基于多媒体网络的课件脚本设计

何克抗

北京师范大学 现代教育技术研究所

1999年5月4日

论著选摘

第一章 教学设计理论与课件脚本设计

任何教学系统要想达到良好的教学效果都必须遵循教学设计的理论与方法。基于多媒体网络的辅助教学系统也不例外。为了使研制出的基于多媒体网络的辅助教学课件能达到理想的教学效果,必须对课件的灵魂即“脚本”给予高度的重视,并要在脚本设计的每一环节中认真考虑教学设计问题。

§1.1教学设计(ID)理论概述

从六十年代后期逐步发展起来的“教学设计”(Instructional Design,简称ID)理论,经过30年的研究,日趋成熟,并且已形成两大流派:一是以“教”为中心的ID理论,二是以“学”为中心的ID理论[1]。

九十年代以前的ID理论基本上都是以教为中心,即面向教师的“教”,其主要内容是研究如何帮助教师把课备好、教好,而很少考虑学生“如何学”的问题。这种以教为中心的ID理论(也称传统教学设计理论)是目前的主流,传统的教学设计通常包含下列步骤[2]:

(1)确定教学目标(我们期望学生通过学习应达到的结果);

(2)分析教学目标并根据分析结果确定教学内容(为达到教学目标所需掌握的知识单元),至于教学顺序(对各知识单元进行教学的顺序)可以通过教学目标的分析来确定,也可以通过其他方法确定;

(3)分析学习者的特征(是否具有学习当前内容所需的知识基础,以及具有哪些认知特点和个性特征等);

(4)根据教学内容和学习者特征的分析确定教学的起点(即确定在哪种难度等级和知识基础上对当前的学习者进行施教);

(5)根据教学目标、教学内容和教学对象的要求选择与设计教学媒体;

(6)根据教学内容和学习者特征的分析设计教学策略;

(7)对教学作形成性评价(以确定学生达到教学目标的程度),即根据搜集到的课堂教学信息,对教学内容或教学策略修改或调整,并对学生作出适当的反馈。

经过多年来众多教学设计专家的努力,传统教学设计已发展成为具有较完整、严密的理论方法体系和很强可操作性的独立学科,并且已有大量的专著及教材问世,但是其基本内容都离不开上述七个方面。传统教学设计有许多优点,但也存在一个较大的弊病:以教师为中心,只强调教师的“教”而忽视学生的“学”,全部教学设计理论都是围绕如何“教”而展开,很少涉及学生如何“学”的问题。按这样的理论设计的课堂教学,学生参与教学活动的机会少,大部分时间处于被动接受状态,学生的主动性、积极性很难发挥,更不利于创造型人材的成长。

以学为中心的ID理论,则是进入九十年代以后随着多媒体和网络技术的日益普及(特别是基于Internet的教育网络的广泛应用),才逐渐发展起来的。多媒体和网络技术由于能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境(这有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习),能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激(这有利于情境创设和大量知识的获取与保持),还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息,目前在Internet上按这种方式组织建构的知识库、信息库浩如烟海,并已成为世界上最大的信息资源(这不仅有利于学生的主动发现、主动探索,还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系),因而对学生认知结构的形成与发展,即促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的,也是其他的教学媒体或其他学习环境无法比拟的。而“情境创设”、“协商会话”和“信息资源提供”正是建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本属性或基本要素[2],可见,多媒体和网络技术的普及,实际上为实现建构主义的学习环境提供了最理想的条件。这就不难理解,自进入九十年代以来,为什么随着多媒体和网络技术的普及建构主义学习理论会在西方迅速流行。

建构主义学习理论和学习环境强调以学生为中心,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育思想与教学模式(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育思想与教学模式)、全新的教学方法和全新的教学设计。以“学”为中心的教学设计理论正是顺应建构主义学习环境的上述要求而提出来的,因而很自然地,建构主义的学习理论与教学理论就成为以“学”为中心教学设计的主要理论基础。

以学为中心的教学设计通常包含以下步骤[1][2]

1)教学目标分析(通过教学目标分析以确定当前所学知识的主题,即意义建构的对象,通常是与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的知识内容);

2)情境创设(创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的情境);

3)信息资源的设计与提供(确定学习本主题所需信息资源的种类和每种资源在学习中的作用。教师应提供必要的信息资源,或是当学生在获取和利用有关信息资源的过程中遇到困难时给予帮助);

4)自主学习策略的设计(自主学习策略的设计是整个以学为中心教学设计的核心内容,是实现学习者主动建构知识意义的关键所在);

5)协作学习环境设计(设计协作学习环境的目的是在个人自主学习、自我建构知识意义的基础上,通过小组或班级讨论、协商,以进一步完善和深化对当前学习主题的意义建构);

6)学习效果评价(相当于以教为中心教学设计的“形成性评价”,它包括小组对个人的评价和学习者的自我评价);

(7)强化练习设计(根据小组评价和自我评价结果设计出有针对性的学习材料和强化练习,以纠正原来的错误理解或片面认识,最终达到符合要求的意义建构)。

以学为中心的教学设计注意在学习过程中发挥学生的主动性、积极性,教学设计主要围绕“自主学习策略”和“学习环境”两个方面进行。前者是整个教学设计的核心——通过各种学习策略激发学生去主动建构知识的意义(诱发学习的内因);后者则是为学生主动建构创造必要的环境和条件(提供学习的外因)。目前常用的自主学习策略有“支架式”、“抛锚式”、“随机进入式”、“自我反馈式”和“启发式”等多种。这种教学设计由于强调学生是认知过程的主体,是意义的主动建构者,因而有利于学生的主动探索、主动发现、有利于创造型人材的培养,这是其突出的优点。但是,这种教学设计由于强调学生的“学”,往往忽视教师主导作用的发挥,忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用;另外,由于忽视教师主导作用,当学生自主学习的自由度过大时,还容易偏离教学目标的要求,这又是其不足之处。由于以学为中心ID的主要理论基础是建构主义的学习理论与教学理论,所以上述以学为中心ID的优缺点正是建构主义理论本身优缺点的具体体现,在我们应用与推广建构主义理论的过程中必须清醒地认识到这一点。

