网络教学环境下的中小学学件开发         文/蚕子
发表自《信息技术教育》杂志2007年11期

　编者按：“学件”，是以学习者为服务对象，由开发者（这里所谈是中小学教师）模拟设计某种教学过程，将教学信息传递给学习者的辅助学习软件。学件的开发尚处于初创时期，模式单一、结构简单、设计粗陋，远没有达到我们心目中的要求，而有关学件的理论文章，在网上出现得也不多。究其原因，一是对学件研究制作的朋友不多，相应的代表作品稀少；二是理论与作品的缺失致使大家对其重视程度不够，难以形成“关注”，进而体会到它的优势。下面，我们试图通过两篇基于不同平台的学件开发文章的探讨，引起大家对学件开发的重视，从而掀起学件开发热。希望更多的人加入学件开发的研讨中。
　　
　　在现代教育教学过程中，课件与学件都是介于教与学之间的中间媒体，都属于计算机辅助教学软件。课件在设计目的、结构特点上更侧重于为教师教学服务；而学件在使用目的、结构特点、设计原则与制作要求上更贴近学生的学习，是面向于更多学习者的学习软件。虽然学件与课件都是利用丰富多彩的信息资源来刺激学生的大脑，但学件更加强调“学习情境”的作用，力求借助协作学习环境与人机交互功能，引导学生进行自主学习。
　　传统教学过于强调教师的“教”，辅教的课件就显得尤为重要。所以，作为一线教师关心最多的一直是课件的制作。各学校都很难在网络环境或人手一机的局域网环境下授课，因此大屏幕、“演示型”课件一直是多媒体辅助教学的主体。教师也更津津乐道于课件开发的理论与技术研究。但随着网络教学环境的形成，建构主义理论下的“以学习者为中心”的教学模式的深入，以教师授课为特色的课件已远不能满足学习者的学习要求，学件的开发与推广成为迫切的需要。
　　
　　学件开发的可行性思考
　　
　　1.学件有别于课件的使用目的，却相同于课件的开发平台
　　我们依然可以使用熟悉的课件开发平台来制作学件。如，基于图标、流程图的程序构造软件Authorware、功能强大的矢量动画软件Flash、方便易用的电子文稿软件PowerPoint、建立Web站点和应用程序的专业工具Dreamweaver，还有如方正奥思、几何画板等专业的课件制作平台。
　　2.学件有别于课件的结构特点，却相同于课件的资源素材
　　我们为制作课件而收集并加工处理的各类媒体素材，如图片、音乐、音效、文本、视频、动画以及链接的网页资源等都可应用于学件制作当中；此外，相关的素材处理软件亦可照用，如强大的图片处理软件Photoshop、优秀的声音处理软件Cooledit、简单易用的视频截取软件Ultra Video Splitter或豪杰超级解霸，以及专门保存网页文本的网文快捕软件等。
　　3.学件有别于课件的服务对象，需面向学生实际开发
　　设计学件前，我们需对教学目标、教学内容进行重新审视，将传统的“以老师为中心”的情境呈现、知识罗列、课程板书等环节，变更为“以学生为中心”的自主学习、思考反馈过程，模拟教学过程中师生对话、生生互动的实际授课情况。所以，学件的设计制作不能照搬课件的方案，在制作学件时，考虑更多的应该是学什么、如何学、学习者需要什么、怎样满足学习者需要，等等。
　　
　　学件开发的任务
　　
　　1.承担教师指导的功能
　　学件虽是以学习者为主要服务对象，却首要承担着教师指导的功能与责任。在教学中，教师是学习过程的组织者、指导者、咨询者，对学习者知识建构的促进作用不言而喻。因此，学件设计中要充分体现教师导学作用，如学习情境的创设、学习策略的指导、学习难点的咨询、交流和反馈等。
