[“自主学习”模式与CRP系统结合的实践研究]

　　摘要：本课题尝试以我院艺术设计专业网络课程教学改革为契机，探讨艺术设计课程在信息技术条件下，以计算机辅助教学为手段、师生互动实践教学为保障的课程模块体系对艺术设计人才专业素质与自主学习能力培养的作用，并尝试成为本院今后设计教学的辅助教学模式。
　　关键词：自主学习模式 校园资源计划平台 CRP系统 CAI、ICAI与VRP
　　中图分类号：H319.3 文献标识码：B 文章编号：1007-9416（2012）10-0072-05
　　传统的高职艺术类授课模式是按照教师授课、学生听课及课堂练习、课程作业的方式进行，课堂教学围绕着教师的灌输学生只能被动接受。而艺术生相对散漫，对于课堂填鸭式教学比较排斥，后信息时代的电脑应用给艺术设计教育创造了新的领域。作为当前综合性学科的计算机辅助教育，是以计算机网络平台作为载体的一种交互式沟通工具。在当今网络普及的现实背景下，数字化是高职课程未来发展的重要方向，其领域可在网络平台上从课程标准、教学过程、实践教学和课程资源等层面进行规划。高职艺术设计专业由于其培养目标和生源质素的特殊性，介入计算机数字化教学层级时宜以提高学生参与的兴趣为切入点，通过增强电脑操作的便利性改变师生教与学的习惯。
　　1、网络语境下自主学习模式辅助应用是高职艺术教学的趋势
　　1.1 国内外高等教育对自主学习与计算机结合的应用研究
　　进入21世纪的后信息时代，欧美国家的设计学院对艺术设计结合电脑辅助教学做了新的尝试，他们注重该领域的数字技术问题，充分利用计算机仿真技术进行设计思维、设计程序及方法的研究实践，在此基础上新设了诸如数码游戏，电影特技等专业，这给艺术设计教育带来质的飞跃，美国宾州大学在平面设计的相关教育研究中指出“由于新时代发展使得社会对设计师教育需求正在发生根本变化，鉴于为设计师所熟悉的传统技艺正在被当代科学手段彻底颠覆，设计课程设置的重点需要重新聚焦在每个学生的自主创意能力培养上，教学应该强调信息和技术方面的培养，同时也必须培养知觉和创造力”。上述内容说明国外对于艺术生能力的培养从传统手段转移到重视其自主学习与设计综合实践能力的培养上。国内近年来对高职艺术设计技术人才的需求促成了高职教育的模式改革，出现了像广州番禺职业技术学院的项目教学法，苏州工艺美术职业技术学院的“工作室制模式”等多种教学方法。
　　1.2 我院的校园资源计划平台CRP实践
　　我院顺应时代背景及行业对应用型人才的需求自主研发了“校园资源计划”平台，即Campus Resource Planning，简称“CRP”系统。“CRP”系统由80多个软件组成，教育教学、专业课程建设、学生管理、招生就业及行政后勤等方面。截止目前，已成功向全国示范、骨干高职院校和中等职业学校移植推广22所，到我校参观的高职院校已近120家（如图1）。
　　2011年5月，我院在课程设置及教学中率先把校园资源系统与教学实践结合起来，并在CRP系统中开设“空中课堂”作为平台供学生在线学习，制订《空中课堂教学资源平台技术标准》、《空中课堂使用工作标准》等相关规范文本，根据标准设置课程虚拟实验，借助CAI＼ICAI＼VRP等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实操各环节的相关软硬件操作环境；与企业合作开发虚拟流程、虚拟工艺、虚拟生产、虚拟运营等数字化教学资源，目的是搭建校企数字传输课堂，将企业的工作流程等信息实时传送到课堂，使企业兼职教师在生产、工作现场直接开展专业教学，实现校企联合教学。借助“空中课堂”，学校会把更多的资源集中于发现和生产新知识，而将知识传播功能更多地交由“网络”来承担。信息化手段将“现实校园”转变为“仿真校园”，落实“规则当家、数据说话”，从而拓展了现实校园的时空维度，使学生通过网络平台建立自主学习模式成为可操选项，并进一步引入VRP虚拟现实仿真平台，培训教师掌握仿真技术，在教学中引入数字化仿真实践课程。目前我院网络课程已达342门，授课课程的学生实时登录平均数48.29%，访问总数314765次（如图2）。
