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［摘要］针对传统的VB教学模式无法调动学生积极性，难以满足不同学生需要的教学现状，笔者设计开发了一套基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台，构建了基于任务流的导学体系以及数据采集与控制体系。本文介绍了该平台的体系结构和功能、实现原理以及关键技术。
［关键词］ 任务驱动；导学体系；数据采集；数据控制
一、前言
《Visual Basic程序设计》是一门实践性很强的课程，要求学生既要掌握实际操作技能，又要具有独立编程的能力。根据调查，在实际教学中，以教师讲解语言知识和语法为引导，学生按照要求编程练习的传统教学模式由于没法充分调动学生的积极性，难以满足不同程度学生的需要，因此教学效果并不理想。针对上述情况，我们尝试采用“以任务为主线、平台为辅助”的任务驱动教学法，设计开发了基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台，应用到VB实际教学中，取得了良好的效果。与以往的网络教学平台相比，该系统最大的特点是构建了任务流的导学体系以及数据采集与控制体系，学习者通过任务流导学体系所创建的网络学习环境可以进行层级化的开放式自主学习；教师通过数据采集与控制体系所创建的网络监控环境可以对学生的学习过程进行监控，提高网络教学的质量。
二、系统设计
1．系统设计的指导思想
（1）计算机支持的协作学习（CSCL）理论
为了提高网络教学的效率，计算机支持的协作学习是近年来倍受教育者关注的网络教育理论。CSCL理论强调利用计算机网络建立协作学习的虚拟交互环境, 使教师与学生、学生与学生、教师与教师能展开指导、讨论、协作、交流，从而达到学习的目的。
本系统重视通过协作学习的知识建构以提高学习者的兴趣和学习效果，因此在系统设计中，我们针对每个知识点形成多个学习任务，通过任务驱动，系统中的角色进行交互和协作；通过数据分析，系统生成评价任务、评价任务生成决策任务、决策任务生成学习任务。由此形成了稳定的任务流，支持CSCL系统不断运行。
（2）任务驱动教学法（Task Based Learning）
“任务驱动教学法”又称“基于任务的教学法”，是近年来受到广泛重视的一种教学方式。它强调把学生的学习设置到复杂的、有意义的任务情境中。通过让学生完成真实的任务，来学习隐含于任务中的知识点，也就是通过一个个的“任务”来“驱动”学生对知识与技能的意义建构。这种模式的教学环节可以分解为五个阶段：问题分析阶段、信息收集阶段、综合阶段、抽象提炼阶段以及反思阶段。
本系统在任务驱动教学法的指导下设计了任务流的导学体系，让学生在一个个典型的学习任务中展开教学活动，让学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列任务，从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络。在任务完成过程中，使学生了解高级程序设计语言的结构，掌握基本的程序设计过程和技巧，掌握基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力。
2．系统结构和功能
基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台主要由两大体系构成：即任务流的导学体系和数据采集与控制体系。如图1所示：
图1 基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台
（1）任务流导学体系的要素分析
在基于任务流的导学体系中，主要由学习者、任务流、任务评价机制、网络学习环境组成。各要素在导学体系中相互依托、相互联系和相互配合并最终达到学习目标。要素之间的相互关系如图2所示
图2 任务流导学体系要素关系图
①任务评价机制是任务导学体系中的关键
导学体系中的任务评价机制决定着学习者是否有权限进行下一个任务的学习，包括电子绩效值和任务测验。电子绩效值主要是根据学习者的学习历史与记录分析进行评价，是一种形成性的评价方法，它的计算对象及公式如表1所示。
任务测验则是一种总结性的评价方法，现代教学评价思想中，强调不仅要注重学生的学习过程评价，也要对学生的学习成绩进行总结性评价。任务测验实现了无纸化考试和系统的自动评分客观题，教师可以根据考试情况了解学习者的知识掌握情况及问题解决情况，并对下一个任务的学习提供改进意见。
②任务流是任务导学体系的中心
