教学媒体环境.docx

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教学媒体环境

教学媒体环境

教学媒体环境是指为“教”与“学”过程提供必要环境的硬件设施，由教育资源环境和教学传递环境所组成。

教育资源环境包括图书馆、学校资源中心、电子阅览室、校园网以及Internet等。

它们的特点是拥有丰富的信息资源，可以为学习者提供自由访问的机会。

教学传递环境是为了有利于“教”与“学”而设计和利用的教学环境，包括了多媒体教室、网络教室、卫星电视、有线电视系统，以及语言实验室、微型（微格）教学系统等。

它们的主要功能是作为教育信息传播的通道，为学习者提供对媒体进行有效控制的界面，以及呈现各种媒体所包含的教学信息。

一、教育资源环境

1．学习资源中心

（1）学习资源中心的组成

学习资源中心通常由学习资源的存储、管理与利用，以及开发等几部分组成，如图2.4所示。

图2.4 学习资源中心组成框图

①学习资源的来源与储存

学习资源的来源包括：

●各种媒体的选购。

现代教学媒体发展异常迅速，要掌握信息及时购进符合教学需要的媒体。

●建立与外界相连接的校园网络系统，这是一个重要的学习信息来源。

学习资源的储存，要建立图书和各种现代教学媒体的储存库，包括有图书库、设备（硬件）库和软件库。

无论是书籍、硬件、软件都必须编号上架存放，并保持库房的适当温度与湿度，以免受气候的影响而损坏。

数字化的学习资源，储存在学习资源中心的服务器中，需要时由学习者通过网络进行检索。

②学习资源的管理与利用

管理与利用既有矛盾又有密切联系，处理好两者的关系，以期同时达到两个有一定对立的目标。

管理目标要求管好各种媒体，不丢失、不损坏；利用目标则要求方便师生充分利用，有高的利用率和好的利用效果。

因此，目前有两种管理办法：

一是集中管理，它有利于实现管理目标，却不利于师生对学习资源的充分利用；二是开放管理，它虽然会给管理造成一定的困难，却大大有利于师生对学习资源的充分利用。

●集中管理

它将大部分重要的图书资料、现代教学媒体中的硬件和软件，集中于库房统一管理。

学习者使用时，需办理手续借出，或由学习者经检索提出所需的媒体信号源，然后由集中管理的媒体信号控制系统播出，学习者可在相应区域的学习终端上进行学习。

一般的学习资源集中管理分区如图2.5所示。

图2.5 学习资源集中管理分区示意图

Ａ．库存区 它是图书、现代教学媒体硬件和软件集中储存的区域，有恒温、恒湿装置，设专职人员管理与维护。

Ｂ．检索区 学习者通过电脑检索，可查找所需要的学习资料的编码目录。

Ｃ．服务区 学习者在这里向管理人员提出所需服务的项目。

如借出图书、硬件和软件，或者要求传送某种媒体信号至某一区域的学习终端等。

Ｄ．信号播出系统区 管理人员根据学习者的要求，播送媒体信号至媒体学习利用区的终端。

Ｅ．网络中心 负责学习资源中心计算机网络的正常运行，学习资源的收集、储存、加工和管理。

该中心可以同时是校园网的网络中心，负责全校的网络运行工作。

Ｆ．电子阅览区 这里放置着电脑终端，信号源来自与外界联网的学习资源中心的服务器。

Ｇ．幻灯、投影媒体利用区 这里放置有幻灯机、投影器等设备，学习者借出的幻灯片、投影片可在这里观看学习。

Ｈ．电声媒体利用区 这里放置有几台至几十台放音装置，并有线路与信号播出系统连接，学习者可要求播放某些内容，或借出录音带、CD唱片在这里收听、学习。

Ｉ．电视媒体利用区 这里放置有电视机、放像机或VCD、DVD机等，也有线路与播出系统相连接，学习者可要求送信号或借出录像带、影碟在这里播放学习。

Ｊ．印刷资料阅览区 这里放置有供阅览用的台、椅，周边放置有报纸、杂志和常用的参考书，方便学习者自由选取阅览。

学习者也可以从图书库中借出书籍在此阅读。

从上述可见，这种办法虽然强化了管理，但给学习者对学习资源的利用却增加了不同程度的麻烦。

●开放管理

开放管理是指资源中心的图书资料、现代教学媒体的软件、硬件完全敞开，任由学习者在资源中心内选用，需要时也可办理手续，借出到中心外使用，这种办法对管理人员来说是增加了管理的难度，但对学习者来说却提供了方便，有利于提高学习资源的利用率和利用效果。

