全球信息网整合式学习资料.docx
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全球信息网整合式学习资料.docx
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全球信息网整合式学习资料
国立中山大学
资讯管理研究所
硕士论文
指导教授:
陈年兴教授
全球信息网整合式学习环境的设计及实作
DesignandImplementationofanIntegratedWeb-basedLearningEnvironment
研究生:
王敏煌撰
中华民国八十七年六月
学年度:
86
学期:
2
校院:
国立中山大学
系所:
信息管理学系研究所
论文名称(中):
全球信息网整合式学习环境的设计及实作
论文名称(英):
DesignandImplementationofanIntegratedWeb-based
LearningEnvironment
学位类别:
硕士
语文别:
chi
学号:
8542602
提要开放使用:
是
页数:
70
研究生(中)姓:
王
研究生(中)名:
敏煌
研究生(英)姓:
Wang
研究生(英)名:
Min-Huang
指导教授(中)姓名:
陈年兴
指导教授(中)姓名:
Chen,NianShing
指导教授(中)姓名:
指导教授(中)姓名:
指导教授(中)姓名:
指导教授(中)姓名:
指导教授(英)姓名:
指导教授(英)姓名:
指导教授(英)姓名:
指导教授(英)姓名:
指导教授(英)姓名:
指导教授(英)姓名:
关键词(中):
课程软件
关键词(中):
计算机辅助教学
关键词(中):
远距教学
关键词(中):
终身学习
关键词(中):
异步学习环境
关键词(英):
Courseware
关键词(英):
Computer-AssistedLearning
关键词(英):
DistanceEducation
关键词(英):
Life-longLearning
关键词(英):
AsynchronousLearningEnvironment
中文提要:
由于因特网的通讯功能跨越了时空的隔阂,而Web文件提供了超媒体与超文件的内容以及互动的机制,使得Web成为一个非常重要且具有弹性的学习环境。
本研究即以此为基础提出一个整合式的学习架构,我们称之为全球信息网整合式学习环境。
此一整合环境是由教材制作、开放加值、学习以及教学四大子系统所构成,并且以教材资源库为中心。
在这四大子系统中,教材制作子系统是提供给想要制作网络教材的老师们一个便利的环境,以协助老师制作、编辑及管理教材;开放加值子系统,则是提供有意愿加值的人士上传各种有用的素材,并且透过审查归类以及索引存取等机制来丰富教材资源库的内容;而学习子系统则是以WebTitle的教材为主要内容,并且提供学习者多样的学习工具以有效辅助在线学习活动之进行;而教学子系统,则是提供线上任教的老师一套管理教材、安排教学活动与学生互动等机制以协助老师有效达成教学目标。
英文提要:
DistanceeducationisanimportantareaofapplicationontheWorldWideWeb(WWW).Inthisresearch,anintegratedlearningenvironmentisproposedforefficientlylearningontheweb.Theenvironmentincludeswebcoursewareauthoringsub-system,openvalue-addedsub-system,learningsub-system,teachingsub-systemandcoursematerialresourcesdatabase.Webcoursewareauthoringsub-systemprovidesassistancetoteachersforauthoringtheircoursematerialsandmanagingtheiron-goingteachingactivities.Thelearningsub-systemallowsstudentstolearnbydirectinteractionswithmanyonlinesupportingtools.Theteachingsub-systemcanprovidecoursewaremanagement,teachingactivitiesarrangementandmanykindsofinteractionmechanismsamongteachersandstudents.Multimediamaterialscanbeaddedtothecoursematerialresourcesdatabasebythosewhodeemthemproper.Theenvironmentisimplementedonaunixworkstationconnectedtoacampusnetwork,suchthatevery-bodycanaccesseasilyviatheInternet.Apreliminarytestshowsthatagreatnumberofstudentshaveshowntheirinterestinusingthesystem.
