现代教育技术的基本模式.doc

现代教育技术的基本模式对于从事教育技术工作者来说，既要注意研究媒体的理论与应用，更要注意研究学生的学习过程以及与学习过程密切相关的教学模式。为了便于考察网络化时代的CAI发展全貌，华东师范大学祝智庭教授首先在国际上从教育哲学的角度提出了-个CAI模式分类模型(Zhu，1996)。该模型从两个不同角度考察CAI：一个是认识论角度，另一个是价值观角度。从认识论角度来看，存在着二种比较对立的观点：客观主义与建构主义。客观主义认为世界是实在的、有结构的，而这种结构是可被认识的，因此存在着关于客观世界的可靠知识。人们思维的目的乃是去反映客观实体及其结构，由此过程产生的意义取决于现实世界的结构。由于客体的结构是相对不变的，因此知识是相对稳定的，并且存在着判别知识真伪的客观标准。教学的作用便是将这种知识正确无误地转递给学生，学生最终应从所转递的知识中获得相同的理解。教师是知识标准的掌握者，因而教师应该处于中心地位。建构主义认为实在无非是人们的心中之物，是学习者自己构造了实在或至少是按照他的经验解释实在。每一个人的世界都是由他自己的思维构造的，不存在谁比谁的世界更真实的问题。人们的思维是工具性的，其基本作用是解释事物和事件，这些解释构成了各人各异的知识库。在作这些解释的时候，思维对来自外界的输入作过滤。由建构主义观点得出的一个重要结论是，由于人们对于世界的经验各不相同，人们对于世界的看法也必然会各不相同。知识是个体与外部环境交互作用的结果，人们对事物的理解与个体的先前经验有关，因而对知识正误的判断只能是相对的；知识不是通过教师传授得到，而是学习者在与情景的交互作用过程中自行建构的，因而学生应该处于中心地位，教师是学习的帮助者。从价值观角度来看，同样存在着两种比较对立的观点：个体主义与集体主义。个体主义是西方国家特别是美、英等西方国家的核心价值观，在教育中表现为普遍采取个别化的教学计划，鼓励学生个人间的竞争。个别化CAI与这种价值观是完全吻合的。集体主义价值观在社会主义国家和许多东方国家中占主导地位，在教育中表现为普遍采取集体化的教学计划，鼓励学生之间相互帮助和发扬团体精神。CAI中多媒体化课堂教学和计算机支持合作学习能够较好的体现这种价值观。应当指出，这两种不同价值取向的极端化在教育实践中都是有害的。过份依赖集体化教学方式会妨碍学生个性的发展，过度使用个体化教学方式会对学生的情感发展和社会技能产生不利影响。关于CAI的基本模式，目前有两类常见的定义与归纳。第一类的定义与归纳如下：在CAI中，所谓模式是指根据教学目标和教学内容所选择的教学方法，也称教学策略，它反映了利用计算机进行教学活动时的交互方式。1、个别指导个别指导通常用于上述教学模型的前两个阶段，它能起到代替教师呈现信息和指导学生学习，使学生获得知识的作用。在这种模式中，在程序的控制下，计算机与学生之间有着良好的交互对话，计算机呈现教学信息，向学生提出问题，学生通过输入设备回答问题，计算机接收回答、判断并呈现有针对性的反馈信息，像家庭教师那样对学生进行个别指导，在CAI发展初期，个别指导广泛用于各种CAI课件中。2、操练和练习许多教育者认为操练不能充分发挥计算机的优势，许多操练通过使用工作手册或闪烁卡是很容易实现的。确实，大多数现有的操作，未能充分发挥计算机的效能，但计算机的操练比起工作手册、闪烁卡、教师控制的操练来说，显得更加有效。实际上，教师不可能像计算机那样同时对那么多学生快速地、准确地、不知疲倦地为学生提供操练。另一个批评说操练太多，事实上是好的操练太少。在教学过程中，练习是非常重要的。操练和个别指导等方法结合在一起为学生提供练习，特别是对于一些诸如基本数学技能、外语拼写等需要熟练掌握的教学内容，是十分必要的。操练是跟在用来提供信息和指导学生的教学方法之后。在计算机辅助教学中，操练是在适当的个别指导和模拟之后，即以计算机为基础的操练，是在阅读活动、一节课或小组讨论之后进行的。3、模拟模拟是在控制状态下对真实世界的再现。