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1、,现代教学环境与优化,第3章 现代教学环境与优化,3.1 多媒体教室及其教育应用,3.2 网络教室及其教育应用,3.3 校园网及其教育应用,3.4 微格教学系统及其教育应用,3.1 多媒体教室及其教育应用,3.1.1 多媒体教室功能与设计 1.多媒体教室基本功能一个多媒体教室应该具备下列基本功能：（1）连接校园网、CERNET、Internet，使教师能方便地调用丰富的网络资源，实现网络联机教学；（2）连接闭路电视系统，充分发挥电视媒体在教学中的作用；,（3）演示各类多媒体教学课件，开展计算机辅助教学；（4）播放录像、VCD、DVD等视频教学节目；（5）展示实物、模型、图片、文字等资料；（6）
2、能以高清晰、大屏幕投影仪显示计算机信息和各种视频信号；（7）用高保真音响系统播放各种声音信号。,2多媒体教室设计思想设施与功能的完备，操作的简便与可靠，教学环境的舒适与实用，教室整体布局的科学、合理。,3.1.2 多媒体教室系统基本构成 1媒体教室系统结构图3-2是由多媒体计算机与各种视音频设备组成的、由中央控制系统集成控制的多媒体系统结构框图。图3-2 多媒体教室系统结构图,2多媒体教室设备选择与安装根据多媒体系统的构成及其特点，选择设备时应考虑媒体设备与总控制系统的配套性、媒体设备在系统中所起的作用以及设备本身的质量和性价比等多种因素。,中央控制系统：整个多媒体教室中的全部媒体设备都由中央
3、控制系统集中管理控制。多媒体计算机：这是多媒体教室的核心，在系统中既是计算机教学媒体，又是网络连接设备，可能还是中央控制系统的操作平台，由于其多数时间处于多任务工作状态，所以尽量选配运行速度快、内存大、配有声卡、网卡、光驱纠错能力强，且工作稳定可靠(品牌机)的多媒体计算机。,视频展示台：又称实物展示台，它目前已渐渐取代了传统的胶片投影仪和幻灯机的大部分功能。图3-3所示为视频展示台。图3-3 视频展示台,投影仪：投影仪是多媒体教室中计算机、视频展示台、VCD、录像机的视频再现设备。多媒体投影仪的产品从技术角度上分为阴极射线管投影仪(Cathode Ray Tube,CRT)、液晶显示投影仪(L
4、iquid Crystal Display,LCD)和数字光路投影仪(Digital Light Processor,DLP)。CRT即阴极射线管投影仪：该投影仪显示的图像色彩丰富，还原性好，具有较强的几何失真调整能力；缺点是亮度很低，操作复杂，体积庞大，对安装环境要求较高，并且价格昂贵，目前已经基本退出市场。,LCD即液晶投影仪：是目前投影仪市场上的主要产品。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55度+77度。LCD投影仪色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准，体积小，重量轻，操作、携带极其方便，并且价格比较低廉，因此成为投影仪市场上的主要产品。图
5、3-4是LCD投影仪的实例。图3-4 LCD投影仪,DLP即数码光路处理器技术：DLP投影仪的技术是一种反射式投影技术，其特点是图像灰度等级提高，成像器件的总光效率大大提高，对比度非常出色，色彩锐利。DLP投影仪的特点是体积小巧、可以胜任长时间连续工作，对散热的要求不高，画面对比度高（可达5000：1）。图3-5是DLP投影仪的实例。图3-5 DLP投影仪,一般说来，在选用投影仪时应注意以下几个方面：输入信号源一般的多媒体教室使用的投影仪输入源应有Video、S-Video、Audio及12个计算机（VGA）接口，为了节约资源，做到恰到好处，可量力选择，若要求较低时则可选购分辨率为800*60
6、0（SVGA）；若要求高一些，则要选择XGA（1024*768），或选择SXGA(1920*1080)产品，当显示高分辨率图形信号时，须选择行频在60KHz以上的投影仪。,使用方式投影仪使用方式分为桌式正投、吊顶正投、桌式背投、吊顶背投。正投是投影仪在观众的同一侧；背投是投影仪与观众分别在屏幕两端（需背投幕）。如固定使用，可选择吊顶方式。如果有足够的空间，选择背投方式整体效果最好。使用环境根据使用环境（房间大小，照明情况），确定机器相应指标（例如：亮度）。一般情况下可以根据教室面积的大小来确定投影仪的亮度，表3-2为使用环境与适用亮度的配置对应表。,在投影仪的安装中必须注意以下几点：计算投影仪
