基于Moodle的超级画板网络课程设计与应用研究0223Word文档下载推荐.docx
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TheResearchForDesignandApplicationofNetworkCurriculumbasedonMoodleaboutSuperSketchpad
AThesis
SubmittedfortheMaster’sDegree
By
LiShubo
Supervisor
Prof.HuangYong
SchoolofComputerScienceandEducationalSoftware
GuangzhouUniversity
May2011
摘要
随着社会的进步，教育的发展，在影响我国数学教育质量的诸多因素中，信息技术成为最重要的影响因子之一。
在此背景下一大批优秀的数学教学软件涌现出来，有Maple,Mathematics,Mathlab，几何画板，超级画板等软件，但由于这些数学教育软件的用户中有很大部分是中小学教师，他们的计算机知识有限、动态几何的认知水平不高，对超级画板的操作不了解等因素让信息化教学举步维艰，接受过专业培训的教师人数数目较少，对一系列的教育软件操作水平低，远远达不到当前信息化教学对于老师的要求。
基于这一需求，通过Moodle平台来构建网络教师培训平台对教师进行培训，能够有效的解决这一问题。
鉴于此，笔者确定了本研究的主题和研究内容，即在Moodle平台上设计超级画板的网络课程。
本研究分为四个部分。
首先，笔者梳理了国内外的网络远程教育的发展现状与课程设计所采用的模式，界定了抛锚式在线学习模式的概念和特点，明确了本研究的研究目标和方法。
然后，笔者总结了超级画板培训工作的相关研究和研究现状以及抛锚式在线学习模式的理论基础，分析了学校面授培训中所采用的参与式培训、混合式学习等培训理念和方法，归纳了基于抛锚式在线学习模式的网络课程设计方法。
接下来，笔者分析了适合抛锚式在线学习模式网络课程的开发平台，并选用Moodle平台设计开发了一门基于抛锚式在线学习模式的网络课程：
超级画板，结合这个案例，根据中小学数学新大纲，使用超级画板制作相关范围内的例题，以供培训教师参照使用，具体阐述了基于抛锚式在线学习模式的网络课程设计方法；
并对这个案例具体的开发和设计进行了详细的分析和研究，深入剖析了基于抛锚式在线学习模式的网络课程的设计、开发和实施情况。
最后，笔者对抛锚式在线学习模式在超级画板教师网络培训中的实践应用进行了总结和展望。
关键词：
Moodle抛锚式超级画板教师培训
Abstract
Keywords:
Contents
第一章绪论
超级画板是一个基于动态几何的作图软件，是集动态数学、逻辑动画、自动推理、算法编程、符号运算、统计表格、演示文稿等功能于一体的教育平台，特别合适于中小学数学教学对于抽象问题的解释。
然而中小学教师对于超级画板的使用程度很低，所以有必要对他们进行大规模培训。
而采用较为经济的方式来进行大规模的培训最好的方式是采用网络课程培训。
所以采用Moodle来构建网络培训平台。
Moodle是一个用来建设基于Internet课程和网站的开放原始代码软件包，也可以说是一个课程管理系统（CMS），其架构和发展是以社会建构主义的教育哲学为依据的。
本研究首先探讨网络课程设计过程的理论基础、Moodle平台的架构、Moodle平台的简易操作和畅通的网络环境为网络课程的设计提供平台支持。
其次探讨Moodle平台的理论基础，为Moodle平台网络课程教学设计提供一个理论依据。
最后以超级画板为例基于Moodle平台进行网络课程设计。
在本章绪论中，作者就论文开展的研究工作中所涉及到的研究背景、研究现状、研究意义及内容、研究方法等进行详细阐述，明确论文的研究选题。
1.1课程研究背景
现代社会计算机技术和网络技术的飞速发展对我们生活的各个方面都产生了巨大的冲击。
在学校，计算机的普及率也在逐步提高。
在美国，98%的中小学已经在不同程度上使用计算机辅助教学，全美小学、初中、高中在校人数与计算机的比率分别为15∶1、14∶1、10∶1。
在我国，中小学计算机的普及率也在逐步提高，据不完全统计，截止1996年，在我国近80万所中小学中，已有3~4万所配置了不同档次的计算机40万台，许多学校还配备了网络计算机教室，然而大部分教师们却不愿意使用信息技术来进行教学。
造成这种情况有许多原因，如有的教师对CAI持怀疑态度，或由于对新技术的陌生而不愿意尝试，还有教学软件的缺乏，现有的教学软件质量不高等。
在21世纪，计算机必然要在数学教育中发挥重要作用，因此，如何在数学教学中充分地发挥计算机的优势，已成为数学教育现代化和数学教改的现实课题了。
