1、VO与教育服务,郑小平华中师范大学,VO与教育服务,虚拟天文教育的意义教育理论简介虚拟天文台特点及可能的教育服务内容设计思想与服务模式范例,虚拟天文教育的意义,社会需求 社会需要越来越丰富科学教育服务以及能及时更新的服务内容自我学习的实现 非课堂教学，可选择性、非时域性学习方式实时和真实的知识来源 非过滤、非设计的知识内容交互式学习方式,现代学习理论及我们的教育目标,行为主义的学习理论强调学习的刺激与反应的联结，主张强化和模仿“刺激-反应-强化”模式认知主义的学习理论强调认知结构的建立与组织的过程 “输入-加工-输出”模式建构主义的学习理论强调非被动性、非封闭性、组织和重组织 通过过程培养能力
2、教育目标实现创新教育,VO特点u实现海量、分布式、多波段天文数据的无缝融合和处理。u VO面向全球、全社会。可能的教育服务u教育普及资源相关元数据。 u最受欢迎天体索引。u最受欢迎天文数据索引，。u教育资源目录，方便定位与VO相关的教育资源。,虚拟天文台的特点可提供的教育服务,u业余天体摄影数据库。u面向公众的天文图像拼接服务。 u实时天文数据的访问。 u互联网天空数据库。 u 天文及时消息服务。 u太空科学艺术资源目录,主导-主体设计思想,创造开放的学习环境建立挖掘数据的通道实现多层面的学习需求,设计思想与服务模式,设计模式,基于把原始数据开发利用于教育的原则,直接知识服务模式 同传统网络服
3、务的差别在于知识内容是一种动态的，即随基础数据库的更新知识将自动更新数据挖掘模式 学习者利用系统提供的数据挖掘工具进行知识自构或重构,天文设备VO化 例如把真实的望远镜系统接入VO系统，实现远程观测虚拟现实 虚拟宇宙、虚拟天空、模拟观测等。但超越地域，实现互操作完全数据服务 为业余天文学家提供研究平台,范例,以设计一个知识网络服务为例,按层次分普及型和学习型用户,l普及型用户（1）教学目的：普及天文知识，理解奇特天象的内在本质，激发探讨自然规律的兴趣，破除迷信，形成正确的世界观、宇宙观，从而提升国民素质。2）教学设计指导思想：整体上来说，信息的呈现应具有趣味性、知识性、时效性、真实性以及参与性
4、。趣味性：对于普通大众来说，只有有趣的东西才能激发其学习动机和学习兴趣，而兴趣是最好的老师，也是学习的最直接动力。因此整个网站的设计，从布局到栏目设计以及更具,体的教学内容都应考虑趣味性的要求，使其能对普通大众产生强烈的吸引力。知识性：作为一个教学网站，这一点是勿庸置疑的。各种媒体、手段的运用，都是为了更有效的传递知识，培养能力，而能力的培养是以知识的获得为基础的。时效性：网站的内容即时更新，即时提供最新天文数据、最新天文动态以及最新天象信息。真实性：提供真实的天文数据、天文图片。甚至可以利用网络虚拟技术，建立数字天文馆，使大众获得真实的天文体验。参与性:以论坛的形式将大众的观测体验，观测方法
5、，观测仪器，观测成果进行交流，并对疑难问题进行讨论，协作解决。,（3）教学模式：采用个别化学习模式。学生根据自己的特点和需求从网上自主选择学习内容，通过浏览信息，下载文件，网上数据库等方法获取知识，经过独立分析思考，理解知识，掌握技能。（4）教学内容：根据以上要求，网站拟开设以下栏目。星空传奇：介绍四季星空，十二星座及其传说，天象、神话故事等。,繁星纵览:简明扼要的介绍各种天体，并配以大量的天文图片以增强可阅读性。如恒星、变星、双星、聚星、星协、星族、星云、星系、星际物质以及一些特殊天体和黑洞。揽月逐星:介绍人类探索宇宙之旅。如“阿波罗计划”、“登陆火星”等。天文奇观：利用精美的图片，配以简短