模拟中的控制可以通过计算机软件实现，模拟软件在显示器上呈现某种真实现象或过程的情景，学生通过键盘或鼠标输入适当的参数，可观察到屏幕上情景的变化，并在短时间内看到真实事物长时间的变化过程；也可以通过硬件实现模拟中的控制，这些硬件通常称为模拟器，它实际上是一种设备的复制品，一般用于教学生如何操作或维修实际的设备。在教育中，模拟是一种通过模仿或再现真实世界的某些方面而教授有关知识的有力工具。模拟课件不仅能激发学生的学习动机，而且还能通过交互作用产生学习。与交互式指导不同，它不是通过提供信息和应用适当的提问-回答技巧帮助学生学习，而是让学生通过在一个类似于真实世界的背景中实际操作将要学习的活动从而进行学习。根据模拟实现的目标可将模拟分为两大类，即教授知识的模拟和教授技能的模拟，前者可分物理(physical)模拟和过程(process)模拟。后者分为程序(procedural)模拟和情境(situational)模拟。实际上，绝大多数模拟不能单纯地归入某一类，而是不止一种类型的组合。(1)物理模拟在计算机辅助物理模拟中，一般是在屏幕上呈现一个物理实体或现象，让学生学习有关知识。例如一个物理实验模拟，在实验中，学生推动一个炮弹从加农炮中射出，改变射出的速度、角度和其他参量。程序显示炮弹的路径并用图形显示其他信息，学生可以观察到什么样的加农炮角度可使炮弹射得最远。利用模拟做这个实验的好处是学生付出比在实验室中用真实实体做实验更少的努力而完成更多次的尝试，学生能够比较在不同条件下实体射出的路径。在真正的实验室中，学生只能研究一个有限的速度范围中实体的发射，而不能操纵摩擦力或其他参数，也不能观察到发射体的精确路径。(2)过程模拟过程模拟与物理模拟都试图教授有关事物的一些知识，在这一点上它们十分相似。过程模拟一般是用来告知学生有关一个过程或概念的知识，而这个过程或概念在现实中是不能以视觉形态呈现给学生的，比如经济如何运作、供求规律如何影响价格变动、人口如何增减等。过程模拟另外一个显著特征是它是真实过程的加速或减速的变形，即它们将真实的情境过程中发生的速率改变到可以促进学习的那一种状态。一些行为太快以至不能观察到，比如电子的运动或光的传播。另一些行为则需很长时间，以致要获得有关这些过程的结果是很困难的，例如，遗传模拟课件，能使学生在几分钟内就能了解基因遗传规律，类似的有关人口数量的模拟，可以帮助学生研究各种不同因素对人口增长的影响。(3)程序模拟绝大多数程序模拟的目的是教授能构成一个程序的行为序列，例如作一个手持计算器或电话机，诊断一个设备的故障或使航天飞机着陆等。程序模拟的一个重要类型是诊断模拟。学生面对一个需要解决的问题，必须遵循一系列步骤来确定解决方法，例如在医疗情境中，学生必须诊断病人的病情并开出合适的处方，其他的模拟像诊断电子设备或汽车的故障，鉴定未知物质或矿产等。程序模拟的一个主要特征是学生学习操作的一些行为序列，会有一个或多个正确的或为某些学生所喜爱的步骤顺序，然而，达到同样的结论，也许有许多不同的方式，但它们并不是同等有效的，程序模拟给学生提供了探索这些不同路径及其相关结果的机会。(4)情境模拟情境模拟是研究处于不同情境下人们的态度或行为，而不是技能性操作。与教授系列规则和程序模拟不同，情境模拟通常允许学生探索一个情境中采取不同方式行为的结果，或在其中扮演不同的角色，在所有的情境模拟中，学生都是情境的一个组成部分，承担其中一个主要角色，其他角色可以由与同一个程序有交互作用的学生承担，亦可由扮演人的角色的计算机来承担。4、游戏游戏是通过熟练地使用一套规则而成功地达到目标的过程。游戏软件经常给做游戏的人构成一种拼博和解决问题的环境，使他们受到刺激，激起对最后的结果-获得胜利的期望，从而进行激烈的拼博。关于游戏的定义至今还没有一个公认的令人满意的说法。但是当我们考察各类教学游戏时会发现它们都在不同程度上显示出一些共同的特征，这些特征是：(1)目标-每一个游戏都有一个目标，这是每个游戏者最终要获得的结果。在一些游戏中这种结果是分数；在另一些游戏中，这种结果可能是解了多少个谜，答对了多少个单词，或者解决了多少个问题等等。(2)规则-规则是在一个游戏中允许的行动和强加的限制。规则可以更改，以适应变化的需要，使游戏更加有趣。