基于網(wǎng)絡的學科實驗室建設思考與實踐*

■孫宏根

在計算機網(wǎng)絡技術(shù)飛速發(fā)展及Internet迅速普及的今天，網(wǎng)絡已成為人們獲取、交流和發(fā)布信息的重要途徑。學生在網(wǎng)絡環(huán)境下進行自主、合作、探究性學習是21世紀學習的必然趨勢。開展基于網(wǎng)絡的學習是適應時代發(fā)展、大力培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措。

1 網(wǎng)絡教學優(yōu)勢

新課程改革體現(xiàn)學生主體、教師主導的角色定位，準確把握教改思想，改進教學方法是教學改革成功的關(guān)鍵。

網(wǎng)絡教學有利于深化課堂教學改革，創(chuàng)建新型的教學模式，促進教師教育思想、教學內(nèi)容、教學方法的變革，培養(yǎng)適應當代社會發(fā)展的人才；網(wǎng)絡教學能創(chuàng)設豐富教學情景，促進學生創(chuàng)造性學習；網(wǎng)絡教學拓展了學生學習的時空，學習者可以在任何時間、任何地方接入因特網(wǎng)，開展學習；網(wǎng)絡學習能提供極強學習交互性、協(xié)作性，學習者可共同參與同一專題學習、討論、交流，方便學習效果最大化。

在網(wǎng)絡教學中，基于網(wǎng)絡的搜索引擎，可提供大量的多媒體信息和資料，不僅有利于學生對知識的獲取和保持，而且大大擴展了學生的知識面；海量、共享、易尋的網(wǎng)絡學習資源具有很強的便捷性和選擇性，使學習者的學習更具效率。

2 網(wǎng)絡教學環(huán)境現(xiàn)狀

當前，學校信息技術(shù)基礎(chǔ)環(huán)境得到較快發(fā)展，學校普遍建成校園網(wǎng)絡，網(wǎng)絡覆蓋到學校每個角落。教室都裝備了多媒體教學系統(tǒng)，實現(xiàn)了“班班通”，這些為學校網(wǎng)絡環(huán)境下的教學提供了基礎(chǔ)條件。

但是，目前學校環(huán)境建設還僅是初步的，應用還停留在淺層次。主要表現(xiàn)為：學校網(wǎng)絡教學環(huán)境建設中網(wǎng)絡布點數(shù)量有限，大都是供教師課堂教學知識傳授所用，教學相應資源比較缺乏，教學應用平臺不足。學生的自主學習、教師與學生教學互動、學生之間的互動學習、教師之間的互動學習尚不能滿足需要。

3 網(wǎng)絡教學環(huán)境應實現(xiàn)的功能

要能提供師生極其豐富的信息資源庫，要能實現(xiàn)師生在網(wǎng)絡上進行多樣化的學習交流，推動實現(xiàn)教學方式的變革。教師能充分利用網(wǎng)絡環(huán)境進行多樣化的教學。能實現(xiàn)開設基于“情景創(chuàng)設”“主動探索”“協(xié)作學習”“會話商討”和“意義建構(gòu)”等多種教學方法綜合運用的全新教學形式。學生能利用網(wǎng)絡進行自主學習，實現(xiàn)由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃e極地探索知識和建構(gòu)知識的主體。

4 網(wǎng)絡教學環(huán)境建設目標

4.1 構(gòu)建功能強大的校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡

建設一個集語音、視頻、數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)一平臺；滿足互聯(lián)網(wǎng)訪問的需要、滿足教師日常辦公的需求、滿足校園內(nèi)部管理和多媒體教學的需要、滿足數(shù)字化實驗室等網(wǎng)絡高速連接的需求；作為校園各類信息化服務的載體和對外信息發(fā)布，實現(xiàn)區(qū)域互聯(lián)，互動教學，遠程學習的載體。

4.2 構(gòu)建功能強大的校園教學應用系統(tǒng)

1）建立數(shù)字電視系統(tǒng)。實現(xiàn)優(yōu)秀教學資源的網(wǎng)上直錄播及點播功能。

2）建立遠程交互系統(tǒng)。滿足校間、校內(nèi)互動教學，實現(xiàn)面對面溝通培訓，實現(xiàn)在線流媒體教學。精品課程、專題講座通過系統(tǒng)提供的會議錄播軟件進行點播。