由以上分析可见,两种教学设计理论各有其优势与不足,不能简单地用后者去取代或否定前者,也不能反过来用前者去否定或取代后者。而是应当彼此取长补短,相辅相成,要根据教学目标、教学内容和教学对象的不同,将二者结合起来并加以灵活运用。努力做到既发挥教师的主导作用,又能充分体现学生的认知主体作用,既注意教师的教,又注意学生的学,把教师和学生两方面的主动性、积极性都调动起来。其最终目标是要通过这种新的教学设计思想来优化学习过程和学习效果,以便培养出具有高度创新能力的跨世纪新型人材。为了与前面的以教为中心的ID和以学为中心的ID相区别,我们把按照这种思想和目标实现的教学设计称之为“双主模式”教学设计(以强调这种ID既要发挥教师的主导作用,又要充分体现学生的认知主体作用;要调动教与学两个方面的主动性、积极性。应当着重指出,这里所说的“双主”和前几年有些人所主张的“学生是主体,教师也是主体”的“双主”是有原则区别的两个不同概念。如上所述,我们所说的“双主”是指既发挥教师主导作用,又要充分体现学生的认知主体作用,这里的认知主体只有一个──就是学生;而有些人所主张的“双主”,则是指双主体,其重点是强调“教师也是主体”,所以其实质仍是维护“教师中心论”,这是我们不能苟同的)。

§1.2“双主模式”教学设计的理论基础

由于双主模式ID是在以教为中心ID和以学为中心ID的基础上形成的,所以为了阐明双主模式ID的理论基础必须先了解以教为中心ID和以学为中心ID的理论基础。上一节我们已简要论述了以学为中心ID的主要理论基础——建构主义,本节再对以教为中心ID的主要理论基础作一扼要介绍。

以学为中心ID由于是九十年代以后随着建构主义的日益流行才逐渐发展起来的教学设计,所以其理论基础比较单一,就是建构主义的学习理论与教学理论;而以教为中心的ID则比较复杂,教学设计(ID)这门分支学科尽管只有三十年左右的历史,但是以教为中心这种教学模式却已存在了几百年。从十七世纪三十年代捷克的夸美纽斯发表《大教学论》,提出班级授课制度,开创以教为中心的教学模式以来,经过历代众多教育学家、教育心理学家的努力,使这一领域的实践探索不断深入,理论研究成果也层出不穷。其中比较突出的有十九世纪德国赫尔巴特的“五段教学”理论(预备、提示、联系、统合、应用),二十世纪前苏联凯洛夫的教学理论(他运用马克思主义认识论对赫尔巴特的五段教学加以改造,提出一种新的五段教学论--激发学习动机、复习旧课、讲授新课、运用巩固、检查效果),赞可夫的“发展观”(认为教学不仅应当为掌握知识和技能服务,而且应当促进儿童的一般发展,即儿童心理各个方面的发展),巴班斯基的“最优化”理论(“最优化”是指要从实际情况的具体条件出发,确定效果和时耗的双重质量标准,选定最佳教学方案,按照实施中的反馈信息及时调整教学活动进程,以期达到最大效益,并使每个学生都能得到最合理的教育和发展),以及美国布鲁纳的“学科结构论”(认为不应强调增加教材的量,而应按照学科内容自身的体系结构即围绕学科的基本概念、基本原理和基本方法来进行教学,才能有效地促进儿童的智力发展),布鲁姆的“掌握学习”理论(认为绝大多数甚至90%以上的学生都能很好地掌握教学目标的要求),加涅的“联结-认知”学习理论和他的“九段教学法”,直到二十世纪后半叶奥苏贝尔的“学与教”理论等等。

综观上述以教为中心领域的众多理论,尽管其中每一种都对这一领域从不同的角度作出了自己的贡献,但是真正能作为主要的理论基础对以教为中心教学模式给以全面支持的恐怕只有奥苏贝尔的“学与教”理论。这是因为,学习过程既涉及认知因素,也涉及情感因素。因此,若要对以教为中心的教学给以全面的理论支持,必须既研究认知因素对学习过程的影响,又要研究情感因素对学习过程的影响;为了能实现对教学过程的优化,真正提高学习的质量与效率,最好还能在上述两方面研究的基础上提出一套可以付诸实施的有效教学策略。按照这样的要求,再来看看上述各种理论,不难发现,其中有些理论完全没有认知心理学的研究基础(如赫尔巴特和凯洛夫的理论),有些虽然考虑了认知因素,但对认知学习理论的坚持不够彻底(如加涅和布鲁纳的理论),其它或是对情感因素在学习过程中的影响重视不够,或是未能提出一套行之有效的教学策略。只有奥苏贝尔对这三个方面都作了较为深入的探索并取得重要成果。因此我们认为,以奥苏贝尔的“学与教”理论作为以教为中心教学设计的主要理论基础是恰当的(但是并不否认、更不排斥其它学习理论和教学理论也能对这种教学设计在某些方面提供支持)。下面就是关于奥苏贝尔理论的介绍。

(一)奥苏贝尔的“学与教”理论

奥苏贝尔的“学与教”理论内容很丰富,主要涉及三个方面:“有意义接受学习”理论、“先行组织者”教学策略和“动机理论”。分述如下:

1.“有意义接受学习”理论

美国著名教育心理学家奥苏贝尔在对学习类型做深入研究的基础上,将“学习”按照其效果划分为“有意义学习”与“机械学习”两种类型。所谓有意义学习,其实质是指[4]:“符号表示的观念,以非任意的方式和在实质上(而不是字面上)同学习者已经知道的内容联系在一起。所谓非任意的和实质上的联系是指这些观念和学习者原有认知结构中的某一方面(如一个表象、一个已经有意义的符号、一个概念或一个命题)有联系。”换句话说,要想实现有意义的学习——真正习得知识的意义,即希望通过学习获得对知识所反映事物的性质规律及事物之间关联的认识,关键是要在当前所学的新概念、新知识(即“符号表示的观念”)与学习者原有认知结构中的某个方面(表象、概念或命题)之间建立起非任意的实质性联系。只要能建立起这种联系就是有意义的学习,否则就必然是死记硬背的机械学习。奥苏贝尔认为,能否建立起新旧知识之间的这种联系,是影响学习的唯一的最重要因素,是教育心理学中最基本、最核心的一条原理。正如他的代表性论著“教育心理学——一种认知观点”一书的扉页中用特大号字所表述的[4]:“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么,我将一言以蔽之曰:影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学。”