(3)竞争-游戏通常包含某种形式的竞争，这种竞争可以是与对手对抗，与自己对抗，与机遇对抗或与时间对抗，许多游戏将这些要素合并在一起。(4)挑战性-游戏最具吸引力的特征之一是它提供某种类型的挑战性，与目标不同，它促使游戏者采取各种行动以便达到目标。(5)幻想性-游戏通常依靠幻想性来激发动机，幻想性的程度可以是接近真实情景或远离真实，直到一种完全是想象出来的游戏。5、测试测试是教学活动中的重要一环。利用计算机进行测试是计算机辅助教育的一项重要内容，它既是CAI不可缺少的组成部分，又是CMI的一个重要应用，其作用是：判定学生知道什么，不知道什么；根据学生表现排顺序；安排升级或降级。更重要的作用有大学升学考试和干部选拔考试等。在测试过程中使用计算机有两种主要途径：一是在计算机的帮助下构成测试，二是使用计算机管理测试。在计算机构成测试中利用计算机出题、打印、阅卷判分。另外随着微型计算机和带终端的网络计算机的大量使用，通过计算机或终端直接管理学生的测试已经成为可能。这两种应用各有优势和局限，但只要使用得当就能在保证质量的情况下节省大量时间，通常还能够提高测试质量。6、问题解答问题解答型课件是为使用者提供一个软件环境，以帮助他们对计算问题和操作性问题的求解。在计算软件包中含有各种计算程序，学生可以根据需要进行调用，让计算机完成计算问题，而学生把主要精力放在分析实际问题、建立表达式上。在不存在数学训练情况下，可以使用模型或计算机程序等各种技术来辅助问题求解。例如，商业学校利用交互式财政规划系统IFPS(Interactive Financial Planning Sytem)来帮助学生掌握与财政规划有关的内容以及成本与售价间差额单的使用等。程序还允许学生根据预算、产品、销售以及其他因素来建立一个商业模型，然后操纵这个商业模型，以进一步提高他们的规划商业的能力，这实际上是一个模拟问题。利用计算机的问题解答与通过其他方法进行问题解答之间没有什么本质区别，在这里计算机是学生们必须学习操纵的工具，如同他们操纵其他工具那样。但是利用计算机进行问题解答能够以新的方法获得更多的学习经验。7、发现学习发现学习模式是教师将学生置于构造好的环境之中，并给他们提供探索、分析和掌握新概念和原理的工具，通过学生自己的探索进行学习。许多开拓性工作是由美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的西摩?佩珀特(Seymour Papert)及其合作者指导完成的，佩珀特很久以前就注意到了学生掌握数学的基本概念和运算中的问题。他将数学学习和语言学习做了比较，并且推断学生学习语言要容易，因为语言是他们日常生活中最活跃的部分，而且是他们论及周围世界的最重要的工具。佩珀特试图利用计算机为学习数学建立一个环境。他研究了一种叫做LOGO的计算机程序语言，允许学生用简单的术语与计算机通讯。LOGO能按指定的方向画线，学生按照一定的语言规则在终端屏幕上移动一个海龟(turtle)，以产生各种各样的图形。学生学习语言操作，试着使用各种命令及其新的组合，产生预期的或偶然发现的几何图形。因此使他们以极高的兴趣，主动而自然地应用和了解数学原理。第二类的定义归纳如下：1、个别指导此类CAI企图在一定程度上通过计算机来实现教师的指导性教学行为，对学生实施个别化教学，其基本教学过程为：计算机呈示与提问学生应答计算机判别应答并提供反馈。应当指出，实际上存在二种不同性质的个别指导方法，一是程序式个别指导，二是对话式个别指导或称苏格拉底法(Socratic method)。一般情况下大多指前者。后者需借助人工智能技术来实现，因此又称为智能导师系统。在多媒体方式下，个别指导型CAI的教学内容呈示可变得图文并茂、声色俱全，并可使交互形式更为生动活泼。2、智能导师系统此类CAI系统企图利用人工智能技术来模拟家教的行为，允许学生与计算机进行双向问答式对话。一个理想的智能导师系统不仅要具有学科领域知识，而且要知道它所教学生的学习风格，还能理解学生用自然语言表达的提问。然而，世界上迄今所建立的此类系统能达到实用水平的屈指可数。3、教学模拟与游戏教学模拟与游戏代表一大类CAI应用。