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引言
现代教育技术的推广和应用，使教学模式、教学方法得到了前所未有的改变，基于Intemet的多媒体教学系统设计和研究已有诸多专家倾注了大量的心血，取得了可喜的成绩，如何将现代的教育理论和科学教育理念应用于当代的网络教育技术平台建设，本文从网络通讯模式的确定、运用建构主义教学理论实施教学设计和系统开发实践等作了一定的尝试和探讨，在此加以论述。
一、选择建构主义作为系统教学设计和开发的理论依据、原则和方法
建构主义认为，知识不是经过教师传授得到，而是学习者在一定情景即社会背景下，借助他人(教师、同学等)的帮助，利用必要的学习资源，通过意义建构的方式而获得。“情境、协作、会话与意义建构”是学习环境的四大要素，它提倡的是在教师的指导下，以学生为中心的学习，即强调学生的认识主体作用，又不忽视教师的指导作用。教师是意义建构的帮助者和促进者，而不是知识的传输者与灌输者；学生是信息的加工者，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接收和被灌输的对象，它与传统教育理论相比有如下的区别，如表1所示。
在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用与传统的教学相比发生了很大的变化，利用建构主义理论进行教学设计应遵守如下原则：一是强调以学生为中心：重点发挥学生在学习过程中的主动性，让学生有更多不同环境使用所学知识的机会，让学生能根据信息反馈提出认知和解决实际问题的方案。二是强调“情境”对意义建构的重要作用：学习总是与一定的社会或文化背景相联系。三是强调“协作学习”对意义建构的重要作用：学习者与周围环境的交互作用，对知识意义的建构有十分重要的作用。四是强调学习环境(而非教学环境)的设计：学习者有自主学习和自主探索的场所。五是强调各种信息资源是为了支持学习者的主动探索和完成意义建构。媒体资源主要用于学生的自主学习和和协作式探索。六是强调学习过程的最终目的是完成意义建构。教学目标高于一切，它是教学过程的归宿。
基于以上理论基础和原则，开发和设计的教学设计方法有多种。这里选择建构主义教学设计中常用的支架式教学设计方法，以单片机多媒体实验教学仿真系统教学设计和教学开发为例。由学生知识和技能的意义建构方法设计，对应建立网络系统仿真功能的开发方法。如图1所示：
二、教学仿真平台的总体设计与实现
依据网络系统管理和知识技能逐步建构的要求，基于建构主义场景的多媒体教学仿真系统，教学平台总体结构设计为网络控制中心设立Web服务器，用来响应浏览器的具体请求，并将处理结果返回给浏览器。服务器内部将分为两层：高层是请求接收层；底层是请求处理层，包括监听线程、处理线程、监测线程和数据库操作线程。Web服务器接收浏览器端的请求，向数据服务器端提交处理数据的请求。系统配置数据服务器用于管理数据库服务器处理浏览器端的一般数据请求，包括系统仿真演示、BBS资料、考试及实验报告提交信息等；实时数据库服务器则用来接收、处理远程监测和远程实践终端的实时数据等。这样教师、学生及管理人员可以根据自身不同的身份提出登陆请求。
如学生可以通过系统的仿真浏览器观看典型实验操作演示，通过实验仿真开发系统实现网上虚拟仿真实验操作，并根据自主学习情况编写并提交实验报告，对不了解的芯片可通过芯片查询了解其功能、通过BBS辅助系统的操作向老师请教，以及时寻求疑难问题答案，教师可通过远程操作实现系统答疑、实现远程学习指导；学生通过网络模拟操作练习，并通过考试系统实现单片机仿真实验技能测试等。远程学习平台由Web服务器和数据库服务器提供后台程序及数据库支持，学习终端通过浏览器登陆服务器仿真系统，实现多媒体仿真系统学习辅导和实验仿真操作。基于以上系统功能设计要求，以下从仿真实验系统平台的逻辑功能和各子系统功能的开发与实现作如下具体研究。