　　1.3 利用CRP平台拓展我院高职教学改革新思路
　　我院高职设计教学面临来自企业对应用型技术人才的苛求及学生获取学习信息多元化的挑战，急需探索一套适合艺术生自主学习的系统模式，为保障艺术教学的正常开展保驾护航，故提出本课题研究的诉求。试图建立起以教师组织教学并合理引导、学生自主学习为主旨的新型教学模式，利用校园资源计划平台及时更新教材内容，在课程教学中充分发挥学生自主学习的积极性，实现以“自主、探究、合作”为特征的教与学模式（如图3）。
　　而引发学生自主学习兴趣的主要途径是依靠生动活泼的课程内容，艺术设计专业课教学研究与数字化课程建设作为实现艺术设计教学目的的手段，在设计专业教育中居于核心地位。对专业课程教学探讨与数字化课程建设问题的研究应是设计教育问题研究发展的重点方向。
　　2、网络语境下“自主学习”模式的理论依据与实践开发
　　网络语境下自主学习的理论基础和现实意义。
　　瑞士心理学家皮亚杰（J.Piaget）从有机体主动适应外部环境出发研究学习的起因。他认为学习是一个主动的建构过程。这种建构是在学习主体与环境的交互作用中产生和完成的。认知发展过程或建构过程有图式、同化、顺化、平衡四个概念，其中图式是认知结构的起点和核心。有了图式，主体才能够对客体的刺激作出反应。也就是说知识不光只是靠教师传授获取，更是学习者在特定的情境下，借助学习资料及他人的帮助，通过意义建构的方式获得。所以有效的学习是由学习者主动参与的学习活动发生的，自主学习是获得知识的全过程。
　　皮亚杰在概括认知理论时承认个体智商或环境不同可能造成的差异性，但他坚持认为，只有在学习者深入思考时才会导致有效率的学习。学习的结果，不只是知道对某种特定刺激作出特定反应，而是头脑中认知图式的重构。决定学习的因素既非来自外部环境的刺激，也非内部因素，而是个体与环境的相互作用。从皮亚杰的建构主义学习理论可以得知学生的认知是有个性化差异的，所以我们需要想方设法构建支持性学习环境，在真实或仿真情境中，借助与周围环境的交互， 促进学习，掌握技能。同时教学要围绕学生展开，最好能让学生自我设定学习目标及控制学习进程，让学生由外部环境刺激的被动接受者转变为信息加工的主体，教师也要从知识的灌输者更换为学生主动建构信息的指路人。学生要在真实或仿真语境中反复练习逐渐掌握知识，解读皮亚杰建构主义的理论并在其学习认知理论的启发下，艺术生自主学习模式与计算机网络结合的探讨也就应运而生。 　　3、网络语境下我院CRP系统教学课程的开发与建设
　　3.1 校园资源计划平台上的CAI网络课程开发
　　CAI（Computer Aided Instruction）是在计算机辅助进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。
　　（1）目前CAI系统通常采用的教学模式有以下6种：①练习：编排题目、比较答案及登记分数，通常作为正常教学的补充；②个别指导：包括教授规则、评估学生的理解和提供应用的环境等；③对话与咨询：允许学生与计算机之间进行比较自由的“谈话”；④游戏：内容和过程与教学目标相联系；⑤模拟：用计算机模仿真实现象，并加以控制；⑥问题求解：让学生以多种途径运用规则和概念，得到问题的解。在具体的教学过程中，根据教学内容表达的需要和教学目的的要求，需要在同一课程不同的教学环节中交叉使用这些教学模式。
　　（2）计算机辅助教学课件的制作：CAI系统工程核心是课件，由课件设计者根据教学要求用CAI写作工具或计算机语言编制而成。
　　（3）计算机辅助教学写作工具与环境：CAI写作工具是提供给课程教师编制课件的写作环境。
