计算机应用
COMPUTER APPLICATIONS
1999年 第19卷 第6期 Vol.19 No.6 1999



基于WWW的远程教育课件设计中若干问题的解决
高尚　赵宏　常桂然
　　摘　要　本文通过研究在设计WWW课件过程中存在的问题及相应的解决方法，总结了超文本课件控制度、参与度和创造度的关系框架。并在此基础上，提出了设计WWW课件应该遵循的原则和方法。
　　关键词　World wide web，超文本，课件，远程教育
SOLVING SOME PROBLEMS FOR DESIGNING WWW-BASED
DISTANCE EDUCATION COURSEWARE
Gao Shang　Zhao Hong　Chang Guiran
Software Center, Northeast University, Liaoning.Shenyang 110006
　　Abstract　This paper does some research on the problems and their corresponding resolving methods in the process of designing WWW-based courseware . Based on t he relation framework of control, engagement and synthesis issue of hypertext courseware, some principles and methods about how to design WWW-based courseware better are given.
　　Keywords　World wide web, Hypertext, Courseware, Distance education
1　引言
　　随着新技术的发展，远程教育的传输手段日趋灵活。一般地，可把远程教育的发展过程分为四代：第一代是传统的广播模式，它几乎不提供任何形式的交互；第二代是与教室教学相接近的录像；第三代是技术支持的对等通信，如计算机会议、电子邮件、语音邮件等；第四代是多媒体教育网络应用。它出现在90年代后期，支持对大型数据库的访问、超媒体、视频及文本材料的拨号访问。学生可以控制学习的时间、地点和速度，动态地与相关人员通信。尽管WWW技术还不成熟，它具备了第四代的基本功能，具有发展的巨大潜力。
　　在传统的教室环境下，学生的大量时间用于收集信息(作笔记)，而不是消化和吸收信息。传统的学习模型遵循着从收集到回忆的模式，很少考虑是否信息真正地被理解(消化和吸收)。美国Baylor大学的研究人员作了一个实验：在提高学生对课程的兴趣、材料的理解，加强学习效果的前提下，比较：是否包括实例分析的协同学习要比个人自主学习具有更大的优越性？结果表明：参加小组协同学习的学生，无论组的大小，对材料感兴趣的程度及掌握知识的多少都要比独自学习的学生效果好，尽管独自学习的学生在此之前要比其他学生基础好一些。可见，在远程教育环境中需要强调交互和协同。
　　Web 的基本交互特点可以认为是虚拟协同交互。它包含两层含义：一是表示虚拟空间的概念，即协同交互发生在非物理空间，它支持地理位置分隔的参与者；二是表示参与协同交互的想法并非事先存在或是有意识的。
　　结合我国网络设施的实际情况，在构筑远程教育学习环境时，我们采用了基于Web的教育模型。它以超文本为信息表现形式，开发和维护费用较低，并能提供实时交互、不依赖地点的访问能力。
　　在WWW远程教育环境中，需要运行远程教育课件。它是一种将教学信息和教学行为相互融合的应用软件。WWW 自身的特点决定了WWW课件不同与一般的CAI课件。WWW的超文本课件以一种网状结构组织学习材料。使用者的学习路径不仅由他们自身的学习目标所驱动，还受到信息网络隐含结构的影响。
2　WWW课件面临的问题及解决方法
　　课件的设计涉及教育学、心理学、美学、计算机应用等多门学科和领域，它并不是教学材料的简单堆砌或是顺序组合，它还包含对课件使用者的控制信息。一般课件设计的流程可分为：选择课题、确定目标、熟悉内容、创作稿本、制作素材、编制程序、调试运行、鉴定推广等环节。
2.1　主要问题及解决方法