任务流是由多组系列任务构成的，每一系列任务都由六大功能模块组成，分为学习任务、任务新闻、共享文件、知识重组与集成、任务报告。教师可以根据不同的学习任务对学习者在交流中进行指导，设计要完成的作业，提供所需的学习资源，建设相适应的题库，引导学习者自主进行知识的探索和获取。在《Visual Basic程序设计》这门课中，我们围绕所确定的教学内容和学习目标对任务流进行了设计，包括六个大任务、十三个小任务。如图3所示：
图3 学习任务图
③网络学习环境是任务导学体系的保证
在基于网络环境进行的交互学习中，学习者使用的学习资源和学习者之间相互沟通交流都需要稳定的网络学习平台的支持。通过网络学习环境，学习者之间会很方便地进行协作学习，相互帮助来完成学习任务，使学习者进行学习和参与讨论的积极性得到提高，交互活动趋于活跃，增加集体归属感。学习者可以利用网络工具，围绕当前任务的主题进行讨论交流，形成自己对问题的理解以及解决问题的思路，学习者在导学体系中相互分享自己的想法和评价，最终完成学习目标。平台中互动交流部分如图4所示：
图4 互动交流图
（2）数据采集与控制体系的要素分析
在数据采集与控制体系中主要由单一任务的模块数据分析和多任务的数据对比分析两部分组成。教师可以从该体系中了解到学习者对任务的完成情况以及资源的利用情况，并针对学习者在线学习的各种数据，进行分析，以了解学生的学习情况，并给以评价。
进行统计分析的各种数据按运算次数上来分，可分为原始数据、一次数据、二次数据和三次数据；按数据的重要性来分，可分为原始数据和关键数据；按数据显示形式来分，可分为报表、曲线图、柱状图和饼状图；按数据的分组形式来分，可分为按时间分组、按任务流分组、按模块分组和混合分组。最后，数据的输出方式主要有报表、Excel文件和文本文件。
通过对任务流中的学习任务、任务新闻、头脑风暴、共享文件、任务测验、任务报告等历史数据进行全面分析，能够为教师提供有价值的信息，以便他们在任务设计和学生评价等决策过程中做出更加准确、科学的决策。图6所示是顺利完成任务的学员数据统计。
三、系统实现的主要技术
我们采用基于XML的三层WEB应用模型来实现基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台。XML（Extensible Markup Language）以一种开放的自我描述方式定义了数据结构，从数据处理的角度看，它足够简单且易于阅读，同时又易于被其它语言或系统所识别，允许不同来源的数据无缝集成以及对同一数据的多种处理，利于将来知识的辨认和数据挖掘，促进资源的共享与共建，形成协同的分布式的教学资源。以往讲授式的网络教学课件数据流的方向大部分是从服务器到客户端，而基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台需要在客户端和服务器之间交互大量数据，使用XML处理数据，不但可以在服务器运行，也可以在客户端运行，客户端对变更的信息进行缓存，只有那些确定的需要更新的数据才会分批定量地发送给服务器，从而能避免网络和服务器许多无谓的操作。XML与数据库具有很紧密的联系，可以使用XML作为不同数据存储之间的中介，也可以使用XML本身作为一种数据存储方式。
图6 顺利完成任务的学员数据统计图
平台运行的客户端采用Windows2000+IE6.0；服务器采用Windows2003+IIS6.0+IE6.0；平台采用了模块化的设计方法，虽然整个学习过程的完成需要不同学习者的协调工作，但各个功能模块却是相互独立地进行工作的，因而各个部分都可以独立进行功能的扩展。平台中的模块设计采用可视化网页制作工具和asp动态网页编程技术,利用SQL Server网络数据库存储学生的基本信息和学习进程纪录。其中基于学生与内容交互的实现技术是由客户端浏览器解释运行的脚本程序、HTML语言等,这些很容易做到对多媒体的良好支持、跨平台运行,功能可以由许多可视开发工具实现。教学过程中的师生交互和生生交互包含比较复杂的功能,如任务报告管理子系统、在线测试子系统、个别化交流的发送邮件、教学管理等。这些交互活动需要通过复杂的编程,采用ASP动态网页技术与网络数据库技术结合,以数据库的方式记录学习者的学习过程,根据教师的教学设计策略对学习过程进行自动管理。
四、结束语
网络学习环境的特点决定了在网络学习中实施学习监控是一项复杂的工作，基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台的构建是一个有益的尝试。该平台试图做到：具备网络课件和教学平台的双重功能；实现系统管理、教学管理和资源管理的功能；涵盖《Visual Basic程序设计》的基本问题，具有很好的通用性和可移植性；为VB教学提供一种崭新的学习方式和学习平台；为其他学科网络课程的构建提供一种借鉴。
[参考文献]
［1］赵建华，李克东. CSCL的原理与基本结构(上)[J].电化教育研究，2003(5)，3-7.