　　3.2 网络教学课程的开发
　　网络教学是利用计算机技术和现代通信技术发展起来的一种现代教学模式。网络课程将课程的主要内容借助互联网进行传送，学生通过网络进行学习及交流。
　　（1）目前高校网络课程的学习对象大致可以分为两类：一是本专业的学生；二是为充实自身而学习的其它专业的学生。在设计网络课程时，必须分析以上两类不同教学对象的特点，将其融入其中。
　　（2）高职网络课程的构建主要面向各学科教学与自主学习，因此，在设计开发网络课程时，应对学科教学进行深入细致的研究，准确把握艺术设计学科的教学规律，从而开发出教学针对性强、富有启迪性的网络课件。
　　（3）设计者在课程设计时应注意利用多媒体技术和网络的带宽，提供图文并茂的教学内容，丰富教学资源，提供相关网站和学习导航系统，建立交流反馈机制，如电邮、BBS、ICQ等。运用超链接技术，实现教学信息的灵活获取及教学过程和教学结构的重新组织，以适合不同层次与水平的学生的学习需要。
　　3.3 积件思路
　　积件是一种关于CAI发展的系统思路，是针对课件的局限性而发展起来的一种新的教学软件开发和应用模式，由积件库和积件平台组成。积件库是教学资料和表达方式的集合，包括五个部分：（1）多媒体教学资料库；（2）微教学单元库；（3）虚拟积件资源库；（4）资料呈现方式库；（5）教学策略库。积件组合平台则是供教师和学生使用组合积件库并最终用于教学的软件环境。积件的过程，对课堂教学来说，就是教师根据教学的实际需求，面对不同的教学对象，针对某一教学阶段和教学目标，充分利用教学素材，结合教学策略，制作出千变万化的有效课件（如图4）。
　　3.4 ICAI系统
　　ICAI系统（Intelligent Computer Assisted Instruction System）即智能计算机辅助教学系统，也称为智能教学系统（ITS：Intelligent Tutoring System）。
　　它是将人工智能（AI：Artificial Intelligence）技术引入CAI系统中，赋予机器以人类高级智能的系统。它可以根据学习者的特点采用不同的教学方法，并能诊断各种错误，及时作出信息反馈并提供相应策略。
　　3.5 ICAI系统在CAI系统的基础上更新功能，它具备以下功能
　　（1）掌握每个学生的学习基础、水平和能力，以此为依据为不同的学生制定学习计划并在学习过程中根据学生进度自动调整内容。（2）允许学生用自然语言与计算机进行人机对话，并能对带有学生个性特点的问题作出解答。（3）大大拓宽了CAI的模式，例如建立虚拟教室、智能导师系统、教学模拟等。从而使CAI不再是简单的课本搬家、教室搬家，而具有更多的创造能力。（4）能诊断学生学习过程中的错误，并分析错误原因和给出解决方案，在此基础上逐渐积累"经验"，从而具备纠错能力。
　　为实现上述功能，一个ICAI系统的结构应有别于传统的CAI系统，它应具有学生模块、教师模块、知识库和智能接口等主要部分。具体功能如下：（1）学生模块：记录每个学生原有的知识水平和学习能力。其依据为学生与系统之间的交互问答历史，并对每个学生的学习进步情况进行动态调整。（2）教师模块：根据学生模块情况作出智能化的教学决策，评判学生的学习效果，提出改进方法和意见等。（3）知识库：存储所要教的学科领域知识和教学知识。（4）智能接口：能够理解自然语言，实现更普遍意义上的人机对话。
　　知识库模块中存放着课件和其他相关的课程知识；教师模块用来存放教学策略和教师的教学知识，而有关这些知识的应用是由学生模块完成的。教师模块是整个系统的推理机和驱动模块，用于描述教师的教学行为并收集学生学习过程中所记载的各类数据，分析这些数据，通过诊断与评估以及已有的教学经验来调整教学方法、教学策略以及知识库，以主导系统的运行。
　　3.6 ICAI系统的实例
　　3.6.1 系统功能需求分析