国产数学教育软件“Z+Z智能教育平台”就是一款基于动态几何的智能软件。
它集符号运算，动态几何绘图等于一体，它的普及，对中国教学信息化程度是一个极大的提升。
所以要想提高我国数学教育教学中的信息化程度，必须要有一批精通超级画板的中小学教师作为主体，才能推动数学领域的信息化浪潮向前发展。
而培养一批这样的优秀超级画板所需要的人力、物力、财力都是巨大的。
所以要进行大规模的教师人员培训，毫无疑问，要借助于网络媒介，建立超级画板相对应的网络课程来进行培训，才能在短暂的时间里达到最大化的效率。
随着信息网络时代的到来，网络培训逐渐显示出其独特的优势，它不仅克服了传统面授培训受时间、空间限制的不足，同时又为培训者提供了完全个性化的学习环境，已逐步成为现代教育培训的重要组成部分。
网络课程在推动现代远程教育和信息技术与学科课程整合等方面发挥了重要作用。
从2000年教育部正式启动“新世纪网络课程建设工程”，到2003年教育部在“高等学校教学质量和教学改革工程”中提出精品课程建设规划，无不体现了教育部对网络课程的重视及利用现代信息技术手段提高教师信息化教学质量的决心。
教育部计划用五年时间（2003-2007年）建设1500门适合于教师培训的国家级精品课程，将精品课程的相关内容上网并免费开放，以实现优质教学资源共享，提高高校教学质量和人才培养质量。
截止到2008年我国共建成国家级精品课程2388门（2003年151门，2004年299门，2005年298门，2006年358门，2007年632门，2008年650门）。
“两个工程”充分调动了以网络课程培训作为新型的教师培训方式的积极性，掀起了一个现代化教学培训资源建设的高潮，使资源建设的规模和水平都有了大幅度的提高，形成了国家、省市、学校三级精品培训课程建设体系。
1.2课程研究的目的与现状
1.2.1课程研究的目的
1.本课题是以超级画板，网络课程，中小学数学教师作为研究对象，对教育信息化培训过程中网络课程开发与应用的理论与实践进行研究。
通过研究更加清楚地了解、掌握我国在教师培训方面的网络课程开发与应用的现状，以及教育信息化环境下教育教学的实际需求，以发现我们在教师培训项目上网络课程开发与应用方面存在的问题，分析原因，探索解决问题的基本对策。
2.通过积极的理论探索，为促进教育信息化进程中网络课程开发与应用提供理论支持，以指导实际工作。
3.通过理论与实践的结合，有针对性地提出在教师培训的网络课程开发与应用方面，符合当前实际情况的、有借鉴意义的对策建议，为决策者提供参考。
1.2.2课程研究的现状
（一）关于教师培训的网络课程开发与应用的实践探索
自1999年1月13日，国务院批转了教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》，同年首批四所高校成立网络学院，2000年5月，高教司下发了《关于实施新世纪网络课程建设工程的通知》（高教司[2000〕29号）以来，经过近8年多时间的发展，我国网络课程资源建设取得了长足的发展，在网络课程的开发与应用方面也积累了大量的实践经验。
主要体现在以下三个方面:
一方面集中体现在以国家网络课程立项倡导网络课程、网络精品课程的开发建设，各省市、各网络学院也积极配合开发了大量的包括初中、高中、本科及研究生培养层次在内的网络课程，并及时搭载在国家及地方各教育资源网、教育教学等网站上进行使用;
另一方面，结合几年来网络课程开发与应用的实践，不断探索积累了大量丰富的网络课程开发与应用经验，总结制定出了一系列信息化教育、现代教育技术、网络课程开发与应用等方面的技术规范，这必将有力地推动网络课程的开发与应用实践不断走向科学化、规范化;
第三个方面是国家及地方集中组织实施了一系列教育信息化的建设项目，建立了以现代远程教育项目、教育教学资源项目为主的网络教育服务体系，在搭建网络教育平台的同时，也着力解决了相应的网络课程等资源问题。
在我国教育信息化建设的实践进程中，我们在为网络远程教育、网络课程资源开发与应用方面取得的成绩感到欣喜的同时，也看到了我们在教师培训方面的网络课程资源开发与应用方面的严重缺失。
这些问题主要表现在:
虽然教育信息化体系庞大，但是针对教师培训的网络课程至今寥寥无几。
当前教师培训的主要方式还是传统的集中面授。
集中面授的教师培训模式由于受培训时间限制,受训教师不能完全消化讲授的内容。
参加远程培训的教师提倡采用面授和网络培训相结合的方式开展培训,认为通过远程培训,教师学习不受时空限制,而且交互性好,形式新颖,交流通畅。
（杜芳芳，2007）Moodle系统的出现和引入为教师培训提供了新的实施平台和培训模式,上海师范大学、西北师范大学、华东师范大学等都曾分别以Moodle平台为依托开展过远程教师培训,效果理想。