奥苏贝尔指出,要想实现有意义学习可以有两种不同的途径或方式:接受学习和发现学习。接受学习的基本特点是[4]:“所学知识的全部内容都是以确定的方式被(教师)传递给学习者。学习课题并不涉及学生方面的任何独立的发现。学习者只需要把呈现出来的材料(无意义音节或配对形容词;一首诗或几何定理)加以内化或组织,以便在将来某个时候可以利用它或把它再现出来。”发现学习的基本特点则是[4]:“要学的主要内容不是(由教师)传递的,而是在从意义上被纳入学生的认知结构以前必须由学习者自己去发现出来。”可见,前者主要是依靠教师发挥主导作用,并通过“传递接受”教学方式(奥苏贝尔简称之为“接受学习”)来实现;后者则主要是依靠学生发挥认知主体作用,并通过“自主发现”学习方式(也称“发现式”教学,奥苏贝尔则简称之为“发现学习”或“发现教学法”)来实现。奥苏贝尔认为这两种教学方式都可以有效地实现有意义学习,关键是要能在新概念、新知识与学习者原有认知结构之间建立起非任意的实质性联系。反之,如不能建立起这种“联系”,不仅“传递接受”教学方式将是机械的、无意义的,就是“发现式教学”也不可能实现有意义学习的目标。奥苏贝尔还强调指出,如果根据学习引起的能力变化来区分学习类型(能否实现有意义学习是引起能力发展变化的关键),即根据用何种方式来引起能力变化(也就是用何种方式来实现有意义学习),那么,就只能区分出“接受学习”与“发现学习”两种,而所有其他的学习类型皆可併入到这两大类型之中。他认为目前学术界对学习类型的众多分类(如“辨别学习”、“概念学习”、“尝试错误学习”、“条件反应学习”、“配对联想学习”……等等)实际上都是“没有按照这些学习类型所引起的能力变化来区分学习”的结果[4]。因此,在后面的论述中我们也将只对“接受学习”和“发现学习”两种学习类型(也就是“传递椊邮堋苯萄Х绞胶汀胺⑾质健苯萄Х绞剑┙刑致郏杂谄渌难袄嘈陀虢萄Х绞皆虿挥枭婕啊O匀唬饬街盅袄嘈陀虢萄Х绞剿蟮慕萄杓剖峭耆煌模庹乔懊嫠龅囊越涛行腎D和以学为中心ID两大流派形成与发展的实践基础。“传递接受”教学方式采用的就是以教为中心的ID,“发现式”教学方式采用的则是以学为中心的ID。

2.“先行组织者”教学策略

奥苏贝尔不仅正确地指出通过“发现学习”和“接受学习”均可实现有意义学习,而且还对如何在这两种教学方式下具体实现有意义学习的教学策略进行了研究,特别是对“传递接受”教学方式下的教学策略作了更为深入的探索,并取得了成为教学论领域一座丰碑的出色成果——“先行组织者”教学策略。这是在分析与操纵三种认知结构变量基础上而实施的一种教学策略(在第四章中有关于这种策略的详细论述),由于它具有认知学习理论作基础又有很强的可操作性,自奥苏贝尔于1978年提出以来,其影响日益扩大,目前,它已成为实现“有意义接受学习”的最有代表性、最具影响力、也是最见实际效果的教学策略之一。

3.动机理论

奥苏贝尔不仅在对学习过程的认知条件、认知因素进行深入研究的基础上提出了“有意义接受学习”理论和“先行组织者”教学策略,而且他还注意到影响学习过程的另一重要因素即情感因素的作用,并在这方面提出了独到的见解(在当代众多教育心理学家中,能重视情感因素的作用并对此进行认真研究的并不多见),这些见解可归纳如下:

  1. 他认为,情感因素对学习的影响主要是通过动机在以下三个方面起作用[4][8]:
  2. ①动机可以影响有意义学习的发生——由于动机并不参与建立新旧概念、新旧知识之间的联系,所以并不能直接影响有意义学习的发生,但是动机却能通过使学习者在“集中注意”、“加强努力”、“学习持久性”和“挫折忍受力”等方面发挥出更大潜能而加强新旧知识的相互作用(起催化剂作用),从而有效地促进有意义的学习。

    ②动机可以影响习得意义的保持——由于动机并不参与建立新旧知识之间的联系和新旧知识的相互作用,所以也不能直接影响习得意义的保持,但是保持总是要通过复习环节来实现,而在复习过程中动机仍可通过使学习者在“集中注意”、“加强努力”、和“持久性”等方面发挥出更大潜能来提高新获得意义的清晰性和巩固性,从而有效地促进保持。

    ③动机可以影响对知识的提取(回忆)——动机过强,可能产生抑制作用,使本来可以提取的知识提取不了(回忆不起来),考试时由于心理紧张,动机过强,影响正常水平发挥就是一个例子;反之,有时动机过弱,不能调动起学习者神经系统的全部潜力,也会减弱对已有知识的提取。

    (2)他认为,动机是由三种内驱力组成的[4][8]:

    由于动机是驱使人们行动的内部力量,所以心理学家常把动机和内驱力视为同义词。奥苏贝尔认为通常所说的动机是由“认知内驱力”、“自我提高内驱力”和“附属内驱力”等三种成分组成的。

    认知内驱力是指要求获得知识、了解周围世界、阐明问题和解决问题的欲望与动机,与通常所说的好奇心、求知欲大致同义。这种内驱力是从求知活动本身得到满足,所以是一种内在的学习动机。由于有意义学习的结果就是对学习者的一种激励,所以奥苏贝尔认为,这是“有意义学习中的一种最重要的动机”。例如,儿童生来就有好奇心,他们越是不断探索周围世界,了解周围世界,就越是从中得到满足。这种满足感(作为一种“激励”)又会进一步强化他们的求知欲,即增强他们学习的内驱力。

    自我提高内驱力是指儿童希望通过获得好成绩来提高自己在家庭和学校中地位的学习动机。随着年龄增长,儿童自我意识增强,他们希望在家庭和学校集体中受到尊重。这种愿望也可以推动儿童努力学习,争取好成绩,以赢得与其成绩相当的地位。自我提高内驱力强的学习者,所追求的不是知识本身,而是知识之外的地位满足(受人敬重、有地位),所以这是一种外在的学习动机。

    附属内驱力是指通过顺从、听话从父母和老师那里得到认可,从而获得派生地位的一种动机。这种动机也不是追求知识本身,而是追求知识之外的自尊满足(家长和老师认可),所以也是一种外在的学习动机。

    上述三种不同成分的动机对每个人来说都可能具有,但三种成分所占的不同比例,则依年龄、性别、文化、社会地位和人格特征等因素而定。在童年时期,附属内驱力是获得良好学业成绩的主要动机;童年晚期和少年期,附属内驱力降低,而且从追求家长认可转向同龄伙伴的认可;到了青年期和成人,自我提高内驱力则逐渐成为动机的主要成分。前面强调了内在动机(认知内驱力)的重要性,但决不应由此贬低外部动机(特别是自我提高内驱力)的作用。在个人的学术生涯和职业生涯中自我提高内驱力是一种可以长期起作用的强大动机。这是因为,与其他动机相比,这种动机包含更为强烈的情感因素——既有对成功和随之而来的声誉鹊起的期盼、渴望与激动,又有对失败和随之而来的地位、自尊丧失的焦虑、不安与恐惧。

