IC授课系统

基本内容

第二章 IC授课系统—网络辅助教学与远程教学方案

2.1 IC实时授课系统让每个学生接受优质教育

教育已经成为当今世上一个共同关注的重要问题。仅仅依靠目前数量极为有限的学校来提高全人类的文化水平这个目标恐怕难以实现。无论是富裕地区还是贫困地区，目前的教育体系都存在严重的问题，难以满足新的信息社会的需要，传统的教育模式也正面临着严峻挑战。用何种教学模式和学习方式才能满足不同层次学习者的需求，已成为全球教育界和信息技术应用者研究的热点。

为了振兴中华民族教育，作者历经长达十年时间的探索，终于设计开发出新一代IC实时授课系统（Internet Communicative Teaching System）。该系统有利于实现学校教育模式的虚拟化、开放化，实现合作探究性教学模式，促进学校与社会的重新整合。

IC实时授课系统，适合于学校所有老师的教学和所有年龄学习者的学习。对于数以万计的学生而言，将实时授课的课堂完美地搬到网络虚拟课堂，实现远程教学将是未来的主要教学模式。通过网络虚拟课堂，老师与学生可实现实时双向频繁地互动（视频、语音、 文本、图片）。在线测评系统可以针对学生的不同背景与学习动态情况以及不同需要制定不同的学习目标，指导学生达到这个学习目标。同时，授课系统中的学习文档记录着每个学生的学习情况和学习进度，供老师和学生发现学习中存在的问题，以便制定追踪的解决方案。该系统不但可以方便学校教学管理和教学质量管理，还可以大大降低学习成本与有效提高学习效率，帮助学生学好各门学科知识，顺利通过各种考试，从而使每个学生都能接受优质教育。

“IC授课系统是在网络环境下处于异地的师生之间实现同步‘面对面’的教学活动，它能使实时非实时教学有机结合，提供高互动、个性化帮助，迎合每个学生的需要，保持学生持久的学习兴趣。”因此，这种教学平台可使学生学习不再受时间、地点、校园的限制。这种网络化、程序化的教学方式无疑会极大地将教师从繁重的重复性的脑力劳动中解脱出来，将教师的劳动成果变成一次性投入而终生受用的宝贵资源。通过IC授课系统学习的学生几乎都能够学到应学的和想学的知识。

IC授课系统将彻底改变目前学校（包括培训机构、网络远程）的教学方式和学习者的学习方式，延伸校园的传授知识的功能，解决校园远不能满足目前日益增长的受教育者的需求，特别是在我们这样的发展中国家尤其如此。因此，IC授课系统教学模式无疑是一个解决教育问题的好途径！

我们深信此教学平台将为全人类的教育做出贡献，无论是发达国家还是发展中国家，无论是富人还是穷人都将从中受益。IC授课系统既可以在学校操作，也可以在能上网的任何地方实现，它不仅能提供比目前更高质量的教育，而且还将降低学习的费用。

2.2 背景与宗旨

近些年，远程教育悄然兴起，引起全社会的广泛关注。作为一种全新的教育工具，它利用现代通信、互联网、多媒体等多种技术通过一定的业务组织形式完成远距离教学活动，实现更大范围内的教育资源整合，从而满足师生之间充分交流的需求，将师生交互和师生互动通过远程多媒体扩展到更加广泛的空间。

为了满足日益增长的远程教育需求，实现全球范围内的教学合作和资源整合，我们设计开发了这一IC实时授课系统，以满足不同层次、不同专业、不同培训领域的在校辅助教学和远程教学的需要。

为何我们耗时数年设计与开发IC授课系统？主要基于如下两个原因：

一、全球信息化发展的大趋势给传统教学模式带来了冲击。目前以信息传递式为主的传统教育模式已不再适合新世纪的学习。现代教学需要以更生动的课堂、更真实的体验、更丰富的沟通、更广阔的视角来激发学生的求知欲望，满足学生综合素质全面发展的需求，培养富有创新能力和丰富个性的未来接班人。国家教育部也提出了教学改革的总体思路：将教师、课本、黑板与学生，以及老师讲、学生听的模式改变为以计算机网络、教学软件、课堂综合运用的个性化、主动式、参与性学习模式上来。

二、超越时空的现代网络技术将人们带入了信息社会，极大地改变了人们的工作方式、学习方式乃至生活方式。教学方式的网络化、程序化无疑会极大地将教师从繁重的重复性的脑力劳动中解脱出来，将教师的教学成果变成一次性投入而终生受用的宝贵资源。此外，通过IC授课系统学习的学生几乎都能学到应学的知识。