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参考文献
图目录
图一全球信息网整合式学习环境之系统架构……………………………..20
图二教材制作子系统之系统架构图………………………………………..24
图三Web-based制作工具之架构图………………………………………..27
图四开放加值子系统之系统架构图………………………………………..30
图五学习子系统之系统架构图……………………………………………..33
图六教学子系统之系统架构图……………………………………………..39
图七老师与学生互动机制…………………………………………………..43
图八教材制作编辑画面…………………………………………………..49
图九题库编辑画面………………………………………………………..50
图十试卷编辑画面………………………………………………………..51
图十一教材管理功能的使用界面……………………………………………..52
图十二学习路径的编辑画面…………………………………………………..53
图十三资源上传使用界面…………………………………………………..54
图十四资源浏览画面………………………………………………………..55
图十五在线讨论室……………………………………………………………..57
图十六学生上课情形统计表…………………………………………………..58
图十七学生个人学习路径…………………………………………………..59
图十八教材使用情况统计表…………………………………………………..59
图十九网络大学的登录画面…………………………………………………..61
表目录
表一WebTitle与CDTitle的比较………………………………………..22
表二学习子系统所提供的在线互动机制…………………………………..37
第1章绪论
科技的发展带动了经济的繁荣,新技术与新观念持续不断地带进到社会各阶层,再加上传播科技的发展使得知识呈现暴增的现象,因此现代人也意识到唯有不断的学习才能跟得上时代的脚步,这也使得「终生学习」的观念与需求变得愈来愈重要。
近年来蓬勃发展的计算机通讯网路已使得教育理念与实作呈现新的风貌,且其具有双向、实时互动之特性,使其成为隔空教育的新宠。
教育发展的潮流走向全民化、终身性、不分时空、全方位的教育方向。
教育与科技是互为衍生的建构,教育的发展促进了科技的变迁,而科技的发展也改变了教育的结构,广及教育的社会面、文化面以及制度面[邱天助95]。
全球信息网自从1989年在CERN欧洲高能粒子物理实验室兴起后,已成为目前最受欢迎的信息服务方式,其简单使用的界面-超文件,以及其丰富的数据内容-超媒体,让使用者透过简单的超级链接,就可以在丰富的网络数据中,非循序地撷取多媒体信息,进行学习的活动,以建构自我知识,达到自我的成长。
网络学习模式渐渐地深入每个人的日常生活之中,自由自在的学习新观念,知识取得尽在弹指之间,将成为未来学习的新观念与新做法。
教育是百年大业,学习是终身的过程,藉由网络通讯与多媒体科技不但可将教育资源平民化、丰富化,更将教学互动更活泼化,如此不但可以解决教育资源不足的问题,更可达到全民教育、终生学习的远程目标。
第1節研究背景与动机
现代人正处于社会和科技急速变迁的后工业社会(Post-IndustrySociety),其特征是知识的爆炸(explosionofknowledge)与信息的瞬息万变。
[Toffler70]在日以千里的信息变迁社会中个人必须随时保持学习的心态,迎接崭新知识的来临。
因此学习是整个人生的过程,是生命全期(life-span)的事业[邱天助95]。
近年来,由于因特网的发展,搭起世界的桥梁,使得不同国家、文化和种族的人们,可以利用廉价、方便和畅通的方式沟通,不但达到讯息传播之便,更是一种相互学习的管道。
最近,在因特网风行的WorldWideWeb,其超文件/超媒体的内容,更使得因特网上的内容更多样化,不再是呆板的文字界面,而是吸引人的多媒体,也成为目前网络教学的发展重点,许多大学、公司都已在进行Web-based教材的制作,实施远距教学的计划。
Web-based教材之所以受欢迎乃是因为它
(1)建基于Web网络通讯能力以及
(2)其内容呈现方式为超文件/超媒体等两特性。
