共享式体育多媒体教学系统实践探究

共享式体育多媒体教学系统实践探究 【摘要】课题组提出了计算机支持的运动认知学习策略,并实现“教师-学生-多媒体”多元互动学习。设计开发了共享式体育多媒体教学系统。系统教学资源一部分适用于网络自主与协作学习,一部分适用于体育馆同步辅助学习,为学生自主与协作学习提供了广泛的教学资源。 【关键词】体育;教学系统;多媒体;协作学习 【中图分类号】G40-057【文献标识码】A 【论文编号】10098097(2010)02014604 体育教学是一项实践性极强的教与学的双边活动,是运动动作感知和认知的过程;因此,直观教学是较好的教学方法之一。教学中教师经常形象化地讲解和示范;但是,体育运动技术技巧性强,且结构复杂,有时教师示范也感到力不从心;而多媒体辅助教学是行之有效的方法之一。体育教学场地宽且开放、学生活动范围大、教学场地器材各不相同,导致教学未能突破传统的“教师口头讲解、动作示范、学生模仿,课后自练”的教学模式。1而协作学习作为一种学习模式和传统的课堂学习相比,更能发挥学生的主动性、主体性,更有利于培养学生的协作能力和终身体育的意识与能力,使学生能够更早、更快地适应当今社会的要求。“当今教育的发展趋势是构建一个个体与社会有着广泛联系与合作的开放的社会化大系统,网络教育正是这种开放的社会化大系统的最好实践”2。鉴于此,课题组提出了本研究思路和方案,于2005年建立了体育馆计算机辅助教学系统并进行了实验研究 3,在此研究基础上结合协作学习理论和体育教学特点,2007年初步建成了体育与健康网络在线学习系统,2009年将两个系统进行整合形成了共享式体育多媒体教学系统,该系统为学生自主学习与协作学习提供平台。本文将对系统中的网络在线协作学习系统功能设计与教学应用进行详细阐述,教学实验设计与实施以及协作学习效果评价见另文分述。 一 计算机支持的协作学习理论研究 协作学习(Collaborative Learning,CL)是20世纪70至80年代中期取得实质性进展的一种教学理论与策略。协作学习的重要代表人物美国约翰斯•霍普金斯大学的斯来文(Slavin,R.E.)教授4。他认为:“协作学习是指学生在小组中进行一系列学习活动,并依据他们整个小组的成绩获取奖励或认可的课堂教学技术”。北京师范大学黄荣怀教授把协作学习定义为,“协作学习是学习者以小组形式参与,为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下为获得最大化的个人和小组学习成果而合作互助的一切相关行为”5。目前,体育教学中协作学习的相关研究很少,仅有体育课堂上如何运用协作学习的相关研究,没有利用现代教育技术实现开放式的计算机支持的协作学习。 计算机支持的协作学习(CSCL)是一种灵活的模式,可以采用个体或小组形式,由于在时间上是非同时的,“CSCL已成为终身教育、函授教育和职业培训的主要组织形式”6。国外对于CSCL的研究起步较早,不仅在理论研究上屡有创新,还开展了大批的实验研究并有商业软件出版发行。其中应用较广、较为典型的有WebCT、Blackboard、FirstClass、Learnwise等7。相对于国外,我国的CSCL研究起步较晚,在平台建设方面,较为典型的有北京师范大学研制的基于Web的协作学习平台(WebCL);目前,该课题组正在致力于基于移动通讯和计算机技术的移动学习相关研究8。以上学习平台是针对通用课程的,没有考虑到体育课程直观教学和运动认知的特点,目前没有成型的计算机支持的体育协作学习系统。 体育教学是以传授体育知识、技术和技能,增强体质为任务的教学活动。体育教学与其它学科教学的区别是学生既有感觉、思维和记忆的认知活动,还有运动认知活动。“影响运动认知的因素同时也是动作学习的因素包括学习动机、以往经历、先天能力和目前所处的学习阶段”9。因此,在教学过程中要诱发学生的成就动机,把学生的能力和自尊心与学习的动作技能联系起来,让学生参与确立动作学习目标的过程,满足学生追求自身完美的身体和精神的需要。而认知心理学用信息加工的观点来解释运动技能的形成过程,“这一过程包含了感受-转换-效应器三个连续阶段;但人只有通过动觉才能意识到自己身体的运动”10。而动作技能学习分认知阶段、联系阶段和自动阶段三个阶段(张英波,2003)。这就是为什么一个人学会骑自行车或游泳后,多年以后仍然还会骑车或游泳。