数字化教学资源建设与应用研究

黄海龙

吉林大学工程训练中心 吉林长春 130025

数字化教学资源是指经过信息化教学设计和数字化处理的教学内容，是运行于多媒体设备和网络环境下的教学材料，是教育信息化建设与发展的关键点[1]。但是在多年的建设与应用过程中暴露出的资源重复建设、质量参差不齐、开放共享情况差、优质教学资源短缺、重建设轻应用等问题却阻碍了教育信息化的发展[2,3]。习近平主席在致首届国际教育信息化大会的贺信中指出“坚持不懈推进教育信息化，努力以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面”，这里面所提到的覆盖面就强调了优质教学资源建设的广度和应用的深度[4]。总结最近几年关于教育信息化发展的系列战略方针可发现关注重点集中在两点：加强优质教学资源的共建共享和深化课堂教学模式改革与创新，在对当前信息技术水平支撑下的数字化教学资源形式和建设方式进行总结分析的基础上阐述了优质教学资源建设的流程、标准和应用策略，本着“建要建精品，用要用到实处”的理念，对数字化教学资源的建设与应用进行了研究探索[5]。

1 数字化教学资源的开发

1.1 资源的表现形式

数字化教学资源的表现形式与信息技术发展水平直接相关，随着教育技术的快速发展，信息化教学设计融入数字化教学资源设计和各种资源开发工具的普及，数字化教学资源的表现形式和应用方式也逐渐丰富多样，形成了以传统的数字化教学素材为基础的静态图像、Flash动画、三维动画、视频、三维交互、虚拟仿真、VR/AR、微课、网络课堂、立体教材、资源库、立体化题库等多种教学资源形式广泛应用的新格局[6]。

1.2 资源的开发流程

数字化教学资源是信息化教学内容的载体，是课程教学内容的最小单元，在数字化教学资源开发过程中首先应对整门课程的知识点进行细分，在保证知识点独立性和完整性的前提下，以最小的知识单元构成整门课程的学科知识体系，再以学科知识体系为基础进行资源的开发。优质数字化教学资源的建设流程中开发团队必须具有明确的分工，发挥各自的技能优势，以丰富的教学实践经验和信息化教学能力为基础进行学科知识体系规划和知识点的信息化教学设计，在熟悉资源表现形式和制作过程的前提下将知识点的信息化教学设计转化为资源制作脚本，以脚本文档为指导，不同类型的资源开发技术人员利用相应的开发工具完成资源的制作及修改，最后通过严格的质量标准和系统化的评价体系对制作完成的资源进行综合评价。

1.3 资源的制作标准

严格的数字化教学资源制作标准是实现资源应用共享的基础，资源制作标准统一可提升资源利用率，从而减少重复建设，有助于实现优质教学资源的共建共享。我国的教学资源标准CELTS规范性要求中对静态图像、Flash动画、三维动画、三维交互、微课、视频后期制作等教学资源的制作标准进行了明确的规定：静态图像素材制作标准要求文件格式统一，色彩、分辨率、清晰度、容量、图幅尺寸、LOGO位置满足统一的要求；Flash动画制作标准要求统一的背景色、画面尺寸、动画帧数、内部器件文字标注标准、标题文字、LOGO位置、字幕样式及位置、线条样式和色系等属性；三维动画制作标准要求统一的输出尺寸、视频格式、码率、容量、时长、字幕样式及位置、LOGO位置、模型色系、材质贴图和场景尺寸；三维交互制作标准要求最大的模型的尺寸和面数，统一的法线方向和输出格式；微课制作标准要求统一的配音风格、视频输出尺寸、文件格式、时长、片头、字幕、信噪比、音噪比、清晰度和色调标准；视频后期制作标准的要求与微课视频相同，后期制作尽可能采用同一软件以保证文字样式、字幕风格的统一。

1.4 信息化教学设计

信息化教学设计是以教学内容为载体，信息技术为支撑，以现代教育理论为指导，充分利用现代教育技术科学合理地支撑教与学的各个环节，将信息技术有效融入知识点的教学计划、教学方案、教学方法、教学步骤和教学内容，以实现信息技术支撑下的既定的教学目标[7]。数字化教学资源的建设与应用是为了满足信息化教学的需求，合理的信息化教学设计是指导数字化教学资源建设的基础。