2.3 IC授课系统的特点

IC授课系统利用WEB平台和WINDOWS平台各自的优势，将所需教育资源整合在一起，显现出巨大的功能优势：

2.3.1 IC授课系统提供的交互方式有利于提高教学质量与学习效率

有效的教育活动离不开学生、教师与信息资源的互动。心理学家维果茨基（Vygotsky）认为，“一个孩子今天在别人的帮助下能够完成的事情，明天他（她）自己就能够独立完成。”在传统学习环境中，信息资源的存在及传递形式主要局限于文字印刷形式和面对面的口头传授。以教科书为蓝本的课堂面授成了教学的主要形式，这样，信息传递方式在很大程度上受时间和空间的限制，缺乏灵活的沟通，不宜于信息资源的跨地域共享，造成地区间教育信息资源的极不平衡。而网络教学提供了一种新型的、功能强大的、集成性的信息传递媒介，它通过FTP、计算机会议、视频会议等形式，可以实现各种数字化信息资源的跨越时间与空间、跨越平台的沟通传递，实现优秀教学资源在更大范围内共享。同时，网络还大大提高了信息资源传递的便捷性、灵活性、集成性、即时性，丰富并扩展了教育活动可利用的信息资源内容。教师和学生所面对的不再是此时、此地的信息资源，而是一个无限延伸、无缝连接的、庞大的信息资源库。

网络由于不受时空局限，给师生交互提供了极大的方便，从而使教师从繁重、重复、低效率的状态中解放出来。任何一位教师，在任何地方、任何时刻，只要配备一台带耳麦和摄像头的电脑接上网线，便可实现远程实时教学；很多教学活动均可以非实时方式在本系统里完成。操作简单，功能强大，极大地方便广大师生提高教学质量和学习效率。各种交流方式任意选择：视频交流、音频交流、图文交流。试验表明：如果采用实时授课系统与教师个别指导的方法相结合，几乎所有学生都能学到想学的知识。

2.3.2 IC授课系统的多媒体特色有利于提高学生的学习兴趣

网络教学能让师生在不同的教学模式中,自由转换,从而激励了他们的教与学的兴趣。心理学研究表明，学生从听觉获得知识，能够记忆15%；从视觉获得的知识能够记忆25%；如果同时使用这两种手段，可以使学生接受知识内容65%。网络教学向学生提供了多重感官的综合刺激，产生一种新的图文并茂、丰富多彩的人机交互形式。多媒体互动学习让学生投入到困难的学习任务中而不觉疲倦。以英语教学为例，利用网络教学平台学生可以自主进行听、说、读、写、译全方位的训练，可以做人机交互式的自测练习，也可以收听收看各种视听资讯和音像材料，使每位学生都能成功地学习成为可能。

2.3.3 IC授课系统实现了教与学的自主性、针对性和灵活性

在传统的教学中，教师无论如何只能兼顾学生中的大多数，无法针对学生的个体兴趣、水平差异等方面实施教学，无法满足所有学生的需求；而网络教学通过设计良好的网上课件可以真正实现个性化教学，让学生根据自己的兴趣选择学习的方式、内容、时间以及地点，使所有学生都学有所获，从而有效地培养学生的自主学习能力。学生通过网上提交作业或模拟考试结果，教师可以有针对性地选择学生的作业作为课堂教学的补充教材，现身说法，激发兴趣，很大程度上提高学生的学习效果。网络教学模式对教与学双方来说都显示出了极大的灵活性。

2.3.4 IC授课系统是一个可无限扩充的虚拟校园，教与学更轻松更高效

本系统让老师的劳动变成一次性投入，终生受用，从而从根本上解放了教师的生产力，让教师从繁杂的重复性的脑力劳动中解脱出来。同时，系统能有效地保护教师的知识产权，在教师的权限之内老师可以淋漓尽致地创造性发挥。系统的组织结构为教育实体下分为若干不同的虚拟学院，虚拟学院下分为若干不同的专业，专业下分为若干不同的课程，同一门课程有若干不同的教师，教师下有若干学生，形成了一个可以无限扩充的虚拟学院。整个管理就成了授权管理，即上级对下级的授权。这样教师易于授课，学生易于学习。