　　学件也应体现寓德于教的要求。一方面，从设计上要力争“以人为本”，多在环节上增加德育的内容，如通过链接小故事、小资料告诉学生一些人生哲理、规范道理等；另一方面，借助教师、家长、社区等与教学软件并存的教育力量，在学件指导中增加“教师教学建议”、“家长辅导建议”、“个人自学建议”等环节，期望主动自学的与被动自学的学习者都可以感受到德育的氛围。
　　2.引导学生自主参与学习
　　以学习者学习为中心的学件，应该是优秀的“自学教科书”，应该注重“学”的过程，呈现的教学内容和体现的教学难度应能适应不同层次、不同水平的学生学习需要。因此，学件中要体现“分层教学”的思想，如学习者接触的课程内容因学习水平差异而不同、知识检测难易程度因人而异、作业与练习题目允许自选等。特别希望的是，学件能够针对性地反馈学习者的学习情况，使他们在自学过程中及时确定自己的学习方案。这就要求学件内容在具有科学性和全面性的同时，在形式上达到渐进性与启发性，引、学、练及反馈分析等各个环节全面贯穿于自学过程中。
　　基于网络环境的教育模式提倡“参与式”教学，强调学习者的参与意识。在学件的设计中也应体现参与性，让学习者参与学习情境的建构。具体的方式可以多种多样，比如，为学习者设置的预习、练习、复习、考核等，就是参与式教学的一种方式，使学习者能通过学件来完成练习、订正修改错题、批改自评、知识点自测等，发挥学习者学习的主观能动性，提高学习效率，并检验学习者的学习效果。
　　此外，在学件教学环境中，还可设置语言操练、讨论、角色扮演等参与性活动，让学习者参与；设置交互（既有人机交互，也有教学交互）机制，引导学习者参与教学过程。
　　3.合理呈现资源素材
　　在学件中要为学习者提供种种基于课程学习的素材信息，这种资源的提供是非常重要的。特别是在前期的学件开发模式不够成熟时，面对中小学生，多以趣味故事、小游戏、小资料的形式来尝试刺激他们；而面对大龄的学习者，则多以模拟动画、声音视频等素材帮助分析知识难点。
　　学件要能调动学习者学习的主动性和积极性，即能适应他们的兴趣爱好、知识基础、学习方法、年龄结构等特点。这要求学件从界面、功能、版式上要有选择性，形成不同的模板以提高开发速度。学件还要特别培养学习者自主学习、创新学习的能力，使他们不仅“学会”，而且要“会学”。
　　总之，教师完全可以借助身边熟悉的软件、加工已有的教学素材，对课程内容重新审视并进行全新的设计，制作开发出适于学习者学习的学件。
　　《模拟船闸》——例谈学件开发的设计思路
　　下面以一个智能反馈型学件《模拟船闸》（下载地址：http://www.zhyh.org/upload/res/2007-03/20070320215117.swf）为例，介绍学件的设计思路。
　　初中物理人教版第九册教材中，课本涉及“船闸工作流程”的知识仅一幅图片而已，教师如果不能有效地借助多媒体手段展现素材、创设情境，相信学生很难清楚地认知、切实掌握其中的原理。针对这一现实问题，笔者设计并制作了智能反馈型学件“模拟船闸”，初步达到了开放操作、反馈及时、智能引导、仿真度高的互动效果，学生完全可以自由使用、自主学习并掌握船闸的基本操作流程。
　　1.学件功能
　　学生如身临真实现场，通过鼠标点按阀（闸）门热区，亲自控制模拟船闸上下游通道的开闭，进而使轮船从上游驶到下游或反向航行。
　　软件画面精美、操作简单、交互性强，任何鼠标操作均有系统反馈，或提示，或警告，或引导。如学生在成功完成轮船通过船闸的任务后，系统会对使用者进行“操作总评”，并进行针对性的表扬，使学生感受到成就感。