（杨英，2007）在分析教师培训现有问题的基础上初步设计了一种新的培训模式———Moodle平台+面对面培训。
尽管这种教师培训模式被认为是一种较优之于传统的面授模式效果，网络课程开发与应用方面的专业人员的智能还没有得到充分发挥;
教育信息化、现代远程教育尚处探索阶段，还没有形成统一的科学的理论规范;
网络课程资源的开发与应用虽已广泛开展，但在实践和认识方面还存在一定的差距，没有提出明确的理论基础、指导思想，使目前看起来数量相对较大的网络课程资源，在质量、内容、表现形式等方面还不能满足教育信息化的发展要求等。
这些问题仍需我们在教育信息化、网络课程的开发与应用实践中作深人的研究与积极的探索。
（二）网络课程开发与应用的理论研究
面对我国教育信息化、网络课程资源开发与应用实践中存在的这些问题，尽管有很多专家学者经过研究和探索提出了许多的认识和见解，但从研究的方法论的角度来看，他们或者是从技术的角度，关注先进的开发技术、复杂的开发工具，缺乏教育方面的视角;
或者只是对有形的、显性的教育要素进行研究，对于无形的或隐性的教育要素，尤其是教师自身的教育培训经验缺乏探索;
或者只是从专家的角度去探讨网络课程的开发与应用，很少关注教育教学实践及一线教师的实际需求。
同时由于我国教育信息化、网络课程的开发与应用正处在积极的实践探索阶段，尽管网络课程开发与应用的重要性已引起了越来越多的教师和专家的极大关注。
然而对于这些问题的研究大多数带有一定形式上的表面性，缺乏那种理论系统的、深刻的、全面的研究。
这就造成了当前人们在网络课程开发与应用的理论与实践方面还没有形成明确、完整和统一的理论基础和根本的指导思想，还没有充分体现出网络课程开发与应用的根本特质。
本课题正是基于教育信息化环境下，网络课程开发与应用的背景和现状，选择中小学教师培训项目作为研究对象，目的是通过对我国教育信息化、培训类网络课程开发与应用现状分析，积极地探索研究发现当前在教师培训类网络课程方面开发与应用方面存在的问题，提出教师培训类的网络课程开发与应用的理论基础、指导思想和相应的发展对策，以期推动我国教师教学信息化的进程，提高在教育信息化过程中网络课程开发与应用的质量与效益。
研究课题选择这样的研究对象，是由于中小学教师培训网络课程开发与应用的理论研究与实践还尚处在探索方面，其研究对于我国教师的专业化培训、新教师入职教育、教学信息化、网络课程资源的建设产生重要的影响。
同时本人有幸参与一些中小学教师培训方面的项目，具有一定参与教师培训方面的的实践经验，并在自己的学习实践过程中有机会了解华南师范大学、上海师范大学在利用网络进行中小学教师培训的优秀成果，以及他们关于网络课程开发与应用方面的基本情况，这些经验的获得有利于开展研究工作。
1.3课程研究方法
课题研究首先在黄勇教授指导下，通过使用Moodle平台来处理一些实际应用于本科生教学工作，获得关于网络课程开发与应用实践的第一手资料，本课题的研究也正是基于这些实践工作展开。
其次通过文献法，对网络课程的含义、类型、特征、理论基础等有关问题进行理论研究，以形成对网络课程深人系统的认识与把握。
在此基础上，形成对研究问题的理论假设和内容界定，为深人研究对象进行详细调查做准备。
第三是通过学习张景中院士的《动态几何教程》和《超级画板自由行》、《动态几何在数学教育中的价值》等著作，了解到超级画板在中小学数学的教学工作的价值，联系中小学数学的现行大纲，对超级画板的符号运算，图形测绘，概率统计等几大功能做了一定的实例研究；
向左传波老师借鉴了《动态几何简明讲义》的经验，更有若干关于中小学教师培训超级画板（面授）的经验，这也为以后的研究打下了一定的铺垫。
第四是通过网络上的调查问卷的方式，获得研究对象在培训过程中网络课程开发与应用方面的基本情况，以及网络教育实践中对网络课程的需求情况。
最后通过归纳和演绎、定性和定量相结合的方法，经过理论思考，对当前教育信息化环境中教师培训网络课程开发与应用的现状进行分析，分析产生这些问题的具体原因，进而提出网络课程开发与应用的新模式，提出解决这些问题的基本对策。
1.4论文框架
本文共分为五章:
第一章为引言概述本文的研究背景、研究目的及现状、研究方法和文章框架。
第二章为网络课程理论设计的理论基础。
介绍有关PBL（基于问题的学习）理论、抛锚式在线学习理论、协作式学习理论、混合式学习理论的相关概念、理论成果;
分析它们与Moodle网络学习平台的关联，为利用Moodle平台进行课程设计提供了理论依据。
第三章为基于Moodle的教师培训网络平台的架构。
在本章中详细介绍开源Moodle的网络课程平台的安装，当前中小学教师培训的现状、Moodle和网络课程的设计、Moodle和超级画板教师培训网络课程，详细探讨利用Moodle平台来进行的超级画板教师培训的实用性和可行性。
第四章为超级画板网络课程的设计研究。
