（教育技术学专业论文）信息化教学设计模型研究与软件开发.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st “s i s 摘要 自2 0 世纪9 0 年代以来，国际教育界出现了以信息技术( i n f o m a t i o n t e c l l l l o l o g y ，简称i t ) 的广泛应用为特征的发展趋向，国内学者称之为教育信 息化现象。其核心是发展以i n t e r n e t 为核心的综合化信息服务体系和推进信息 技术在社会各领域的广泛应用，特别是把i t 在教育中应用作为实施面向2 1 世 纪教育改革的重要途径。我国也把教育信息化作为国家的重要战略，要求在 大、中、小学尽快普及信息技术教育，促进教育信息化。 教学设计是2 0 世纪6 0 年代以来逐渐形成和发展起来的一门实践性很强的 应用科学，是教育技术学领域中很重要的一个分支【2 】。教学设计是教育技术理 论与实践之间的一个桥梁，教育技术在教学活动中能起到多大的作用，关键在 于教学设计。 随着教育信息化的不断发展，信息化教学设计应运而生。信息化教学设计 是以现代信息技术和丰富的学习资源为基础，以学习者的学习过程为中心的教 学设计，能适应信息时代多样化教学目标的要求，其主要特征是：以学为中心， 丰富的学习资源。强调任务驱动学习、问题解决学习和协作学习，重视对学习 过程和学习资源的评价i j j 。 信息化教学设计理念和实践的出现是现代教育技术发展的必然趋向，标示 着教育技术币从教学技术( 教授的技术) 转变为真正意义上的学习技术( 学的 技术) 。信息化教学设计的实质，就是将教学设计的理论用于教育信息化中， 从而把教学设计的思想带入到教学领域的第一线，实现信息化环境下对教学模 式的更新。学科教师能够通过信息化教学设计，把信息技术作为教学工具，作 为信息化教学资源和学习资源的开发工具，并引导学生把信息技术作为认知工 具和解决问题的工具，从而逐步做到信息技术与学科教学的有机结合，推动教 育信息化。 通过调查显示，目前教学设计在中学课堂教学中的应用情况还不容乐观， 并且，国内对信息化教学设计，还主要停留在理论上的探讨，没有开发出一个 慕篙耋。 专门的、实用的信息化教学设计软件。因此，信息化教学设计软件的开发，对 全面推进信息技术教育、推动信息技术与课程整合具有重要的意义。 本文共分为七个部分。第一部分，从目前信息化教学设计的实践和理论研 究中存在的问题出发，提出了设计和开发信息化教学设计软件的意义和必要 性，并且对信息化教学设计进行了界定。 第二部分，对信息化教学设计的理论基础进行了分析，着重介绍了系统科 学理论、学与教的理论和教学设计理论对信息化教学设计软件设计与开发的启 第三部分，以前面概述的系统科学理论、学与教的理论和教学设计理论等 为理论基础和指导思想，按照系统建模的一般程序和课堂教学设计的基本结 构，建构了一个适用于中学课堂教学的信息化教学设计模型，从整体上把握信 息化教学设计，建立一种教师可操作的程序，阐明在信息化教学设计过程中各 要素之问的联系，认识信息化教学设计的结构和组成部分。 第四部分，是对信息化教学设计软件功能的设计。由信息化教学设计模型 为指导，具体地设计改软件要实现的功能。 第五部分，是信息化教学设计软件的开发，通过一定的创作工具和编程语 言，将信息化教学设计模型转化为实用的软件。 第六部分，对信息化教学设计软件的测试和试用结果作了报告。 最后，对信息化教学设计软件所存在的问题和改进的方向作了说明。 关键词 信息化教学设计模型建构功能实现 硕士学位论文 h n s t e r s i l e s i s a b s t r a c t f r o m19 9 0 s ，t h ei n f o n t i a t i o nt e c h n o l o g yi su s e dw o r l d w i d e l yi nt h ea r e ao f e d u c a t i o n ，t h i s t r e n di sn a m e da se d u c a t i o ni n f o r m a t i z a t i o nb yt h eh o m es c h o l a r s t h ec o r eo fe d u c a t i o n i n 矗) r m a t i z a t i o ni st ob u i i dt h ej n t e r n e t c e n t e r e dc o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o ns e r v i c es y s t e ma n d a c c e l e r a t et h eu s eo fi n f o m a t i o n t e c h n o l o g yi na l lf i e l d so f t h es o c i e t ye s p e c i a l ly ，i tr e g a r d st h e u s eo fi n f o r m a t i o nt e c h n o i o g yi n 色d u c a t i o na st h em a i nw a yt ob o o s tt