2.3.5 IC授课 系统个性化的学习辅导真正体现 “以学生为中心”的教学理念

本系统为所有的学生提供更加个性化的个人学习环境，为学生提供个性化帮助，并针对学生的薄弱环节逐个攻破。老师帮助学生建立起他们自己的知识结构，达到预期的学习效果。

传统的远程教育模式通常是在一个被动的环境中，在一个不连续的时间和地点内，传授固定的知识内容。换句话说，一个教授如果在一个教室面对众多的学生授课，学生可能会参与短时的讨论，但是大部分时间内还是被动听讲。因为授课无法满足每个学生的个体需要，或者每个学生从授课中获得的内容都是一样的，所以讲授也只能采用一种以点带面的方式。然而，这种模式持续了几个世纪，部分原因是这种方式对教师是有效的，他关注的焦点是“教”而不是“学”。也就是说，我们目前的教育机构是以适应老师为目标，以信息传递式教学方式为主。而我们需要的合理教育机构应该能使每个人通过学习，以及在学习中协助他人，达到自我塑造的目的。IC授课系统在教学中充分体现“以学生为本”的先进教学理念。这也符合前苏联心理学家维果茨基(Vygotsky)的“临界发展域 (zone of proximal development)”教育思想。

2.3.6 大幅度地降低受教育的经费，让投资者获得丰厚的回报

目前，国内的教育费用是很昂贵的， IC授课系统的应用能够降低教学成本，能以最低的成本提供比现在更好的教育，我们希望它成为世界上最好的教学平台，给全世界人们尤其是数以万计的学习者提供更好的教育平台，满足他们的学习欲望。因此，IC授课系统的投资者将从中获得巨大的利润，中国则可以从这个领域开拓出一个新的行业！

2.3.7 有效地评估自己的学习效果

IC授课系统可对所有的学生进行跟踪分段评估和总体评估。运用这个系统，采用学习过程的“评估→改进→再评估→再改进”循环的持续评估的教学方式，使学生达到预期的学习目标。

2.3.8 促进教学研究

在IC授课系统的环境下，教师可以实行最有效的探究式教学模式,也称为“苏格拉底教学法”。学生通过在线测试（这些习题由课题小组里经验丰富的老师设计而成），计算机分析学生的答案，老师针对难点逐个讲解。每个学生的学习进程可以不同，学习方式个性化，为了适合每个学生的需要，教师可有针对性地制定差异化的教学方案。这有助于促进教学研究。

2.4 设计思想及功能模块

IC实时授课系统是为满足教师远程实时教学的需要设计的教育工具。教师可以利用实时课堂，召集学生，组建 虚拟教室，通过网络 同步传输，完成多点教学辅导。教师只需在计算机上安装摄像头和麦克风等辅助设备即可进行网上远程教学；而学生也登录教师的在线课堂就可以进行学习。学生学习过程中遇到问题，可随时以语音、视频或文字聊天的形式与教师沟通，使问题及时得到解决。这种便捷高效的学习方式推出无疑成为了网络化时代的教学主流系统。

IC实时授课系统除具备现实课堂所不具备的诸多优点外，在与同类产品相比中，它更具备高质量音频、视频同步传输，占用带宽小的优点。教师可以在课堂中清晰、顺畅地完成授课过程，并随时与学生完成信息交换，解决学生的疑问。

我们利用C#开发了这套 多媒体远程教学支撑环境系统，须在Microsoft Framework2.0环境下运行，它由服务器端、教师端、学生端构成，具有实时授课和在线交互等功能。

该系统主要具体的功能有：

2.4.1 音视频交互

在交互式授课系统中，虽然教师与学生身处异地，但感觉如同在一个课堂中，师生之间相互看得见、听得着。从理论上讲，虚拟课堂可以容纳数以万计的学生同时实时听课。学生可以接收教师端的音视频，教师可灵活控制学生的发言权限。具有高品质的音视频互动效果，使得课堂交流清晰流畅。

2.4.2 文字交互

提供师生在线文字交互的功能。利用此功能，教师能及时掌握学生的理解情况，并及时调整进度与教学安排；利用此功能，教师与学生可进行讨论答疑，同学们之间也能进行简单的切磋交流（见图2-1）。

2.4.3 白板交互

同步传送授课系统的白板的功能。

独有的白板捕获设备和技术，可实时捕获教师在普通硬件白板上的板书，并迅速广播到学生的计算机屏幕上，支持多人标注，使普通白板与 网络课堂完美结合。还可同步传送教师授课的视频、音频、电子板书、图片等学习的资料。电子板书主要由PowerPoint、HTML、rtf等文件组成，这些课件是教师在实时授课之前就准备好了的资料。

学生通过教学过程中教师授课的音、视频资料与电子板书中的文字与图片来理解课程内容仍然是不够直观的，而白板中的电子板书与教师的讲解相结合，教学效果大大改善，学生更有一种身临其境的感觉，老师的板书还能保持到每个学生计算机中，如同课堂笔记供学生随时查阅、温习（见图2-2）。