前一个特性使得Web-base教材具有远距传播的能力,可达到远距教学的效果以及合作式学习的功效;而后者则使教材发挥了超文件/超媒体的两项基本特质﹐首先是知识的非线性的连结方式﹐允许使用者依自己的需求﹐随机读取﹐并自由的组合所得的信息﹐非循序式的超文件的方式呈现内容﹐提供使用者非线性的学习方式﹐形成独特的知识体系。
其次是多种型式的信息呈现方式(multiplemedia)﹐它利用文字、图形、语音、动画以及视讯等多种型式作为信息的表现﹐不但能吸引使用者的兴趣﹐而且更能充分的表达知识的意义[杨家兴95]。
从教育的角度来看,超媒体辅助发展的目的并非取代传统的教学,而是试图扮演辅助及改善传统静态及序列学习的角色,透过此种学习方式,使用者可以
(1)建立自我导引及探索性学习
(2)培养互动学习环境中主动求知方式(3)层次性的建构知识(4)机动性的智慧性学习[朱锦凤94]。
虽然Web-based教材创造全新的学习内容﹐呈现超媒体的内容﹐且互动的特质更加强教学与学习的过程,使用者可以自我导引、探索学习以建构知识,但是就目前Web上的教材多属于计算机类教材为多数,其次是理工数科的教材,甚少人文、社会的教材。
此乃因为对于计算机相关科系的老师或常有使用到计算机的老师,要使用一般的软件来制作Web-based教材,并不会造成太大的困扰。
但是对于那些其它的教师而言,要使用市面上一般软件来制作WebTitle,可不是一件轻松的事情[Goldberg96a]。
试着解决此问题为本研究之动机之一。
就整个教学与学习的过程来看,光只有教材内容是不够的,因为超文件/超媒体的教材运用于教学上会面临以下三个问题[张史如97]:
1.迷失学习方向的问题:
多层次多元化的网络超文件/超媒体系统,对于一个初学者来说,容易造成混淆,使人犹如陷入迷宫中。
因此建构主义的探索性学习,在学习者不知如何进行或寻找信息的线索时,这种学习就像瞎子摸象,见树不见林,迷失了学习的方向,造成学习情绪的沮丧。
2.缺乏论述能力的问题:
超文件/超媒体教材提供了多元化的认知模式及非线性的思考模式,但相对地也增加认知的复杂度。
建构主义应该重视建构程度和品质的问题,假如学习者无能在复杂情境下多加尝试探索,则大多数可能会根据老师或外在的期望去判断或知觉。
3.学习概念偏差的问题:
在学习情境中,提供自主性学习是基于肯定学习者他们能操控自我学习的顺序与方向,但学习者是否有足够的能力及成熟度,管理自我的学习,尚是一个值得探讨的问题。
学习者的建构过程是内化的,教学如何对学习者「理解」的过程加以适切的监控是一大学问。
由以上的问题看来,若要Web成为未来主要的学习环境,不但要解决教材制作的问题,并且要提供老师与学生在Web上教学与学习的环境,让老师在在线可以清楚地了解学生上课的情形、课程了解的情况;也让学生在在线可以学习课程与讨论功课,如此才堪称为完善的教育环境。
试着解决以上网络超文件/超媒体所造成的学习上的问题则为本研究之第二个动机。
第2節研究目的
「远距教育」是结合信息与通信技术,提供给学习者一个不需与老师面对面授课的双向、互动的学习途径。
由于Web教材结合了网络通讯以及超文件/超媒体这两项功能,使得Web教材不但可以透过网络通讯,达到远距教学的效果,以及合作式学习的功效,它是一个对计算机信息及网络的新兴应用,各个先进国家目前都积极地研究发展它的技术,希望能够将它应用到各层面的教育及训练,以改善目前教育训练模式的缺点。
以计算机及因特网来辅助教学,改善教育品质,是众多教育工作者及研究人员所企盼的理想。
远距教学最终的目标在于使所有民众能透过网络在任何时间、任何地点能依个人学习状况研习想学习的相关知识。
达到提供给每一个人「适时学习」(Just-In-TimeLearning)及「无围墙的教育」(EducationWithoutWalls)的学习环境。
但是对教学者来说,要学会HTML、CGI、JavaScript来编写教材是不容易的,若要编辑具声音影像的教材更是难以上手。
对于这些问题,若能提出一个全球信息网整合式学习环境的架构,包含教材制作子系统、开放加值子系统、学习子系统及教学子系统。
在教材制作子系统中,可作学习路径的编辑、学习目标的建立;在开放加值子系统中,让教材制作者方便且容易选取所需要的素材;在学习子系统中,让学生可以记笔记、或和其它同学讨论课业;在教学子系统中,老师可以了解学生上课情形、了解课程教材被阅读的情况。
