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教学设计的理论与方法 第四军医大学谢百治 1 1 教学系统设计概述2 教学系统设计的理论基础3 教学设计的基本原理4 教学系统设计的模式和内容 教学系统设计的理论 2 一 教学系统设计概述 3 4 教学设计是运用系统方法 将学习理论与教学理论的原理转换成对教学目标 或教学目的 教学条件 教学方法 教学评价等教学环节进行具体计划的系统化过程 何克抗 2001 5 6 学习理论 教学理论 传播理论和系统理论对教学设计产生重要的影响 是教学系统设计的理论基础 二 教学设计的理论基础 7 学习理论与教学设计 学习理论是探究人类学习的本质及其形成机制的心理学理论 而教学设计是为学习而创造环境 根据学习者的需求 设计不同教学计划 促进人类潜力的发展 因而教学设计是以相关的学习理论作为基础的 8 行为主义学习理论与ID1行为主义学习理论的主要观点有 1 教育是 塑造人的行为 2 操作性条件反射论 为人类学习找到了一种可操作 可控制的机制 3 反应概率强化论 4 程序教学法创造了 教学机器 倡导 小步呈现 积极反应 及时反馈 自定步调 提高效果 的程序教学 9 图4肯普模型 ID1的代表性模型 10 认知主义学习理论与ID2认知主义学习理论的主要观点 1 学习是改变行为 2 学习离不开内 外部条件 学习公式是S O R 3 认知因素是有结构的 知识 策略 感知 记忆反应联结与作用组成完整的结构 4 认知过程 是人脑对信息处理 加工的过程 11 分析 学习环境 学习对象 学习任务 包括教学目标和教学内容分析 进行形成性评价 设计 组织策略 教学组织策略 传递策略 教学媒体和交互方式选择策略 管理策略 教学资源管理策略 编写测验项目 编写制作教学资料 修改教学 图5史密斯 雷根模型 ID2的代表模型 12 认知心理研究的复杂性和隐秘性 使学习者内部因素的发挥产生了许多困难 尚无突破 S O R中的 O 的地位仍就从属于 S 教 依然处于中心地位 13 建构主义学习理论与ID3 建构主义是由结构主义发展来的一种哲学方法论 主要研究事物是否有结构 结构是从哪理来的 结构是怎样建构等问题 14 15 建构主义学习理论支持第三代教学设计 确立了ID3以 学 为中心 赋予教师的 教 以新的内容 帮助 指导 使意义建构成为学习的最终目标 根据学习者进行意义建构的过程是双向的 使ID3重视学习者认知建构过程的设计 根据建构的多元化的观点 ID3注意设计各种合作学习的方法 对个别化学习及远距离学习教学设计尤为重要 根据学习应处于真实情境中的观点 ID3中强调学习活动的设计应与学习任务挂钩 与真实物理环境相似 复杂程度相近的有援学习环境 16 建构主义学习理论辅导第三代教学设计 建构主义学习理论树立了结构主义认知论的建构观 把以 教 为中心的ID1 ID2推进到了以学为中心的ID3 顺应了信息社会对教育的要求 得到现代教育技术发展的支持和保障 但用 意义建构 取代 教学目标 值得研究 17 教学理论与教学设计 1 教学设计的产生是教学理论发展的需要 2 教学理论的研究和发展为教学设计提供了丰富的科学依据 3 教学设计是以教学论为基础的技术学层次的科学 18 教学设计过程中 要分析教学内容的信息 选择设计媒体 传的工具 进行学习评价 传的效果 等等这些都是以教育传播理论为基础的 因此 教育传播理论是教学设计的理论基础 教育传播理论与教学设计 19 谁Who 说什么Sayswhat 通过什么渠道Inwhichchannel 对谁Towhom 产生什么效果Withwhateffect 传播者讯息媒体受者效果 图7拉斯韦尔直线式传播模式图 5W 20 谁Who 说什么Sayswhat 通过什么渠道Inwhichchannel 对谁Towhom 产生什么效果Withwhateffect 为什么Why 在什么情况下Where 图8布雷多克 7W 模型 21 信源信息通道受者 处理 图9贝罗SMCR传播模型 