3）建立多媒體教學系統(tǒng)。幫助師生高效率完成教學任務、提高課堂效果。多媒體教學系統(tǒng)包括計算機、投影機、先進的交互式顯示設備、實物展示臺、中控操作臺等設備，能滿足教師在教室實施多媒體教學的各種需求。

多媒體教學系統(tǒng)要增強教學互動性。

4.3 構(gòu)建功能強大的教學實驗室

通過兩種途徑實現(xiàn)。一種是將學校的計算機網(wǎng)絡教室功能拓展成多用途的教學功能室；另一種是改造提升學科教學專用實驗室，使其形成網(wǎng)絡教學環(huán)境，實現(xiàn)學生自主、合作、交互式的學習。

4.4 構(gòu)建豐富的教學資源體系

多途徑建成豐富的信息資源庫：文字資料庫、教學圖片庫、視頻庫、音樂音效庫、備課資料庫、電腦小課件庫、學習軟件等。

5 基于網(wǎng)絡的學科實驗室建設策略

5.1 計算機網(wǎng)絡教室的功能拓展

計算機網(wǎng)絡教室是滿足學校信息技術(shù)學科教學的功能室。主要由教師計算機、學生計算機、交換機等設備組成的網(wǎng)絡教學環(huán)境，是學校普遍要求建設的教學教室。目前，學校普遍建成了一定數(shù)量的網(wǎng)絡教室，且主要用于開設信息技術(shù)課所用，其功能相對比較單一，不能發(fā)揮其最大的效益。在滿足信息技術(shù)學科教學功能的基礎(chǔ)上，應將其功能拓展成多功能的學科教學實驗室。

1）語言教學教室。在計算機網(wǎng)絡教室的基礎(chǔ)上，安裝專用語言學習教學軟件，配置語言學習資源，配備高品質(zhì)專用耳機，即形成語言教學環(huán)境，滿足口語教學及測試需要。

2）師生電子閱讀。在計算機網(wǎng)絡教室的基礎(chǔ)上，在服務器上配置電子圖書資源，安裝圖書閱讀工具軟件即成為電子閱覽室。

3）數(shù)字化美術(shù)教室。在計算機網(wǎng)絡教室的基礎(chǔ)上，增加美術(shù)手繪畫板及繪畫學習教學軟件形成美術(shù)教學環(huán)境，用于美術(shù)繪畫教學。為美術(shù)教學提供一種新型的教學手段，提高美術(shù)教學效果和學生學習的興趣。

網(wǎng)絡計算機教室還可拓展成語文、歷史等學科教學用功能室，只要配置相關(guān)學科的教學專用軟件和教學資源即能實現(xiàn)相應功能。

5.2 將現(xiàn)有教室或?qū)嶒炇疑墸蛟炀哂芯W(wǎng)絡學習環(huán)境的專用功能室

1）教學網(wǎng)絡教室。在傳統(tǒng)普通教學教室的基礎(chǔ)上，班級配備一定數(shù)量的學習終端（計算機、上網(wǎng)本、平板）。教師教學多媒體系統(tǒng)、學生學習終端與學校網(wǎng)絡管理與資源中心形成網(wǎng)絡，實現(xiàn)師生教學互動、學生自主學習及小組協(xié)作學習，提高教學效率。

2）數(shù)字化理科實驗室。在傳統(tǒng)中學理化生和小學科學實驗室的基礎(chǔ)上，根據(jù)需求（分組的要求）配備一定數(shù)量的計算機并將這些計算機構(gòu)建成網(wǎng)絡環(huán)境，這些計算機可以設置到每個實驗桌上，也可以相對集中布置在一個區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，添加理科實驗用實驗數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)及配套實驗工具等，實現(xiàn)理科實驗教學的數(shù)字化。將信息技術(shù)與理科實驗教學過程科學地融合在一起，來營造一種新型互動式的實驗教學環(huán)境，完善現(xiàn)有實驗教學手段。通過數(shù)字實驗系統(tǒng)的應用，培養(yǎng)學生一種新的實驗方法，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