    由上面关于“动机理论”(包括动机成分的组成与动机的作用等两个方面)的介绍可以看出,奥苏贝尔确实对情感因素在认知过程中的作用与影响作了较深入的研究。如果我们在教学设计或在课件脚本设计过程中能根据学习者的不同年龄特征,有意识地帮助学习者逐步形成与不断强化上述三种动机并在教学过程的不同阶段(例如在有意义学习发生、习得意义保持及知识提取等阶段)恰当地利用这些动机,那么,由于学习过程中认知因素与情感因素能得到较好的配合,所以定将取得更为良好的教学效果。

    4.奥苏贝尔理论的缺陷

    通过以上分析不难看出,以教为中心的教学设计和“传递接受”教学方式面对以学为中心的教育思想和“自主发现”学习方式日益扩大的影响与冲击,之所以能岿然不动,仍维持其相当稳固的地位,其最主要的理论支撑就是奥苏贝尔的“学与教”理论,即他的“有意义接受学习”理论、“动机”理论和他的“先行组织者”教学策略。

    但是,令人遗憾的是,当奥苏贝尔为以教为中心的传递接受式教学奠定理论基础,为“学与教”理论的发展作出不可磨灭贡献的同时,他也作出了一个并不科学的论断——贬低甚至否定发现式教学的重要作用。在缺乏科学论证的前提下,奥苏贝尔在其发表于1968年并于1978年再版的代表性论著《教育心理学——一种认知观点》一书中,对“发现学习”与“发现教学法”下了一个很武断的结论[4]:“在实验室的情境中,发现学习能使人深入地了解科学方法,也能导致人为地再发现已知的命题。……然而在更加典型的课堂教学情境中,通过问题解决活动来发现新颖的命题并不是获得新概念或新知识的一个引人注目的特点。……总而言之,发现教学法几乎不能成为一种高效的传授学科内容的基本方法。”这段话清楚地表明,奥苏贝尔认为“发现学习” 或“发现教学法”只适用于“实验室情境”(即实验课)中,而在更加典型的“课堂教学情境”(即一般的课堂教学)中则不是一个引人注目的特点,“几乎不能成为一种高效的传授学科内容的基本方法。”考虑到奥苏贝尔的上述代表性论著再版时是1978年,当时微型计算机刚问世不久,还没有在教育、教学过程中真正发挥作用,多媒体技术还没有出现,计算机网络的应用还只限于军事和研究部门,以计算机为基础的信息技术对于开发人类智力的重大作用和在教育、教学领域应用的巨大潜能尚未被人们所认识。课堂上除了粉笔、黑板以外,只有幻灯、投影、录音录象这类视听媒体;这类媒体尽管也能作到图文声并茂,但缺乏交互性 ,不能让学生主动参与,只能作为教师的演示工具,而难以作为学生自主学习、进行探索与发现的认知工具。加上缺乏用超文本、超链接方式组织起来的便于学生浏览、查询的丰富信息资源,所以在当时情况下,发现式教学确实难以实施。因此,奥苏贝尔在1978年仍坚持上述论断尽管不恰当,却是可以理解的。而在多媒体和网络(特别是国际互联网Internet)已广泛普及,网上的教学资源愈来愈丰富,多媒体和网络技术在教育、教学领域应用的种种优越性已日益为人们所认识的今天,如果仍坚持奥苏贝尔的上述观点那就大错而特错了。如上所述,自进入九十年代以来,随着多媒体和Internet应用的迅猛发展,建构主义的学习理论与教学理论在西方日渐风行。建构主义学习理论主张以学生为中心,强调学生是信息加工的主体,是知识意义的主动建构者;认为知识不是由教师灌输的,而是由学习者在一定的情境下通过协作、讨论、交流、互相帮助(包括教师提供的指导与帮助),并借助必要的信息资源主动建构的。所以“情境创设”、“协商会话”和“信息提供”是建构主义学习环境的基本要素。建构主义的教学理论则强调教师要成为学生主动建构意义的帮助者、促进者,课堂教学的组织者、指导者,而不是课堂的“主宰”和知识灌输者;要求学生主要通过自主发现的方式进行学习,换句话说,在建构主义学习环境下,“发现式教学”是学生掌握学科内容的最基本方法,也是最重要的一种教学策略。可见奥苏贝尔关于发现式教学的上述论断是完全违背建构主义理论的。建构主义之所以能在九十年代风行,就是因为多媒体和网络技术(特别是Internet)为建构主义学习环境的实现提供了最理想的条件;反之,建构主义学习理论与教学理论,则为实际体现多媒体和网络技术教学应用优越性的以学为中心教学设计提供理论基础。

    (二)两种理论的互补性与双主模式ID的理论基础

    通过以上分析可以看到,奥苏贝尔的“有意义接受学习”理论、“动机”理论和“先行组织者”教学策略是以教为中心教学设计的主要理论基础,建构主义的学习理论与教学理论则是以学为中心教学设计的主要理论基础。如前所述,这两种教学设计都有其优点与不足。如能将二者结合起来,互相取长补短,优势互补则可相得益彰。双主模式教学设计正是基于这种考虑而提出的。双主模式的理论基础不是别的,就是当代最有影响的两种“学与教”理论的结合,也就是上述奥苏贝尔的“学与教”理论和建构主义的“学与教”理论二者的结合。如上所述,建构主义理论的突出优点是有利于具有创新思维和创新能力的创造型人材的培养;其缺点则是忽视教师主导作用的发挥(因而不利于系统知识的传授,甚至可能偏离教学目标)和忽视情感因素在学习过程中的作用。通过上面对奥苏贝尔理论的介绍可以看到,它刚好与建构主义相反——优点是有利于教师主导作用的发挥(“有意义接受学习”理论和“先行组织者”策略都是建立在充分发挥教师主导作用的基础上,否则无法实施),并重视情感因素在学习过程中的作用(运用奥苏贝尔的动机理论能较好地控制与引导情感因素,使之在学习过程中能发挥积极的促进作用,而不是相反。);其突出的缺点则是强调传递-接受式,否定发现式,在教学过程中把学习者置于被动接受地位,学习者的主动性、创造性难以发挥,因而不利于创新人材的成长。可见二者正好优势互补,由于能兼取两大理论之所长并弃其所短,因此,双主模式教学设计具有比较科学而全面的理论基础,不仅适用于设计和指导课堂教学,也可适用于多媒体网络环境的辅助教学课件脚本的设计与开发。下面我们就以双主模式的教学设计思想为指导,进一步讨论基于多媒体网络的课件脚本设计的理论与方法。