有条件的学校应逐步创造条件，采用这种管理办法，或部分采用这种管理办法。

③学习资源的开发

学校的学习资源中心，还应具备学习资源开发的环境，它主要提供给教师利用，也可供学生（特别是师范院校的学生）使用，一般称为自助工作室。

学习资源开发包括有：

文字资料的复印，幻灯片、投影片的复制与编制，录音教材的复制与录制，电视教材的复录与编制，计算机课件的编制等。

学习资源开发环境如图2.6所示。

图2.6 学习资源开发环境示意图

 学习资源中心应为各种教学媒体的复制与开发提供物质条件，并且对开发人员进行必要的指导和培训，使之开发的媒体能有效地用于教学活动。

自己编制的教学媒体，还可复制后储存于学习资源中心内，以供更多学习者去利用。

（2）学习资源中心的功能

学习资源中心是学校中学习资源最集中的场所，它在教学活动中的作用与功能是多方面的：

①资源共享

学习资源中心是为全校师生服务的，资源能为多数人共享，充分发挥了资源的作用。

特别是上网的学习资源中心，资源更能为网上更多的学习者共享；本校师生也能取得网上更多的信息资源去学习，真正起到了资源共享的功能与作用。

②个别化学习

当前科技发展异常迅速，每个人，不管是教师还是学生，都必须不断的学习，才能跟上社会发展的步伐。

学习资源中心有丰富的多种媒体的信息资源，为学习者个别化学习提供了充分的条件。

教师通过自学能及时掌握最新的科技成果，丰富教学内容，提高教学质量；学生通过自学，能扩大知识面，培养自学能力。

这对改变当前教师满堂灌的教学方式，能起较大的作用。

学生有了自学的条件与能力，在课堂上完全可以讲的少一些、精一些，甚至减少一半的讲课时间，将这些时间让学生到学习资源中心去进行自主学习，从根本上改革传统的教学方法，创建一种新型的教学模式。

③促进素质教育

过去教师满堂灌、学生满堂记，目的是为了应付考试，影响了学生的全面发展，妨碍学生生动、活泼、自主地学习。

学习资源中心为学生提供一个重要的学习场所，学生在这里能按自己的兴趣与爱好，利用多种媒体去扩充自己的知识与能力，接触社会上更新更广的信息，对全面提高学生的素质，促进素质教育，可起到重要作用。

④补充与充实课堂教学

当前学校的教学方式仍以课堂教学为主，具有多种媒体的学习资源中心，能为课堂教学起到充实作用和补充作用。

教师利用资源中心的资源进行备课，也可从学习资源中心借出媒体到课堂中去展示，充实了课堂教学的内容、媒体与方法。

学生在课后按教师的指示到学习资源中心去找资料，完成某种探究性的学习与作业，使学习资源中心的学习成为课堂教学的重要补充。

另外，根据教学内容的性质和学习资源中心的条件，有些教学内容的教学可以在学习资源中心进行，充实了课堂教学环节。

上面列举的只是学习资源中心的几个重要功能，随着多媒体的发展，学习资源中心的作用将会越来越大。

2．网络教学环境

与传统教学环境相比，网络教育教学环境具有信息资源丰富、时空不受限制、人机优势互补等特点。

因此，在网络环境下，可以充分发挥学习者的主体作用，采用新的教学模式来进行学习，培养创造型人才。

网络教育教学环境的构成如图2.7所示。

图2.7 网络教育教学环境的构成

从图中可以看出，网络环境的最底层主要指构成网络环境的物理设施部分；网上教育资源包括各种类型的能够为教育所利用的资源；教学支持平台通过各种工具、手段（如教学通讯工具、共享技术等）和教学管理系统来利用教育资源，进而支持网络教育的各种具体应用。