h ee d u c a t i o nr e f o r m f 如i n g t o2l t hc e n t u r yi nc h i n a ，e d u c a t i o ni n f o r r n a t i z a t i o ni san a t i o n a ls t r a t e g y a d m i n i s t r a t i o n d e m a n dt h a ti n f o m l a t i o nt e c h n o l o g ye d u c a t i o ns h o u l db e s p r e a d e di nk 1 2e d u c a t i o na n dh i g h e r e d l l c a t i o ni no r d e rt o 口r o m o t ee d u c a t i o ni n f o r m a t i z a t i o n 1 n s t r u c t i o n a l d e s l g ni s a na p p l y l n gs c j e n c ef e a t u r e da s p r a c t i c ew h i c hs h a p e di n 19 6 0 sa n d m a t u r e dl a t e la n di so n eo f t h em a i nd o m a i n so f e d u c a t i o n t e c h n o l o g yw h o s e v a l u ej ne d u c a t i o n d e p e n d so ni n s t r u c t i o n a ld e s i g nw h i c hi sa “l i n k i n gs c i e n c e ，b e t w e e nt h et h e o r ya n dp r a c t i c eo f e d u c a i i o n a l t e c h n o l o g y i n f o r m a t i z e di n s ”u c t i o n a ld e s i g n ( i i d ) w h i c he m e 唱e dw i l ht h e d e v e l o p m e n to fe d u c a t i o n i n r ) r m a t i z a t i o ni sa ni n f o r m a t i o nt e c h n o i o g y s u p p o n e d ，l e a m i n gr e s o u r c e - b a s e da n dl e a m i n g p r o c e s s c e n t e r e d i n s t r u c t i o n a l d e s i g n ， w h i c h a d a p t s t ov a “o u s l e a r n i n go b j e c t s i nt h e i n r ) r m a t i o ne r aa 1 1 dh a ss u c ht r a i t sa sl e a m i n g - c e n t e r e d ，l e a r n i n gr e s o u r c e _ b a s e d ，t a s k d v i n g ， p r o b l e m s o l v j n g a n dc o l l a b o r a t i v ea n de v a l u a t i o no f p m c e s s a n d r e s o u r c ef o r 1 e a r n i n g e m d h a s i z e d a st h eo u t c o m eo f t h e d e v e l o p m e n to f m o d e r ne d u c a t i o n a lt e c h n 0 1 0 9 y ，t h ei d e a sa n dp r a c l i c eo f i i di n d i c a t e st h e p a r a d i g ms h i rf r o mi n s t r u c t i o n a lt e c h n o i o g y ( t e c h n o l o g yf o rt e a c h i n g ) t o l e a m i n gt e c h n o l o g y ( t e c h n o l o g yf o rl e a m i n g ) t h ee s s e n t i a l so f i i di st oa p p l yt h ei n s t r u c t i o n a i d e s i g nt h e o r y i ne d u c a t i o ni n f o r m a t i z a t i o ns ot h a lt h ei n s t r u c c i o n a l d e s i g nt h o u 曲tc a nb e i n j e c t e