蘭：基于目錄導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng) [軟著]. 國家版權(quán)局，北京，2019 年，2019SR1153700.

?https://github.com/995165554/WebEdu_LocalVersion_YuQin_Dot NetCore2.1.