3）數(shù)字化地理歷史實驗室。在傳統(tǒng)中學地理歷史實驗室的基礎(chǔ)上，根據(jù)需求（分組的要求）配備一定數(shù)量的計算機并將這些計算機構(gòu)建成網(wǎng)絡環(huán)境。在此基礎(chǔ)上添加地理歷史教學工具如數(shù)字星球系統(tǒng)、地理歷史教學模型、地理歷史教學應用軟件和資源。為學生地理歷史學習創(chuàng)設情境，激發(fā)學生學習地理歷史的興趣，提高學生地理歷史素養(yǎng)和技能。

4）數(shù)字化數(shù)學實驗室。通過建設一定規(guī)模的基礎(chǔ)網(wǎng)絡，添加數(shù)學教學工具，如圖形計算器、數(shù)學教學模型、數(shù)學教學應用軟件，構(gòu)建互動式的數(shù)學教學環(huán)境，提高學生學習數(shù)學的興趣和學習效果。

6 基于網(wǎng)絡的學科實驗室建設實踐

近年來，南京市教育裝備與勤工儉學辦公室裝備了一批基于網(wǎng)絡教學環(huán)境的教室與實驗室，如網(wǎng)絡教學教室、自動錄播教室、數(shù)字化中學理科實驗室、數(shù)學化小學科學實驗室、數(shù)字化美術(shù)室、數(shù)學化數(shù)學實驗室、書法教室、音樂欣賞廳、技能實踐室（航模、機器人、武術(shù)）等項目。裝備過程經(jīng)歷了需求調(diào)研、標準論證、方案制定、政府采購、項目實施、使用培訓等，保證了實驗室建設的質(zhì)量與效益的發(fā)揮，為學校提供了多樣化信息學習環(huán)境。

6.1 廣泛調(diào)研，了解市場

基于網(wǎng)絡教學環(huán)境的實驗室建設大都是一些新的裝備項目，無可借鑒的先例。因此，要首先深入到項目學校開展調(diào)研，聽取學校管理使用人員的需求建議，同時了解市場。針對裝備項目，對相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)進行分析比較，提出綜合性、優(yōu)化解決方案。其次，對部分經(jīng)營規(guī)范、服務優(yōu)良的品牌供應商開展方案征詢，收集資料，對相應的配套產(chǎn)品進行篩選。

舉辦各類項目展示會，進行產(chǎn)品和技術(shù)的展示對比。邀請國內(nèi)優(yōu)質(zhì)供應商參展，同時，組織學校、專家組成員對所展產(chǎn)品進行綜合的評價，推薦出各項技術(shù)指標及功能貼近目標需求的產(chǎn)品。

6.2 多方論證，制定標準

在調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對當時市場產(chǎn)品現(xiàn)狀和學校需求情況，制定相關(guān)項目裝備標準，確定采購技術(shù)參數(shù)基本要求。

其間，分別組織相關(guān)專家、中心組教師、使用學校教師召開座談會或研討會，起草了《南京市理科數(shù)字化實驗室建設指導方案》《南京市中小學課堂教學錄播專用教室建設規(guī)范》《南京市小學科學數(shù)字化實驗室裝備指導意見》《南京市中學數(shù)學實驗室裝備指導意見》和中小學美術(shù)數(shù)字畫板裝備技術(shù)參數(shù)要求，用于指導學校裝備。

6.3 一校一案，落實需求

在統(tǒng)一要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合學校實際，指導學校提出具體的裝備需求方案。中小學錄播系統(tǒng)的裝備涉及的每所學校，由于基礎(chǔ)環(huán)境不同，需逐校多次落實建設方案。中小學數(shù)字化實驗室、中學數(shù)學實驗室也因場地的不同需多次深化具體方案的設計。書法室、技能實踐室的建設，從學校需求調(diào)研起，到項目方案成型，再到用戶或?qū)W科中心組研討修改，專業(yè)人員設計，再返回學校對項目功能做綜合評測，最后形成科學合理的項目需求文件。