di n t ot h op r a c t i c eo fi n s t r u c t i o na n di n s t r u c t i o n a lm o d e lc a nb ec h a n 2 e dt oa d a p tt ot h e e n v i r o n m e n to fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y v i ai i d ，t e a c h e r su s e i n f o r m a “o nt e c h n o l o g va s t e a ( ：h i n gt 0 0 l sa n dd e v e l o p i n gt o o l so fr e s o u r c ef o rt e a c h i n ga n dl e a m i n ga n dg u d es t u d e n t sc o u s ei n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a s c o g n i t i o nt 0 0 l sa n dp r o b l e m - s o l v j n gt o o l s i nt h i sw a y ，t h e i n t e g r a t i o n o fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n dc u r r j c u l u mc a nb e r e a l i z e da n de d u c a t i o n i n f o r m a t i z a t i o nc a nb ed r o m o t e d b u tf r o mi n v e s t i g a t j o n ，w e 疗n dt h a tt h ep i c t u r e ，t h ep r a c t i c eo fi l di ns e c o n d a 叮e d u c a t i o n ，i s n o ts a t i s f y i n g b e s i d e s ，t h eh o m er e s e a r c ho ni i dj u s tr e s t so ni t st h e o r e t i c a i l e v e la n dt h e r ei s n oa ne 。p e r ta n da p p l i e dp l a t f o m lf o ri i d s d ，t h ed e v e l o p m e n to fi i dp l a t f o r mi si m p o n a n tf o r t h ep r o m o t i o no fj n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ye d u c a t j o na n di t si n t e g r a t i o ni n t oc u r r i c u l u m t h i sp a p e rh a ss e v e np a r t s i nt h en r s tp a n ，s e n i n gf m mt h ec u r r e n tr e s e a r c ho fi i dp r a c t i c ea n d t h e o r y t h ea u t h 0 7p r e s e n t st h es i g n i n c a n c eo fl h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to f a ni i dp l a t f o r m a n dd e n n e st h ei i d t h es e c o n dp a r ta n a l y s e st h et h e o r e t i c a lb a s eo fl i d ，e m p h a s z e st h eh i n to fs y s t e mt h e o 。y t e a c h i n ga n dl e a m i n gt h e o r yf o rt h ed e s i g na n dd e v e i o p m e n t o fa ni i dp l a t f o r m i nt h et h i r d p a r t ，b a s e d o nt h ef o r m e rp a r t ，t h ea u t h o rc o n s t r u c t sa ni i dm o d e lw h i c hi s a pp l i c a b l ei ns e c o n d a r ye d u c a t i o na c c o r d i n g t ot h ep r o c e d u r eo fm o d e l i n ga n dt h ec o n s t r u c “o n o fi i ) o nl e s s o nl e v e i b yt h