［2］赵建华,李克东. CSCL的原理与基本结构(下) [J].电化教育研究，2003(6)，23-26.
［3］黄荣怀. CSCL的理论与方法[J].电化教育研究，1999 (6)，25-30.
［4］祝智庭.网络教育应用基础[M]. 北京：北京师范大学出版社，2002.
［5］Jannet van Drie, Carla van Boxtel & Jos Jaspers. Effects of representational guidance on domain specific reasoning in CSCL.Computers in Human Behavior, 21(6) , 575-602.
［6］Flavia Maria Santoro & Marcos R.S.Borges. An infrastructure to support development of collaborative project-based learning environments. Proceedings of IEEE CRIWG 2000, Portugal, October 18-20, 78-85.
[作者简介]
章宗标，浙江树人大学现代教育技术中心，研究方向：教师专业发展及其技术支持系统。
汤益芳，浙江树人大学现代教育技术中心，研究方向：教育信息化和网络教育。
The Design and Realization of Tasking-data-analysis Network Teaching System Base on CSCL
Zhang Zongbiao & Tang Yifang
(Zhejiang Shuren University, Hangzhou Zhejiang 310015)
【Abstract】 As the traditional instruction mode can’t mobilize students’ interest and satisfy the different students’ need, the author designed the task-data-analysis network teaching system based on CSCL，constructed a guiding learn system and a data collection and control system based on task-stream. The article introduces its system structure ,function, implement theory and key technology.
【Keywords】 Task-driving; Guiding learn system; Data collection; Data control
本文责编：胡智标
［关键词］ 任务驱动；导学体系；数据采集；数据控制
一、前言
《Visual Basic程序设计》是一门实践性很强的课程，要求学生既要掌握实际操作技能，又要具有独立编程的能力。根据调查，在实际教学中，以教师讲解语言知识和语法为引导，学生按照要求编程练习的传统教学模式由于没法充分调动学生的积极性，难以满足不同程度学生的需要，因此教学效果并不理想。针对上述情况，我们尝试采用“以任务为主线、平台为辅助”的任务驱动教学法，设计开发了基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台，应用到VB实际教学中，取得了良好的效果。与以往的网络教学平台相比，该系统最大的特点是构建了任务流的导学体系以及数据采集与控制体系，学习者通过任务流导学体系所创建的网络学习环境可以进行层级化的开放式自主学习；教师通过数据采集与控制体系所创建的网络监控环境可以对学生的学习过程进行监控，提高网络教学的质量。
二、系统设计
1．系统设计的指导思想
（1）计算机支持的协作学习（CSCL）理论
为了提高网络教学的效率，计算机支持的协作学习是近年来倍受教育者关注的网络教育理论。CSCL理论强调利用计算机网络建立协作学习的虚拟交互环境, 使教师与学生、学生与学生、教师与教师能展开指导、讨论、协作、交流，从而达到学习的目的。
本系统重视通过协作学习的知识建构以提高学习者的兴趣和学习效果，因此在系统设计中，我们针对每个知识点形成多个学习任务，通过任务驱动，系统中的角色进行交互和协作；通过数据分析，系统生成评价任务、评价任务生成决策任务、决策任务生成学习任务。由此形成了稳定的任务流，支持CSCL系统不断运行。
（2）任务驱动教学法（Task Based Learning）
“任务驱动教学法”又称“基于任务的教学法”，是近年来受到广泛重视的一种教学方式。它强调把学生的学习设置到复杂的、有意义的任务情境中。通过让学生完成真实的任务，来学习隐含于任务中的知识点，也就是通过一个个的“任务”来“驱动”学生对知识与技能的意义建构。这种模式的教学环节可以分解为五个阶段：问题分析阶段、信息收集阶段、综合阶段、抽象提炼阶段以及反思阶段。