　　WWW上超文本课件的制作除了遵循上述流程外，还应注意以下问题：
　　. 超文本空间的导航，以避免使用者在大规模超文本结构中迷失方向；
　　. 了解使用者的学习情况及需求，采用与需求相配套的指导和控制方法，为不同使用者提供不同的学习路径；
　　. 优化用户接口。
　　其中，使用者对超文本课件的浏览主要受三个因素影响：课件的结构；课件提供的导航辅助；使用者采用的浏览策略。课件的结构应该紧凑而有层次性，当信息以良好的结构组织时，使用者更易理解。课件至少提供一种导航工具，如回溯（backtracking），加亮链接（highlighting links），历史列表（history list），书签（bookmarks），鱼眼视图（fish-eye views），浏览指南（guided-tours）等。浏览策略也因人而异，有宽度优先、深度优先、宽度优先和深度优先相折中和随机等方式。Eindhoven理工大学的研究生De Vocht结合不同的超文本结构，不同的导航方法和浏览策略，做了一系列实验，以找出最佳的超文本组织结构、导航方法和浏览策略。尽管这些方法和策略之间可能的组合较多，实验仍得出了比较清晰的结论：
　　. 对于所有的导航方法、浏览策略的组合，效果最好的是层次化链接数量和非层次化链接（cross-reference）数量相均衡的超文本结构；
　　. 在任何情况下，高亮链接有效地提高了浏览效率；
　　. 除了一些非层次化链接较少的文档，深度优先效果最好，而且比较稳定。
　　在超文本课件中，进行定位的一种方法是提供一个超文本结构，标记使用者在课件中的位置。一个与传统教学材料结构类似的层次化结构能够使阅读更为方便。为了支持与需求相配套的指导和控制方法，可在课件运行环境中建立智能指导系统。使学习受使用者的学习状态驱动。系统根据使用者的能力来引导他们。指导系统中节点的表示或链接与一个用户模型保持一致，即每个使用者拥有自己的学习空间，空间中的节点及其链接情况与使用者的学习过程相对应。这种链接适应性的技术来自人工智能领域；也可扩展超文本的数据结构，使得每个学习节点具有不同的类型和层次，课件可针对学生的测试成绩或学习时间等因素，提供不同层次的学习内容。
　　用户接口的优化与课件的设计方法、课件提供的学习工具有关。结构明了的信息组织，言简意赅的导航提示以及多种功能的学习工具都会提高用户接口的质量，加强学习的效果。
2.2　超文本课件中控制度、参与度和创造度的关系
　　根据以上问题及解决方法，总结出超文本课件中控制度、参与度和创造度的关系框架。(如图1)

图1　超文本课件中相关要素的立方体表示
　　立方体的长、宽、高分别表示创造度、参与度和控制度。其中，创造度指使用者是否能够创建自己的学习材料或建立它们之间的联系，而不仅仅是浏览学习材料；参与度指使用者主动或被动地处理材料的程度；控制度指使用者控制学习材料，特殊学习行为和策略的程度。一般的超文本课件在图中表示为靠近坐标轴原点的立方体。它支持使用者控制，被动参与及浏览学习材料。随着超文本技术和功能的加强，立方体将沿着相应要素的坐标轴方向移动。
3　设计WWW课件的主要原则
　　综上所述，为了使超文本课件更好地展示信息，传播知识，我们认为在设计课件时应注意以下原则：
　　. 材料的组织形式保持一致；
　　. 文本与图形相结合，有利于阐明复杂概念；
　　. 为使用者提供导航辅助。标有文字的小图标可帮助使用者返回主页，进行前后页面控制；
　　. 一个好的课件应该：
　　（1） 有言简意赅的标题；
　　（2） 与标题相匹配的两到三级小节标题；
　　（3） 内容与控制信息区分开来；
　　（4） 主页或查询页面与各个小节标题都有超连接；
　　（5） 有课件内容的创建和修改日期；
　　（6） 有用于反馈和注释的电子邮件地址等。
　　关于课件中图形的制作与安排：
　　. 为减少文件大小，图形以GIF格式存储。基于窗口的浏览器，如Netscape，可在第一遍下载文本的同时，显示GIF图形的轮廓，使用者不仅可以立即访问文本和超链接，还可以对图形的大小一目了然；也可以通过减少颜色来降低GIF文件的大小。
　　. 限制课件中图形的大小。一个640*480象素的显示器，水平显示区域缺省为500象素，所以任何图像的水平宽度应限制在500象素以内。
