《信息化教育系统》

信息化教育华东师范大学——教育信息技术系本讲内容目录第一节信息化教学模式一、信息化教学模式分类二、信息化教学模式简介（一）个别授导（十二）认知学徒（二）操练与练习（十三）微型世界（三）辅助测试（十四）虚拟实验室（四）教学模拟（十五）案例研习（五）教学游戏（十六）探究学习（六）智能导师（十七）计算机支持合作学习（七）问题导向学习（十八）虚拟学社（八）基于项目的学习（十九）协同实验室（九）支架式学习（二十）计算机支持讲授（十）抛锚式学习（二十一）虚拟教室（十一）随机进入学习本讲内容目录第二节集成信息化教育环境一、主题学习单元（一）中观教学设计（二）以主题单元集成多样教学模式二、集成化学习环境三、电子绩效支持系统四、集成信息化教育系统（一）集成信息化教育系统的基础架构（二）集成信息化教育系统的一般模型（三）集成信息化教育系统的开发平台第三节信息化教育中的师生素质一、师生的信息素养二、教师的积极作用第一节信息化教学模式一、信息化教学模式的分类信息化教育系统的文化分类

信息化教学模式的教育特征类型典型模式特点个别授导类个别指导，操练与练习、教学测试、智能导师计算机作为教师，内容特定，高度结构化合作学习类计算机支持合作学习、协同实验室、虚拟学伴、虚拟学社计算机与网络作为虚拟社会，一定程度的情境、信息、学习工具的集成情景模拟类教学模拟、游戏、微型世界、虚拟实验室、抛锚式学习、随机进入学习计算机产生模拟的情境，可操纵，可建构调查研究类案例研习、探究性学习、基于资源的学习、问题导向学习、基于项目的学习计算机提供信息资源与检索工具，低度结构性资源的利用信息化教学模式的教育特征类型典型模式特点课堂授导类课堂讲授、情景演示、课堂作业、小组讨论、课堂信息处理、课程拓展学习计算机作为教具及助教，信息播送、收集与处理远程授导类虚拟教室，包括实时授递、异步学习、作业传送、小组讨论等网络作为传播工具，一定程度的信息与学习工具集成自主建构类问题解决，专家咨询，知识可视化，网站知识发布计算机作为学习者自主操纵的效能工具、认知工具、通讯工具、问题解决与决策工具集成系统类集成学习环境，电子绩效支持系统，集成教育系统授递、情境、信息资源、工具之综合二、信息化教学模式简介（一）个别授导（二）操练与练习（三）辅助测试（四）教学模拟模型程序计算机事件输入观测（行为数据）输出数据模型生成的行为数据真实世界模型模型与模拟

教学模拟软件多种不同的用法（1）演示法（2）实验法（3）探索法（4）体验法（5）游戏法：虚拟果蝇实验室

（五）教学游戏教学游戏与计算机模拟有密切关系，多数教学游戏本质上也是一种模拟程序真实世界游戏教育游戏教学游戏模拟游戏模拟角色扮演案例研习竞争规则操练工作模型角色资料(b)纯模拟纯游戏模拟的游戏模拟游戏作案例研习模拟作案例研习游戏作案例研习纯案例研习(a)教学模拟、游戏、案例研习之关系

（六）智能导师智能导师也是个别授导的一种，因为它需要借助人工智能技术来实现，因此又称为智能导师系统。智能导师系统（IntelligentTutoringSystem，简称ITS）是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。（七）问题导向学习围绕问题的解决开展的课程学习活动，也叫作基于问题的学习。问题解决（Problem-Solving）是一个十分广泛的概念，这里的问题解决，是指以问题作为课程整合的核心，利用信息技术作为问题解决的工具，学生合作地开展跨学科的综合学习，通过解决问题的过程，获得学科特定的知识和技能，以及超越学科的综合的问题解决能力和其他高级思维能力。（八）基于项目的学习如果问题的解决是以项目的形式开展的，这种形式的整合课程也称为基于项目的学习。基于项目的学习以由学生发起的项目活动为整合的核心，是整合的最高程度，学科领域的学习完全从属于独立的学生项目。在项目开展过程中，信息技术作为研究的工具、作为提高效能的工具、作为合作交流的工具、作为问题解决的工具，全面地融合在项目活动中，成为连接整合单元的不可缺少的要素。（九）支架式学习遵循维果斯基的“邻近发展区”理论，教师为学生的自主学习提供思维发展的“支架”（即提供帮助），并视学生能力的进展，逐渐减少支架的作用，直至完全撤去“支架”，放手让学生自行解决问题。支架式学习与抛锚式学习、随机进入式学习以及认知学徒都是典型的建构主义学习模式，在这几类模式中，支架式学习中教师的支持作用表现得最为突出。（十）抛锚式学习