ei i dm o d e l ，w ec a nh o l dn 他i i dw h o i l y ，m a k ea o p e r a b l ep r o c e d u r e f o rc h et e a c h e lc l a r i 母t h e r e l a t j o n s h i p b e t w e e nt h ee l e m e n t so ft h ep r o c e d u r eo fl i d ，a n d u n d e r s t a n dt h es t r u c t u r ea n dc o m d o n e n t s0 fi i d t h ef o u n hp a r t | st h ed e s i g no fl l dp l a t f o r mw h i c hi s g u i d e db yl l dm o d e la n dr e a l l z e st h e f u n c t o no f t h ep l a t f o r mc o n c r e t e l y t h en 骱p a ni st h e d e v e l o p m e n to fi i dp l a t f o r m t h ea u t h o ru s e st h ea u t h o r i n gc o o la n d p r o g r a m m i n g1 a n g u a g et ot r a n s f o r mt h e1 1 dm o d e li n t ot h ea p p l l c a t i o n s t h es i x t hp a r ti sa b o u tt h et e s t i n go f t h ei i da p p l i c a t i o n sa n di t sr e p o n a ti l s t ，t h ea u t h o rm a k e ss o m ee x p l a j n a t i o n sf o rt h ed e b u gi nt h ei i dp l a t f o r ma n dp r e s e n t st h e d i r e 【：t i o nt om e n di t k e y w o r d s i n f o m a t i z a t i o n ；i n s t r u c t i o n a ld e s i g n ：m o d e lc o n s t r u c t i o n ； f u n c t i o nr e a l i z a t i o n 硕士学位论史 1 引f ：r sl 】i 眄i 、 第一章问题的提出 任何一个科学研究课题的选择和确定，都应该具有比较重要的理论和现实 意义，这也是评价科学研究水平高低的最基本标准。因此，在对课题进行全面 探讨之前，我们对所研究课题在目前领域的实际情况和研究现状、以及本课题 的理论意义和现实意义进行认真全面的论证和把握，并且对课题名称中的信息 化教学设计进行了界定，主要回答为什么选择此课题作为研究方向，以期对研 究过程和研究结果产生积极的影响。 1 1 实践和理论研究中的主要问题 1 1 1 教学实践中的问题 在开始信息化教学设计软件的设计之前，我们针对中学教师运用教学设计 的基本状况，对湖北省内不同地区的中学教师进行了抽样问卷调查。调查地点 为武汉和襄樊，既包括省重点学校( 华师一附中，襄樊血中) ，也有普通中学 ( 武汉月湖中学，襄樊3 3 中) ，涉及初中和高中共六个年级，学科分布为语言、 数学、英语、物理、历史等1 2 个学科，基本包括了目前中学所开设的学习科 目。共发出问卷1 0 0 份，回收了9 i 份。 通过对回收的问卷进行分析，目前教学设计在中学的教师中的运用情况不 容乐观。有3 41 的教师不知道教学设计的确切含义；只有1 8 7 的教师系统 学习过有关教学设计的知识，6 3 7 的教师自学过些教学设计知识，还有1 65 的教师根本没有学习过有关教学设计的理论知识。在教学活动中，只有2 3 1 的教师经常运用教学设计原理，大部分的教师( 6 7 o ) 偶尔使用，还有4 4 的教师从未使用过教学设计。 这些数据表明，教学设计在教学实践活动中，得到的重视还远远不够。因 为教学设计是近十年来，才逐渐在大学教育中出现，并得到重视，很多教师由 于历史的原因，对教学设计的原理与方法没有经过系统的学习和训练，因此， 他们不会运用教学设计原理科学地指导教学活动。从问卷分析结果来看，不管 教师的教学设计水平如何，大部分的教师认为，教学设计在实际教学中还是有 硕士学值论文 1 、lr r s l 巧i 、 作用的，只有1 4 3 的被调查教师认为教学设计在教学活动中所起的作用不 大。因此，我们针对中学中存在的这些问题，选择了“信息化教学设计模型研 究与软件开发”这个课题，旨在通过我们的努力，将有关信息化教学设计的理 论知识、设计方法、课件制作等集成在一起，利用飞速发展的网络技术，将这 个软件做成一个基于网络的、实用的教学设计系统，提供给广大的中学教师使 用，提高教师的教学设计理论水平，帮助他们在开展教学活动之前，进行信息 化教学设计，设计出合理的教学设计方案，从而优化教学效果。 