    §1.3双主模式教学设计流程

    为便于比较、分析,我们先将上述以教为中心和以学为中心的教学设计步骤分别绘成图1-1和图1-2所示的流程图:

    对于中小学的课程(或教学单元)来说,其教学目标通常已由教学大纲给出,因而可以省去“确定教学目标”这一步骤。“分析学习者特征”这一环节一般包含对学习者的知识基础、认知能力和认知结构变量等三方面的分析(参看第三章),根据奥苏贝尔的教学理论,要实现“有意义的接受学习”(即有意义的“传递接受”教学),比较有效的教学策略是“先行组织者”。由于“先行组织者”实际上是对学习者的认知结构变量进行操纵的一种策略,所以我们可以根据学习者的认知结构变量是否适合于运用“先行组织者”策略来决定是否选用“传递接受”教学方式,从而形成如下面图1-3所示的教学设计流程的两个分支:“传递接受”教学分支(右分支)和“发现式”教学分支(左分支)。另外,在实施“先行组织者”策略的过程中,如通过形成性评价发现实际效果并不理想,则除了可以调整教学内容和修正“先行组织者”的实施方式以外,还可以采取其它的“传递接受”教学策略(甚至是自主学习策略)作为补充,以求达到更佳的教学效果。在“传递接受”分支(右分支)中,由于强调教师主导作用的发挥,而促进习得知识的巩固与迁移是教师主导作用的基本内容之一,所以“传递接受”教学往往比较重视最后的“知识迁移”环节,但在“发现式”教学分支(左分支)中,这一环节则容易被忽视。

    考虑到上述诸因素,通过对图1-1和图1-2两种教学设计流程的取长补短、相辅相成,我们可以得到“双主模式”的教学设计流程,如图1-3所示:

    §1.4基于多媒体网络的课件脚本设计流程

    为了开发出高质量的基于多媒体网络的CAI课件,必须充分了解多媒体网络教学系统所具有的宝贵特性对于教育、教学过程的重大意义。这些宝贵特性至少有以下五种[3]:

    (1)多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和体现学生的认知主体作用;

    (2)多媒体计算机提供外部刺激的多样性(使多种感官受到综合刺激)有利于大量知识的获取与保持。

    (3)多媒体系统的超文本、超链接特性可实现对教学信息最有效的组织与管理;

    (4)计算机网络特性有利于实现能培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习;

    (5)超文本、超链接特性与网络特性的结合有利于实现能培养创新精神并促进信息能力发展的发现式学习。

    上述五种特性,特别是后面两种特性(即适合于协作式学习和发现式学习的特性),对于培养具有创新能力与合作精神的一代新人有着至关重要的意义。因此在双主模式中,不论是沿着“发现式”教学的左分支还是沿着“传递接受”教学的右分支进行设计,都应充分考虑上述五种特性,特别是后面两种特性。换句话说,不仅在左分支中要考虑运用协作式和发现式学习策略,就是在右分支中也要充分考虑运用这两种策略。

    这里应当注意的是,在图1-3的“发现式”教学分支,即以学为中心的左分支中,由于强调要由学生主动建构知识的意义,所以在学习过程中主要使用“自主学习”策略,“协作学习”则被作为外在于学习者的学习环境来加以考虑。这是因为“协商”、“会话”、“讨论”等协作学习方式都必然要涉及学习者和学习内容以外的其他客体,而在以学为中心的教学设计中,“学习者个体”和“学习内容”以外的其他客体一般均被认为是学习环境的一部分。但是在以教为中心的教学设计中,则是把教师、学生(这里的“学生”是指特定场合内的所有学习者而非某个“学习者个体”)和学习内容以外的其它客体才看作是教学环境的一部分。因此,在以教为中心的教学设计中对于协作学习的看法和以学为中心的教学设计并不相同,它不是把协作学习看成是教学环境的一部分,而是看成教学策略的一部分。换句话说,根据观察角度的不同(从学的角度或是从教的角度)可以把“协作学习”看成是“环境”,也可以看成是一种“策略”,二者并无实质上的差别。这样,对于图1-3中的右分支(“传递接受”教学分支)来说,就可以统一地把“自主学习”和“协作学习”都看作是“策略”。当右分支的教学设计想要更多地培养学生的合作精神和探索、发现能力,或是“先行组织者”教学策略的运用未能达到预定的教学目标时,即可选择这类“自主学习”或“协作学习”策略作为另一种并用的教学策略,或是作为原定教学策略(“先行组织者”)的一种补充,以便达到特定教学目标的要求或更佳的教学效果。另外,在教学过程中具体运用哪种策略以及策略运用的顺序是要由教学内容和教学对象来决定的,所以对于课件脚本的设计来说,策略的运用顺序实际上有较大的灵活性:可以象图1-3所示的左分支那样,先进行自主学习,然后再协作学习,而在某些情况下,也可以将这个顺序倒过来。综合上述多方面的考虑,我们最后得到的基于多媒体网络的课件脚本设计流程将如图1-4所示。事实上,该流程图不仅适合基于多媒体网络的课件脚本设计,而且也适合于多媒体网络教学系统的课堂教学设计。

    图1-4所示的设计流程除了具有图1-3所示流程的四个特点以外,还具有以下两个特点:

    (1)不论是左分支还是右分支都可以将“自主学习”和“协作学习”策略作为基本的教学策略加以运用,而在图3中,这两种策略往往只作为“先行组织者”策略的一种补充。

  3. 和图1-3相比,对不同教学策略的选择及运用方式具有更大的灵活性,因而更能适合不同学科和不同教学内容课件脚本的设计要求。

 

由图1-4可见,在双主模式教学设计基础上形成的CAI课件脚本设计框图(如上所述,它也适合基于多媒体网络教学系统的课堂教学设计),由于具有两个分支(右分支对应“传递接受”教学,左分支对应“发现式”教学),所以显然它应能支持以教为中心和以学为中心这两类不同教学模式的教学设计。此外,由于这两个分支既有公共部分又可相互跳转,因而还可方便地实现双主教学模式的教学设计要求。考虑到教学过程中教师可以选择多种不同的具体教学策略,例如“协作学习”策略还可进一步细分为“竞争”、“协同”、“伙伴”和“角色扮演”等不同子策略,“自主学习”策略也可进一步细分(参看第四章),加上有些策略之间可以相互跳转且有多条不同的出口通路,因而图1-4能够满足多种多样的教学情况。事实上,图1-4所提供的教学设计支持(包括对课件脚本设计的支持)几乎能涵盖除动作技能类以外的所有认知类和情感类(更确切地说,情感类应改称为情操类)教学目标的要求。