7、与屏幕之间的距离（以屏幕大小确定）。屏幕吊装的高度及距第一排座位的距离应根据人机工程学原理进行计算，避免学生过分仰视屏幕，使屏幕落入学生轻松的视野内，让学生以一个较舒适的姿势观看屏幕和抄写笔记，减少学生的视觉疲劳，提高学习效果和效率。墙面悬挂的屏幕上边沿应与吊装投影机镜头在同一水平线。投影仪镜头中心点与投影屏幕中心点在同一垂直线上。选择尺寸合适的安装吊架。安装固定用的螺丝、螺栓拧紧到位。调整安装后投影画面的梯形。,音响系统：媒体教室中的音响应选择频响宽、保真度高的系统，以适合多媒体教学的需要，同时，并具有话筒混响功能，使教师能在播放媒体内容的同时进行评论和讲解。其他音视频媒体设备选用具有红外遥
8、控的市场主流机型即可。媒体设备接入多媒体系统后，将红外线码读入中控系统主机，所有功能的操作即可由中控系统集中控制执行。,多媒体设备控制面板：目前许多多媒体教室已经采用了具有“一键开/关机”功能的集中控制系统来管理多媒体教室的设备，操作十分方便。图3-6多媒体设备控制面板。,3多媒体教室系统环境多媒体教室的环境建设要同时考虑整体环境、照明环境和声学环境三个方面。除安放各种设备的教师讲台和学生课桌应当式样新颖、结构简洁、色调明快外，还可以在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。在照明灯光的处理中，可以将
9、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。,3.1.3 多媒体教室系统的教学应用 在多媒体教室里，教师可以通过操作计算机和数字视频展示台等设备随心所欲地运用文本、图形、图像、声音等媒体进行教学，也可以运用板书、教材、图表、图片等常规教学媒体进行教学，整个教学过程都可以显示在大屏幕上，摆脱了黑板加粉笔的教学模式。,教师利用多媒体教室可以进行的教学内容一般有：1、利用计算机调用多媒体课件；2、播放VCD、DVD、录像带等音像教学内容；3、利用校园网或Internet网络，
10、调出自己需要的教学资料；4、利用数字视频展示台将书稿、教材、图表、图片、实物以及教师即时书写的文字、画图投影到屏幕上；5、利用幻灯片、投影片等常规电教软件进行教学。,3.2 网络教室及其教育应用,3.2.1 网络教室基本构成 1计算机网络系统硬件的基本配置包括：学生机、教师机、集线器或交换机、服务器等设备，并通过双绞线连接。,2网络教学系统(1)多媒体控制基于硬件方式的多媒体控制。基于软件方式的多媒体控制。,（2）教学管理教学功能：示范功能：交互控制功能：监视功能：学生控制功能：分组讨论功能：电子举手功能：,快速抢答功能：学籍管理功能：联机考试功能：Free-Chat功能：专业化网络联机考试功
11、能：媒体控制功能：数码录音功能：自动辅导功能：,3.2.2 数字化语言实验室 数字化语言实验室是通过数字控制信号控制数字文本信号、数字声音信号来实现语言教学功能的实验室。,1数字化语言实验室在我国的发展历程语言实验室在我国高主要划分为四代：（1）模拟设备时代（2）计算机技术和模拟设备的结合（3）多媒体时代（4）基于3C技术的数字化语音时代,2数字化语言实验室的分类目前可分为两大类：硬件数字语言学习系统和纯软件数字学习系统。（1）硬件数字化语言学习系统单向数字语言实验室以太网网络协议数字网络语言实验室ATM网络技术数字网络语言实验室（2）纯软件数字语言学习系统,3数字化语言实验室主要功能目前，我
12、国的数字语言实验室具备广播教学、分组讨论、教师插话、个别通话、重复收听、随堂测试、学生呼叫、示范教学、教师监听、自主学习、自动收卷、自主点播、无纸考试、变速播放、学生录音、电子白板、成绩统计、系统判分、音文同步、信息管理、海量录音、计费管理、自我测试、电子阅读、电子备课、断线恢复、教师监看等功能。,4数字化语言实验室的教学应用数字化语言实验室在教学中的作用：（1）创造良好的语言环境（2）增加学生实践机会，提高课堂教学效率（3）便于因材施教，进行个别教学（4）提供有利的学习条件，便于学生自学（5）便于组织教学，促进教师改进教学方法,3.2.3 网络教室环境人性化设计 1人机工程学人机工程学：人机
13、工程学（Human Engineering）也称“人类工效学”、“人类工程学”和“人体工学”。它是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法。,2网络教室的人机工程环境设计（1）位置与面积选择（2）环境色彩（3）照明（4）内部噪音处理吸声掩声,2网络教室的人机工程环境设计（5）内部空间的分隔（6）建筑装饰材料的选用（7）适当布置绿色植物或花卉（8）计算机显示屏的位置（9）机房规范,3电脑桌的人机工程设计电脑桌的设计需要注意三点：（1）桌面宽度（2）桌面高度（3）电脑桌空间,4电脑椅的人机工程设计椅子的尺寸要和学生群体的体型相当，应能活