全球信息网整合式学习环境的架构,可对上述的问题提出解决方案。
因此本研究的主要目的是要提出全球信息网整合式学习环境,让Web-based教材丰富网络上的教材,使得Internet成为一个网络教室,进而建立网络大学,以落实终身教育的目标;也就是说等将来全民上网络之后,在网络上会有许多教学相关的WebTitle供民众学习,如此才能真正落实国家的政策,达到终身学习的目标。
第3節章节结构
本研究之重点,在于理论架构之提出和雏形系统之建立与测试。
第二章为相关文献的探讨;首先在第一节对远距教学作一概观性的描述,了解远距教学的媒体、网络学习环境的好处以及提出Web是目前最佳的网络学习环境;在第二节中描述建构式学习理论,介绍全球信息网整合式学习环境中的学习模式;在第三节里介绍全球信息网在教学的应用上,所产生的优点与缺点;最后,在第四节中,探讨文献中所提到及Web-based学习环境应有的功能需求,以作为系统功能架构的基础。
第三章则是全球信息网整合式学习环境理论架构的提出及相关子系统之功能设计。
首先,在第一节中提出全球信息网整合式学习环境的理论架构,让读者对于本研究的理论架构有一整体的认知;然后在接下来的各节分别详述各个子系统-教材制作子系统、开放加值子系统、学习子系统、教学子系统的功能设计以及教材资源库所含有的数据内容,让读者对于此系统有深入的了解。
在第四章中介绍雏形系统实作的情形,分别介绍教材制作子系统、开放加值子系统、学习子系统、教学子系统的实作情形,并且以南区中小企业研训中心当作系统实例,了解其系统架构的正确性与可行性。
最后,在第五章里提出本研究的结论及未来的研究方向。
第2章文献探讨
第1節远距教学
科技在教学上的使用,改变了传统面对面的受教方式,虽然彼此之间的距离拉大了,却由于科技媒介淡化了教师与学生之间的关系,使得师生之间的互动更自由﹑平等,因而缩短了心理与社会的距离。
远距教学正是科技应用于教学的最佳实例,其发展与传播科技更是密不可分。
最近计算机网络的蓬勃发展﹐使得不同国家、文化和时间地区的人们﹐可以用廉价和畅通的方式沟通,搭起彼此之间的桥梁,在因特网上已经形成一个无国界的虚拟社会,且由于因特网提供双向与实时的沟通能力,更使得它成为目前最为热门的远距教学媒体,将远距教学带入新的境界。
1、定义
根据Virginia对远距教学的定义,远距教学乃是『教育的传播过程,学生与老师不必同在一个地方,不受到空间的限制。
』[Steiner95]。
学者杨家兴对于远距教学的定义,则是『在施教间与受教间,有一定时间及空间区隔的教育。
』换言之,远距教学方式是提供一种非面对面﹑突破时空限制的学习方式,学习者可以在他方便的时间﹑地点,透过传播媒体为中介进行学习。
所以在这隔空施教的环境下,媒体是整个教学成败的关键[杨家兴95]。
2、远距教学的媒体
远距教学一开始是以函授教学(Correspondence)的方式进行,时间约在十九世纪后期。
那时,主要以邮寄方式克服遥远的距离,将讲义、教材寄给每个求学者,供学习者自行进修阅读[Steiner95]。
之后无线广播发明,促成远距教学的重大变革,并且随着本世纪中叶电视的发明,更将远距教学带到一个兼含视觉与听觉学习方式的新阶段。
于是,世界各国纷纷地成立远距教学的专责机构,将之规划为教育体系的新成员,以弥补传统学制所不及的部份,并逐步推演出终身学习的教育目标。
之后又因为因特网的盛行,使得网络上的各式服务相继地成为远距教学的传播媒介,如E-mail或是BBS等。
根据学者Virginia指出,目前远距教学应用的传播方式共有以下几种[Steiner95]:
1.函授教学(PrintCorrespondence)
2.广播教学(Audiographics)
3.教学电视节目或教学录像带(InstructionTelevision,Videotape)
4.Teleconferencing,Audio/VideoConferencing,andComputerConferencing
5.IRC,MOOandMUD
6.EmailandListserves
7.WWW
由于远距教学传播媒体众多,其所达成的教学与学习方式不同,许多学者根据其传播的特性将远距教学分为两大类-同步式与异步式[Steiner95][林奇贤97][杨家兴95],所谓的同步式教学乃是所有学生与老师都必须同时参与的,这种学习方式的好处,就是彼此的互动是及时性的,提供拟似面对面的互动情境,例如教学节目﹑广播教学﹑计算机视讯会议等。