其实质是将教学“锚接”于（即安排在）有意义的问题求解环境中，这些有意义的问题求解环境被称作是“大环境”（macrocontext），因为它包括复杂的环境要素，要求学生系统地解决一系列相关的问题。每个环境能够支持学生进行持续的探索，学生能够在几个星期甚至几个月时间内从多种角度对其中的问题进行持续的求解，而且各个“锚点”（及其伴随的教学事件）都能够提供多课程的延伸。随机进入学习and认知学徒（十一）随机进入学习为学习主题创设不同侧面、不同角度的多样学习情境，学生在自主探索过程中可以随意进入其中任意一种情境。（十二）认知学徒认知学徒模式得益于传统的师徒传技授艺模式的启发，认为可采取类似的方法，培养学生的认知技能即解决问题能力。示范法、教练法及支架法是认知学徒模式所采取的基本教学技法。（十三）微型世界微型世界（Microworld）是利用计算机构造一种可供学习者自由探索的学习环境，大多数微世界是借助计算机化建模技术构造的，它和教学模拟与教学游戏有密切的关系。微型世界的基本特点是学生可操纵模拟环境中的对象，可建构自己的实验系统，可测试实验系统的行为。（十四）虚拟实验室所谓虚拟实验室，实际上是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境，供学生观察与操纵其中的对象，使他们获得体验或有所发现。虚拟青蛙解剖实验室

（十五）案例研习案例研习（CaseStudies）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情（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。（十六）探究学习探究学习（InquiryLearning）或者研究性学习，是学生合作地以类似科学研究的方式开展的学习活动，研究的问题可以具体到生活中的，也可以是和学科内容密切相关的。这种形式的学习，必然会带有真实的问题研究特征，也就是以研究的问题为出发点，而不是以具体的学科内容为出发点，而且在研究的过程中，必然会涉及到跨学科的综合性的知识应用。信息技术作为研究的工具，能够用来从多种信息资源中查找、收集、评价、分析、综合信息，能够用来处理研究数据，总结汇报研究成果。（十七）计算机支持合作学习计算机支持合作学习（Computer-SupportedCooperativeLearning或Computer-SupportedCollaborativeLearning；CSCL）是与传统的个别化CAI截然不同的概念。个别化CAI注重于人机交互活动对学习的影响，CSCL强调利用计算机支持学生同伴之间的交互活动。在计算机网络通讯工具的支持下，学生们可突破地域和时间上的限制，进行同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动（十八）虚拟学社

虚拟学社也称网络学习共同体，是指利用网络平台及工具，跨越时空建构起来的学习共同体。在虚拟学社中，学习共同体成员之间在学习过程中通过网络，进行沟通、交流，分享各种学习资源，共同完成学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的稳定的人际联系，使得虚拟学社具有学术性支持、认知性支持和人际性支持三大特性。众多教学研究表明，虚拟学社所组成的学习共同体能够有效地促进学习者对所学知识的高水平思维和深层理解，能够促进学习者积极主动的社会性知识建构。网络教学支撑平台是构建虚拟学社也即网络学习共同体的一个重要载体（十九）协同实验室 网上协同实验室（Collaboratory或简称Collab）是对真实实验环境和虚拟实验平台的集成，它实现了基于网络的问题求解过程。在协同实验室中，学生可以同学习伙伴一起设计实验，并通过模拟软件观看到实验结果。直到他们认为方案成熟，就可以转移到真实的实验环境中完成实验，以验证真实的情形。学生的所有行为都会被系统记录，以供进一步研究找出最佳学习路径或分析实验中的交互行为。（二十）计算机支持讲授

计算机支持讲授（Computer-SupportedLecturing）包括计算机多媒体在课堂教学中的多种应用，例如：电子讲稿制作与演示；用网络化多媒体教室支持课堂演示、示范性练习、师生对话、小组讨论等。计算机在课堂教学中的应用使传统的教学形式得到新生，并且有助于教师在信息化时代的教学过程中继续发挥其应有的作用。（二十一）虚拟教室

虚拟教室（VirtualClassroom，简称VC）是指在计算机网络上利用多媒体通讯技术构造的学习环境，允许身处异地的教师和学生互相听得着看得见，不但可以利用实时通讯功能实现传统物理教室中所能进行的大多数教学活动，还能利用异步通讯功能实现前所未有的教学活动，如异步辅导、异步讨论等。第二节集成的信息化教育系统一、主题学习单元（一）中观教学设计教室空间虚拟空间现实空间全空间学习活动策划（二）以主题单元集成多样教学模式主题学习严格地说并不是一种独立的学习模式，而是一种综合性的课程组织模式，是以综合性的主题作为信息化教学设计的出发点，围绕主题，可以设计跨学科的、由多样性活动组成的课程单元，在这些多样性活动组成的课程单元中，学生利用信息技术工具，独立地或者合作地开展学习活动，获取学科相关的知识和技能，或者开展超越学科的探究活动，发展获取信息的技能，以及高级思维能力。二、集成化学习环境哈佛大学的普金思（D.N.,Perkins）教授认为一个以学生为中心的信息化学习环境应该包括五个方面：信息库符号簿建构工具包现象呈示环境任务管理者。三、电子绩效支持系统一个比较完善的EPSS通常由超媒体信息库（Infobase）、专家系统、交互性训练系统、在线帮助/参考系统、效能工具、应用软件、监测系统等部分构成，集成在一个统一的用户界面中。超媒体信息库专家系统帮助系统效能工具用户界面监测系统训练系统应用软件EPSS的一般构成

