多媒体课堂教学软件系统的设计

第三节　多媒体课堂教学软件系统的设计

以多媒体计算机技术为代表的新信息技术，实际上是通过为教师提供从集体教学转向小组教学和个别教学或三者相结合的教学的可能性；通过为学生提供获取知识和技能的新途径，帮助学生开发智力、发展能力，使学生富于独立性和创造性，以此来改革传统的阅读教学过程，增强教与学的有效性。Willis（1993）提出了一种摆脱媒体对比实验的新模式，提倡将“开发与教学过程融为一体来研究CAI”。如何将软件开发与教学过程结合起来？我们在阅读教学模式的设计过程中已经提出了指导思想，即要将软件作为支持该教学模式实施的一个必不可少的要素。因此，根据教学模式的要求来设计和开发教学软件，就成为我们在教学软件设计过程中必须遵循的原则。同时我们也设想将教学模式的设计、选择与软件的开发过程融为一体，集成到一个计算机辅助教学设计系统中去。下面就将我们的这一设想通过多媒体计算机课堂教学软件写作系统的设计表达出来。

我们在小学语文“四结合”教改试验研究中，发现教师在利用软件进行教学时有三大畏难之处：一是感觉到现有市场上教学软件开发商所提供的软件不实用，如果不加以改动，很难在课堂上完全使用；二是如果单纯是由教师或者是学校组织力量去开发，则缺乏足够的科研和开发力量；三是现有教学软件的开发缺乏先进的教学理论和学习理论的指导，与学校现行的教学实践脱节，与目前的教改试验研究脱离。那么，如何开发一种既能体现现代教育教学理论与学习理论的指导思想及原则，又能充分发挥现代新信息技术所提供的技术优势，而且还能给教师一定的自主权的软件设计系统呢？下面我将介绍一种教学软件设计系统模型，该模型的特点是在进行教学设计的同时，完成教学软件的设计与开发。

图5-3　教学软件系统设计模型

该系统设计模型是由三个阶段组成的：第一阶段是阅读材料的设计与选择，也就是组织、建构“电子教材”的阶段；第二阶段是教学系统的设计，根据教学模式来确认每一个教学环节的教学内容以及与之对应的教师的活动、学生的活动、时间分配、资源作用和种类，使得教学模式具体化；第三阶段是教学软件的开发。见图5-3。

一、阅读材料资源库

按照图5-3系统设计模型，阅读材料的组织与设计阶段的主要产品是按教学目标说明（单元、课）纵向或横向组织起来的电子教材，以及组织起来的教学内容所生产的多媒体资源库（包括图像、声音、动画、图片等）。课本即教材是阅读材料资源库的主要来源，因为它考虑到了本学科的特点、语言发展规律以及学生的年龄和心理发展规律，是从大量的优秀阅读材料中选择出来的。目前，各地根据自己的实际情况有各自不同版本的小学语文教材，然而他们之间应该说是大同小异。大同是指都符合语文学科的特点，符合语言的发展规律；小异是指在内容以及顺序安排上具有本地区的特点。所有这些课本是我们进行阅读材料选择的主要源泉。在教学设计的这一阶段，应该完成教学内容的选择与分析、教学内容生成以及教学内容顺序安排的工作。任何一个系统都有它的适应对象，我们这一系统是以北京版教材作为主要的内容来源，以其他版本的教材作为辅助。如果以一个节点来表示北京版教材某一单元的内容，那么与这一节点有关联的知识是以两种形式与之建立联系的：一是纵向丰富的关系，即在本教材结构中内容之间存在承上启下的联系；二是横向丰富的关系，即同一层次的内容在结构以及形式上的扩展、补充。

二、教学系统设计阶段

在这一阶段最终要形成的结果是一个“教案”。这一阶段的任务是构建一个通过选择和确定教师的活动、学生的活动、时间的分配、资源的作用和种类来体现教学模式的教学模式库，以及根据教学模型所开发的教学策略库。

三、教学软件生产阶段

这一阶段的主要任务是根据教学系统设计方案，将一定顺序的教学内容以及相关的资源结合在一起，打包，形成一个可以脱离本系统支持的独立的产品。

在该模型的支持下，教师在利用该系统进行教学系统设计的同时，完成阅读材料的设计与选取以及最终教学软件的生成。这里需要解释的一点是，“教案”这一概念，在传统教学中是一个既包括教学内容又包括教学顺序安排、策略、方法的复合体；而在这一系统中，我们所定义的“教案”把内容从其中分离出去了，只包含顺序安排、策略、方法、时间分配等，是以教学进程图的形式表现出来的。