本系统在任务驱动教学法的指导下设计了任务流的导学体系，让学生在一个个典型的学习任务中展开教学活动，让学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列任务，从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络。在任务完成过程中，使学生了解高级程序设计语言的结构，掌握基本的程序设计过程和技巧，掌握基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力。
2．系统结构和功能
基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台主要由两大体系构成：即任务流的导学体系和数据采集与控制体系。如图1所示：
图1 基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台
（1）任务流导学体系的要素分析
在基于任务流的导学体系中，主要由学习者、任务流、任务评价机制、网络学习环境组成。各要素在导学体系中相互依托、相互联系和相互配合并最终达到学习目标。要素之间的相互关系如图2所示
图2 任务流导学体系要素关系图
①任务评价机制是任务导学体系中的关键
导学体系中的任务评价机制决定着学习者是否有权限进行下一个任务的学习，包括电子绩效值和任务测验。电子绩效值主要是根据学习者的学习历史与记录分析进行评价，是一种形成性的评价方法，它的计算对象及公式如表1所示。
任务测验则是一种总结性的评价方法，现代教学评价思想中，强调不仅要注重学生的学习过程评价，也要对学生的学习成绩进行总结性评价。任务测验实现了无纸化考试和系统的自动评分客观题，教师可以根据考试情况了解学习者的知识掌握情况及问题解决情况，并对下一个任务的学习提供改进意见。
②任务流是任务导学体系的中心
任务流是由多组系列任务构成的，每一系列任务都由六大功能模块组成，分为学习任务、任务新闻、共享文件、知识重组与集成、任务报告。教师可以根据不同的学习任务对学习者在交流中进行指导，设计要完成的作业，提供所需的学习资源，建设相适应的题库，引导学习者自主进行知识的探索和获取。在《Visual Basic程序设计》这门课中，我们围绕所确定的教学内容和学习目标对任务流进行了设计，包括六个大任务、十三个小任务。如图3所示：
图3 学习任务图
③网络学习环境是任务导学体系的保证
在基于网络环境进行的交互学习中，学习者使用的学习资源和学习者之间相互沟通交流都需要稳定的网络学习平台的支持。通过网络学习环境，学习者之间会很方便地进行协作学习，相互帮助来完成学习任务，使学习者进行学习和参与讨论的积极性得到提高，交互活动趋于活跃，增加集体归属感。学习者可以利用网络工具，围绕当前任务的主题进行讨论交流，形成自己对问题的理解以及解决问题的思路，学习者在导学体系中相互分享自己的想法和评价，最终完成学习目标。平台中互动交流部分如图4所示：
图4 互动交流图
（2）数据采集与控制体系的要素分析
在数据采集与控制体系中主要由单一任务的模块数据分析和多任务的数据对比分析两部分组成。教师可以从该体系中了解到学习者对任务的完成情况以及资源的利用情况，并针对学习者在线学习的各种数据，进行分析，以了解学生的学习情况，并给以评价。
进行统计分析的各种数据按运算次数上来分，可分为原始数据、一次数据、二次数据和三次数据；按数据的重要性来分，可分为原始数据和关键数据；按数据显示形式来分，可分为报表、曲线图、柱状图和饼状图；按数据的分组形式来分，可分为按时间分组、按任务流分组、按模块分组和混合分组。最后，数据的输出方式主要有报表、Excel文件和文本文件。
通过对任务流中的学习任务、任务新闻、头脑风暴、共享文件、任务测验、任务报告等历史数据进行全面分析，能够为教师提供有价值的信息，以便他们在任务设计和学生评价等决策过程中做出更加准确、科学的决策。图6所示是顺利完成任务的学员数据统计。
三、系统实现的主要技术
我们采用基于XML的三层WEB应用模型来实现基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台。XML（Extensible Markup Language）以一种开放的自我描述方式定义了数据结构，从数据处理的角度看，它足够简单且易于阅读，同时又易于被其它语言或系统所识别，允许不同来源的数据无缝集成以及对同一数据的多种处理，利于将来知识的辨认和数据挖掘，促进资源的共享与共建，形成协同的分布式的教学资源。以往讲授式的网络教学课件数据流的方向大部分是从服务器到客户端，而基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台需要在客户端和服务器之间交互大量数据，使用XML处理数据，不但可以在服务器运行，也可以在客户端运行，客户端对变更的信息进行缓存，只有那些确定的需要更新的数据才会分批定量地发送给服务器，从而能避免网络和服务器许多无谓的操作。XML与数据库具有很紧密的联系，可以使用XML作为不同数据存储之间的中介，也可以使用XML本身作为一种数据存储方式。