各子系统为用户提供的支持（1）信息库包含业务领域相关的数据资料；（2）专家系统可随时为用户提供咨询；（3）交互性训练系统帮助用户获得为完成工作任务所必备的知识和技能；（4）帮助系统为用户提供针对任务的提示和参考信息；（5）效能工具作为用户日常的快捷作业工具，如电子报表和文字处理；（6）应用软件帮助用户完成业务特定的工作任务，如银行计息、商品定价、海关报税等；（7）监测系统跟踪用户作业表现，评价用户工作绩效。四、集成信息化教育系统（一）集成信息化教育系统的基础架构Intranet、Internet与Extranet之关系基于网络的应用发展趋势网络化应用的发展趋势（二）集成信息化教育系统的功能模型把信息化学校看作一个多功能的信息系统，该系统的功能可抽象为七大部分：教学、管理、信息资源、课外教育、家庭教育、社会教育、通讯，每一部分可看作一个子系统。通讯教学资源管理家庭教育课外教育社会教育信息化学校的功能模型

1．教学系统（1）多媒体课堂教学（2）个别化CAI（3）学生自主的CAI（4）多媒体课件开发（5）教师效能支持：2．管理系统（1）计算机管理教学（CMI）（2）教务管理（3）工作指挥（4）教育质量管理与决策支持（5）人事管理（6）总务管理3．信息资源系统信息资源应作为学校系统的重要组成部分，计算机化资源管理可以大大提高信息资源利用率，实现资源共享，从而也具有经济意义。（1）图书采编与流通管理。（2）电子阅览与情报检索。（3）教学资料库：包括供教学研究和备课用的学科数据库、优秀教案和教学实录。4．课外教育系统利用计算机支持丰富多彩的课外活动，以求发展学生个性、培养高雅情趣、增强智力与锻炼技能，包括：（1）科技活动（2）智力游艺（3）艺术创作（4）网上写作5．家庭教育系统利用联网电脑可将学校教育延伸到学生家庭，例如：（1）家庭作业（2）家庭辅导（3）家长联系与咨询（4）网上家庭文化（5）网上家长学校（6）家长智力资源开发6．社会教育系统利用网络系统，可将校内空间与校外空间连为一体，使校内教育与校外教育密切结合：（1）连接校外资源（2）远程合作学习（3）网上校园文化（4）远程教学交流（5）聘请联网专家7．通讯系统通讯系统不但作为其他子系统的支持结构，而且可支持各项日常通讯活动：（1）无纸化办公（2）师生联系（3）对外联络（三）集成信息化教育系统的开发平台复旦大学校园网集成教育系统构架

（三）集成信息化教育系统的开发平台校园网平台的例子（方正教育平台）

第三节信息化教育中的师生素质一、师生的信息素养现代社会中的师生应该具备六大信息技能：确定任务、查询策略、查获信息、利用信息、综合信息和评价信息。（1）确定任务（2）查询策略（3）查获信息（4）利用信息（5）综合信息（6）评价信息二、教师的积极作用（一）要全面地认识信息技术在教育中的作用计算机/IT拟人拟物导师学员学伴助手情境资源学具教具现代信息技术在教育中的作用

二、教师的积极作用（二）要懂得如何利用信息技术支持教育改革从两方面来分析。一方面是由于信息技术在社会各领域的广泛应用带来了信息的多源性、可选性和易得性，学生们可以轻易获得大量信息，这就使得教育者的权威受到削弱。由此迫使教育者采取两种姿态：一是趋向于比较民主的教育模式，二是教育者本身也得利用信息来强化自己。另一方面是出于对现行教育状况的不满而千方百计地寻求教育变革之路，其中有一种思路就是相信现代化信息技术可以成为当代教育改革的强大支持力量。（三）要学会信息化教学设计一个完整的信息化教育系统除了课件外，还需要一个功能强大的学习管理系统，并且还需要利用多种信息工具和大量的信息资源作为教学支撑。著作工具媒材库学习管理开发系统课件教学系统媒材工具工具库资源库课件在信息化教育系统中的地位

参考资料顾小清.主题学习设计：促进信息技术与课程整合，教育科学出版社，2005周红、祝智庭：《论教育信息化与教师素质的培养》，《教育现代化》，1999年第5期。周向东、祝智庭：《CAI的新模式：计算机支持合作学习》，《教育传播与技术》，1997年第1期。祝智庭，吕玉才：《师范教育如何应对教育信息化的挑战：ECNU的行动》，《GCCCE’99论文集》，澳门大学出版社，1999。祝智庭：《世界各国的教育信息化进程》，《外国教育资料》，1999年第2期。祝