（1）教育网络的基本类型

用于教育的计算机网络称为教育网络。

教育网络除了具有一般计算机网络的基本功能，如共享网络中的软件硬件功能、电子邮件服务、文件传输服务等之外，还具有以下基本功能：

●管理服务功能计算机由于其巨大的数据存储与处理的能力，而成为学校建立现代化管理系统的物质基础。

计算机可以为学校的人事、财务、教务、日常办公、后勤等方面，提供一个先进的管理系统，从而提高管理效率，达到事半功倍的效果。

建立在校园网基础上的学校信息管理网络系统，将会使管理模式从原来的纵向、单通道、主要依靠个人的经验、判断和决策的简单模式，发展成为现代化的、多向的、多通道的网络状的先进模式。

●教学服务功能教育网络使得教育的形式从传统的“口传身授”的课堂教学模式走向多样化，促进了教育教学过程中的个性化，使得教师之间、学生与教师之间、学生与学生之间的联系更密切。

教育网络还使远程教育可以方便地进行。

●科研服务功能教育网络可以使用户共享各类计算机的软件资源和硬件资源，为科学研究服务。

教育网络一方面能提高科研的效率，另一方面可以降低科研的费用。

科研人员可以通过网络方便地交流思想，还可以利用教育网络检索世界各地的信息资料，及时了解相关领域的最新研究动态。

教育网络根据地理范围划分，主要指校园网／地区教育网和国际互联网2种类型，各种形式的网络教育活动就在其基础之上进行。

①校园网

校园网（CampusNetwork）是校园范围内的计算机网络系统的总称，它所覆盖的范围不但超过了一两幢大楼局部网络的范畴，而且涉及到多幢楼内的计算机局域网互相连接的问题。

校园网往往是由多个局域网组成，同时，它又与外部的计算机网络相连，如Internet。

校园网由于校园面积较大，往往要建立多个局域网，同时考虑到网络扩展性，一般采用“主干加分支”的结构。

在这种方式中，利用高速网络技术构筑整个校园的主干网，主干网中包含一个或一个以上的出口连接到外部网络，学校里各个部门的局域网或其他计算机系统则作为校园网的分支通过交换设备或集中设备连接到校园网主干部分，进而形成一个统一的校园网。

校园网在高层运用上一般采用流行的Intranet（内联网）技术，以TCP／IP协议为基础，以Web为核心，构成统一和便利的信息交换平台。

它使用环球网WWW工具，采用防止外界侵人的安全措施，为学校内部服务，并有连接国际互联网的接口。

Intranet还提供了与Internet类似的通讯手段，让学生和教师能够在网络上进行方便的交流。

②互联网

互联网的代表是Internet（国际互联网）它是由分布在世界各地的大量计算机网络采用共同的传输控制协议/互联网络协议（TCP／IP）连接而成的，是网络之间的网络，因此称为“网中网”或“国际网”。

现在，Internet网已成为一个全球性的网络，它遍及世界170多个国家和地区。

据2002年的统计，全世界与Internet联网的主机有1亿多台，上网用户达3亿以上，并且在与日俱增。

到目前为止，我国已经建成的全国性网络有：

中国公共数字数据网ChinaDDN、中国公用计算机互联网ChinaNet、中国金桥信息网ChinaGBN、中国科技网CSTNET和中国教育科研网CER－NET等。

CERNET网已建成位于清华大学的CERNET全国网络中心，连接全国 8个地区网络中心的 CERNET主于网，建成了分别设在北京、上海、南京、西安、广州、武汉、成都、沈阳8个城市10所高等院校的8个地区网络中心和两个主节点。