　　我院的“空中课堂”还是非同步教育，虚拟仿真大部分仍是文字形式的描述和介绍，与真正的虚拟实验还有一定差距。目前教师把文本资料、视频教材等教育内容放在网络，学生可根据自己的实际情况确定学习时间、内容和进度，突破时间和空间的限制，根据ICAI系统理论和要求，我们模拟环艺的《建筑基础》课程的网络课件设计为例，要求系统具有以下基本功能：（1）实时学习。学生只要能够上网，就能够使用该课件进行网上学习。（2）智能决策分析。根据学生的学习成绩、能力，自动调整相应的学习内容，并对其提出相应的学习建议。（3）模块化制作。网络课件制作完成后，可以通过后台管理员选用新的课程内容，制作成另一课程的课件，一次制作，多门课程使用。（4）跟踪学生的学习情况。教师通过学生网上提交的练习、作业及网上学习的内容和时间以及在线论坛交流等，随时了解学生的学习情况，及时掌握学生的学习动态。（5）网上解答疑难。教师、学生能在网上讨论问题，发表不同的见解。 　　3.6.2 系统智能化技术分析和后台数据库的建立（如图5）
　　要使网络课件具备智能决策分析的能力，可以分别设计“学生模块”、“教学模块”和知识库，建立起相应的ICAI模型；并根据这些模型，选用MS Access作为系统的后台数据库。
　　学生模块分为基本模块和智能教学模块，其中基本模块分3个方面建立，（1）通过人机接口，在学生注册时输入学号、姓名、知识基础、学习期望等；（2）是通过学生和系统之间的交互作用得到，包括学生的学习时间、练习成绩等，每次开机学习到结束之前，对本次学习情况的分析将被添加到学生模块中；（3）由教师根据学生平时的学习情况手动增加输入。学生模块可以根据学生的学习情况动态地进行修改，能比较准确地反映出学生的学习要求、学习能力和认知水平，为个性化教学提供依据。根据以上要求，可以设计学生的数据表，并借用电脑游戏中常用的名称来反映学生的学习水平和能力（表1）。
　　“智能教学模块”的作用是在充分了解基本模块的基础上，动态调整学生学习内容的步骤。一方面决定从知识库中调取知识向学生传授，即确定“教什么”？另一方面要确定“如何教”？由于教学单元的重点和难点不同，教学方法和速度也因人而异。根据以上要求，建立课程内容表或是练习题表时，必须加入相应的字段，作为学生学习后所获得的“经验值”（表2、表3）。
　　3.6.3 系统的设计与实现（如图6）
　　为达到系统实时学习和模块化制作这两个功能要求，网络课件选用了B/S模式。后台数据库采用支MS Access2000，网页开发则选用简单易用的ASP.net2005。
　　学生使用的机器只要安装了浏览器，能够登录网络，就可以进行在线学习。网络课件所有的文件安装在服务器端，负责网络课程的调度与管理，服务器端主要提供HTTP服务（操作系统使用Window s 2003 Server，服务器软件使用IIS），任何的维护也可以通过WEB登录到服务器远程进行。为了达到模块化与通用性的目的，课件所有的内容都存放在数据库中，包括课程目录菜单都是用程序调用数据库中的数据生成的。所以，当数据库中的课程内容更换为其他课程后，相应的，网络课件也成为了另外一门课程的网络课件，具有良好的通用性。
　　此外，随着网络技术的加入，ICAI系统将由一个个别化的教学系统向智能远程教学系统发展。而虚拟现实（Virtual Reality）技术的出现，则使ICAI系统更加完善。
　　可以说，21世纪的CAI将以智能化为其发展方向，并结合Internet、多媒体等技术，使其更好地服务于教学。
　　4、网络语境下自主学习模式辅助应用的实施构想
　　4.1 实施的目标与内容
　　以我院理论与实践课教学示范点建设为平台，针对我院对计算机辅助课程教学的实际需求，拟改进现有教学手段，在课程设置，教学平台、仿真课程、教学目标等诸多方面进行调整，探索在信息技术条件下适合高职艺术生个性特征的自主学习模式，创造良好的计算机仿真环境，提高电脑辅助课程在艺术生自主学习中的实际效果。