1．仿真教学平台的逻辑功能：本平台在客户端采用“瘦客户”技术，客户端不需要任何附加软件，通过浏览器就能完成所有的操作。在服务器端，系统信息全部保存在数据库中，非常便于维护和管理。该平台从逻辑功能上分为三大功能模块：管理员模块、教师模块、学生模块。管理员模块为系统管理员使用，用于批复访问者注册申请、增加实验项目、安排实验指导教师以及维护实验平台；教师模块供教师使用，用于教师进行课件制作、指导学生学习、组织讨论、课后答疑和批阅作业等；学生模块供学生使用，用于学生进行自学、答疑、实验仿真、接受学习指导、自测和参加讨论等。平台各模块的具体功能如图2所示。
2．平台系统结构及实现：平台从逻辑上分为三个功能模块，但由于教师和学生的很多操作是交互的，因此在具体物理实现上，有些子系统存在很多的逻辑功能交叉。
三、教学系统各子系统各模块功能的开发与实现
基于以上功能特点，依据受教育者个人基础和素质特点，以满足学生个性化学习的需要，从教师的备课到学生的实验仿真操作，以学生为中心，实现学生知识和技能的逐步建构为目的，设计和开发系统的主要功能参见图2所示。下面介绍几个主要子系统的开发与实现。
1．仿真系统管理系统。设计和开发的目标是：管理员管理整个仿真实验教学平台，他既可运行在客户端也可运行在服务器端，有严格的口令限制和安全检查，保证系统安全。该系统的主要功能有：对系统所需的各种文件路径等配置信息进行设置；为各类人员分配所需的权限；添加教师、学生，负责管理系统的资源分配和功能升级等。
2．教师备课系统。设计和开发的目标是：教师根据不同层次学习者的知识基础和技能水平，专业的教学教学大纲要求制订教学方案，知识与技能逐步建构的方法，通过网络客户端不断开发或建立新的仿真实验项目和教学内容，通过布告牌发布课程相关信息或通过E-mail向学生提出学习要求，并通过BBS或聊天室向学生解答疑难问题，以实现网上交互功能，提高学习实效。同时，教师也可在系统管理员授权的情况下，从客户端登陆对服务器端管理系统进行数据库数据更新或系统功能的升级。
3．视频动画演示系统。设计和开发的目标是：将常见的典型实验用视频拍摄或多媒体动画制作等方式，将实验操作、系统使用及功能调试的全过程制作成多媒体动画演示或视频形式展现给学习者，以提高开发者或学习者对系统的使用能力和操作兴趣。
4．单片机实验仿真系统。该子系统为网络教学系统的核心，其主要通过面向对象设计思想，实现单片机各系统功能仿真。其设计目标是：用户可通过该系统实现交互操作，掌握单片机实验操作的必要知识点、技能操作方法和单片机程序设计、开发和调试方法等。
5．实验报告编写与提交系统。设计和开发的目标是：建立后台网络数据库实验报告编写和提交系统模板，让学生根据自己的教学实验内容完成情况，在实验报告模板上填写实验报告作答实验思考题和练习题，并将相应内容上传管理系统，提交老师批阅。
6．实验报告批阅系统。设计和开发的目标是：教师依照课程大纲、学生实验操作的完成情况、学生对知识的掌握情况和实验操作的技能水平，综合反映在提交的实验报告中，教师给予批阅，指出实验中存在的问题，并将实验成绩发送学生和学校成绩管理系统。
7．实验考核系统。设计和开发的目标是：建立实验结果评价和考核子系统，可在网络平台上进行单片机实验的基础理论、教学内容和操作要领的考核，使每一个学习者能够在完成实验后，对自己完成实验的知识和技能进行测试，了解学习者对课程基础知识和专业技能的掌握程度。
8．在线咨询系统。设计和开发的目标是：在Web服务器上建立网络邮件服务器、BBS系统或聊天室。使学生通过E-mail或BBS提出课程学习中疑难问题，并将这些问题汇总到课程的专用邮箱中，由教师定期开启邮箱回答问题。一些经常被问及的普遍问题，由教师汇总起来，进行统一解答，并将答案列在课程站点的专用公告区域，以减少重复回答，提高答疑的效率。个别问题则发送至学生个人邮箱个别解答。同时，BBS系统或聊天室可使教师和学生、学生和学生能够方便地通过该系统进行实时讨论，达到交互操作和实时讨论功能。
四、结论
本文以基于建构主义场景的多媒体实验教学仿真系统为例，选定目前最流行的B／S模式搭建系统网络管理平台。运用建构主义教学设计原理和职业技术教育教学特点开发并建立以学生为中心的多媒体教学仿真系统。可实现以校园网络作为远程教学和开发的技术平台，通过客户端浏览器方便的浏览和操作系统各功能模块。从而达到系统操作简单，易于维护，信息共享程度高，扩展性好，网络安全可靠等特点。