1 1 2 理论研究中的问题 早期的教学设计理论只热心于教学设计过程模式、目标分解、任务分析、 教学目标的阐述方法、教学策略的选择方法、媒体选择的方法和媒体材料丌发 方法等方面的研究。在现今的信息化时代，现代教学设计理论除了研究上述问 题之外，还应提供以下几种方法和工具： 1 教学问题症状鉴别和根源分析 早期教学设计理论将教学问题与学习需要混为一谈，认为学习需要就是教 学问题。因而并不关心产生学习需要的原因，也不提供分析教学问题根源的理 论框架。现代教学设计理论应弥补早期理论在这方面研究的不足，着重研究教 学问题的症状鉴别方法、根源分析的理论框架和如何对症施策的方法。 2 学习行为的分析和设计 现代教学设计的核心是学习者学习行为的设计。学习行为的分析是设计的 前提。行为本身是个系统，它包括行为主体( s u b ；e c t ) 、行为客体( o b j e c t ) 、行 为： 具( t 0 0 1 s ) 、行为主体所在的群体( c o m m u n i t y ) 、该群体的组织规则( r u l e s ) 和任务分工( d i v i s i o no f l a b o u r ) 等要素。行为是一个有结构有层次的系统，行 为由活动组成，活动由操作组成。要想理解学习者的学习行为，必须分析学习 者的学习行为系统及其结构。目前教学设计理论尚不能提供成熟的学习行为的 分析和设计方法。 3 学习任务的设计方法 完整的教学问题解决方案包括抽象的教学模式和具体的学习任务两个部 分。学习任务是对学习者学习内容、学习活动和学习成果的总描述。学习行为 ， 硕士学位论文 1 、州l i l sj i i 髓i 的分析和设计是学习任务设计的基础。总的来说，目前还没有比较成熟的学习 任务的设计方法。 目前，国内对信息化教学设计，还主要停留在理论水平上，研究流于表层， 偏重理论化，缺乏可操作性，没有开发出一个专门的实用的信息化教学设计软 件，忽视了信息化教学设计在教学第一线的实际应用研究和实验研究。 1 2 设计与开发信息化教学设计软件的意义 1 2 1 促进信息技术教育的全面推行 信息技术综合了人类最新的科学技术，并已经渗透到人类社会的政治、经 济、文化、科技、教育、生活等领域，促进了人类进入信息时代。有鉴于此， 我国教育部决定从二o o 一年起用五到十年左右时间在全国中小学基本普及 信息技术教育，全面实施“校校通”工程，以信息化带动教育的现代化，努力实 现基础教育跨越式发展”】。 信息技术教育是运用信息技术进行教育活动，是以培养学生信息素质( 信 息意识、知识、能力、道德) 为目标的教育。如何贯彻和实现信息技术教育， 是我们教育工作者所应该关心的重要研究课题。目前我国的信息技术教育依托 的仍然是学校的课堂教学，如何在课堂教学中有效地实施信息技术教育是全面 推行信息技术教育的主渠道和突破口。学习者在校期j 自j ，他们的大部分时间是 存课堂上渡过的，学习者信息技术素养的形成是一个过程，这种过程主要体现 在教与学的过程之中。教师是实施信息技术教育的主体，课堂是教师发挥教学 主体作用的主要阵地。设计和丌发出信息化教学设计的软件，可以给教师提供 科学的教学设计方案，采用合理的教学策略，从而在课堂上真f 实施信息技术 教育，提高教学质量。 1 2 2 有利于推动信息技术与课程整合 信息技术与其他课程教学的整合，目前已成为我国信息技术教育乃至整个 教育信息化进程中的一个热点问题。 信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息 硕士学位论文 、1 lf i tsl ：s 卜 方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教 学方式。信息技术与课程整合的根本宗旨是要培养学习者能够在信息化的环境 中，利用信息技术完成课程学习的目标并学会进行终身学习的本领。 我们研究的课题信息化教学设计软件的开发，目的是建构个基于网 络的信息化的教学设计平台。不同学科的教师，可以根据学习者的具体情况， 利用我们平台所提供的教学设计方案，合理地安排教学活动，科学地实施课堂 教学，更好地实现信息技术与其他课程的整合，并且在这个过程中使学习者掌 握信息时代的学习方式：利用资源进行学习；在数字化情境中进行自主发现的 学习；利用网络通讯工具进行协商交流、合作讨论式的学习；利用信息加工工 具和创作平台，进行实践创造的学习 5 j 。 12 3 规范教学设计的科学操作 我们所研究课题的理论基础之一就是教学设计理论。教师在课堂教学中的 作用，抽象出来，可以看作是两个方面的问题，即“教什么”和“怎么教”， 教学设计的全部过程则充分反映了这两个方面。 当前我国中小学教师教育科学学习和研究的机会不多，对教育科学和学习 科学理论的理解和掌握上存在着一定的困难。反映在教学设计上，主要表现为 两个方面： 一方面，课堂教学方案的设计主要停留在经验水平上。由于大多数教师并 没有掌握一整套的教学设计方法，因而在具体的课堂教学的设计过程中多数情 况下缺乏明确的设计思想和理论的指导，往往只是出于自己长期从事教学工作 积累的经验，按照自己的理解设计教学。 另方面，教师在教学方案的设计上往往不能遵从同一个理论框架。