教学模拟是利用计算机建模和仿真技术来表现某些系统(自然的、物理的、社会的)的结构和动态。教学游戏本质上也是一种模拟程序，只不过在其中刻意加入趣味性、竞争性、参与性的因素，做到寓教于乐。在教学游戏中利用多媒体技术，不但可使模拟的现象变得更加逼真，而且可创造在现实世界中难觅的虚拟现实情景。教学模拟与游戏往往与一种称为个案学习(Case studies)的CAI模式相交错，埃林顿(H.Ellington，1981)等人推出的一个模拟、游戏、个案学习三者之间的关系模型，有助于我们澄清概念。罗密佐斯基(Romiszoski，1984)则进一步刻划了它们各自的本质区别。4、操练与练习此类CAI并不向学生教授新的内容，而是由计算机向学生逐个呈示问题，学生在机上作答，计算机给予适当的即时反馈。运用多媒体，可将许多可视化动态情景作为提问的背景。应当注意，从严格意义上说，操练(Drill)与练习(Practice)之间是有一定概念区别的：操练基本上涉及记忆和联想问题，主要采用选择题和配伍题之类的形式；练习的目的重在帮助学生形成和巩固问题求解技能，大多采用短答题和构答题之类的形式。5、个案学习此类CAI系统为学生提供一种丰富的信息环境，系统中包含从实际案例中抽取的资料，让学生以调查员的角色去调查案倩(犯罪案件、医疗事故、道德伦理问题等)，通过资料收集、分析和决策，得出问题的结论。6、教学测试此类CAI只用于检测学生的学习成果。由计算机向学生逐个呈示问题，学生在机上作答，计算机给予评分但不给予即时反馈。运用多媒体，可使试题形式更为多样化。7、教学咨询此类CAI本质上是数据库系统和情报检索技术的教学应用，能按照学生的提问从数据库中检索出有关信息。学生利用系统的信息服务功能，通过信息收集和推理之类的智力活动，得出对预设(通常由教师所给)问题的解答。8、微世界此类CAI是利用计算机构造一种反应性的学习环境。大多数微世界是借助计算机模拟技术构造的，例如，有一个名叫电子工作台(Electronic Workbench；EWB)的软件系统允许学习者利用它提供的元件构造各种模拟电路和数字电路，并能动态测试电路的性能；还有一个名叫交互性物理(Interactive Physics；IP)的软件系统允许学习者构造属于牛顿力学系统的实验。LOGO语言也被认为是一种微世界，因为它提供的海龟作图世界允许学习者进行操纵并观察其反应。9、问题求解此类CAI是让学生利用计算机的信息处理功能解决学科领域相关的问题，通常有两种不同的做法：一是让学生利用某种计算机语言来编制解决问题的程序，如Pascal、BASIC等，LOGO语言也可同时当作适合于儿童的问题求解语言；二是向学生提供问题求解软件包，如力学计算程序、化合分析程序、社会科学统计软件包(SPSS)等。就从CAI范畴来说，后一做法现已成为主流，因为它可使学生将精力集中于问题求解的方法方面而非编程细节。10、认知工具将计算机作为工具基本上有两种不同的用途：一是作为生产力工具，重在帮助人们提高工作效率，例如用文字处理系统(如WORD)编辑文稿；一是作为认知工具或称智力工具，例如意义网络建立工具、专家系统、电子报表、数据库系统等，可以支持学生的思维活动。将计算机作为认知工具用于教学本质上属于CAI范畴。按照乔纳森(Jornassen，1996)的观点，计算机认知工具可以在不同程度上支持学生的评判性思维、创造性思维和综合性思维。11、电子书电子书是按照一定的结构组织而成的计算机可视化学习材料，包括电子百科、人物传记、历史资料、趣味读物等。按照英国著名多媒体专家巴克(P.Barker)的观点，电子书的基本特点是超媒体、反应性、替代性、学习者控制和界面复合性。许多电子书在界面环境中嵌入了某些学习工具软件，如信息检索、电子笔记本等。我们可以将电子书看作为自由式CAI。说电子书可以支持建构主义学习，是因为电子书以超媒体为基础的信息环境为学生者创造了自由探索的学习条件。12、计算机支持合作学习计算机支持合作学习(Computer-Supported Cooperative Learning或Computer-