在本章中介绍了Moodle平台的超级画板课程设计的原则、动态几何和超级画板的关系，网络课程的相关资源，以及使用该网络课程应用于实际的教师培训后得到的反馈和评价，以便于进一步的提高培训课程的质量。
第五章为结论与展望。
对本研究工作的总述，总结本研究过程中出现的一些问题以及研究的不足，提出研究工作的反思以及以后的研究工作的展望。
第二章网络课程设计的理论基础
2.1基于问题的学习理论
一、基于问题的学习理论的定义
基于问题的学习Problem-BasedLearning（PBL）是一种教学方法。
PBL通过让学习者（通过合作）解决实际的问题提升学习者学习能力。
PBL中的问题用于激发学生对事物的好奇心。
通过PBL可以培养学生的批判思考能力，分析思考的品性以及获取、合理使用材料的能力。
PBL最早起源于20世纪50年代的医学教育，之后流传于各大医院、学校的教育培训教学之中。
1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。
基于问题的学习是以信息加工心理学和认知心理学为基础的。
此方法与传统以学科为基础的教学法有很大的不同，强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中强调的以教师讲授为主，比如将学习与更大的任务或问题挂钩；
使学习者投入于问题中；
设计真实性任务；
鼓励自主探究；
激发和支持学习者的高水平思维；
鼓励争论；
鼓励对学习内容和过程的反思等。
与“做中学”及发现学习相比，PBL有一些新的特点，比如强调以问题解决问题中心、多种学习途径相整合，强调社会性交流合作的作用，强调支持与引导等。
PBL旨在使学习者建构起宽厚而灵活的知识基础；
发展有效的问题解决技能；
发展自主学习和终生学习的技能；
成为有效的合作者；
并培养学习的内部动机。
作为一种广义的教学方法，PBL是基于现实世界的问题的以学生为中心的教育方式。
它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的合作来解决真正的问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
从这一点来说，PBL理论正适合于超级画板教师培训工作的网络课程设计理念。
首先,PBL是基于问题的学习，模拟真实的情景；
而在超级画板的教师培训中，也是以中小学的数学问题的解答来进行导入该问题所蕴含的知识点的，让教师可以很明确的了解到本节所学习的知识可以解决那些现实工作上所遇到的实际问题。
但是PBL也有其自身的缺陷。
社会社群狭窄，比较耗费时间，基于问题的学习是从实际生活中的问题出发的，是跨学科的一种学习方式，单纯的PBL学习，不能提高学习者的学习效率，所以必须有传授者的引导，从而有抛锚式在线学习模式来作为补充。
2.2抛锚式在线学习模式
在欧美等教育发达国家，数字化学习（E-learning）开始初期就存在抛锚式学习与自主式学习两种模式。
抛锚式在线学习多用于教育领域，如:
基于网络的成人远程教育和辅助教学等;
而自主式学习多用于企业数字化学习领域。
在国外的网络远程教育中，大部分采用的在线学习模式都是抛锚式在线学习模式，而且评估显示，采用抛锚式在线学习模式的在线教育质量甚至高于传统院校的教育质量。
比如美国的UOPX凤凰城在线大学就是采用了抛锚式在线学习模式来培养企业员工而获得了巨大的成功，成功的关键因素与采用学习模式有密不可分的关系。
另外，美国著名的网络高校宾夕法尼业州立大学在网络课程中教学中采用的也是抛锚式在线学习模式。
所谓的抛锚式教学策略是指教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。
确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了（就像轮船被锚固定一样）。
[20]建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验（即通过获取直接经验来学习），而不是仅仅聆听别人（例如教师）关于这种经验的介绍和讲解。
由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础（作为“锚”），所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”。
抛锚式教学由这样几个环节组成：
⑴创设情境：
使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。
⑵确定问题：
在上述情境下，选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容（让学生面临一个需要立即去解决的现实问题）。