到21世纪初，CERNET已覆盖了除台湾省、港澳地区和西藏自治区以外的所有省、市、自治区，成为中国与Internet相连接的最大的学术性计算机网络。

（2）网络的教育、教学功能

①校园网的主要功能

校园网一般有一个网络中心，以能高速传导的光纤为主干网络，连接校园的主要建筑物，在建筑物内部以铜网线连入各个办公室和教室。

校园网主要具有以下功能：

   ●教学科研可以利用网络方便地教学，也可以利用网络进行科研和交流。

   ●网络办公在学校中实现网络办公，在上下级间实现办公流程自动化，是现代化办公的一个特征。

   ●信息发布对内部，可以通过网络发布会议通知和重要通告；对外可以进行各种宣传，树立学校形象。

   ●图书、资料检索 为教师和学生提供快速有效的信息检索功能。

   ●与Internet连接 校园网络与Internet连接，可以更广泛地利用Internet资源。

   随着计算机网络技术的发展和人们对教学手段的不断探索，计算机网络在学校的教学和科研中发挥着越来越重要的作用。

   ②Internet与教育相关的服务功能

   ●电子邮件 电子邮件（E-mail）是利用计算机网络进行通信的一种方式。

任何Internet用户可以在几秒钟、几分钟，最多几小时（取决于传输线路的速度、流量等因素）内将电子信件送到另一个Internet用户的电子信箱中。

只要知道对方的E-mail地址，用户就可以通过网络方便地接收和转发信件，还可以同时向多个用户传送信件。

   ●文件传输服务 利用Internet可以很方便地实现全球信息共享。

FTP协议使得任何与Internet联网并且支持FTP协议的计算机之间可以直接进行文字信息和非文字信息（图像、照片。

音乐、视频等）的双向传送。

   ●远程登录 采用远程协议Telnet，可以使你的计算机成为网上另一台计算机的远程终端。

网上的超级计算机往往使用这种方式供大家共享。

有的网站允许免费登录，有的需要知道你想登录的计算机的账号，才可以登录进人该计算机，使用它的各种资源。

●检索服务 Internet上的信息浩瀚如海，分布在世界各地的几万台服务器中。

要想找到你所需要的信息是极其困难的，因此必须借助各种检索服务系统。

常用的有Yahoo（http:

//

   ●WWW  通过网络来进行存取信息、发送邮件等操作，必须调用不同的软件，键人不同的命令，这对很多用户来说会有很大困难。

WWW（WorldWideWeb）测览器程序把各种Internet服务，如E-mail、FTP、WAIS等集成到软件中，通过鼠标就可以选择自己想要的服务功能，非常方便又简单易学。

   WWW主要采用超文本文档传输协议，并且利用超文本／超媒体技术来表达信息。

用户可以使用超文本标识语言HTML或XML来编写WWW文档（Web主页）,并在主页中提供信息。

世界各地的Internet用户都可以通过WWW浏览器读取此主页的内容。

为了便于查找各种测览器上的文件，Internet系统使用URL地址。

每个文件在它所存储的服务器上的URL地址是惟一的。

我们可以把URL地址看作是一个文件在Internet上的标准通信地址。

用户只要给出正确的URL地址，服务器就能正确找到它。

URL地址的一般格式是：

   （通信协议）：

//（主机）/《路径》/（文件名）

   例如，http：

//www.cern.ch/hypertext/www/RDBgate/implementation.html表示用HTTP协议访问WWW.cern.ch服务器上位于目录www/RDBgate下的文件implementation.html.