根据以上理论,体育教学策略从感觉、知觉认知到运动认知的过程是:“感觉动作概念-动作表象记忆-知觉记忆-思维长时记忆-动作认知”。在这一过程中,要不断地进行动作概念与表象记忆,才能形成准确的动作认知和表现。因此,行之有效的体育教学方法有直观法、讲解法、示范法、完整与分解法等,由于学生个体之间身体素质、感知觉能力与运动认知能力存在着差异,加之不少学生缺乏学习的具体经验和指导,对直观感受到的动作概念和要领难以直接建构动作认知和表现;而随着多媒体技术和计算机及网络技术的发展,尤其是网络远程教育和网络视频会议系统的发展和成熟,以及未来教育和学习方式的改变,计算机支持的体育协作学习是有效解决运动认知学习的方法之一。11 综上所述,研究中认为:计算机支持的体育协作学习是通过网络在线学习和多媒体辅助学习等手段,以多媒体教学资源的直观性辅助学习,在动作学习的各个阶段给学生正确的动作概念刺激,引发学生准确的感知觉反应,从而形成动作认知能力和表现,掌握所学运动技、战术及相关知识而进行协作互动的一切相关学习行为。 二 共享式体育多媒体教学系统的体系结构 “教学系统是由一组相互关联的部分组成,在一定的框架下,各部分可靠和有效地协同工作,安排必要的学习活动,以完成学习目标。可分为课堂教学、广播课程、自学包、网络教学、实验室教学、专题讨论、计算机课件和远程会议系统等”12。目前比较流行的网络教学系统采用基于B/S(Browse Server)的体系机构。因此,我们提出了一个基于B/S结构的网络体育在线协作学习系统的结构模型和基于C/S结构的体育馆计算机辅助学习系统模型13。图1、图2是系统结构模型。在这个系统中,客户机与Web服务器相连,通过Internet与协作学习知识库服务器相连,完成异步通讯,进行异步协作学习;通过体育场馆内的触摸屏终端的多媒体课件进行实时多媒体协作学习14,并通过摄像设备录制学生的动作视频进行视频重放和分析,构成一个协作学习环境。 协作学习模型融合了Web Services功能和人工智能推理技术,是一个适应性的知识库系统。它分同步协作学习与异步协作学习两大部份,允许协作学习者通过Web浏览器在网络上的任何节点灵活地运用协作服务工具进行同步讨论(触摸屏教学系统、聊天系统)或异步讨论(虚拟课堂、BBS、E-mail),不受地理位置的影响和限制。 三 共享式体育多媒体教学系统的功能与实现 1 系统功能 系统主要分为两个模块,教师模块和学生模块,主要功能如下: 教师模块:教师通过与同行专家一同制作多媒体课件到课件数据库,还可以在课堂利用触摸屏电脑进行同步授课,指导学生同步协作学习,利用摄像机或摄像头进行动作录制与回放以及动作分析;教师还可以在线答疑,QQ、信箱答疑,将信息存储在答疑数据库中。教师可以查看资源数据库的信息,可以对运动知识库、运动菜单库、答疑数据库进行维护,可以有效管理服务器中相应课程资源等。主要功能模块如下: (1) 教学菜单管理。教学菜单管理是为学生提供个性化的教学内容及安排,为学生定制科学合理的运动处方等。 (2) 教学视频管理。教学视频管理包括教学视频或教学文件的上传和删除等工作。教师利用课堂上的摄像设备将学生的动作视频录制并推送至媒体采集与制作机上,制作后上传至Web服务器,可以在每次课后将最新的教学视频上传到Web服务器上并进行点评,方便学生观看和下载。 (3) 在线测试管理。在线测试管理包括测试试题的添加和修改等功能。教师通过此模块使学生了解自己对本单元的教学内容掌握情况。 (4) 互动答疑管理。互动答疑管理包括对学生提问问题的管理和排序等功能。教师可以通过此模块回答学生提问以及对学生交流的监督。并管理留言板、论坛、信箱等互动信息。 (5) 学生信息管理。学生信息管理包括学生信息查看和学生信息确认等功能。学生注册后,教师可以通过平台轻松查看学生信息、设置学生权限和确认学生信息。 学生模块:学生可以定制学习菜单,进行异步学习,也可以从课件数据库中下载课件到本地运行,可以查看教师的答疑与互动,还可以给教师发送电子邮件向教师提出疑问,同时,有效利用资源库的信息进行协作学习。学生在登录系统后,就可根据定制的运动菜单或知识列表,选择课程学习以及交流等。下面对主要功能加以说明。 (1) 浏览教学内容:学生可通过主页上的链接,查看网上所有的项目信息,包括教学要点、教学视频、测试试题、互动等教学模块的浏览。 (2) 教学视频重放与下载:学生可利用体育馆计算机辅助教学系统将自己的动作录制成视频进行重放,并与教师或同学进行动作分析,或登录系统,观看或下载自己或本班的教学视频和动作视频。 (3) 在线测试:学生可以通过测试模块实时掌握自己对本单元教学内容的掌握情况,提高学习的准备状态。 (4) 答疑与讨论:学生在学习过程或在练习过程遇到了困难时,可以通过同步或异步方式请教同学或老师。 (6) 资源下载:下载中心、图片中心供学生下载网络课程、电子教案、运动图片、运动视频等资源;时尚运动则供学生在线学习、欣赏。 2 实现技术 ASP(Active Server Pages),是一种Server端的网页编译环境。它可以将设计的网页通过Server端编译执行后的结果直接送至浏览器端,而不像一般的脚本语言在浏览器端通过浏览器去编译,有较强的可移植性。ASP具有易于撰写、功能强大、安全性高等优点,而且在众多的网络开发平台中,NT Server搭配ASP的开发环境功能强大且操作简便,所以系统的设计实现选择在NT环境下的ASP。数据接口采用的是微软最新的数据访问技术ActiveX Data Objects(ADO),它被设计用来同新的数据访问层OLE DB Provider一起协同工作,以提供通用数据访问。由于ADO是ASP的一个对象,所以在ASP中,利用ADO可以很方便地从数据库中获取数据。除了上面提到的网页编译、网站建设外,还有视频采集与制作、Authorware多媒体课件制作等技术,实现技术较多但不复杂,本文不再赘述。 四 共享式体育多媒体教学系统的教学应用 1 触摸屏电脑辅助学习 触摸屏电脑辅助学习是把学生根据教学的需要和场地分成若干协作学习组,在教学过程中,各组按计划和时间进行多媒体学习和练习;多媒体协作学习通过观看多媒体课件的演示和讲解,以及个人动作视频回放,进行人机交互,以建立正确的动作技术概念和纠正错误动作为主,是运动认知的泛化、分化阶段;学生专家组以改进技术动作,分化动作并最终达到运动认知的自动化阶段,锻炼身体增进健康为主,进行师生、生生交互。(其学习策略见图4) 2 在线自主协作学习 在线自主协作学习是通过在线学习系统中的在线和离线课件进行自主学习,使学生掌握该项目的基础知识、技术、规则及裁判法等。学生是学习的主体,学生在自主的学习活动中去学习掌握运动知识和技能,并在此基础上开展课堂小组协作学习,共享集体学练成果。(其教学策略见如图4) 在线自主学习中,将心理补偿和自主学习的理念应用在系统的构建中,让学生在自主学习中体会运动的乐趣,培养学生的学习兴趣和提高学生的体育学习能力,并养成科学利用网络自主学习的习惯,为将来步入工作岗位进行终身体育学习打下基础。 3 教学方法体系 教学过程是一个复杂的过程,没有一种教学方法能够完全取代其它的教学方法。在教学中要优化多种教学方法,如启发式、引导式教学。该教学模式下教师的作用发生了变化。过去在传统的课堂里,教师主要进行授课,现在教师不光要传授知识,而且还是课程的设计者,教师的功能由过去的教书匠,现在变成了课程的设计者,课程进展的控制者。学生则成为知识的主动探索者,技能的主动实践者,教学过程的参与者。 结束语 本文探讨了计算机支持的体育协作学习系统的结构和功能,并进行了系统设计。采用基于B/S与Client混合结构构建学习系统,使用的设备主要有计算机、触摸屏电脑、模拟与数字视音频设备。软件系统实现用户管理、视频点播、在线测试、互动交流、数据库管理等,除了以上方面,还尝试了多媒体辅助教学和学习的方法。 从实践效果看,通过网络共享和体育课堂同步教学实验,验证了辅助教学的有效性;优化了体育课教学方法,实现体育教育与多媒体教学的结合,为学生自主学习与合作学习提供良好的环境,为教师授课提供更广泛的信息资源。 从研究的不足看,希望该系统能够成为具有智能型的教学与研究系统。学生是学习的主体,系统能针对个体特征引导学生学习,从而实现个别化教学;并在一定程度上表现出专家或教师的某些智能特征。另外,学习系统中还缺少成绩统计与分析、协作学习评价等功能。 参考文献 1 赵培禹,李尚滨.触摸屏电脑辅助体育实践课教学的实践研究J.首都体育学院学报,2005,17(5):111-113. 2 黎军.网络教育学的理论与实践M.北京:中国人民大学出版社,2006:86. 3 赵培禹,李尚滨,毕宏丹.体育教学课件点播平台的实现技术J.黑龙江教育学院学报,2008,27(10):26-27. 