1.5 资源制作脚本编写

数字化教学资源制作脚本是一种特殊的教学资源文本存在形式，是文本教学内容与媒体化教学资源之间的过渡，是融合了信息化教学设计的、用于指导数字化教学资源开发的技术语言，是信息技术支撑下的教学内容呈现的载体，同时又是数字化教学资源开发建设步骤的操作指导书，脚本所呈现出的内容是以时间轴为载体的知识讲解流程、画面呈现内容、同步配音讲解的集合[8]。

1.6 资源的制作方式

1.6.1 静态图像开发

静态图像素材是将教学内容以彩色静态图片的方式呈现的教学资源形式，有经过精心设计制作的图形素材和实物照片两种形式，是传统素描线框图在形式上的升级。对线框图形进行分区分块着色得到图形素材，实物照片则是对教学载体实物的特定方位取景拍摄得到的，这两种图像资源可以使用平面软件进行设计与修改。

1.6.2 声音素材开发

声音素材是对实际声音的录制采样，是通过声音吸引进行教学内容展示的一种资源方式，一般由语气生动、发音标准的专业配音人员录制，录制前要求具有精确的配音脚本，对专业词语进行明确的断句，录制完毕的音频文件可以使用Audition软件进行降噪或修改处理。

1.6.3 Flash动画开发

Flash动画资源是一种以平面动态图形动画的方式展示教学内容的教学资源形式，教学内容以随时间流动的、色彩丰富的图形形态变化与同步配音讲解组合的方式进行呈现，具有直观、生动的特点。有效融入信息化教学设计后可以以一节微课的形式呈现，一般通过Flash软件进行设计与制作。

1.6.4 三维动画开发

三维动画资源是一种以三维立体数学模型动态变化的方式展示教学内容的教学资源形式，教学内容以随时间流动的三维数学模型的形变或位移与同步配音讲解组合的方式进行呈现，具有立体、形象、直观、生动的特点，是对结构展示类教学内容呈现的最佳形式之一。一般使用3Dmax，NX，3Dvia软件进行建模和时间轴上的动画制作，资源以视频的方式呈现。

1.6.5 视频资源开发

视频资源是在信息化教学设计的基础上将实物、实景视频和音频信号交织在一起对教学内容进行呈现的一种教学资源形式，除了具备三维动画资源的特点之外，最重要的一点就是教学内容载体的真实性强，教学资源中所见与真实实物无差别，但受限于实物和实景的可获得性。一般通过摄像设备录制，使用edius，premiere等软件对视频和声音素材进行剪辑、合成，最终以视频的方式呈现。

1.6.6 三维交互资源开发

三维交互资源是一种通过对三维立体数学模型进行放缩、平移、旋转等人机交互操作以实现对教学内容进行呈现的教学资源形式，突出于对结构展示类教学内容中细节部分的详细观察和展示，缺点是缺乏实景真实性。一般使用Unity3D，VRP，3Dvia等软件进行建模和交互文件打包，资源可嵌入其他教学支撑平台，也可以以exe文件形式独立存在。

1.6.7 虚拟仿真资源开发

虚拟仿真资源是以三维数学模型为基础，融入知识内容和操作规则的逻辑关系而搭建起的虚拟仿真操作平台，是一种具有逻辑判断能力的人机交互探索的虚拟仿真教学资源形式，可实现对虚拟实践过程的跟踪与评价，从而实现教学过程的数据化。虚拟仿真资源以一种全新的形式解决教学设备短缺的问题，并提供一种全新的实践探索方式，一般使用Unity3D，VRP软件进行建模、仿真逻辑关系搭建和交互文件的生成，资源可嵌入其他教学支撑平台，也可以B/S，C/S结构形式存在[9]。

1.6.8 VR/AR资源开发

VR/AR资源是对三维交互资源和虚拟仿真资源的沉浸式体验，通过信息技术搭建起以教学内容为载体的三维虚拟环境，通过VR/AR使人沉浸于虚拟环境之中，并通过特定的方式与虚拟环境中的教学载体进行人机交互，进行沉浸式的虚拟仿真交互探究性学习与操作。VR/AR资源是由特定的硬件设备如ZSpace或VR眼镜等，结合VR/AR软件平台搭建起来的一种教学资源形式，一般由Unity3D，VRP等软件开发[10]。