这种教案和传统的教案有着根本的不同，它是包含学生的活动、教师的活动、资源内容，以及时间分配的教学进程图，不包含教学内容。它的内容已经在教学设计过程中形成在教学软件里面了。

图5-4　总体设计模型

该系统的总体设计模型应该包括如下几种成分（见图5-4）：

1.超媒体阅读材料库的设计

根据前面所述的阅读材料库的设计说明，它的结构形式如图5-5所示。也就是说，我们对任一单元内容的选取都要从纵向和横向两方面的关系去考虑。

图5-5　超媒体阅读材料库结构形式

在我们的设计中只考虑单元和课这两层结构。知识库的结构实际上是一种树型结构：

阅读材料库＝单元1，单元2，……，单元i　　M（册）＝U1，U2，……，Ui

单元＝课1，课2，……，课iU（单元）＝L1，L2，……，Li

课＝段1，段2，……，段iL（课）＝D1，D2，……，Di

段＝句1，句2，……，句iD（段）＝S1，S1，……，Si

句＝词汇1，词汇2，……，词汇iS（句）＝W1，W2，……，Wi

电子教材与普通教材的区别在于电子教材采用超媒体结构组织，它具有内容表现形式丰富生动、内容之间的定位和跳转随机迅速的特点。在本系统中，材料库中包含的内容由页来显示，一页就是一屏。

阅读材料库的成分定义：

●单元：围绕一个明确的学习目标，由几课内容组织起来的教材单位。

●单元属性：单元编号、单元教学目标、课数、相关知识、资源、页数。

●单元编号：由设计者根据教材顺序体系赋予的。

●单元教学目标：是对本单元教学目标以及内容的陈述。

●资源：本单元可以使用的资源（多媒体资源）。

●课数：本单元包含几课内容。

●相关知识：与本单元相关的丰富的知识内容。

●页数：本单元内容的页数，由系统自动统计。

例如，北京版电子教材单元1的属性可以定义为：

U1的属性＝1，用重点句概括段的主要内容，4，人教版第六册2单元，图片＋声音＋动画。

同样，课的属性包括如下内容：

●课的编号，课的教学目标，段数，相关知识，资源，页数。

●段的属性：段的编号，段的教学目标，句子数，相关知识，资源，页数。

●句的属性：句的编号，句的教学目标，词语数，相关知识，资源，页数。

●词语的属性：词语的编号，词语的教学目标，相关知识，资源，页数。

阅读材料库的结构形式如图5-6所示。

图5-6　阅读材料库的结构形式

资源库编辑器如图5-7所示。

图5-7　资源库编辑器

资源编辑器的功能是对于资源库内的教学内容和资源进行编辑。它可以增删节点，还可以将某一知识点即某册、某单元、某课相关的知识点呈现出来，进行编辑。

2.教学模式库的设计

我们提出了一种以学习者控制为中心的心理定向阅读教学模型，据此设计教学模式，将教学模式通过设计教师的活动、学生的活动、资源的作用，以及时间的分配来具体化。教师在利用该模式进行教学软件的开发时，首先要了解该教学模式，在此基础上才能进行下一步的工作。

模式的属性主要包括：

类型：例如是情感定位型还是认知定位型；

描述：教学模式环节，每一个环节的具体描述、适应条件；

资源：文本，声音，图片，图像，动画，页数；

教师活动：导引、讲解、提问、监督、评价、典评、组织协作；

学生活动：听讲、自学、讨论、默读、朗读、探索、回答问题。

3.系统界面

该系统界面包含四个元素：库的维护、设计、返回、帮助。模式库内包含已经选择好的教学模式以及与之对应的描述。如图5-8所示。

图5-8　教学模式系统界面

模式库的另一项功能就是模式的添加。

在选定了教学模式以后，就进入教学模式的具体化阶段。具体实施设计的框面如图5-9所示。它所包含的元素共有六个：教学内容、教师活动、学生活动、资源种类、时间、控制类型。

图5-9　教学模式实施设计

在这一框面，教师通过选择和编辑教学内容、资源种类、教师活动、学生活动，以及系统控制的类型来将选定的教学模式具体化。

每一部分设计完毕后返回系统界面，利用课件集成这一功能，将各单元所用的资源根据时间、控制类型将其集成为一体，成为一个独立的教学软件。同时，也生成了一个包含学生活动、教师活动、资源种类、时间、控制类型的教学进程图即教案，如图5-10所示。教师可以按此图进行课堂教学。