4 Slavin, R.E. Cooperative learning: Theory, Research,and PracticeM2nd ed. Massachusetts :Allyn & Bacon,1995. 5 黄荣怀.计算机支持的协作学习:理论与方法M.北京:中国人民出版社,2003:4-6. 6 赵建华.计算机支持的协作学习M.上海:上海教育出版社,2006:31. 7 Paul Cathedrall.Delivering E-learning for Information Services in Higher Education, Chandos Publishing,2005:23-50. 8 黄荣怀.移动学习理论现状趋势M.北京:科学出版社,2008:10. 9 张英波.动作学习与控制M.北京:北京体育大学出版社,2003:122-132. 10 张力为,毛志雄.运动心理学M.上海:华东师范大学出版社,2003:219. 11 刘雍潜.信息技术环境建构与教学应用M.北京:中国广播电视大学出版社,2009:119. 12 美 Sharon E. Smaldino,James D. Russell,Robert Heinich,Michael Molenda著,郭文革译.教学技术与媒体M.北京:高等教育出版社,2008:32-36. 13 Zhao Peiyu,Feng Di,Ji Liewei.The Development of “P.E. E-Learning” System and the Study of Cooperative Learning MethodA.The role of University sports in education and society. Book of Abstracts of 25th Universiade Conference (FISU Conference) C.Belgrade:Faculty of Sport and Physical Education University of Belgrade,2009:107. 14 赵培禹,毕宏丹.“自助式”教学方法及其计算机支持系统的研究J.吉林体育学院学报,2007,23(5):137-138. Practical Research of Sharing Multimedia Teaching System in Physical EducationCooperative Learning in PE supported by computer ZHAO Pei-yuJI Lie-weiLI Shang-binDONG YuFENG Di (Dept. of Physical Training, Harbin Engineering University, Haerbin ,Heilongjiang, 150001, China) Abstract: We puts forward a cognition of movement in computer supported cooperative learning (CSCL) , designs a multimedia teaching system in a shared environment on sports, and achieves the “Teacher - Student - Multimedia” cooperative learning, the multi-media teaching gradually exhibits its superiority and interactivity. The teaching resources partly apply to the sharing teaching on internet, partly apply to stadium assisting teaching, which supplies better environment for the students self learning as well as more information resources for the teachers. Keywords: Sport; Teaching System; Multimedia; Cooperative Learning 编辑:小禾 13