1960年 source message channel receiver 22 编码释码译码 译码释码编码 信息 信息 图10奥斯古德施拉姆模型 1954 23 图11教学过程流图 教师 信源 编码器 媒体 信道 译码器 学生 信宿 反馈 24 教学过程是一个由教学目标 教师 学生 媒体等构成的相互作用的运动过程 是一个多因素 多层次 多功能的复杂系统 所以教学设计必须以系统的方法为指导 系统科学方法论也是教学设计的理论基础 系统科学方法论与教学设计 25 1 系统与要素 系统是指由相互联系相互作用的诸部分组成的具有特定功能的有机整体 要素就是构成系统的组成部分 系统的基本概念 26 2 结构和功能 结构是指系统诸要素相互联系 相互作用的方式或秩序 也就是它们在时空连续上相对稳定的排列组合方式 功能就是系统与环境相互作用中所呈现的能力 也是系统中多要素相互作用产生效能的总体 27 3 系统环境 指的是存在于系统外的且与系统发生作用的事物的总称 由于系统的边界不是固定不变的 哪些因素划归为系统 哪些不划归系统要以具体情况而定 28 4 封闭系统和开放系统 一个系统如果和环境有输入 输出关系叫开放系统 否则即为封闭系统 教学过程是一个开放系统 29 5 动态系统与静态系统 系统的状态随时间的变化而变化 叫动态系统 否则为静态系统 教学过程明显地是属于动态系统 30 结构方法 着重研究系统功能所依赖的结构功能方法 通过研究系统与环境的相互作用来研究系统的功能历史的方法 研究系统的产生 发展 老化和消亡过程 系统方法的基本构成 31 整体性综合性最优化 系统方法的特点表现在 32 三 教学设计的基本原理和内容 教学设计遵循的基本原理是目标控制要素分析 优选决策和反馈评价等原理 33 图12目标控制教学过程 教学目标 教师 学生 反馈 媒体 教学活动 学习反应 目标控制原理 34 图13教学过程系统模型 教学目标 输入部分 输出部分 X Y 学习者O 教师内容媒体方法 年龄基础知识 非智力因素 学习态度学习行为认知程度 要素分析原理 35 优选决策原理 在教学媒体选择和教学过程结构设计中 应用优选的方法和决策技术 对各种方案进行充分的分析 比较 评价 从而选择最佳的策略 36 利用反馈信息 将系统的反应输出状态与预期目标相比较 根据比较结果对输入进行修正 以达到系统输出状态与目标要求相一致的目的 反馈评价原理 37 四 教学设计的模式和内容 教学设计的常见模式是以教为主的教学系统设计过程模式 以学为主 教学系统设计模式和 双主 教学系统设计模式 38 14 39 以 教 为主系统设计模型主要有肯普模型和史密斯 需根模型昨扩展后的第二代教学设计模型 40 15 41 修改 学习内容分析 学习者分析 学习需求分析 学习目标阐明 教学策略的制定 教学媒体的选择与运用 对教学设计成果的评价 形成性评价 总结性评价 图16以 教 为主的教学系统设计基本内容 以 教 为主的教学系统设计过程分析 42 1 以问题为核心驱动学习2 强调以学生为中心3 学习问题在真实情景中展开 最好是一项真实的任务4 学习任务的复杂性 反对二居一或二择一5 强调协作学习的重要性6 强调非量化的整体评价7 保证学习任务展开的学习环境8 设计多种自主学习策略 以 学 为主的教学系统设计原则 43 17 44 以 学 为主教学系统设计的过程分析 18 45 19 46 1 可根据内容和认知结构灵活选择 发现式 或 传递 接受 教学2 采用 先行组织者教学策略 也可自主学习策略作为补充3 在 发现式 教学过程中也可吸收传递一接受教学长处4 便于在情景创设 媒体选择 效果评价等方面考虑情感因素的影响 主导 主体 教学系统设计模式的特点 47 20世纪90年代以后 教学系统设计的时展主要体现在理论框架 模式构建和应用领域等方面 教学系统设计的进展 48 活动理论是一个交叉学科的理论 是研究在特定社会文化历史背景下人的行为活动的理论 为设计和开发基于Web的协作学习系统提供了新的研究理论框架 教学系统设计的新理论 