选出的事件或问题就是“锚”，这一环节的作用就是“抛锚”。
⑶自主学习：
不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索（例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程等），并要特别注意发展学生的“自主学习”能力。
自主学习能力包括：
①确定学习内容表的能力（学习内容表是指，为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单）；
②获取有关信息与资料的能力（知道从何处获取以及如何去获取所需的信息与资料）；
③利用、评价有关信息与资料的能力。
⑷协作学习：
讨论、交流，通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。
⑸效果评价：
由于抛锚式教学要求学生解决面临的现实问题，学习过程就是解决问题的过程，即由该过程可以直接反映出学生的学习效果。
因此对这种教学效果的评价往往不需要进行独立于教学过程的专门测验，只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。
虽然在大部分网络远程教育中采用的都是抛锚式在线学习模式，但并没有明确的相关定义和研究。
笔者通过查阅相关资料以及对一些专家的访谈，认为存在的原因如下:
国外的网络远程教育无论是在教学设计、教学资源，还是市场运作上已经发展得非常成熟，而由于抛锚式在线学习模式的优势和带来的显而易见的教育效果和经济效益，已经无可争议地成为默认的主流在线学习模式;
而在国外的网络远程教育中，网络课程平台的运行和管理制度非常严格，注重保护教师的知识产权和学员的隐私，而每一门网络课程都是收费不菲，诸多限制条件制约了相关教育工作者的研究，再加上国内外对于网络远程教育的研究关注点有所不同，因此很少能够查阅到相关的研究资料。
基于此，笔者只能通过少许的文献和网页资料中，对其中采用的抛锚式在线学习模式进行分析和研究。
而在我国，由十受到种种因素的影响和制约，比如我国教育资源分布不平衡，基础条件欠缺，优秀的师资资源医乏等，抛锚式在线学习的相关研究和应用还不多，无论是教育领域还是企业领域，数字化学习基本都是采用自主式学习模式，对于抛锚式学习模式则没有深刻的认识。
但也有一些学校和企业培训部门开始采用该模式开展网络课程学习。
比如2004年北大商学网在企业管理专业研究生课程进修班中首次尝试了抛锚式在学习模式，有明显的教学效果;
2006年8月，秦宇在博奥在线学习网用抛锚式在线学习模式设计的《一生的计划》网络课程正式投入实施;
北京大学网络教育学院建立了专门的抛锚式教学平台（平台地址:
http:
//202.152.177.115:
8080/leading/login/index.php）,聘请资深网络教育专家、教育技术专家，利用抛锚式在线教学平台向学员传授新知识、新理念和新技能，为学员提供了一个全新的相互学习、相互交流和共同提高的学习体验。
2.3合作学习理论
“关于学习组织形式的分类通常有三种：
个人学习、竞争学习与合作学习。
个人学习属于独立学习，或非社会学习，个人的学习与他人无关；
而竞争学习与合作学习属于社会学习方式，个人的学习与他人的学习建立了一定关联。
”
“合作学习也就是协作学习。
尽管有些人认为二者的含义是不同的，但从合作学习与协作学习在教育研究领域的应用来看，人们并未严格区分合作学习与协作学习，而常常把它们作为同一术语进行运用。
美国学者多伊奇对于这三种学习表述了如下的观点：
1、合作学习的目标结构是个人达成目标的努力可以帮助他人达成目标；
2、竞争学习的目标结构是个人达成目标的努力会妨碍他人达成目标；
3、个人学习的目标结构是个人达成目标的努力与他人达成目标无关；
“在合作学习中学生分成几个组和一起开展工作，以实现共享的学习目标。
学生最大化他们的能力，以及其小组的成就”
“在线协作学习支持平台是伴随计算机支持的协作学习（ComputerSupportedCollaborativeLearning，CSCL）研究与应用而产生的。
CSCL研究致力于研发在线协作学习支持平台，提供给学生有引导的对话环境来支持他们学习，共同构建共享的知识，主张发展新的软件，以提供人们共同学习的环境以及创造性的活动，从而人们可以探索知识，相互交流。
”“在线协作学习支持平台基于社会建构主义理论。
CSCL的一个基本假定是知识可以通过社会协作建构，与他人（同伴或老师）的讨论是学习的主要方式，因为这激发了批判性思维因而可以
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