　　. 使用JPEG文件格式显示图形。如果一个图像超过640*480象素(大于整个屏幕)，最好使用JPEG文件格式，它可以将图像压缩为原来的十分之一。但有些浏览器不支持JPEG，有些显示器不支持24位色彩显示，限制了JPEG的应用，随着浏览器和显示器的升级，JPEG将逐渐取代GIF。
　　WWW 课件的设计不仅包括学习材料的设计规则，还包括认知，结构和通信设计规则。可以根据需要，适当结合。
　　. 空间化超文本设计方法：Marshall在1994年提出的空间化超文本设计方法（spatial hyperspace design）适合于交互式多媒体Web课件。它涉及多种材料的收集、组织、表示，尤其是那些结构化不明显，易于随目标改变的信息内容。为教师和使用者提供了结构的可视化。
　　. 形式关系管理方法：Batasubramanian等人于1994年提出的形式关系管理方法（formal Relationship Management）可用于形式化高度结构性和更新频度高的交互式多媒体Web设计过程，如在线课程辅助材料。
　　. 三阶段导航方法：属于传统数据模型研究方法，通过六个访问原语定义导航链接。在Web访问机制上它注重实体关系和导航。第一步设计阶段使用一组转换规则，将设计转换为目标平台对象。例如，一个HTML表格可用于索引访问材料。第二步是用户接口设计，包括按钮布局设计，HTML页面格式与索引，导航信息位置等。运行时间行为设计决定链接的跳转，导航方式等特性。最后一步包括工作原型的构筑和全部导航路径的测试。
　　超文本课件需要对不同的学习方式，智能指导学习提供支持，教会人们学会如何学习。通过研究纯超文本对不同使用者的影响，人们发现：专业相关的使用者喜欢结构化的材料和具体的例子；而与专业无关的使用者依赖于材料内部的关联，侧重这种发现信息的方式。因此，用于专业学习的超文本课件的制作应该遵循科学的设计步骤和方法，使课件具有良好的组织结构及控制信息。
4　结束语
　　WWW的数据共享和超文本、多媒体特点，使它成为一种经济方便的教学工具。设计WWW课件的两个关键部分是适宜的信息组织框架及导航定位等控制技术的合理使用。以上所述的诸多原则和方法有助于WWW课件的开发。我们在此基础上进行了远程教育课件制作系统及其课件的开发工作，并取得了一定的进展。我们期望在实践中更进一步地完善它们。
注：本文研究得到“九五”国家重点科技攻关项目资助。
作者简介：高尚　博士研究生。主要研究领域为远程教育、超文本指导技术。
赵宏　博士导师，教授。主要研究领域为分布式多媒体及其支撑环境 。
常桂然　教授。主要研究领域为网络管理与应用及ATM技术。
作者单位：东北大学软件中心　辽宁.沈阳（110006）
参考文献
［1］　Ann T.A.Nguyen, William Tan，et al.. Interactive Multimedia on the World Wide Web：Implementation and Implications for the Teriary Education Sector. Faculty of Engineering and Applied Science , Griffith University-Gold Coast , Australia,19 94
［2］　E. N. Houstis , A . Joshi , M . Atallah et al.. Internet，Education , and the Web. 5th Workshop on Enabling Technologies, 1994
［3］　Nick Hammond. Learning with Hypertext : Problems. Principles and prospects. University of York , UK, 1994
［4］　Hypertext and Hypermedia. http://wwwis.win.tue.nl/
［5］　高　尚,赵　宏,等.远程教育课件制作系统.CERNET第四届学术会议论文集.西安：西安交通大学出版社，1997
收稿日期:1998-12-08(修改稿)