活动理论 49 20 50 学生行为活动分析与设计 包括对象 目标 特征 团体及构成规划与劳动分工 活动成 行为 操作及条件 学习工具 效触 认知 交流 和选择和设计预期的学习活动等 应用 51 学习环境设计 包括提供那些学习资源 维护和提供那种人际关系学习策略的设计中强调学生和学习活动和以及要求表现出来的行为紧密联系教学传递的设计 强调媒体的形式和呈现顺序 评价学生的学习活动 强调活动的过程和结果 应用 52 教学系统设计模式的新进展 主导 主体 教学系统设计模式 53 1 专家系统2 咨询系统3 信息管理系统4 电子效支持系统5 系统工具 教学系统设计的新思路 教学系统设计自动化 54 教学系统设计应用领域的拓展 由课堂教学领域扩展到企业培训 55 21 56 教学系统设计和方法的深化 向具体学科深入 57 系统了解研究和规划社会资源和环境把社会型学习资源和教育系统统一规划安排为社会型学习资源的利用安排适当的机会宏观教学系统设计应当是一个动态的过程 教学系统设计理论的走向 客观设计论 58 教学系统设计的方法 二 教学目标与教学内容分析 一 教学目标的分析与阐明 二 选择组织教学内容 三 教学策略设计 一 先行组织者教学策略 二 五 九段教学策略 三 假设 推理与示范模仿教学策略 一 学习者与学习需要分析 一 学习者特征分析 二 学习需要分析 59 四 教学媒体的选择和运用 一 影响媒体选择的因素 二 媒体选择的方法和模型 三 媒体选择工作表 五 教学过程结构设计 一 组织课堂教学结构应注意的几个问题 二 课堂教学过程流图表示法 六 教学设计结果评价 一 教学设计结果评价 二 教学设计结果评价的方法和步骤 60 一 学习者的特征与学习需要分析 一 学习者的特征分析智力因素 认知发展的一般特征 知识基础 认知能力 认知结构变量等 和非智力因素 兴趣 动机 情感 学习风格 焦虑水平 意志 性格及文化 宗教背景等 的特征 为教学设计提供依据 61 认知发展特征分析皮亚杰认知发展阶段理论 1 前运算阶段 2 7岁 知觉的集中倾向性 不可逆性 自我中心主义 62 2 具体运算阶段 7 11岁 明显的符合逻辑性A BB C则A C克服了自我中心性面对数学物理和社会问题 要借助经验和具体形象支持 63 3 形式运算逻辑 11岁以上 具有假设 演绎思维 系统思维能理解并使用相互关联的抽象概念 64 现代认知心理学关于儿童认知发展的理论 1 关于认知结构的观点 2 关于认知发展机制的观点 3 关于认知发展的阶段 4 关于个体认知发展的条件 65 2 学习者起点水平分析 1 预备能力分析 教学目标 能列直式计算三个两位数的解法 掌握进位原理 掌握简单加法的概念 懂得数位的概念 知道0到9各数的名称 知道两位数的名称 能进行一位数加法 能储存两个数相加之和 再加第三个数 懂得数的概念 设定的教学起点 预备技能 编写测试项目的依据 两位加 学习内容的分析 66 2 目标技能分析 3 学习态度分析 67 3 确定学习者的认知结构变量 1 认知结构指个体的观念的全部内容和组织 特殊知识领域 大脑形成一定组织结构存储的全部知识和经验系统 68 2 三个主要的认知结构变量即可利用性可分辨性稳固性原有观念和新观念之间的派生类属关系 总括关系和并列组合关系 69 4 学习者学习风格的分析 学习风格及构成要素学习风格认知因素研究学习风格情感因素研究学习风格的综合研究 70 5 学习动机分析 学习动机对学习与保持的影响几点主要的学习动机认知内驱力自我提高内驱力附属内驱力 71 6 成人学习者特征分析 学习目标明确 学习动机强注重教学效率实践经验丰富自律性和独立性强参与教学决策 72 二 学习需要分析 学习需要的含义标准的需要比较的需要感到的需要预期的需要表达的需要紧急事故的需要 73 2 学习需要分析定义通过系统化的调查研究过程发现教学中存在的问题 分析原因 论证解决的必要性与可行性 74 学习需要分析过程中应注意的问题学习者的需要而不是教师的需要真实可靠反映学习者和有关人员情况协调参加分析的所有合作者关系以学习行为结果来描述差距是一个永无止境的过程 