对于 一些对教学设计有所了解的教师来说，由于传统的教学设计是一个非常复杂和 费时的工作，一些教师在利用教学设计设计教学时往往感到过于繁琐，同时由 于过去教师备课主要是按照教学论的方式来进行的，一时无法完全的摆脱过去 的影响。这样，反映在教学设计上就是各种理论和方法混杂在一起，无法协调。 我们进行信启、化教学设计软件的设计和开发的目的之一就是试图改变这 种状况。通过信息化教学设计软件，我们给教师提供一个严格地按照先进的教 4 硕士学位论文 、1 sj _ f r sj j j s j ， 学设计理论来进行教学方案设计的一个软件平台，通过这个软件平台给教师的 教学设计提供按部就班的指导。教师使用这一软件平台进行设计教学的过程， 实际上也就是严格遵循教学设计理论的过程。信息化教学设计软件平台将摒弃 传统的教学论中备课的陈旧方法，为教师的教学方案的设计提供一个完全基于 教学设计理论的一个框架。这将改变教师基于经验水平设计教学或者是各种理 论框架混杂不清的情况，规范教学设计的科学操作。 1 3 关于信息化教学设计的界定 1 3 1 关于信息化教学设计本质的研究 1 教育信息化的发展 自2 0 世纪9 0 年代以来，国际教育界出现了以信息技术( i n f o r n l a t i o n t e c h n o l o g y ，简称i t ) 的广泛应用为特征的发展趋向，国内学者称之为教育信 息化现象。 教育信息化的概念是在2 0 世纪9 0 年代伴随着信息高速公路的兴建而提出 来的。美国克林顿政府于1 9 9 3 年9 月正式提出“国家信息基础设施”( n a t i o n a l i i l f o h l l “o n i n 厅a s t r u c t u r e ，简称n i i ) ，俗称“信息高速公路”( i n f o r m a t i o n s u p e r h i g h w a y ) 的建设计划，其核心是发展以i n t e m e t 为核心的综合化信息服 务体系和推进信息技术在社会各领域的广泛应用，特别是把i t 在教育中应用 作为实施面向2 l 世纪教育改革的重要途径。美国的这一举动引起世界各国 的积极反应，许多国家的政府相继制定了推进本国教育信息化的计划。我国也 把教育信息化作为国家的重要战略，要求在大、中、小学尽快普及信息技术教 f f ，促进教育信息化。 2 信息化的本质 从社会发展的角度看，信息化的本质是实现信息与知识共享。从全社会的 范围来看，信息化的本质是实现整个社会的信息与知识的共享，提高社会的智 能【6 j 。从网络技术发展的层面来看，如果把因特网的发展划成三个阶段，则第 一个阶段是数据传递与共享；第二个阶段为信息共享；第三个阶段是知识共享。 虽然目前网络的发展基本上还停留在信息共享阶段，但实现知识共享作为网络 j 自士学位论文 1 、州l l ts j i 巧| 、 技术最重要的未来发展目标之一，是信息化的本质。 3 信息化教学设计的本质 由于探索型、工具型和传通型等创新教学设计往往涉及信息技术的支持， 现在通常将这些教学设计统称为信息化教学设计。简单地说，在教育信息化环 境下的教学设计，就简称为”信息化教学设计”，以区别于9 0 年代以前没有使 用计算机和网络等信息技术的教学设计。 对于信息化教学设计的定义，还没有一个成熟的固定的说法。例如： 信息化教学设计是e l e a r n i n g 的基础信息化教学设计的核心是以教学 过程的设计和学习资源的利用为特征的，其学习内容是交叉学科专题，所主张 运用的教学模式是研究型学习、资源型学习和合作型学习，教学周期是以星期 或甚至以学期为单位，教学评价是根据学生的电子作品”j 。 所谓信息化教学设计是以现代信息技术和丰富的学习资源为基础，以学习 者的学习过程为中心的教学设计，能适应信息时代多样化教学目标的要求，其 主要特征是：以学为中心，丰富的学习资源。强调任务驱动学习、问题解决学 习和协作学习，重视对学习过程和学习资源的评价p j 。 信息化教学设计是充分利用现代信息技术和信息资源，科学安排教学过程 的各个环节和要素，为学习者提供良好的信息化学习条件，实现教学过程全优 化的系统方法其目的在于培养学生的信息素养、创新精神和综合能力，从而 增强学生的学习能力，提高他们的学业成就，并使他们最终成为具有信息处理 能力的、主动的终身学习者”j 。 从以上对信息化教学设计的陈述来看，信息化教学设计理念和实践的出现 是现代教育技术发展的必然趋向，标示着教育技术正从教学技术( 教授的技术) 转变为真正意义上的学习技术( 学的技术) 。尽管对信息化教学设计的定义还 没有一个统一的说法，但大家对于信息化教学设计的实质的认识却是较为一致 的，即把教学设计的理论用于教育信息化中，从而把教学设计的思想带入到教 学领域的第一线，实现信息化环境下对教学模式的更新。学科教师能够通过信 息化教学设计，把信息技术作为教学工具，作为信息化教学资源和学习资源的 开发工具，并引导学生把信息技术作为认知工具和解决问题的工具，从而逐步 做到信息技术与学科教学的有机结合，推动教育信息化。 6 硕士学位论文 、1 、sjf r 5j i s j 1 3 2 信息化教学设计的特点 信息化教学设计与传统教学设计有着明显的差别。信息化教学设计主要是 以建构主义理论为指导，而传统的教学设计则主要是以行为主义理论为基础 ( 有的吸收了认知主义理论的成份) 。信息化教学设计具有以下一些特点一j ： 信息化教学设计的过程是递归的、非线性的。 