下面我们就对图1-4中各个环节的设计方法及有关理论进行阐述。

第二章 教学目标分析

§2.1教学目标分析的意义

进行教学目标分析,对于以教为中心的ID是为了确定实现目标所需要的具体教学内容(关于教学顺序,可以在教学目标分析的基础上确定,也可以用其他方法确定);对于以学为中心的ID则是为了确定学习的主题,即学生主动建构意义的对象。这是教学设计面临的首要任务。

根据教学目标的含义和表述方式的不同,可以将教学目标分为“总教学目标”和“子教学目标”两类。总目标是针对某个课程(或某个教学单元)内容的整体提出的要求,所以是比较概括和原则性的。例如,在“力学”部分的教学中,通常把“理解力的基本性质和掌握力学量的度量”作为整个“力学”部分的总教学目标,这类目标一般在教学大纲中有明确的表述。总目标从总体上给出了对该课程(或教学单元)的教学要求,但是这种要求是原则性的而不是具体的。在“力学”部分的总目标中要求理解力的基本性质,但并未指出力的基本性质应包含哪些内容,应理解到何种程度以及应通过哪种途径去达到这种理解。因此我们不能直接根据总目标来选择教学内容,安排教学进度,即无法根据总目标来进行教学软件脚本的设计。显然,为了教学软件开发的需要,必须对总教学目标进行认真的分析,求出实现总目标所需完成的具体教学要求和教学步骤,这些具体的教学要求和教学步骤就称为“子教学目标”;这些子目标通常还需继续进行分析,看看是否还能找出实现该子目标所需的更具体的教学要求和步骤,即看看是否还能找出更低一级的子目标。如此进行下去,直至找到不能再划分的最低一级的子目标为止。这里所说的各级子目标即是教材中的“知识元素”,也称“知识点”。

设目标B、C是目标A的子目标,即在目标B、C实现之前目标A不可能实现,我们把目标之间的这种关系称之为“形成关系”,可用图2-1表示。

在教学内容庞杂的情况下,教学目标之间的形成关系将呈现出多层次的网状复杂结构。在这种情况下,要想由总目标出发,根据学科内容确定各级子目标以及各级子目标之间的形成关系图,并不是一件简单的事情。但是确定各级子目标之间的形成关系图正是设计和编写教学软件脚本的必要前提,也是进行教学目标分析的意义所在。因为只有通过教学目标分析,将各级子目标包括最低层次的所有子目标都确定以后,具体 的教学内容和教学顺序才能确定,在此基础上才有可能展开脚本的设计和编写。

§2.2教学目标分析的方法

如上所述,进行教学目标分析的目的是要从大纲所确定的总教学目标出发,逐步确定出各级子目标并求出它们之间的形成关系图。根据教学目标类型特征的不同,可以采用不同的教学目标分析方法,在脚本设计中较有效的目标分析法有以下几种:

1.归类分析法[5]

这种方法适用于具有分类学特征的教学目标分析。例如细胞的化学成分可按图2-2所示进行归类,从而得到相应教学目标的形成关系图。

 

类似地,对生物学中的“人体”可按头、颈、躯干、上肢、下肢等进行归类;对地理学中的“地域”可按省、市、县进行分类。

2.信息加工分析法[5]

所谓信息加工分析是指按照人们的心理操作过程来分析(按照认知心理学的观点,心理操作过程即是信息加工过程),这种方法适用于分析和问题求解过程或操作过程有关的教学目标。例如求算术平均数的求解过程可按图2-3所示进行信息加工分析,从而得到相应的教学目标形成关系图。

在各学科的教学内容中,有一些问题求解过程其心理操作步骤并不是按图2-3所示的线性方式进行,而是根据上一步的结果来判断下一步该怎么做。在这种情况下,要使用流程图才能表现信息加工过程。流程图的主要特点是,除了能直观表现出整个操作过程及各步骤以外,还设置有若干判断点(通常用菱形框表示),根据判断结果可转向不同的分支。

         

         

3.层级分析法[5]

这种方法适用于概念之间具有明确从属关系的教学目标分析。这是一种逆向分析过程,即从已确定的教学目标出发,考虑学习者为了掌握该目标所规定的概念或能力必须先掌握哪些低一级的从属概念或能力;而要掌握这些低一级的概念或能力又要先掌握哪些更低一级的从属概念或能力。图2-4给出了通过层级分析对“掌握整数减法”这一教学目标所作出的目标形成关系图。由图可见,给定的教学目标⑾的实现要以⑺、⑻、⑼和⑽等四个子目标的实现为前提,该层级分析一直继续到最低一级的子目标(简单减法)为止。

 

4.解释结构模型法(ISM分析法)[6]

解释结构模型法(Interpretative Structral Modelling Method 简称ISM分析法)是用于分析和揭示复杂关系结构的有效方法,它可将系统中各要素之间的复杂、零乱关系分解成清晰的多级递阶的结构形式。当我们分析的各级教学目标不具有简单的分类学特征,或者其中的概念从属关系不太明确,也不属于某个操作过程或某个问题求解过程时,要想通过上面所述的几种方法直接求出各级教学目标之间的形成关系是很困难的,这时就要使用ISM分析法。这种分析方法包括以下三个操作步骤:

第一,抽取知识元素──确定教学子目标。

这一步要由有经验的教师或该学科的教学专家通过主题分析和技能分析把实现给定教学目标的教学内容分解为众多的知识元素(即“知识点”)。这些知识元素可以是某个概念或原理,也可以是某项技能的基本组成部分。显然,对这些知识元素的理解、掌握与运用即是为实现给定教学目标所需要的各级子目标。表2-1所示就是由教学专家围绕“掌握不同分母分数的加减法”这一教学目标,而从教材中抽取出来的有关知识元素及相应的教学子目标。

 

表2-1 知识元素的抽取及教学子目标的确定示例

 

知识元素(教学子目标)

 

知识元素(教学子目标)

(1)

分数的概念(理解分数概念)

(9)

同分母真分数的加减(掌握同分母真分数加减法)

(2)

真分数(了解真分数)

(10)

同分母分数的加减(掌握同分母分数的加减)

(3)

分数线(了解分数线)

(11)

约数(了解什么是约数)

(4)

带分数(了解带分数)

(12)

倍数(了解什么是倍数)

(5)

假分数(了解假分数)

(13)

最大公约数及最小公倍数(了解什么是最大公约数和最小公倍数)

(6)

