基于软件工程的网络教育资源开发流程构建

王忠华　李艳丽

【摘要】根据软件工程方法论和建构学习主义理论来设计与开发网络教育资源,旨在建立起适应网络教育和远程教育快速发展步伐的网络教育资源开发的一般流程模型,引导设计者和开发者以专业化方式合作开发高质量的网络教育资源。

【关键词】软件工程;网络教育资源;资源库;开发流程

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097(2009)07—0111—03

引言

教育信息化推动了网络教育、远程教育的发展,相应地拉动了网络教育的资源需求。网络教育资源是保证网络教育和远程教育顺利开展的重要支撑条件。因此,对网络教育资源的质量和数量提出了更高的要求,迫切需要以工业化、流水线的方式开发出高质量的教育资源来适应这种高速增长的需求。因此,将软件工程的思想和方法引入到网络教育资源的设计与开发过程中来,有助于缓解目前这种资源供需脱节现象,减少资源的低层次的重复建设,可以满足大众终身学习的需求。

一 软件工程概述

软件工程(Software Engineering,简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的、高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。其基本思想就是将软件当作一种工程产品来处理,从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解,把软件生命的漫长周期依次划分为若干个相对独立的阶段,并给每个阶段赋予明确而有限的任务。典型的生命周期阶段可划分为问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计(总体设计)、详细设计、编码与单元测试、综合测试、维护等八个阶段,总体由软件定义、开发和维护三个时期组成[1]。

从方法论的角度来看,软件工程的核心方法有如下几种:①自顶向下逐步求精的设计方法;②模块化的程序设计方法;③结构化的程序设计方法;④标准化的程序设计方法[2]。软件工程和教学设计一样,都体现了一种系统方法的思想。采用软件工程的思想和原则可明显提高软件的可靠性、复用性和可维护性。

二 软件工程应用于网络教育资源开发的可行性分析

在对网络教育资源进行设计与开发时,一方面,网络教育资源主要是用于网络教育,要对资源中的教学内容及其呈现方式、教学过程及其控制进行全面的设计,即教学设计;另一方面,网络教育资源又是一种计算机软件,它具有从软件定义、软件分析、软件设计、软件实现到运行与维护的软件生命周期,即具有从软件提出到更新、淘汰的过程。因而也适用软件工程的思想和方法。计算机软件开发的具体过程及其组织应按照软件工程的思想和方法进行。因此,网络教育资源的开发和维护应按照软件工程的思想和方法去组织、管理。作为一种有效的开发方法,应将教学设计的方法和软件工程的方法有效地结合起来。以教学设计的方法对网络教育资源的教学内容、教学过程及其控制进行设计,这是网络教育资源设计的核心。在网络教育资源开发的组织和技术方法上,则应遵循软件工程的方法,例如,开发阶段的划分,开发过程的组织、实施,开发技术的应用等,都应采用软件工程的思想和技术来提高开发效率、优化网络教育资源质量。

三 网络教育资源开发现状分析

目前开发的网络教育资源一般是针对具体的学科课程。既涉及到教学内容的教育性和科学性,又涉及到软件实现的技术性和效益性。当前开发的资源过于依赖教学设计的思想,而忽视其作为软件应具备的属性,缺乏规范的软件开发过程。网络教育资源作为教学软件具有教学性,但是不能够以教学设计来取代教学软件开发的一般过程。

网络教育资源的开发是基于一定的多媒体著作工具基础上的,需要多种专业人员的交流协作。而当前的资源开发主要是基于小组和个人,并且在实际的开发过程中,开发进程是隐性的,缺乏规范的管理和显性的操作流程。过程的推进是沿袭教学设计的方法和步骤来进行,由此带来一系列问题:如开发阶段划分不明晰、开发人员职责不明确、缺乏编写“文档”意识、资源更新缓慢、“老化”的资源循环使用、开发周期长等。从而致使开发效率和质量难以保证、各个阶段独立性差、开发过程的随意性加大、资源的可靠性和可维护性差、利用率低等。这种个体化的开发模式难以适应人们增长的资源需求,难以适应当前资源系列化、规模化的发展趋势。因此,需要变革当前的开发模式来降低成本,提高质量和效率。迫切需要利用软件工程的思想和方法来规范网络教育资源的开发。本文基于软件工程对网络教育资源的开发的一般流程进行了显性的探讨。

四 基于软件工程的网络教育资源设计与开发的一般流程

网络教育资源是需要长期建设与维护的系统工程。由于各种网络教育资源面向的对象能力层次不同,因此所需设计、开发的网络教育资源在类型、结构、功能上应有形式上的差异变动以满足学习者个性化的学习需求。采用科学规范的软件工程的概念、原理、技术和方法来开发、管理和维护网络教育资源。在开发过程中,对设计与开发的网络教育资源不断测试、更新、升级和维护。资源的编辑制作及入库操作也需要遵循相关的标准,以便于对资源的共享维护以及用户对资源的查找和使用,提高资源的使用效率。