进行信息化教学设计的开发工作是合作性的，设计小组人员一起工作，产 生一个共同的意愿。教学的重点是在意义丰富的情境中发展理解，所用的教学 手段是为了提出问题，并为学习者提供获取解决这些问题所需知识的条件。 在信息化教学设计过程中，形成性评价比终结性评价更重要，因为它能够 在进行信息化教学设计的过程中，不断提供有助于改进教学的反馈信息。主观 性数据可能最有价值，因为许多重要目标无法仅用客观性数据来评估。许多时 候，其他类型的评估方法( 诸如电子作品、面谈、观察、重点小组、口头征询) 会比定量数据更宝贵。 信息化教学设计的特点决定了我们要充分利用信息技术手段进行基于资 源、基于合作、基于研究、基于问题等方面的学习，使学习者在意义丰富的情 境中主动建构知识。在进行信息化教学设计的时候，要基于国家课程标准、基 于教育信息化环境，充分利用信息技术和信息资源来支持学，坚持以学为中心， 泣重学习者学习能力的培养。以“任务驱动”和“问题解决”作为学习和研究 活动的主线，在相关的有具体意义的情境中确定和教授学习策略与技能。强调 “协作学习”。强调针对学习过程和学习资源的评价。 硕士学位论文 1 、lf r sl i l l 、i 、 第二章本课题研究的理论基础 研究信息化教学设计，应该以一定的基本理论为基础，只有在科学思想指 导下进行研究工作，才能使我们的研究站在一个科学的角度上，更加全面、更 加深刻地理解和把握研究对象，在正确的轨道上得出比较科学的结论。那么， 对于中学课堂信息化教学设计的研究应该以何种基本理论为基础和指导思想 呢? 我们认为主要有三种理论，它们分别是系统科学理论、学与教的理论和教 学设计理论。在研究本课题之前，本章将对这三种理论进行简要地概述。 2 1 系统科学理论 可以说，近代科学以经典力学为基础，现代科学则将以系统科学为基础。 系统科学给各学科提供了一种跨越学科界限，从整体上分析问题、处理问题的 新范式、新思想、新方法。教育技术学在其产生、发展、成熟过程中，无时无 刻不受到系统科学理论的影响，可以说没有系统科学理论和方法就没有教育技 术学科。 21 1 系统科学的三个基本原理 系统科学理论可以归纳为三个基本原理，即整体原理、反馈原理和有序原 理，它们建立了一个比较完整的理论体系。整体原理指出，任何系统只有通过 相互联系形成整体结构才能发挥整体功能。反馈原理指出，任何系统只有通过 反馈信息，才可能实现有效的控制，从而达到预期的目的。有序原理指出任何 系统只有开放、有涨落、远离平衡态，才可能走向有序。 2 1 2 系统科学的基本方法 系统方法，是运用系统理论的观点、方法，研究和处理各种复杂的系统问 题而形成的方法，即按事物本身的系统性把研究对象作为一个整体放在系统的 形式中加以考察的方法。它侧重于系统的整体性分析，从组成系统的各个要素 之问的关系和相互作用中发现系统的规律性，以此指明解决复杂系统问题的一 硕士学位论文 、 、j ：r sj j i e s j 、 般步骤、程序和方法。 2 1 3 系统科学理论给我们的启示 系统科学整体原理启示我们：在进行信息化教学设计的过程中，我们不仅 要关注信息化教学设计的整体结构或过程，强调对信息化教学设计的模型、模 式的研究，认真把握信息化教学设计的各个要素及相互关系，同时，对于每一 个组成部分都要严格执行，科学操作。 系统科学反馈原理启示我们：信息化教学设计软件开发的目的是为了有效 地实现教学目标，而对于是否能够达到目标，目前距目标还有多远，以及是否 出现偏差等问题的解决，需要不断地进行形成性评价。而在开发结束时应进行 总结性评价。 系统科学有序原理启示我们：在进行信息化教学设计的过程中，我们要注 意系统与环境的关系，重视对构成系统的要素加以注意和选择，特别要重视系 统内部各要素的组织，以充分发挥整个软件的功能。 2 2 学与教的理论 任何种教学设计及教学设计的实施，总是受到一定的教学思想和学与教 理论的影l 恂或支配。我们研究信息化教学设计，不但要借鉴和吸收传统学习理 论和教学理论中的有益成分，还应该将现代学与教的理论以及关于教学过程、 教学方法、教学活动等最新研究成果的合理成分及科学的内容作为我们研究信 息化教学设计的理论基础和指导思想。 22 1 信息化教学设计的学习理论基础之一建构主义学习理论 建构主义学习理论是2 0 世纪5 0 年代以来在批判地继承行为主义学习理论 的基础上，认知主义学习理论的进一步发展。建构主义学习理论认为，世界是 客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们 是以自己的经验为基础来建构现实，由于个体的经验以及对经验的信念不同， 于是对外部世界的理解也各异。建构主义学习理论更关注学生如何以原有的经 硕士学位论文 1 、if r sl i i e s i 、 验、心理结构和信念为主来建构知识，强调学习的主动性、社会性和情境性。 建构主义学习理论强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接 受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者：而且 要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进 者。