   WWW是一个信息的海洋，它在教育应用方面具有巨大的潜力。

   ●Usenet新闻组  它是一种专题讨论性质的服务，涉及讨论的范围很多，每一类都有一个名字代表其讨论的内容。

例如comp是关于计算机的话题，sci是关于自然科学的各分支的话题，news是关于网络news软件及news读者的议论，talk为热门话题等。

   ●BBS电子公告板系统  电子公告板是Internet上最常用的方式之一。

用户可以通过某种连接手段与电子公告板服务的主机相连，用户既可阅读公告板上的任何信息，也可以在公告板上发表自己的信息，提供给网络上的其他用户。

二、教学传递环境

1．多媒体教室

多媒体教室是按照基于“教”的教学模式的特点进行设计的：

各种媒体主要供教师使用，媒体起辅助教学的作用；其次，多种媒体集中于讲台上或讲台附近的立柜中，以方便教师操作与控制。

我国各级学校目前建设的多媒体教室，大多数属于这一类型。

（1）多媒体教室的类型

多媒体教室依据配备的设备和教学功能的不同，可分为以下几种类型：

①简易型

它是在“三机一幕”（投影器或幻灯机、收录机、电视机、银幕）的基础上，增加了录像机（包括影碟机）、计算机等设备构成，如图2.8所

图2.8简易型多媒体教室

图中（a）适合早期生产的电视机。

因为它没有视、音频输入端，所有的信号都用射频连接。

该系统具有播放投影片（幻灯片）、录音、录像、VCD、DVD等功能，能够收录和重播电视台、广播电台的节目，以及通过TV转换卡和选择器显示计算机的信号。

由于计算机信号经过调制、再解调的处理过程，使得图像清晰度大大下降。

 图中（b）适合带有视、音频输入的电视机。

录像机、影碟机、计算机（通过AV卡）的输出信号经过视音频选择器送到电视机的视、音频输入端，由电视机显示。

由于省略了调制－解调过程，图像比较清晰。

该系统除具备上述射频连接的全部功能以外，还具备无线话筒收录和扩音功能，适合在学生人数较多的情况下使用。

简易型多媒体教室可以充分利用原有设备，造价低，适合经济不发达的地区使用。

但由于使用普遍电视机作显示用，画面较小，清晰度不高，影响教学效果。

②经济型

运用少量的资金，可建成如图2.9所示的经济型多媒体教室。

该系统使用了液晶投影机，具有很好的清晰度。

同时使用了视频展示台，可将文稿、图片、投影片以及实物直接转换为视频信号进行处理，增加了整个系统的教学功能。

在该系统中，组成多媒体教室的各种设备都是相对独立的。

因此，在使用时操作比较麻烦。

稍有不慎，可能影响教学的顺利进行。

③标准型

标准型多媒体教室增加或改用了一批较高档次的设备与技术，克服了简易型和经济型的缺陷，结构如图2.10所示。

它的主要设备连接成图像与声音两个系统。

图像系统共用一个数据/视频大屏幕投影机，多媒体计算机的文字与图像数据信号可直接输入；录像机、影碟机、实物视频展示台等视频信号通过视频切换器后也可以分别输入，能显示面积大和清晰度高的图像。