75 3 分析学习需要的基本步骤和方法基本步骤规划 收集数据 分析数据 写出分析报告 76 基本方法内部参照需要分析法外部参照需要分析法 77 解决问题的必要性和可行性分析必要性分析 1 所列出的 差距 是不是学习需要 2 其中一个问题是否为另一个问题的表面现象或包含在另一问题中 3 这几类问题中有没有其他非教学原因引起的差距 4 列出的知识 技能和态度方面的差距是否能通过一定的教育或培训来解决 5 能否通过比较更加简便的方法 如改进某些教学方法 调整教学进度来消除差距 解决问题 6 教学系统设计是不是解决问题的合适途径 可行性分析分析资源与约束条件 78 设计课题的认定 1 该课题在教学中的急需性如何 2 该课题中所反映的学习需要内容是否有一定的稳定性 3 该课题存在的普遍性如何 是否有推广价值 4 该课题对教学改革的意义如何 5 人员 时间和经费的要求如何 79 阐述总的教学目标 一旦设计课题确定后 一般要给这个课题起个名字 然后提供关于这个项目要解决问题的总的陈述 也就是阐明总的教学目标 指导教学系统为后面的内容分析 策略制定 评价等提供可靠的基础 80 二 学习内容与教学目标的分析 教学设计是以分析教学需求为基础 需求就是指学习什么 学习内容 预期达到什么水平 教学目标 因此教学设计的第一步就是分析学习内容和教学目标 81 教学活动是个极其复杂多样的活动 对于学习内容的分类也多种多样 我们根据加涅的学习分类并根据学生智力活动的特点 将学习分为事实 概念 原理 技能及解决问题的学习五类 82 医学物理知识 医学物理现象 概念与原理 医学物理技能 指医学物理实验及观察技能 解决医学问题的方法 如心电的检测 血压的测量 血液流变学方法等 医用物理学 知识内容的分解 83 事实学习 寄生虫的种类 形态特征等概念学习 寄生虫的生活史原理学习 致病机理与早晚期临床表现 技能学习 实验诊断 病理学检查方法及免疫学诊断的常用方法 解决问题 学习传播流行和预防治疗原则 寄生虫学 知识内容的分解 84 评价综合分析应用理解 图9学习内容 教学目标二维层次模型 事实概念技能原理问题 85 表4课目内容分解表 工作表1 课目名称知识点 知识理解应用 1 2 3 4 学习水平 86 知识点学习水平描述语句行为动词 表5学习水平描述表 工作表2 87 正常骨骼结构与功能 骨骨折的定义 折骨折的原因 概骨折的症状 论骨折的诊断 骨折的治疗 表6 骨折概论 教学内容分解表 课目名称 知识点 学习水平 知识理解应用分析 88 1 正常骨骼结构与功能知识记住正常骨骼结构与功能记住2 骨折的定义理解解释什么是骨折解释3 骨折的原因应用分析说明骨折的原因分析说明4 骨折的症状应用观察骨折的症状观察5 骨折的诊断应用做出骨折的诊断做出6 骨折的治疗应用掌握骨折治疗方法掌握 表7 骨折概论 学习水平描述表 知识点学习水平描述语句行为动词 89 急1 AMI的概念 性2 AMI的病因 心3 AMI的分类 肌4 AMI的病情判断 梗5 AMI的并发症 塞6 AMI的入院前急救及后送时机 表8 急性心肌梗塞 教学内容分解表 课目名称知识点 知识理解应用 学习水平 90 大纲要求教学目标具体要求程度说明了解了解一般记忆掌握理解务必理解并记忆掌握应用应用理解知识识别组织器官的结构掌握综合会分析 对比 归纳 横向联系 表10 组织学与胚胎学 教学目标与教学大纲对应关系 91 学习内容分析方法 学习内容的分析常用方法有归纳分析法 图解分析法 层级分析法 信息加工分析法和卡片分析法等五种 92 归纳分析法主要是研究对有关信息进行分类的方法 旨在鉴别为实现教学目标而需学习的知识点 93 教学目标 现代教育技术研究的内容 图4 1现代教育技术研究的内容图解分析 94 图解分析法是一种直观形式揭示学习内容要素及相互联系的内容分析方法 用于对认知学习内容的分析 95 内涵 外延 大外延 图4 2教育技术 学 概念的图解分析 96 层级分析法是用来提示教学目标所需掌握的从属技能的内容分析方法 