　　4.2 实施以学生为中心的网络课程教学
　　ICAI系统既能利用网页在显示图、文、声、像等多媒体数据方面的优势，又能利用网络的实时性和广泛性，在现代教育理论的指导下，综合运用人工智能、Web技术与数据库分析和设计的知识，充分体现以“学生”为中心的教育思想和认知心理学理论基础上的适应性导航策略。提高学生自主学习网络课程的积极性和主动性；使网络课件具有一定的“人性化和智能化”。对于促进教育改革，提高课程教学的质量与效率，具有重要的现实意义。
　　以学生自主学习为中心的计算机辅助教学在具体的实施过程中，根据学生的兴趣、教学内容表达的需要和教学目的要求，需要在各相关环节中不断调整教学模式，学校的主要产品是优质的课程，对于课程的精雕细琢是学生对网络课的要求，教师必须在这个过程中及时听取学生的反馈意见，及时更新教学资料的质量，具体建议如下。
　　4.2.1 自主学习的培养
　　基于建构主义学习理论，网络课程需要满足学习者自主学习的要求，丰富的教学内容是网络课程成功与否的重要指标和主体部分，应针对虚拟实验、教学活动、视频资料、图片资料、推荐网站、推荐图书、文献资料等内容进行补充和完善，并与作业和试题功能的使用有机的结合起来，才能满足学生自主学习的要求。只有这样，网络平台的建设才能使得学生个性化的学习得到了充分的尊重，学习者可以自定学习方式、学习进度，根据自身情况选择学习方向，实现发现式学习。
　　4.2.2 课程资料的选择
　　课程的教学不应满足于课堂40分钟的授课，教学录像是视频资料的重要组成，论文资料是文献资料的来源，丰富的教学内容才能激发学生的学习兴趣和潜力，便利师生双向交流，增强学生的学习活动自主性，通过教学资料、视频录像、专业素材、作品欣赏等让学生按照自身的需求，选择学习内容。
　　4.2.3 教师素质的提高
　　授课教师要提高信息化素养：一是提高自身在课程素材准备和整理过程中，学会处理图片、声音、视频等多媒体素材，做好多媒体技术应用的能力；二是学会使用软件系统，结合使用帮助，认识系统、了解系统和用好系统。
　　4.2.4 师生互动的开展
　　网络教学创设的环境是虚拟的，在突破了学习时空界限的同时，增加了学习者和教师之间的无界化交流。在空中课堂的交流空间进行问题解答，增强了学生的认识，有利于学生对重点与难点的掌握。
　　4.2.5 课程作业的布置
　　思考或作业、试题可以使学生全程的使用空中课堂，在网上可以完成课前预习、课程学习、课后巩固等。教师可以在网上布置作业，学生可以在网站上按软件或题型进行作业练习和测试，教师可及时批改作业，保存作业。每阶段课程结束时，学生按教学要求呈交课堂作业，并由任课教师评分。这样学生可以及时了解及加强不足之处的练习，以便更好地掌握所学知识。
　　5、结语
　　自主学习是艺术生课堂教学的补充和获取技能的辅助手段，也是解决当前因扩招造成大学教学资源不足的有效途径，更是适合艺术生个性化实用型人才培养的重要途径。因艺术生在考取高校前文化课分数较低，其自学能力先天缺位，推进自主学习过程中势必遭遇许多困难，也由于目前高职艺术教学中还不具备全面推动自主学习模式的条件，因此高职艺术设计教学在以后相当长的时间里都会把它作为教学的辅助手段与其他教学模式并存。但针对艺术生厌倦课堂理论学习，以“空中课堂”的形式开启自主学习的思路值得大力推广。本文从自主学习构建教学理论结合我校CRP校园资源计划平台的建设，对高职艺术生自我学习能力的培养做了阐述，并在虚拟课程教学中做了尝试，同时也论证了计算机网络语境下自主学习模式应用对艺术生专业能力培养的必要性，以供同行研究参考。（本文部分数据采自学校CRP系统的网帖，在此对原作者深表谢意）
　　参考文献
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