网络教育资源开发应包括需求分析、教学设计、结构和功能设计、素材编辑制作、教学应用等阶段。网络教育资源设计与开发的一般流程如图1所示。

1 需求分析

需求分析是一切工程设计开发的起点,是软件工程中重要的一环。通过需求分析可以了解市场和用户需求,还可以通过分析,整合优势资源,从而避免低水平的重复建设。

需求分析的结果,直接影响着设计阶段各种媒体的选择、策略的制定和情境的创设。只有掌握了教学的需求,才能了解学习者的状态,决定资源的主题和类型,形成资源开发提纲,完成对资源的整体规划。

2 教学设计

设计阶段是在资源开发提纲的基础上进一步具体化,即作资源的教学设计。体现了软件工程中自顶向下逐步求精的设计方法。这个阶段问题的中心在于“如何总体设计并具体实现资源”。针对知识主题类型及其知识结构体系来选择相应的教学策略、相应的媒体表现形式,确定学习者控制的交互类型与反馈方式,创设适宜的学习情境。

教学设计就是要依据教学目标和学生的特点,对资源内容进行详细的分析和处理,找出相应的知识点描绘成知识地图。对教学顺序、呈现和控制策略进行组合,从整体上对资源的呈现策略和控制流程给予规划和安排,将知识点放入资源的流程框架中,形成总体方案。

3 结构和功能设计

结构和功能设计是网络教育资源设计与开发过程中最重要的一环,与软件工程中结构化的程序设计方法相对应。结构和功能设计就是对网络教育资源各个教学单元模块的框架结构、资源内容组织编排及其教学的功能进行设计。在研究网络教育资源的教学内容和教学环节的基础上,先设计整体结构,再设计每个集成单元的结构,最后对基础素材进行设计。

由于网络学习者对网络教育资源具有路径依赖性,因此开发出的资源应具有明确、清晰的框架层次结构,符合教学内容的内在逻辑体系、学生的认知结构和思维习惯。提供相应的导航设计来避免信息迷航。由于网络中的资源信息通常是分块呈现,因此信息块的大小要在学习者理解和记忆的限度以内,然后按照一定的结构进行组织。

4 界面设计和脚本设计

通过编写文字脚本和制作脚本这些标准化的“文档”来规范资源的编辑制作过程。脚本可作为编辑制作基本媒体素材的依据,同时可以理清设计思路。通过界面设计来美化界面布局,对细节进行优化,使资源更加人性化,增强资源的视觉冲击力来增强学生学习兴趣和自主学习的积极性。

5 资源的编辑制作与入库

参照软件工程的标准化的设计方法,资源在编辑制作阶段应制定统一的参照标准,以便于后期的资源入库和维护。可以根据国家教育部制定的《现代远程教育资源建设技术规范》进行资源的开发。实质上是运用网络开发工具,将设计思路以文本、音频 、视频、动画、虚拟现实和多媒体应用程序等可视化的形式呈现出来并集成于Web应用程序之中[3]。

在资源的编辑制作过程中,可以先制作基础素材,再根据教学设计方案制作集成素材,形成不同类型的课件、网络课程等。在网络资源编辑制作过程中,可以随时根据需要,运用有效的评测手段和其他的反馈手段来测试、判断资源是否达到预期的目标,测试资源的可靠性、稳定性等技术指标。将制作好的资源按类型分类入库。在入库时,要对资源的属性进行标注和预校验,添加必要的索引信息,确保资源库中数据信息的精确性[4]。

采用积件设计思想和模块化的组织形式,可以将网络教育资源库构架为媒体素材库、集成单元库和课件库三个层次结构。这符合网络教育资源制作的基本过程,体现了软件工程模块化的思想。纵向和横向都具有相对的独立性、开放性和可扩充性,有利于维护管理和动态更新,实现资源的优化重组[5]。

6 教学应用

资源库建设完成后就可以投入教学应用了。在应用过程中通过不断反馈和修订来对各个环节进行功能上的扩展、内容上的完善,对资源的质量水平作出价值性的判断等。通过网络教学的实践进一步推动网络资源建设的良性循环。反馈与修订是一个动态的进程,需要不断地总结和探索。

另外,在整个网络教育资源的设计与开发的过程中,需要全过程按标准进行评价和管理。从项目一开始,设计者、开发者和用户等需要共同明确最终资源的所有方面的一致标准,每个开发人员都应该清楚地知道怎么做,始终坚持用确定了的标准来有效地保证网络教育资源建设的质量和效率[6]。

五 结语

本研究基于软件工程的基本思想和方法,对网络教育资源设计与开发的一般流程进行了探讨,有助于在资源开发过程中规范操作,使开发人员能明确各个阶段的任务分工从而简化操作程序,提高教师网络教育资源的开发能力,提高资源开发的质量和效率。

参考文献

[1] 胡水星,俞力凡.基于软件工程思想的多媒体课件制作应用研究[J].教育信息化,2005,11:62-64.

[2] 黄春花,刘远军.基于软件工程的网上教学平台的开发研究[J].科技资讯导报,2007,22:33-34.

[3] 刘志波,鬲淑芳.网络课程的开发[J].现代教育技术, 2002,2:43-48.

[4] 马秀峰,亓小涛.网络教学资源库建设研究[J].中国远程教育,2004,2:55-58.

[5] 中山大学网络教育资源制作与应用技术专题学习网站[EB/OL].

[6] 张军征.多媒体课件设计与制作基础[M].北京:高等教育出版社,2004:84-89.