14、动、升降，椅子最好有靠背、稍向后倾、椅面角度与靠背的角度以104度为宜。如果椅子有扶手，则扶手最好比键盘托板的板面高出3厘米左右，这样把前臂放在扶手上操作键盘时会有助于让手腕自然平伸，从而舒适地进行操作。,3.2.4 网络教室教学应用模式1网络教室的教学模式（1）群体化教学模式（2）个别化教学模式（3）小组教学模式,2网络教室的应用形式（1）电子备课（2）多媒体课堂教学（3）基于资源的自学（4）网络练习和测试（5）教务管理,3.2.5 网络教室应用实例1计算机支持的合作学习近年来，一种全新的概念计算机支持的合作学习（CSCLComputer SupportedCollaborative/Coo
15、perativeLearning，又称计算机支持的协同学习）受到越来越多的关注。CSCL是指在计算机（网络）这一工具所构建的学习环境中开展合作化的学习活动：通过计算机（网络）所提供的交互渠道，利用计算机（网络）中的大量工具库、资源库和知识库，通过参与学习的成员之间相互帮助、共同活动，来实现群体之间的共同学习和工作，共享合作成果。,1计算机支持的合作学习（1）协作准备适合学生能力；容易搜集资料；教师或其他人员容易指导；没有安全顾虑；具有教育价值和社会意义。,1计算机支持的合作学习（2）协作发起（3）群体设计（4）协作进行（5）资料整理（6）协同成果集成（7）协同结束,2集成个别化学习系统集成化学
16、习系统（Integrated Learning System,ILS），能够提供整门课程的教学，并且利用计算机管理教学（Computer-Managed Instruction，简称CMI）软件系统进行个别化教学管理，能够根据学生个别情况分配学习任务，提供测试和诊断学习问题，以及生成学习进展报告。,3.3 校园网及其教育应用,3.3.1 校园网概念和结构 1计算机网络基础（1）计算机网络的定义计算机网络：计算机网络就是利用通信设备和传输介质将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件实现网络的资源共享和信息传递的系统。,1计算机网络基础（2）计算机网络组成四要素连接对
17、象；连接介质；连接的控制机制；连接的方式与结构。,1计算机网络基础（3）计算机网络的分类根据计算机网络的覆盖范围进行分类计算机网络的拓扑结构,2IntranetIntranet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。,3校园网络概念校园网络(Campus Network)是一个发展的概念，通常是指利用网络设备、通讯媒质和相应的协议(例如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
18、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。,4校园网络的硬件组成校园网络系统硬件主要包括：网络传输媒质；交换设备（交换机、路由器、集线器等）；服务器、工作站；管理服务软件系统等部分组成。（1）服务器（2）工作站（3）网络互联设备,（3）网络互联设备集线器（HUB）交换机（Switch）路由器（Router）网关（Gateway）防火墙（Firewall）,（4）常用的网络传输媒质双绞线（Twisted Pair）光纤（Fiber）,5Internet接入技术（1）基本的接入方式：局域网接入；电话线接入；有线电视电缆接入；电力线接入。（2）其他方式：卫星接入；
19、无线接入。（3）Internet接入方式列举ADSL接入VDSL接入线缆接入光纤+以太网接入,3.3.2 校园网络功能1信息发布一般说来，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、招生与就业信息、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。,2教学应用（1）网络教学支持平台具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、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