6.4 項目整合，集中采購

根據(jù)學校申報的采購需求，按類別進行匯總統(tǒng)計，分別按系統(tǒng)集成、多媒體設備、木器設備、儀器器材等進行集中公開招標采購。由于集中后產(chǎn)生了一定的規(guī)模效益，吸引了相關(guān)設備的知名供應廠商參與。通過科學的評價標準和公開、公正的采購程序，既保證了項目設備的質(zhì)量，又提高了資金的使用效益。同類項目通過拆分組合式的采購，比市場同類項目采購，節(jié)約資金達20%以上。

6.5 強化管理，確保質(zhì)量

招標采購完成后，及時與中標供應廠商簽署采購合同，召開項目學校和中標供應廠商的工作會議，明確項目實施的時間要求、設備質(zhì)量要求、服務要求。要求項目學校設立項目責任人，全程參與項目全過程的管理監(jiān)督。中標企業(yè)要制定項目實施的工程計劃，并在項目現(xiàn)場進行公開展示，便于市、區(qū)縣、學校、企業(yè)隨時對照，保證相互配合合作。

在項目實施過程中，項目主管部門定期深入學校了解項目實施進度、協(xié)調(diào)企業(yè)之間工程配合的相關(guān)問題。有的項目，我們充分利用區(qū)縣技裝部門、學科中心組和學校管理人員的力量，形成質(zhì)量管理網(wǎng)絡，并通過短信、QQ群等方式，實現(xiàn)對項目全程監(jiān)控，提高管理效率。

嚴把設備產(chǎn)品進口關(guān)和項目工程質(zhì)量，項目完成時，組織驗收小組逐項逐件進行驗收。不僅驗收每件物品的數(shù)量質(zhì)量、核對技術(shù)參數(shù)，更重要的是考核整個系統(tǒng)的綜合功能。

6.6 培研結(jié)合，發(fā)揮效益

由于這些項目技術(shù)含量相對較高。為了保證項目建成的效益發(fā)揮，我們高度重視培訓工作，將項目技術(shù)培訓作為招標文件的重要內(nèi)容加以明確要求。項目實施后，集中開展系統(tǒng)性的教師培訓工作。先后分類開展了數(shù)字化實驗儀器、數(shù)字美術(shù)畫板、數(shù)字星球系統(tǒng)、圖形計算器、互動電子白板、數(shù)碼顯微系統(tǒng)和網(wǎng)絡設備應用使用操作、維護保養(yǎng)的專題培訓。

培訓過程中，除了企業(yè)技術(shù)人員對設備使用開展培訓外，在數(shù)字化實驗儀器、數(shù)字美術(shù)畫板、數(shù)字星球系統(tǒng)、圖形計算器等項目的培訓過程中，還邀請使用過的學校教師作為培訓講師，他們不僅培訓設備的使用技術(shù)，更重要的是將設備使用與學科教學目標有機地結(jié)合起來，增強了培訓的效果與實踐工作水平。

加強合作，開展教學應用交流。先后和教研部門、項目實施企業(yè)合作，共同開展數(shù)字美術(shù)畫板、數(shù)字理科實驗室、數(shù)學實驗室等研討課、公開課，交流使用經(jīng)驗與成果，促進使用。

組織開展學生數(shù)字美術(shù)作品的展示交流評比，提高學生學習興趣，促進數(shù)字美術(shù)學科教學。數(shù)字美術(shù)項目培訓后，開展教師、學生數(shù)字美術(shù)作品論文、課件、作品的評比，作為培訓與學習考核的成果，得到了學校的廣泛響應，取得較好效果。

以課題研究為抓手，促進學校設備使 用和教師專業(yè)成長。如開展了“數(shù)字繪畫技術(shù)在中小學美術(shù)課堂教學中的運用研究”，開展了基于數(shù)字地理實驗室、數(shù)字小學科學實驗室、數(shù)學實驗室教學模式的研究，以課題研究促進項目的使用與教學效益的充分發(fā)揮。

基于網(wǎng)絡教學環(huán)境的實驗室建設取得了初步的成效，促進了學科教 學與信息技術(shù)的有效整合，提升了學校裝備品質(zhì)與內(nèi)涵，創(chuàng)新了學校教學模式，提高了學生學習興趣和學習質(zhì)量。目前，該項目已從前期的試點階段向普通學校推進階段。