　　使用方法：一，点击屏幕左下角的按钮，可进入“轮船从上游到下游”或相反的任务；二，鼠标触击不同区域，系统均会给出针对性的提示或要求；三，鼠标点按上下游阀（闸）门热区，会打开或关闭上下游通道，控制闸室蓄水或泄水过程；四，当内外水位相平，打开闸门后，点按轮船可使其进出闸室，完成任务。
　　2.设计思路
　　(1)设计动画交互效果及制作方案，力争贴近学习实际。
　　模拟船闸的结构相对简单，主要包括上下游的闸门与阀门、闸室以及上下游水道。笔者意将此软件交付学生操作使用并自主学习，故每一道阀（闸）门均设计成动作热区，鼠标点按会触发“门”的开闭动画；如果条件适合，轮船会成功驶入船闸或驶离船闸。
　　(2)做好软件、素材的准备工作，为实现动面交互打下基础。
　　①熟悉课件制作平台的操作，此处为Flash 8软件。
　　②依据构思，将所需图片、音效素材导入软件处理。如导入模拟船闸的三维图片，利用Flash软件自带功能，将图片矢量化；导入各种阀（闸）门开闭、轮船行驶、错误提示等音效，存入库中以备调用。
　　③参照课本图片，制作模拟操作中需要演示的动画剪辑。如制作“上下游阀（闸）门打开与关闭”、“闸室内蓄水与泄水”、“轮船驶入或驶出闸室”等动画剪辑，并导入工作区，对它们分别命名。
　　④根据制作方案，将图形、影片剪辑、文本框等元件合理布局、分层管理。将模拟船闸的每一部分单独建层管理，另建脚本层、说明文字层、背景层等。各图层命名与元件整体布局如图1和图2所示。
　　
　　(3)设置操作热区，编写动作脚本，实现交互演示、智能反馈的动画效果。
　　依据软件设计目的，将各个阀（闸）门等重要通道设置成操作热区，在脚本层中编写若干动作函数代码，如点按通道热区来控制阀（闸）门的开闭、鼠标移动触发显示不同的反馈内容、错误操作时调用元件库中指定音效播放等。具体制作过程如下。
　　①将上下游主要通道作为操作热区，将动作代码定义在四个阀（闸）门上。如设置当鼠标点按上游阀门时，（在下游阀门没有打开的情况下）播放上游阀门开闭的动画，同时播放闸室蓄水动画；否则出现错误提示并播放相应音效，因为，上下游阀门同时打开蓄水是不允许，也是不可能的。
　　②扩展定义操作热区，达到开放操作的效果。为增强软件的交互性，更加适合学生自主操作学习，笔者力求达到开放操作的效果，即学生任意操作均有信息反馈。故在设置通道热区的同时，也将使用者所有可以接触到的部位（如上下游水道、闸室、轮船等元件对象）设置为触击热区，当鼠标触击这些部位时，系统将定义的文本信息显示在文本框内。
　　③增加互动环节，丰富助学效果。笔者在该学件的制作中增加了“记录操作错误”的互动环节。即当使用者成功控制轮船驶过船闸，系统根据在操作中记录的错误次数，对使用者的操作情况进行总结。如：错误次数为零，表扬鼓励；错误次数较少，提醒反思操作行为；当错误次数过多，督促使用者重新学习，甚至限制情况恶劣者的操作。
　　④为提高制作效率，便于笔者日后修改源文件或其他同事更好地理解软件设计意图，主要元件命名采用中文命名，在脚本代码中定义函数也力求用中文。
　　⑤对课件界面进行整体包装，设置显示帮助、全屏切换、退出等功能按钮。
　　本例的制作方法开放性较强，因此可以借鉴到更多学科的学件制作中。教师通过Flash软件简单加工现有的图片素材，设计并制作交互性较强的情境动画，如物理学科中的光、电学实验，化学学科中氢氧等气体制取实验，地理学科中地球公转现象等，均可化静为动，设计合理可行的交互操作，将辅助教学软件交付学生，使学习者自主探究，在获得情感上满足的同时，达到辅助教学的目的。