20、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。利用远程教学方式，使得那些受客观条件限制的学校的学生学习别的学校的课程成为可能。（2）教学信息资源库,3管理应用（1）共享数据库资源（2）共享软硬件资源（3）提高系统可靠性（4）提高办公效率,4科研应用校园网络可以使用户共享各类计算机软、硬件资源及学术信息资源，从而提高科研的效率。另一方面，校园网络还可以降低科研的成本。科研人员可以通过校园网络形成一个工作小组，在不同办公室里的科研人员
21、可以很方便地通过网络与其他成员交流设计思想和设计方案。,3.3.3 网上校园文化1网上校园文化校园文化在学校整体改革与发展中的地位和作用已为人们所公认，人们对其内涵有多种认识：环境说：活动说：生活说：类型结构说：要素说：,2网上校园文化的功能（1）社会化功能（2）个性化功能（3）知识化功能（4）实践化功能,3网上校园文化的主要内容（1）网上读书活动（2）网上社会生活（3）网上科技活动（4）网上体育活动（5）网上艺术活动（6）网上校园文化生活,4网上校园文化建设的重要作用（1）促进素质教育的开展（2）树立健康的文明新风（3）提高学生的能力水平（4）节省活动费用,5网上校园文化开展的原则（1）延伸
22、性（2）丰富性（3）渗透性（4）参与性（5）引导性（6）组织性（7）虚实结合性,3.3.4 学校管理自动化1学校管理自动化产生的背景（1）传统管理手段落后和管理信息量激增的矛盾（2）学校之间激烈竞争的需要,2学校管理自动化的基本内容（1）教学管理目标管理、资源管理、资源管理、习题生成、题库管理、测验生成、测试评分、学习诊断、学习处方、生成报告、通讯、学习记录、调度、咨询。,（2）学生管理入学和毕业管理；入学前学生情况资料管理，为学生提供毕业咨询服务。操行和奖惩管理：各学期、学年的综合考评、三好学生和优秀干部的评选，各项奖学金的评定，学生的处分记录情况登记等。助学金管理：助学金申请者资格审查，助
23、学金的发放等。学生档案管理：学生档案的录入、统计、查询，档案的转入和转出。,（3）人事管理人事管理主要是学校教职工的基本人事档案管理和业务档案件管理。具体包括档案的录入、分类、储存保管、检索及其统计输出。,（4）图书资料管理采编管理：图书的订购、查重、新书数据登录和定单备案；流通管理：书目检索、图书的出借和归还；报刊管理：各种报刊、杂志的征订。统计汇总以及电子阅览和检索。,（5）资产管理仪器设备管理：指对实验室和电化教育所用的教学仪器、设备的管理；固定资产管理：教学用具、教学楼内资产、各类家具以及校办企业中的资产管理。,（6）财务管理计划、预算管理：制定事业计划，并根据事业计划对未来年度的资金
24、进行筹集和分配处理，预算外和预算内资金的管理。会计核算：进行各种财务凭证和账务的处理、核算，科目汇总报表和汇总平衡表的打印、存储。跟踪预算和计划的执行情况和统计。工资管理；每月工资的结算、分部门汇总，工资的发放、钱币面值的统计等。财务分析：对财务计划和预算的执行状况进行分析并做出决算，对学校各方面的经济活动的效果进行总结，并发现问题。,（7）其他事务管理在学校的管理中，除了以上几个方面的管理外，还包括以下几个方面事务的管理：体育卫生、学校基本建设、科研活动、校办企业等方面的管理。,3.4 微格教学系统及其应用,3.4.1 微格教学系统微格教学系统包括主控室和微格教室两部分。1主控室主控室可以控
25、制任何一个微格教室中的摄像云台和镜头，可以监视和监听任何一个微格教室的图像和声音。并可随时受控暂停在某一个微格教室与之进行电视讲话，也可以对微格教室播放教学数字视频（录像）与电视节目。可以把某个微格教室的情况转播给其它的微格教室，进行示范。可以录制某个微格教室的教学实况供课后讲评。,2微格教室微格教室中的设备主要包括分控机、摄像头和其它教学设备。在微格教室中可以呼叫主控室，并与主控室对讲。微格教室中可以控制本室的摄像系统，录制本室的声音和图像，以便对讲课情况进行分析和评估。,3.4.2 微格教学的实施1微格教学的实施过程具有以下的教学特征（1）理论与实践紧密结合（2）学习目的明确，重点突出（3
26、）信息反馈直观、形象、及时（4）有利于学生主体作用的发挥,2微格教学实施的基本步骤（1）学习相关知识（2）确定训练目标（3）观摩示范（4）分析与讨论（5）编写教案（6）角色扮演与微格实践（7）评价反馈（8）修改教案,3微格教学系统的教学应用（1）微格教学系统的技能训练程序确定训练目标；分析技能特点；观摩技能示范；设计技能训练方案(或教案)；模拟技能实践(或教学实践)；重播录像；考核评分。,（2）微格教学在师资培训的作用有效地改革传统的师资培训方法突出技能训练，使理论密切联系实际；加强技能训练，克服重知识轻技能的倾向；改革技能训练，使师资培训科学化和生产化。有效地加快教师自身的发展和提高转变教学观念；改变教学行为；建造教学风格；利于创新发展。,结束,