6、的文字说明，展示奇特天象。如“流星雨”、“火星大冲”等。甚至可以通过连接vo数据库，利用vo提供的图象到数据资源的融合服务功能，提供虚拟天文观测。虚拟天文馆：利用虚拟现实技术，建设虚拟天文馆，使用户,有身临其境之感，甚至可以通过vo遥控望远镜的观测，激发用户的热情。最新动态：及时发布最新的天象信息，引导公众进行观测。天文软件库：提供天文学习的一些教学软件，供大众下载使用。如：天问、宇宙奇观、宇宙漫游、多媒体天文教学、天文学习百科、走进太空等。天体索引：利用vo提供的“最受欢迎天体索引”服务，由用户自主搜索感兴趣的信息。天文论坛：网上交流观测体验、观测方法、观测仪器、解疑答惑等。,l学习型用户（
7、1）教学目的：让学生学习到比较系统的天文学知识，同时注意培养学生的科学理念和科学精神，也就是使学生在建立正确的宇宙观的基础上，进一步培养学生形成一种科学的思维方式及科学品质。（2）教学设计原则：智能导航原则：由于多媒体所提供的信息资源量大，层面复杂，超文本链接繁多，学生在学习过程中容易迷航，故而应向学生提供智能提示、辅导、启发、反馈、纠错等有关学习导航的“航标”。常用的导航方式有：为学习者提供检索机制，向学习者提供信息网络结构图，为学习者预置学习路径，为学习者设置电子书签等。,自定步调原则：允许学习者根据自己的认知水平和思维能力及其特点来确定掌握材料的速度，即允许学习者自己选择学习的进程、方式
8、。及时反馈原则：由于受学习者不同动机水平、自律水平以及认知水平等因数的影响，学习者会在学习进程中的不同阶段对某些问题的理解出现无法自辩或混淆不清的情况，因此必需为学习者创设“及时强化”或“及时评价”的学习情景，意识学习者始终处于正确的学习轨道上，保持学习动力的进取性和学习效果的持续性,交互性原则：牢固树立疑协作学习的方式来开展自主学习的学习模式，必需创设具有智能性的“交互式”学习情景。情景性原则：根据教学内容预教学目标，学生的认知水平和无意识的心里特征，精心选择适当天文内容，利用各种媒体和手段，创设一些疑学生为主体的，引人入胜的。轻松和谐的，具有探索性。启发性，创造性和可许文化氛围的，与学习主
9、题的基本内容相关，和实际天文现象类似的，真实的能够引起学生积极的情绪体验的天文情境。,（3）教学模式：在建构主义学习理论的指导下，采用个性化自主学习模式。个性化自主学习，顾名思义，即富有个性特点的自我控制性学习。“个性化”即个人自学习中表现除与他人不同的优势特色。“自主”即做学习的主人，主动积极的学习，充分体现学习的自我控制。如果从教的角度来讲，个性化自主学习的实质就是“因材施教”，如果从学的角度来讲，个性化自主学习的实质就是发挥学生的“主体性”。其基本操作程序为：创设学习情景自主搜寻信息协作指导探索自主意义建构合作运用创新,（4）教学内容：设想将天文知识拆分为若干专题进行展开和介绍，每一个专题链接一个专题教学网站，网站的功能定位为：资源性功能，交流协作性功能，专题研讨功能，在线评价和测试功能。网站包括教学系统，天文论坛，留言簿，信息发布，在线答疑，管理系统六大模块。利用ASP技术设计完成教学站点的软件系统，利用连接VO数据库实现教学站点内容的开放管理与及时更新，并还可使用多媒体技术，实现多媒体教学内容的网上直播。具体的教学内容设计有待进一步的探讨,