同分母分数的大小(能比较同分母分数大小)

(14)

通分(掌握通分方法)

(7)

大小相等的分数(理解大小相等分数的含义)

(15)

约分(掌握约分方法)

(8)

约分和通分的概念(理解约分和通分的概念)

(16)

不同分母分数的加减(掌握不同分母分数的加减)

 

第二、确定各个子目标之间的直接关系,作出目标矩阵。

这一步也要由有经验的教师或学科教学专家来完成。如果教师认为学生在对目标Gi进行学习之前必须先掌握目标Gj,则称Gi与Gj之间具有“直接关系”(可用图2-5所示的有向图表示),并称Ej为教学目标Ei的直接子目标。以表2-1为例,其中各个子目标之间的直接关系,如图2-6所示。根据各个子目标之间的直接关系,按照下述方法可以作出相应的目标矩阵:

 

 

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(1)

 

1

                           

(2)

     

1

 

1

   

1

             

(3)

 

1

 

1

                       

(4)

       

1

                     

(5)

           

1

                 

(6)

           

1

   

1

           

(7)

             

1

               

(8)

                         

1

1

 

(9)

                 

1

           

(10)

                             

1

(11)

                       

1

     

(12)

                       

1

     

(13)

                         

1

   

(14)

                             

1

(15)

                             

1

(16)

                               

 

图2-7 与图2-6对应的直接关系矩阵(目标矩阵)

 

第三、利用目标矩阵求出教学目标形成关系图。

观察图2-7所示目标矩阵的横轴可知,对应⑴、⑶、⑾和⑿等四个目标的列均无“1”出现,这表示⑴、⑶、⑾和⑿不存在直接子目标,即它们应处于目标形成关系图的最底层(预备知识),我们把这类预备知识称作第1层目标。

将目标矩阵纵轴上⑴、⑶、⑾和⑿所在行上的“1”全部置为空白,由此可得到剩余的目标矩阵,如图2-8所示。

 

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(1)

                               

(2)

     

1

 

1

   

1

             

(3)

                               

(4)

       

1

                     

(5)

           

1

                 

(6)

           

1

   

1

           

(7)

             

1

               

(8)

                         

1

1

 

(9)

                 

1

           

(10)

                             

1

(11)

                               

(12)

                               

(13)

                         

1

   

(14)

                             

1

(15)

                             

1

(16)

                               

图2-8

 

观察图2-8的横轴可知,除⑴、⑶、⑾和⑿以外,目标⑵和⒀所在列也无“1”出现,我们就把⑵和⒀称作第2层目标。

将图2-8纵轴上目标⑵和⒀所在行上的“1”全部置为空白,由此可得到一个新的剩余目标矩阵。

观察这个新的剩余目标矩阵的横轴可知,除目标⑴、⑶、⑾、⑿以及⑵和⒀以外,目标⑷、⑹和⑼的所在列也无“1”出现,我们就把⑷、⑹和⑼称作第3层目标。

层次

教学目标

1

2

3

4

5

(7)

6

(8)

7

(14) (15)

8

(16)(给定的教学目标G)

表2-2 教学目标的层次分类

 

图2-9关于“不同分母分数加减 的教学目标形成关系图

如此继续下去,可以得到关于“掌握不同分母分数加减法”的教学目标层次分类如表2-2所示。

有了表2-2,再结合图2-6给出的各子目标之间的直接关系,就可以进一步作出教学目标形成关系图。具体作法如下:

这样我们就最终得到了图2-9所示的关于“掌握不同分母分数的加减”这一教学目标的形成关系图。

不难看出,上述分析过程(包括生成目标层次分类表和求出目标形成关系图)由于步骤明确、可操作性强,很容易转换成计算机的算法,用某种程序设计语言去实现。换句话说,ISM分析法的第三个操作步骤可以交给计算机去自动完成,从而使教学目标分析的效率得以提高。

§2.3教学内容序列的确定

进行教学目标分析的最终目的是要确定实现给定教学目标所需的教学内容即各个知识元素。至于这些元素的排列顺序,即教学内容序列的确定问题,可以在教学目标形成关系图的基础上来解决,也可以运用第四章所介绍的教学内容组织策略来解决。这里我们先介绍前一种解决方法。通过作出教学目标形成关系图已经解决了如何选择知识元素的问题,对于已选定的元素在时间轴上应当如何排列,即教学内容序列应如何确定,则尚需在目标形成关系图的基础上按下列原则加以考虑:

以图2-9所示的目标形成关系图为例,按照上述原则变换到时间轴上以后,各个知识元素(与各个教学子目标对应)的排列顺序应为:

⑴ → ⑶ → ⑾ → ⑿ → ⑵ → ⒀ → ⑷ → ⑹ → ⑼ → ⑽ → ⑸ → ⑺ → ⑻ → ⒁ → ⒂ → ⒃

各个知识元素的内容和排列顺序均已确定以后,教学软件脚本的总体结构以及各个框面脚本的主要内容也就确定了。

第三章 学习者特征分析

学习者的特征涉及智力因素和非智力因素两个方面。与智力因素有关的特征主要包括知识基础、认知能力和认知结构变量;与非智力因素有关的特征则包括兴趣、动机、情感、意志和性格[7]。由于迄今为止,计算机还难以对非智力因素作出形式化的处理,另外,在课件脚本设计的其它环节中(如情境创设、协作学习以及形成性评价的过程中),将会不同程度地考虑激发兴趣、动机、陶冶情操等方面的问题,所以目前在CAI课件设计中,关于“学习者特征的分析”这一环节一般只考虑与智力因素有关的内容。换句话说,对学习者的特征进行分析就是要运用适当的方法来确定学习者关于当前所学概念的原有知识基础、认知能力和认知结构变量。了解学习者的原有知识基础和认知能力是为了确定当前所学新概念、新知识的教学起点;分析学习者的认知结构变量则是为了据此判定对当前学习者是否适合采用“传递——接受”教学方式。所以,对学习者特征进行认真分析是实现个别化教学和因材施教的重要前提。下面我们就来介绍对学习者的上述三种特征进行分析的方法。

§3.1确定学习者的知识基础

对于学习者原有知识基础的确定可以使用“分类测定法”或“二叉树探索法”。

分类测定法对学习者关于当前所学概念的原有知识基础的确定按以下步骤进行:

根据这样的测试结果即可推知学习者关于当前所学概念的知识基础类型。下面我们以“滑轮的滑轮组”的学习为例(即当前所学概念是“滑轮和滑轮组”)说明原有知识基础的分类及确定方法。