现代教育技术的推广和应用，使教学模式、教学方法得到了前所未有的改变，基于Intemet的多媒体教学系统设计和研究已有诸多专家倾注了大量的心血，取得了可喜的成绩，如何将现代的教育理论和科学教育理念应用于当代的网络教育技术平台建设，本文从网络通讯模式的确定、运用建构主义教学理论实施教学设计和系统开发实践等作了一定的尝试和探讨，在此加以论述。
一、选择建构主义作为系统教学设计和开发的理论依据、原则和方法
建构主义认为，知识不是经过教师传授得到，而是学习者在一定情景即社会背景下，借助他人(教师、同学等)的帮助，利用必要的学习资源，通过意义建构的方式而获得。“情境、协作、会话与意义建构”是学习环境的四大要素，它提倡的是在教师的指导下，以学生为中心的学习，即强调学生的认识主体作用，又不忽视教师的指导作用。教师是意义建构的帮助者和促进者，而不是知识的传输者与灌输者；学生是信息的加工者，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接收和被灌输的对象，它与传统教育理论相比有如下的区别，如表1所示。
在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用与传统的教学相比发生了很大的变化，利用建构主义理论进行教学设计应遵守如下原则：一是强调以学生为中心：重点发挥学生在学习过程中的主动性，让学生有更多不同环境使用所学知识的机会，让学生能根据信息反馈提出认知和解决实际问题的方案。二是强调“情境”对意义建构的重要作用：学习总是与一定的社会或文化背景相联系。三是强调“协作学习”对意义建构的重要作用：学习者与周围环境的交互作用，对知识意义的建构有十分重要的作用。四是强调学习环境(而非教学环境)的设计：学习者有自主学习和自主探索的场所。五是强调各种信息资源是为了支持学习者的主动探索和完成意义建构。媒体资源主要用于学生的自主学习和和协作式探索。六是强调学习过程的最终目的是完成意义建构。教学目标高于一切，它是教学过程的归宿。
基于以上理论基础和原则，开发和设计的教学设计方法有多种。这里选择建构主义教学设计中常用的支架式教学设计方法，以单片机多媒体实验教学仿真系统教学设计和教学开发为例。由学生知识和技能的意义建构方法设计，对应建立网络系统仿真功能的开发方法。如图1所示：
二、教学仿真平台的总体设计与实现
依据网络系统管理和知识技能逐步建构的要求，基于建构主义场景的多媒体教学仿真系统，教学平台总体结构设计为网络控制中心设立Web服务器，用来响应浏览器的具体请求，并将处理结果返回给浏览器。服务器内部将分为两层：高层是请求接收层；底层是请求处理层，包括监听线程、处理线程、监测线程和数据库操作线程。Web服务器接收浏览器端的请求，向数据服务器端提交处理数据的请求。系统配置数据服务器用于管理数据库服务器处理浏览器端的一般数据请求，包括系统仿真演示、BBS资料、考试及实验报告提交信息等；实时数据库服务器则用来接收、处理远程监测和远程实践终端的实时数据等。这样教师、学生及管理人员可以根据自身不同的身份提出登陆请求。
如学生可以通过系统的仿真浏览器观看典型实验操作演示，通过实验仿真开发系统实现网上虚拟仿真实验操作，并根据自主学习情况编写并提交实验报告，对不了解的芯片可通过芯片查询了解其功能、通过BBS辅助系统的操作向老师请教，以及时寻求疑难问题答案，教师可通过远程操作实现系统答疑、实现远程学习指导；学生通过网络模拟操作练习，并通过考试系统实现单片机仿真实验技能测试等。远程学习平台由Web服务器和数据库服务器提供后台程序及数据库支持，学习终端通过浏览器登陆服务器仿真系统，实现多媒体仿真系统学习辅导和实验仿真操作。基于以上系统功能设计要求，以下从仿真实验系统平台的逻辑功能和各子系统功能的开发与实现作如下具体研究。