声音系统是将所有音频信号通过调音台后再输入到一个共用的功率放大器，输出高保真度的声音。

所有设备的各种功能（包括银幕升降、窗帘启闭、灯光强弱变化等在内）全部由集中控制器统一操作，使教师能够集中精力进行教学。

④多功能型

它在标准型基础上增加了以下设备：

●摄录像装置

在教室内装配有2～3台带云台的摄像机，用于摄录师生的教学活动过程。

摄像信号传送到中心控制室供记录存储，或同时传送至其它教学场所供观摩或扩大教学规模使用。

●学习信息反应分析装置

利用该装置，全班同学在座位旁边的按键上对教师提出的问题作选择性回答。

通过计算机收集与分析学生的学习信息，使教师能及时全面的了解学生的情况，更有针对性地进行教学活动。

⑤学科专业型

该类型是在标准型配置的基础上，增加一些某种学科教学特殊需要的设备（如生物课教学需用的彩色显微摄像装置等），构成为某一学科专用的多媒体教室。

（2）多媒体教室的教学功能

①便于教师利用多种媒体辅助教学活动

②利用多种媒体组合，能充分发挥各种媒体的优势，克服其局限性，优化教学过程，有利于突破教学重点、难点，提高教学质量与效率。

③能用于开展新型教学模式的教学试验与研究，深化教学改革。

④多功能型多媒体教室便于观摩示范教学，能扩大教学规模。

2．多媒体学习室

多媒体学习室是按照基于“学”的教学模式的特点设计的，它的特点是：

各种教学媒体主要供学生使用，成为他们的主要学习工具；教师在教学活动中起指导作用；各种教学媒体安排在室内四周的不同区域，以方便学生取用。

多媒体学习室对创设、应用新的教学模式，促进教学改革有重要的意义。

（1）多媒体学习室的组成

多媒体学习室的布置如图2.11所示。

①学生学习活动区 它被安排在教室的中央，桌椅摆设要便于个别化学习和小组协作学习。

②印刷资料区 摆设有学科教学需用的教科书、教学参考资料、图片、挂图等。

③模型、标本区 有各类标本、仪器、模型等。

④现代教学媒体区  有幻灯、投影、录音、录像、VCD、DVD等媒体，特别是应具有联网的计算机。

⑤学生作业展示区 学生作业可写于黑（白）板上，或用纸打印或书写后，张贴在板报栏上。

⑥教师指导区 备有黑板（白板）和各种呈现教学信息的媒体与工具，便于教师作指导性的讲授；另外在教室一角设有教师专用的办公桌和相应的教学资料，便于教师准备教学和接受学生咨询，指导学生学习活动的正常进行。

（2）多媒体学习室的教学功能

①营造优良的自主学习环境，为学生进行个别化学习和小组协作学习提供多种媒体的学习条件。

②便于开展学生个别化自主学习和协作学习的教学试验与研究。

③有利于学生的参与和学生积极性、主动性的发挥。

3．多媒体网络教室

（1）多媒体网络教室的结构

多媒体网络教室是开展课堂网络教学的理想环境，它具有较强的多媒体信息处理能力，教学过程具有较强的交互性。

多媒体网络教室的结构如图2.12所示

（2）多媒体网络教室的功能

多媒体网络教室的功能有以下几点：

①多媒体演示教学 教师可以将来自网络服务器和教师机上的多媒体信息（包括文字、图形、图像、动画、视频、声音）传送给学生，进行演示教学；也可以将教师机或任一学生机的屏幕内容传送给某个、某组或全体学生；教师和学生可以共同操作同一终端并可将操作示范发送给某个、某组或全体学生；可实现全动态图形、图像和声音的实时同步发送。

②分组教学 教师可以选择某个、某组、全体学生进行教学。

③监听监视 教师可以循环方式或自动轮流监视每个学生的学习、操作情况，可以调回任一学生的屏幕内容进行监视。

④交互式教学 学生可以通过电子举手方式与教师联系，进行实时交互式的教学。

⑤学生自主学习 学生可以选择脱机状态进行单独学习，也可以自己调用文件服务器内的信息资源进行学习。

⑥语言辅导教学 教师和学生之间可以通过耳机/话筒通话。

教师可以发布信息，也可以接受学生的意见或问题，再进行语言指导。

⑦网上学习 网络教室和校园网相连，并连接到国际互联网（Internet）上，学生可充分利用网上资源进行学习。

⑧资源共享 可提供文件服务器、打印、传真等多种设备和各类信息资源的共享。

⑨进行教学测试和信息反馈分析 学生可以自己调用网络服务器上的试题库进行自学、自测，学生可以及时了解自己的学习水平，以便调整学习的进度。

教师可以通过调用试题库或新建试卷对学生进行考核，考核结果可以通过分析系统得到每一名学生、每个班甚至整个学校在一段时期内学生的学习水平，从而为教师调整教学方法提供参考。

4．卫星广播电视系统

（1）卫星广播电视系统的组成

卫星广播电视系统主要由同步卫星、上行站和下行站等几部分组成。

如图2.13所示。

①同步卫星

同步卫星位于赤道上空，它的运转周期与地球的自转周期相同，所以它和地球上所覆盖区域的相对位置保持不变。

同步卫星上装有转发器和电源供给设备。

转发器接收到地面发来的电视信号后，经过放大、变频处理，再通过定向天线把信号发回地球。

②上行站

上行站也称为发控站，它通过大口径、高增益的定向发射天线把电视信号发送至同步卫星；同时它还担负着对卫星轨道位置、姿态和工作状态的测量和遥控等任务。

上行站的主要设备有上行发射机和发射天线。

上行发射机将电视中心送来的电视信号调制到规定的上行频率，然后通过发射天线发射出去。

③下行站

下行站通常称为接收站。

它的主要任务是接收卫星发回来的微弱信号，经放大、变频处理后，供电视机或录像机使用。

下行站的主要设备分室内、室外两大