可见在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已 发生很大变化。这就意味着教师应当在教学过程中采用全新的教学模式( 彻底 摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教学模 式) 、全新的教学方法和全新的教学设计思想。因而，建构主义的学习理论就 成为信息化教学设计理论的理论基础。 2 22 信息化教学设计的教学理论基础 教学理论是为解决教学问题而研究教学一般规律的科学。信息化教学设计 是在信息化的环境中科学地解决教学问题、提出解决方案的过程，为了解决好 教学问题就必须遵循和应用教学客观规律，因此，教学理论是我们研究信息化 教学设计的重要理论基础。 现代教学理论强调在整个教学过程中由教师担任教学的组织者、指导者、 帮助者和促进者，充分利用情景、协作等要素发挥学生的主动性、主体性和创 造性，最终达到学生对知识的意义建构。在教学中强调教师和学生、学生和学 生的相互作用；教材所提供的知识不再只是教师传授的内容( 如前所述，目前 乃至今后相当长的时间内，学校课堂教学的主要形式仍然还是有意义的接受学 习) ，应该注意学生积极的意义建构；媒体也不再只是帮助教师传授知识的手 段，而是可以用来创设情景、进行协作学习和交流，即作为学生主动学习、协 作式探索学习的认知工具。 在建构主义教学思想和观念指导下，目前已经出现了一些新式的教学模 式，如支架式教学( s c a 仃o l d i n gi n s t r u c t i o n ) 、抛锚式教学( a n c h o r e di n s t r u c t i o n ) 和随机进入教学( r a n d o ma c c e s si n s t n l c t i o n ) 等。 22 3 现代学与教的理论对设计与开发信息化教学设计软件的启示 现代学与教的理论对信息化教学设计的研究产生了巨大影响，为我们提出 1 0 硕士肇位论文 1 l l i r s r i i e s i 、 了在学校的主要教学形式课堂集体教学之中，如何强调学习者是学习活动 的主体，如何促使学习者完成对知识主动的意义建构，如何进行学习的相互作 用等重要的研究课题，为我们消化、吸收、批判、改进现有的教学设计方案， 进而创造新的信息化的教学设计方法及建立信息化教学设计模型奠定了又一 个坚实的理论基础。 在目前课堂集体教学是学校学习的主要操作形式的前提下，按照建构主义 学与教理论的基本观点，强调学习者是学习活动的中心，强调学习者的内部认 知结构与外部的刺激情境发生相互作用，强调学习者是知识的主动建构者。因 此，信息化教学设计的出发点应该定位在设鼍怎样的学习情境最适合于学习者 建构自己的内部认知图式。应该在教师指导下，充分发挥学生的主动性，使学 ! 匕真正成为学习活动的主体。 2 3 教学设计理论 我们进行信息化教学设计的研究，同样需要利用教学设计的理论和方法作 为理论基础。 教学设计是运用系统方法分析教学问题，确定教学目标，建立解决教学问 题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。它以 优化教学效果为目的，以学习理论、教学理论和传播学为理论基础【2 】( 乌美娜， 19 9 4 ) 。 23 1 教学设计的一般模式 教学设计过程模式是教学设计专家在实践过程中逐渐形成的，运用系统方 法进行教学丌发、设计的理论性的简化形式。它主要表现为对教学设计的各要 索和事件之问的总体安排。 综合分析不同教学背景与应用水平的教学设计过程模式，乌美娜于1 9 9 4 ： 归纳出教学设计过程的一般模式，如图2 1 所示。 应强调说明的是，人为地把教学设计过程分成诸多要素，是为了更加深入 地了解和分析并发展和掌握整个教学设计过程的技术。因此在实际设计工作 中，要从教学系统的整体功能出发，使各要素间相辅相成，产生整体效应。 硕士学位论文 1 、lr r sl i i e s 【、 l 一一一一一一一一一一 图2 1 教学没计过裎的般模式 与此同时，由于教学设计工作具有灵活性的特点，我们应在学习借鉴别人 模式的同时，根据不同的情形的要求，决定设计从何着手，重点解决哪些环节 的问题，创造性地开发自己的模式，因地制宜地开展教学设计工作。 2 3 2 教学设计的基本要素 教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成，教学设计 则是对教学系统的优化设计。教学设计随着学习的发展而逐步建立了不同的设 计模型，分析这些教学设计模型，它们的基本要素都是四个：学习者分析、教 学 j 标、教学策略( 如何进行教学) 、教学评价。 在具体构建教学设计过程的模式时，既要保证“学习者、目标、教学策略、 评价”四要素的一致性，使各要素相辅相成，产生整体效应，又要认识到教学 过程是一个动态过程。在利用模式进行教学时，应根据不同的实际情况，创造 性地进行教学设计工作。 2 3 3 教学设计自动化理论 教学设计自动化由美国教学设计专家梅瑞尔( m d m e h i l l ) 首先提出和实 践。它的核心思想是利用信息技术来代替教师承担教学设计中的大量的重复性 硕士学位论文 、i l 、- i i l l 、【、 的工作。梅瑞尔、瑞格卢斯( c mr e i