1．仿真教学平台的逻辑功能：本平台在客户端采用“瘦客户”技术，客户端不需要任何附加软件，通过浏览器就能完成所有的操作。在服务器端，系统信息全部保存在数据库中，非常便于维护和管理。该平台从逻辑功能上分为三大功能模块：管理员模块、教师模块、学生模块。管理员模块为系统管理员使用，用于批复访问者注册申请、增加实验项目、安排实验指导教师以及维护实验平台；教师模块供教师使用，用于教师进行课件制作、指导学生学习、组织讨论、课后答疑和批阅作业等；学生模块供学生使用，用于学生进行自学、答疑、实验仿真、接受学习指导、自测和参加讨论等。平台各模块的具体功能如图2所示。
2．平台系统结构及实现：平台从逻辑上分为三个功能模块，但由于教师和学生的很多操作是交互的，因此在具体物理实现上，有些子系统存在很多的逻辑功能交叉。
三、教学系统各子系统各模块功能的开发与实现
基于以上功能特点，依据受教育者个人基础和素质特点，以满足学生个性化学习的需要，从教师的备课到学生的实验仿真操作，以学生为中心，实现学生知识和技能的逐步建构为目的，设计和开发系统的主要功能参见图2所示。下面介绍几个主要子系统的开发与实现。
1．仿真系统管理系统。设计和开发的目标是：管理员管理整个仿真实验教学平台，他既可运行在客户端也可运行在服务器端，有严格的口令限制和安全检查，保证系统安全。该系统的主要功能有：对系统所需的各种文件路径等配置信息进行设置；为各类人员分配所需的权限；添加教师、学生，负责管理系统的资源分配和功能升级等。
2．教师备课系统。设计和开发的目标是：教师根据不同层次学习者的知识基础和技能水平，专业的教学教学大纲要求制订教学方案，知识与技能逐步建构的方法，通过网络客户端不断开发或建立新的仿真实验项目和教学内容，通过布告牌发布课程相关信息或通过E-mail向学生提出学习要求，并通过BBS或聊天室向学生解答疑难问题，以实现网上交互功能，提高学习实效。同时，教师也可在系统管理员授权的情况下，从客户端登陆对服务器端管理系统进行数据库数据更新或系统功能的升级。
3．视频动画演示系统。设计和开发的目标是：将常见的典型实验用视频拍摄或多媒体动画制作等方式，将实验操作、系统使用及功能调试的全过程制作成多媒体动画演示或视频形式展现给学习者，以提高开发者或学习者对系统的使用能力和操作兴趣。
4．单片机实验仿真系统。该子系统为网络教学系统的核心，其主要通过面向对象设计思想，实现单片机各系统功能仿真。其设计目标是：用户可通过该系统实现交互操作，掌握单片机实验操作的必要知识点、技能操作方法和单片机程序设计、开发和调试方法等。
5．实验报告编写与提交系统。设计和开发的目标是：建立后台网络数据库实验报告编写和提交系统模板，让学生根据自己的教学实验内容完成情况，在实验报告模板上填写实验报告作答实验思考题和练习题，并将相应内容上传管理系统，提交老师批阅。
6．实验报告批阅系统。设计和开发的目标是：教师依照课程大纲、学生实验操作的完成情况、学生对知识的掌握情况和实验操作的技能水平，综合反映在提交的实验报告中，教师给予批阅，指出实验中存在的问题，并将实验成绩发送学生和学校成绩管理系统。
7．实验考核系统。设计和开发的目标是：建立实验结果评价和考核子系统，可在网络平台上进行单片机实验的基础理论、教学内容和操作要领的考核，使每一个学习者能够在完成实验后，对自己完成实验的知识和技能进行测试，了解学习者对课程基础知识和专业技能的掌握程度。
8．在线咨询系统。设计和开发的目标是：在Web服务器上建立网络邮件服务器、BBS系统或聊天室。使学生通过E-mail或BBS提出课程学习中疑难问题，并将这些问题汇总到课程的专用邮箱中，由教师定期开启邮箱回答问题。一些经常被问及的普遍问题，由教师汇总起来，进行统一解答，并将答案列在课程站点的专用公告区域，以减少重复回答，提高答疑的效率。个别问题则发送至学生个人邮箱个别解答。同时，BBS系统或聊天室可使教师和学生、学生和学生能够方便地通过该系统进行实时讨论，达到交互操作和实时讨论功能。
四、结论
本文以基于建构主义场景的多媒体实验教学仿真系统为例，选定目前最流行的B／S模式搭建系统网络管理平台。运用建构主义教学设计原理和职业技术教育教学特点开发并建立以学生为中心的多媒体教学仿真系统。可实现以校园网络作为远程教学和开发的技术平台，通过客户端浏览器方便的浏览和操作系统各功能模块。从而达到系统操作简单，易于维护，信息共享程度高，扩展性好，网络安全可靠等特点。