1.6.9 微课资源开发

微课是以阐释某一知识点为目标，以10分钟以内的短视频为表现形式，以学习或教学应用为目标，聚焦于知识讲解的教学视频，是一种融合了信息技术和微教学设计的数字化教学资源。在微课资源建设过程中首先对教学内容进行碎片化处理，对碎片化的知识点进行微教学设计，并编写微课制作脚本，包含微教学流程、教学内容呈现方式、讲解配音、制作方式等，最后以脚本为依据进行微课制作。微课制作常见方式有：PowerPoint录制微课，摄像机拍摄白板或白纸书写过程制作微课，屏幕录制软件录制屏幕操作过程制作微课，使用专业快课工具制作微课，摄像机实景录制微课，虚拟演播技术录制微课等。一般使用集声音、屏幕录制和后期剪辑于一体的camtasia studio软件进行微课制作[11]。

1.7 资源制作评价

虽然优质数字化教学资源都是在规范的流程和严格的标准要求下，经过精心的信息化教学设计打造出来的教学内容的最佳媒体形式，但是仍需对资源的质量做出量化的评价。如资源所承载的教学内容的准确性、完整性、创新性、教育性、知识性和相关性等，资源组织形式的易用性、精简性、标准化程度和可重用性等，资源与承载平台的可访问性、快速响应性和稳定性等，资源的利用率和增值性。通过对以上评价指标分配合理的权重因子，综合构建资源质量综合评价体系，在严格的评价标准下实现资源优质化建设的有效管控。

2 数字化教学资源的应用

支撑课堂教学是数字化教学资源最基本的应用形式，教育实践表明，有效地利用数字化教学资源对于提高课堂上学生的学习兴趣和教学效果具有重要意义，通过建设立体化教材将数字化教学资源融入教材、通过建设MOOC在线学习平台将数字化教学资源融入在线学习和移动学习，从而拓展优质数字化教学资源的应用共享途径[12]。

2.1 支撑课堂教学

数字化教学资源是课堂教学的有效支撑手段，一门课程配备一个数字化教学资源库、一个数字化题库、一套数字化评价方法。将PowerPoint、图片、动画、视频、虚拟仿真交互、VR/AR等数字化教学资源应用于课堂教学，实现课堂教学内容媒体化呈现，全新的教学内容、媒体形式和学习方式激发了学生的学习兴趣和主动探索精神。在优质教学资源的支撑下也逐步实现了课堂教学的中心由“教师”向“学生”的角色转变，从而实现教学模式的改革与创新。

2.2 支撑立体教材建设

立体教材是传统教材在教育信息化环境下的一种新形态，是数字化教育资源与教材有机融合的集合体。立体教材是通过信息技术手段在传统教材中植入图片、动画、视频、微课、仿真模型交互、虚拟仿真操作等数字化教学资源，将学科教学的重点、难点以教材为基础立体化呈现，为学生提供全新的教材应用体验，并使数字化教学资源的应用在基本属性上突破时间和空间的限制。在优质数字化教学资源支撑下的国家规划教材和省级精品教材的建设与应用中，通过利用教材的普及性和广泛性、移动学习的碎片化和灵活性等特点以及教材的立体化呈现形式推动了优质数字化教学资源的应用、共享[13]。

2.3 支撑MOOC在线教学

支撑MOOC在线教学是数字化教学资源的另一种有效应用形式，每一个优质的数字化教学资源都是经过精心的信息化教学设计而制作出的一节优秀微课，通过搭建MOOC学习平台，将PowerPoint、图片、动画、视频、微课、虚拟仿真交互、VR/AR等数字化教学资源和数字化考核试题按照课程学科知识体系平移到MOOC平台，构建MOOC平台在线学习方式，快速实现课堂局域性学习向开放式在线学习的转变，通过利用MOOC平台的开放性和免费性的特点，以在线学习的方式推动了优质数字化教学资源的应用共享[14]。

3 结语

随着信息化教学改革的不断推进，从最初的教学内容数字化、数字化教学资源建设到优质数字化教学资源共建共享的发展历程可以看出：数字化教学资源正向着共建优质和共享应用的方向发展。优质数字化教学资源是教学内容与信息技术的有机结合和最佳呈现，使教学内容更为直观、精彩，具有直观展示教学内容、吸引学习者注意力和激发学生学习兴趣的多重功能。从数字化教学资源的建设流程、资源建设标准、资源开发工具、资源制作方法等层面对优质数字化教学资源的建设进行了详细的阐述。资源建设的目的是应用，优质数字化教学资源合理、有效地应用于教学是教育信息化建设过程中深化课堂教学模式改革与创新的根本，优质数字化教学资源的建设与应用打破了区域性的限制，扩大了优质数字化教学资源的覆盖面，进一步促进了教育公平。