2.4.4 课件共享

实时播放内容在 媒体服务器上存储并备份，以便日后进行点播教学，实现课件共享。异步或同步共享各种格式的课件，并提供丰富的 标注工具，支持多人标注。远程授课的内容可以通过系统提供的会议 录播软件录制下来，上传到校园网，供师生随时随地进行点播和学习。课程录制和点播是该 远程教育系统为学校带来的又一应用。所有远程授课的内容，都可以通过系统提供的录播软件同步录制下来，并在课后发布到网上，供学生下载。这样一来，在课堂上学生可以更专心的听讲而不是一味抄板书，放学后学生更可以利用录像进行复习和整理笔记（见图2-3）。

2.4.5 电子举手

学生可以随时点击电子举手，教师可根据课堂情况决定是否让学生提问题，以保证良好的课堂秩序。

2.4.6 在线测试

测试是教学中一个不可缺少的环节，好的试卷不仅能满足学生巩固知识的需要，还能帮助学生正确把握考试学习方向，提高复习质量。本模块涵盖所有的常用题型。学生进行自我测试，老师可以远程逐题讲解（见图2-4）。

2.4.7 在线答疑系统

学生如有疑问，可以随时在答疑信箱中留言，老师可以同步或异步给予满意的解答(见图2-5)。

2.4.8 学生学习情况追踪管理

学生可以查询自己的成绩，教师可以查询所教学生的成绩。可以随时对教学效果进行跟踪查询。（见图2-6）。

2.4.9 教师快速备课功能

多媒体课件的制作需要很大的投入，开发周期一般比较长。但是，对于同步授课而言，更需要由学科教师在教学过程中快速、及时地制作、合成和发布的功能，一个面向教师的网上备课环境能帮助教师提高网上授课的效率，并逐步摆脱信息技术的具体形式，而专注于研究这些技术与本学科教学的结合方式。信息技术的发展，电子设备在课堂上的使用，给教师的教学提出了更高的要求。教育手段和方法的更新是教学改革中的一项重要内容，而多媒体的应用突破了传统教育手段和方法的束缚，大大增强了课堂的生动性和趣味性，激发了学生的学习积极性，整个教学活动呈现出全新的面貌。因此，能否恰当灵活的运用 多媒体进行教学已成为衡量教师教学能力的一个重要指标。

教师进行备课工作，登录文件管理界面，在这里可以进行文件上传、编辑、删除、改名等操作，这些文件是授课过程中所需要的（见图2-7）。

各种试题的制作轻松快捷。常用的10多种题型满足了各学科的基本需求；题干内容可以是文本或 超文本（可包含图片和 多媒体文件）；专用的 截图工具满足了数学公式、曲线图、条状图或饼形图等特殊形式的输入要求，可以轻松截取所需要的图片并加注。教师的劳动成果一次性沉淀，终身享用。这使老师们彻底告别了重复性劳动。数据安全可靠。题库放在服务器上的同时，老师的本地机可以备份，做到数据万无一失。人机对话界面，操作简单，无需培训。图2-7教师快速备课功能界面

2.5 IC授课系统功能模块一览表（见表2-1）

表2-1 IC授课系统功能模块一览表

功能模块	教师端	学生端	说明	备注
白板演讲	是	是	老师展示课件，也可多人共享的电子白板，即写即现。提供文档共享和协同浏览，用户通过可视方式，讨论各种文档形式的授课素材，如RTF、Excel、Powerpoint等。	实时
图文交流	是	是	一对多、多对多、点对点多种交流模式任选。	实时
截取屏幕	是	否	全屏或部分截取图片资料在白板中演示或直接在文本框里显示。	实时
电子画笔	是	是	教师可在白板上进行圈点或文字注释，学生可用画笔回答问题。	实时
音视频交流	是	是	发言权由老师控制，根据需要老师可以同时邀请五位学生做“嘉宾”与之进行语音或视频交流。对不遵守课堂纪律的学生老师可以随时“踢出”。	实时
预备讲稿	是	否	老师可以随时以RTF文档的方式准备课件，然后放在白板上进行讲解。
课件列表	是	否	老师可将Powerpoint或word课件转换成png、jpg或gif图片格式存放在本地磁盘，讲课时可以随时调用。
教师专栏	是	是	发布资料、浏览并下载资料。
教学计划	是	否	制定教学计划
题库管理	是	否	题库查询、修改、添加、删除；题库可备份到本地磁盘以防数据丢失。
答疑信箱	是	是	学生提问、作业；老师答疑、批改作业。
成绩录入	是	否	教师录入特约考试的成绩
我的成绩	是	是	学生查询自己的成绩
学生成绩	是	是	老师查询所教学生的成绩
模拟考试	是	是	集成了常用的10多种题型，供各科老师选用。 学生可以模拟考试，系统自动计分，然后核对答案。
特约考试	是	是	老师可以随机或定制生成标准试卷、答案、答题纸等。学生完成老师约定的考试并存入数据库备查。
AV课件	是	是	老师制作多媒体课件，学生点播。