这是一个通向分析过程 97 教学目标 图4 3多媒体素材制作层级分析法 98 信息加工分析法 由加涅提出 是将教学目标要求的心理操作过程提示出来的内容分析方法 这种心理操作过程及所涉及的能力构成学习内容 99 开始 pq小于mn吗 q大于n吗 从m中1退位 10 A A B B 在n上加10 减法 右行 记下右行减法的差 m 1小于p吗 减法 左行 记下左行减法的差 结束 不可能 不 是 是 不 是 不 图4 4 两位数减法 学习内容的信息加工分析 mn pq 100 卡片分析法将教学目标和各项内容要点分别写在各张卡片上 对它们的关系进行安排 经过讨论可方便地修改 101 每张卡片写一个要点 使用彩色卡片 分开层次或同类的内容 制作一种专用的计划板 建立一套卡片编号系统 卡片分析法运用技巧 102 先行组织者策略是指运用适当的引导材料 将学习者认知结构中 原有观念 用适当的语言文字 媒体或二者的结合表述或呈现出来的教学策略 三 教学策略设计 103 根据先行组织者的类型 上 下并列 不同 分为渐进分化 逐级归纳和整和协调三种策略 104 五段教学策略是一种接受学习策略 它的主要步骤是 激发动机 复习旧课 讲授新课 运用巩固 检查效果 105 加涅的 九段教学策略 106 示范 模仿教学策略 特别适合于实现动作技能领域的教学 它的主要步骤是 定向 参与性练习 自主练习 迁移 107 媒体选择既要了解影响媒体选择的因素 又要掌握媒体选择的方法 四 教学媒体的选择与应用 108 影响媒体选择的因素 一是教学目标和教学内容 二是学生的认知特点和习惯 三是具体教学条件 四是对各种媒体功能和特点的了解 109 媒体选择的几率 P 施兰姆公式 代价C包括制作费用及付出的努力程度功效V是指媒体在完成教学目标中所起作用的大小程度 需付出的代价 C 媒体产生的功效 V 110 HP 图10媒体最优选择决策模型 可选择区 最优选择区 效能 代价 LP L M M M H H MP 111 事实概念技能原理问题 图12内容 目标 媒体三维选择模型 评价综合分析应用理解知识 展示事实 创设情境 提供示范 呈现过程 设疑思辨 112 图11媒体选择的工作程序 开始 学科 课目 知识点学习水平 教学目标 媒体作用目标的确定 媒体类型的选择 媒体内容的选择 选编 修改 新制 试用评价 推广使用 结束 113 五 课堂教学过程结构设计 多媒体组合优化教学在班级授课形式的课堂教学中 继承教学手段中的合理部分 恰当引进现代化的教学手段 并使两者有机结合 各展其长 相辅相成 构成教学信息传输及反馈调节的优化教学媒体群 共同参与课堂教学的全过程 达到教学过程的优化 114 2 组织课堂教学结构应注意的几个问题 1 充分发挥教师的主导作用 2 提供完整地清晰明确的知识结构 3 充分发挥学生的主体作用 4 强调师生双边活动 115 表14几种符号的意义 符号表示的意义 教学内容与教师的活动 媒体的应用 学生的活动 教师进行逻辑判断 3 课堂教学过程的流程图表示法 116 教学过程结构流程图举例 例一 骨折概论 课堂教学结构流程图 117 例二 急救护理学 急救技术 课堂教学过程结构流程图 118 例三 急救护理学 急性心肌梗塞 课堂教学过程结构流程图 119 表达教学过程结构的原则 使教学内容成为一个完整的而又符合逻辑的知识体符合学生的学习心理顺序注意个学习单元的连贯性和配合性 120 教学设计要以评价反馈来检验计划实施的效果 并不断修改完善计划方案 要进行教学评价必须取得反馈信息 教学评价过程包括资料的收集 资料的量化处理和对资料做出价值性的判断等步骤 六 怎样开展教学评价 121 教学评价就是根据教学目标 采用科学的方法 对测量数据按照一定的标准进行量化 并对量化做出价值性判断 特征 以教学目标为依据 客观资料为基础 采用科学的方法做出价值性判断 122 真实的客观的教学评价具有信息反馈和帮助决策的作用 教学评价的类型按教学阶段可以把教学评价划分为诊断性评价 形成性评价和总