图6 顺利完成任务的学员数据统计图
平台运行的客户端采用Windows2000+IE6.0；服务器采用Windows2003+IIS6.0+IE6.0；平台采用了模块化的设计方法，虽然整个学习过程的完成需要不同学习者的协调工作，但各个功能模块却是相互独立地进行工作的，因而各个部分都可以独立进行功能的扩展。平台中的模块设计采用可视化网页制作工具和asp动态网页编程技术,利用SQL Server网络数据库存储学生的基本信息和学习进程纪录。其中基于学生与内容交互的实现技术是由客户端浏览器解释运行的脚本程序、HTML语言等,这些很容易做到对多媒体的良好支持、跨平台运行,功能可以由许多可视开发工具实现。教学过程中的师生交互和生生交互包含比较复杂的功能,如任务报告管理子系统、在线测试子系统、个别化交流的发送邮件、教学管理等。这些交互活动需要通过复杂的编程,采用ASP动态网页技术与网络数据库技术结合,以数据库的方式记录学习者的学习过程,根据教师的教学设计策略对学习过程进行自动管理。
四、结束语
网络学习环境的特点决定了在网络学习中实施学习监控是一项复杂的工作，基于CSCL的任务型数据分析网络教学平台的构建是一个有益的尝试。该平台试图做到：具备网络课件和教学平台的双重功能；实现系统管理、教学管理和资源管理的功能；涵盖《Visual Basic程序设计》的基本问题，具有很好的通用性和可移植性；为VB教学提供一种崭新的学习方式和学习平台；为其他学科网络课程的构建提供一种借鉴。
[参考文献]
［1］赵建华，李克东. CSCL的原理与基本结构(上)[J].电化教育研究，2003(5)，3-7.
［2］赵建华,李克东. CSCL的原理与基本结构(下) [J].电化教育研究，2003(6)，23-26.
［3］黄荣怀. CSCL的理论与方法[J].电化教育研究，1999 (6)，25-30.
［4］祝智庭.网络教育应用基础[M]. 北京：北京师范大学出版社，2002.
［5］Jannet van Drie, Carla van Boxtel & Jos Jaspers. Effects of representational guidance on domain specific reasoning in CSCL.Computers in Human Behavior, 21(6) , 575-602.
［6］Flavia Maria Santoro & Marcos R.S.Borges. An infrastructure to support development of collaborative project-based learning environments. Proceedings of IEEE CRIWG 2000, Portugal, October 18-20, 78-85.
[作者简介]
章宗标，浙江树人大学现代教育技术中心，研究方向：教师专业发展及其技术支持系统。
汤益芳，浙江树人大学现代教育技术中心，研究方向：教育信息化和网络教育。
The Design and Realization of Tasking-data-analysis Network Teaching System Base on CSCL
Zhang Zongbiao & Tang Yifang
(Zhejiang Shuren University, Hangzhou Zhejiang 310015)
【Abstract】 As the traditional instruction mode can’t mobilize students’ interest and satisfy the different students’ need, the author designed the task-data-analysis network teaching system based on CSCL，constructed a guiding learn system and a data collection and control system based on task-stream. The article introduces its system structure ,function, implement theory and key technology.
【Keywords】 Task-driving; Guiding learn system; Data collection; Data control
本文责编：胡智标