2.6 系统管理结构

2.6.1 复兴教育网组织架构图（见图2-8）

图2-8 复兴教育网组织架构图

组织结构图说明：

复兴教育网实行层级管理制度

复兴教育网设有N个虚拟学院，每个虚拟学院下设N个专业带头人，每个专业带头人分管N个科组，而每个科组中有N个授课教师。

岗位职责：

院长：全面负责本学院的招生、教学管理工作，对复兴教育网负责。

专业带头人：全面负责本专业的招生、教学管理工作，对学院负责。

科组长：全面负责本科目的招生、教学管理工作，对专业带头人负责。

教师：负责所教课程的招生以及教学任务，对科组长以及学生负责。

2.6.2教师教学模块图与授课流程

教师教学模块图（见图2-9）

图2-9 教师授课流程图

授课流程

步骤一 教师登录，教师需要输入姓名与课程名称，学生在进入学习后将会看到这些信息。

步骤二 设置课程板书。

步骤三 设置计算机屏幕的实时捕捉，学生将看到教师操作计算机的完整过程。实时视频就是教师授课时用摄像头所拍摄下来的录像和实时的录音。教师只要运行一个事先定义好的media编码器程序，就可以实现捕捉自己的电脑桌面并传送到远程服务器。

步骤四 教师进行备课工作，登录文件管理界面，在这里可以进行文件上传、编辑、删除、改名等操作，这些文件是授课过程中所需要的。

2.6.3学生模块图与学习流程

学生使用模块图（见图2-10）

图2-10 学生学习流程图

学习流程

步骤一 学生登录，学生需要输入自己的姓名和密码，以便管理。

步骤二 学生登录后，直接进入在线实时学习界面。学习界面分为四个区域，分别是实时视频、教师准备的相关文件列表、课程板书。

步骤三 学生可以看到实时的教师授课的视频、音频；教师操作的计算机桌面；教师在课前准备的资料文件列表；电子板书。

步骤四 可以方便地浏览和下载教师上传的授课文件，且文件格式相当灵活，文本及图片可以直接打开浏览，如果是其他无法在浏览器直接打开的文件，可以下载回本地机后再调用应用程序来打开，如教师授课用的word文档或POWERPOINT文档、布置的作业打包等。

步骤五 学生可以进入在线交流板块开展师生间、学生间的文字交流。

总之，教育在世界上的很多地区尚未得到普及，即使是那些能够普及的地区，往往也很难提供足够充分的教育，靠以面授形式无法解决世界上60亿人口的教育问题，因此迫切需要新的适用全球的学习模式和教学结构。IC授课系统就在这样的背景之下应运而生的。我们相信，对世界上任何层次的教育，这种新的教育模式都将有很大的发展潜力。将在世界上任何一个学生，在任何地方、任何时刻都能够高效地获取要学的知识和技能。IC授课系统这种远程教学的模式将成为未来最主要的传授系统。

IC授课系统提供了网络视频教学、视频网络交流、网络答疑等功能，为学校集中管理教学、老师进行网络教学、学生通过网络学习提供了一个平台。对于学校而言，通过教学平台，大大方便了管理者对学校老师、专业、课程等管理。对于老师而言，大大增强了老师教学的灵活性，打破了传统单调的教学模式，使老师可以通过教学平台随时与学生保持沟通与交流。对于学生而言，通过教学平台可以及时获取老师发布的作业公告、视频资源等信息，并且可以随时查看自己的个人信息，对学习中遇到的问题及时进行提问。所以“IC授课系统”的出现，无论对于学校管理、老师教学，还是对学生学习的帮助，都是传统教学管理模式无法与之媲美的。因此，IC授课系统凭借其卓越的性能，必将在未来教学工作中发挥不可替代的作用。

为了创造新的授课系统，我们无疑需要巨大的想象力和决心。我们需要新的理念，才能超越今天的学习状况；我们需要勇气和能力，才能开发出授课系统和学习资料并改革现有的教育结构。这种新的授课系统将极大的改善教学的条件，降低教学成本，并向所有人提供涵盖一切领域的终身学习机会。系统已正式投入使用，并广泛应用到远程教学的众多领域。