而异步式教学,则不需要老师与学生同时参与。
学生可以选择他们所要上课的时间,以及所要上课的教材。
所以异步式教学比同步式教学较有弹性。
例如:
E-mail﹑listservs﹑教学录像带﹑电子布告栏以及Web-based课程。
3、Internet-based学习环境
从以上所列的教学媒体中﹐我们发现Internet早已成为教学的传播媒介,许多人已经透过Email或是BBS等网络服务进行远距学习活动了。
近年来,更由于WWW盛行于网络上,使得网络上的教材不再是只有文字模式而已,而是超文件与超媒体的形式,不但使得教材更多采多姿,并且透过超级链接的方式,将全球上的教育资源结合在一起,形成一广大的教育资源,也使得Internet成为未来远距教学最重要的管道。
计算机网络上的教学﹐可分成静态与动态两类[杨家兴95]。
静态的网络教学﹐是将教学软件放在网络的服务器上﹐使用者依其方便与需要﹐随时到网络上读取适合自己需要的教学数据﹐这些教学数据是事前放置在服务器中﹐不必有教师在在线等候﹐学生随时上机学习。
动态的网络教学﹐则集合教师及多个学生﹐在计算机联机上一起讨论问题﹐这些讨论的讯息﹐会呈现在每个参与者的屏幕上。
计算机网络教学若是根据在线有无教学者与课程软件两个考量,则目前Internet-based的学习环境可以分为下列三种形态﹐其比较可见表二[陈年兴97b]:
1.网际空间学习环境:
在线没有教学者﹐没有课程软件的学习环境﹐知识学习是透过使用者在网络上互动沟通所产生。
如﹐BBS,News,MailingList。
2.网络课程教材自习:
在线没有教学者﹐但有课程软件的学习环境。
如﹐WebTitle。
3.实时群播视讯教学:
在线有教学者﹐也有课程软件的学习环境。
学习环境
网际空间学习环境
网络课程教材自习
实时群播视讯教学
模式基础
社会终身学习模式
主题自修学习模式
正规课堂学习模式
使用媒体
文字至多媒体
图形、动画、音效
视讯、音讯为主
实际
说明
课程板讨论、精华区及网站浏览、在线对话
在线浏览针对课程
目标设计之教材
实时视讯的互动
教学方式
特色
信息交流、
虚拟社区
远距课程自学、
学习活动管理
隔空实时教学、
教学资源共享
表二、Internet-based三种学习环境之比较
展望未来的学习环境﹐慢慢会走向实时视讯式的远距教学﹐透过视讯科技进行隔空面对面教学。
但是由于目前网络上对于此类的视讯式学习环境有频宽的限制﹐因而使得此类教学环境﹐在现阶段不能有效地在因特网上全面施行。
4、Internet-based学习环境的好处
「远距教学」是结合信息与通信技术,提供给学习者一个不需与老师面对面授课的学习途径,而现有电视频道提供之单向传播,无法做到传统教室面对面教学之老师与学生、学生与学生间之互动感。
对于传统远距教学的一些限制,远距教学的参与者开始试图引入新的电信、计算机、传播科技来克服这些困难,改单向传播为双向互动,以期达到更好的教学与学习效果,因此Internet-based学习环境成为未来远距教学发展的重点。
就广义而言,Internet-based学习环境是属于计算机辅助教学的一环,但是由于Internet-based学习环境具备了网络的优点,因此它和传统计算机辅助学习系统比较起来,有了以下的好处[何荣桂96][邱天助95]:
1.信息的流通迅速:
在网络上信息是公开的﹐只要上线便能获得新的信息。
2.超越时空限制:
透过网络的沟通﹐学习者可使用远程的CAI系统﹐也能弹性决定上线使用时间﹐不再受限于交通或时间因素。
3.重视个人隐私:
在网络环境中无法直接看到别人﹐所以减少了直接面对其它人的压力。
内向的学习者也能以比较自在的心情学习。
4.公平的学习机会:
在网络环境中﹐每个人的学习机会是均等的﹐不必担心一些先天的差异(如外貌、口才、人际关系等)。
5.适合教学管理:
在网络环境中﹐教学者可以透过管理系统监控学习者的学习状况、进度﹐当学习者遇到障碍时﹐教学者也能立即从网络上得知﹐给予必要的协助。
6.增进水平的沟通:
由于网络提供使用者采取匿名的方式﹐一种非压迫是和反层级的对话环境﹐也就是Habermas所宣称的的「理想的言谈情境」﹐免于内在或外在的强制﹐产生较平
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