图5-10　教学进程图

4.《笋芽儿》和《向日葵》教学软件的设计思路

按照多媒体课堂教学软件写作系统的设计思路，我们首先要根据课文的特性，依据教学的实际情况，定位阅读教学模式，选择合适的策略；然后根据每一单元的学习任务和要求，通过确定教师的活动、学生的活动、资源的作用和种类以及时间的分配来进行资源的选择和编排（包括学习的内容）。按照这样一个步骤，把每一个单元的学习任务落实了，最后形成一个“教案”。与此同时，根据每一单元的学习任务选定学习内容，分配学习时间；根据资源的作用选择学习资源，最后形成包含教学内容的多媒体计算机教学软件。根据这一思路，我们开发了《笋芽儿》和《向日葵》的多媒体网络课堂教学软件，配合我们的阅读教学模式进行课堂教学。它的开发过程是这样的：

我们知道《笋芽儿》和《向日葵》都是非常优美的散文，根据课文本身的特点，我们选择情感定向阅读教学模式。

在确定了模式以后，第二步是通过具体化教师的活动、学生的活动、资源的作用和种类、时间的安排，根据教学内容，选择教学方法、策略；第三步是从资源库中选择资源，根据第二步对资源的要求和时间进行安排。第四步是软件打包，形成一种可以脱离原系统支持的、包含全部教学内容的软件。比如《向日葵》，按照我们所设计的教学模式，它的第一个环节，教师活动是导入课题，学生活动是观察、想像，多媒体计算机资源的作用是情景创设，时间的安排是7分钟。利用多媒体动画、声音、音乐，我们编辑了一个7分钟的伴随动画、音乐和标准普通话朗诵的多媒体情景，通过这样一个情景激发学生的主动学习兴趣。再比如，在教学的第三个环节中，我们选择了知识支架和情景图式这样两种策略，根据教学进程中的四个要素要求，对资源库进行设计、编辑，形成在软件中。这种提示或帮助不是由教师直接给予学生的，而是由学生自主选择的，教师或计算机只提供提示信息。为了在这种环境下实现一定的个别化教学，我们还设计了分流的机制。在任何一个学习单元，给定的学习时间内，如果有一部分学生在给予的时间内完成任务，那么计算机就会为这一部分学生提供更多的学习机会。我们所设计的这类补充学习任务，是易于用计算机进行控制的。而且，教师也可以通过网络观察到所有学生的学习情况。对于完成任务有困难的学生，计算机提供提示或者由教师直接帮助。

自古希腊以来，视觉映像就已经被看作是一种强有力的记忆辅助手段。根据皮亚杰的儿童认知发展阶段的理论，处于小学阶段的学生在思维发展阶段上正处于由形象具体思维阶段向抽象逻辑思维阶段的过渡期。根据理论分析和实际教学经验，学生的阅读理解障碍有一部分是因为缺乏必要的情景提示或形象思维的缺陷。为此，我们提出在多媒体计算机教学中实施情景帮助这一教学策略。在学生阅读完一段文章以后，让学生想像一下这段内容所表述的情景，同时对那些存在想像障碍的学生提供情景帮助。

在课件设计中，我们根据本单元的学习目标，创设了一种让学生带着问题阅读课文的学习情景；为学生在课文内容的学习中建立了“谁和谁、在什么地方、干什么、什么、怎么样”这样几个知识支架；然后让学生进入学习情景，教师提一些问题作引导，让学生围绕教师所提的问题进行探索回答，根据学生的回答，教师判断学生可能遇到的障碍，或提供知识支架，或提供情景提示帮助，让学生根据自己的情况选择帮助。计算机作为学生学习的一种认知工具，辅助学生完成每一个学习目标。对于一部分不需要任何帮助就可以完成本单元的学习目标的学生，计算机可以为他们提供额外的学习任务，从而实现让不同的学生学习不同的学习内容。同时，教师可以利用计算机信息反馈的实时性，有选择地将学生的典型错误或者是范例转发给全体同学，让学生之间展开讨论，在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学内容比较全面、正确的理解，最终完成对所学知识的意义建构。在教学的每一个环节进行适当的学习效果评价即典评，对于调动学生的主动性和积极性以完成学习任务具有重要作用。

在这一章我们完成了教学模式的设计，并且根据教学模式的要求，开发出了教学软件；下一章，我们将探讨如何在多媒体计算机教室环境下，在开发出的软件的支持下，按照我们所设计出的教学模式进行教学实践。