为了进行滑轮和滑轮组的学习,显然要求学习者具有杠杆原理方面的预备知识。每个学习者都是根据自己原有的杠杆原理知识来学习有关滑轮和滑轮组的新知识。按照教师的经验和对学生的调查不难发现,就滑轮和滑轮组的学习来说,其原有知识基础(即对杠杆原理的认识)可划分为五种不同类型,如表3-1所示。

表3-1 关于“滑轮和滑轮组”概念的知识基础分类

类 型

对 杠 杆 原 理 的 认 识

1

由力矩=力X力臂公式求出力矩,再根据两侧力矩的大小决定杠杆向哪侧倾斜

2

力臂相同时杠杆朝力大的一侧倾斜;力相同时杠杆朝力臂大的一侧倾斜;当力臂大的一侧所受力较小时不能判定杠杆的倾斜方向

3

不考虑力臂,仅由力的大小关系决定杠杆的倾斜

4

不考虑力,仅由力臂的大小关系决定杠杆的倾斜

5

对杠杆的平衡条件完全不了解

 

在设计CAI软件时根据上述五种知识基础分类,选择若干个与之相对应的杠杆问题对学生进行测试,即可确定该生关于当前所学概念(滑轮和滑轮组)的原有知识基础类型,从而可以做到对该生进行更有针对性的教学。

二叉树探索法是根据已学过概念的难易程度对问题进行仔细划分,并将它们按由易到难的程度线性排列。在教学过程中,CAI软件运用“二叉树搜索算法”即可从中选择出最符合学生实际水平的问题,从而也就确定了该生关于当前所学概念的原有知识基础。

以“加减法运算能力”的探索为例,我们可以将“个位加”作为能力轴线上的起点(最容易),把3位数的加减法作为终点(最困难),中间再划分20个(或30个)等级,则起点的难度级为0,终点的难度为20(如图3-1所示)。学习开始时,先提出能力轴中点位置的问题Q1,让学生回答,如果回答正确表示该生这方面的能力已超出Q1水平,下一次应选Q1与终点中间的问题Q2让学生回答,如果这次回答出错,表示该生这方面的能力低于Q2,下一次应选Q1与Q2中间的问题让学生回答……如此继续下去,很快可以找到适合当前学习者实际水平的问题,从而也就确定了该生在“加减法运算能力”方面的原有知识基础。

§3.2确定学习者的认知能力

为了确定学生的认知能力必须首先解决认知能力如何表征的问题。按照美国著名教育心理学家布鲁姆(B.S.Bloom)的“教育目标分类”理论,教育目标应当包括三个领域的内容即:认知能力领域、动作技能领域和情感领域。其中认知能力的目标按智力活动的复杂程度又可划分为六个等级:

上述六个等级的认知能力划分是按智力活动从简单到复杂和从具体到抽象的程度依次递增的,即识记和理解属于较简单的低级认知能力,而应用、分析、综合和评价则属于较复杂的高级认知能力。显然我们应当特别重视学生高级认知能力的培养。

在课堂教学中,教师对于学生的认知能力一般是采取“预估”———根据原来对学生的了解、接触所得到的印象作出估计。为了使计算机能了解学生的认知特点,在CAI系统中则要用适当的数据结构来描述认知能力,这就不仅需要解决认知能力的表征问题,而且还要进一步解决认知能力的定量评估与测量问题。根据认知能力的评估与测量方法的不同,可以有不同的确定学生认知能力的方法,其中比较适合于在CAI中采用的是“逐步逼近法”。

逐步逼近法的实施步骤可叙述如下:

1.首先由学生本人填写关于自己认知能力的评估表,评估表的格式见表3-2,表中每个学生的认知能力值由每个学生本人给出。能力值的范围是0--1闭区间内的任一实数值,但为了便于学生估值,这时将0--1闭区间分成11个等级即0.0,0.1,0.2....0.9,1.0,其中1.0和0.0分别对应最强和最弱的认知能力。学生可根据自我感觉给出关于自己每一项认知能力的估计值。例如,若自我感觉“分析”能力为中等,则可在0.4与0.6中间选取某一个值作为估计值(此值不要求很准确,取0.45,0.50或0.55均可,因为以后在逐步逼近过程中还可加以修正)。这样,我们就可以得到表3-2所示的六项认知能力值,我们称之为“初始估计值”。

 

表3-2 认知能力自我评估表

 

认知能力

能力值

 

学生代号

 

识记能力

 

理解能力

 

应用能力

 

分析能力

 

综合能力

 

评价能力

1

0.6

0.6

0.8

0.7

0.6

0.5

2

0.8

0.9

0.7

0.8

0.8

0.7

3

0.7

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

.

           

.

           

.

           

40

0.6

0.4

0.3

0.5

0.3

0.3

 

2.利用这个初始估计值,就可以从领域知识库中选出与该学生认知能力相适应的知识进行教学。这里应当指出,采用逐步逼近法有一个先决条件,就是事先必须对领域知识进行认知分类──即在领域知识库中要对每个知识元素标出它在学生认知能力培养方面的特性。例如若某个知识元素主要对学生“分析”能力的培养起作用,则将此知识元素标记为“分析类”;若是对“综合”能力的培养起作用则标记为“综合类”。

在教学过程中,系统记录下学生所学习的新内容,由于每个新内容均带有认知分类标记,所以系统很容易检验出学生通过本次学习后各项认知能力的进步情况,据此,系统即可修改该学生的初始估计值。例如可通过以下方式进行修改:用不同认知分类的知识元素对学生进行提问或测验,学生每答对一个一般难度的问题可将他相应的认知能力值加0.05分;每答错一个一般难度的问题则扣0.05分,当问题的难度较大时,答对加分值可大于0.05,答错扣分值可小于0.05;当问题较容易时,答对加分值应小于0.05,而答错扣分值则应大于0.05(如前所述,认知能力值共分11级,每级之间的级差为0.1分)。这样就可得到该生经过一次学习后的六项认知能力的修正值,我们称之为“一次评估值”。显然一次评估值与初始估计值相比,在对学生认知能力的评估上要更切合实际一些。

3.然后根据一次评估值,再次到领域知识库中去选取与该学生认知能力相适应的知识,继续对该生进行教学,在教学过程中,系统同样记录下学生的学习内容和在认知能力方面的进步情况。于是经过第二次学习后系统根据学生的实际学习情况,可再次修改评估值,从而得到六项认知能力的“二次评估值”。显然,二次评估值与一次评估值相比,在对学生认知能力的评估上又接近了一步。如此继续下去,学生每学习一遍,认知能力评估值就要修改一次,而每一次修改都要比前一次朝精确的估计值更接近一步,这就是“逐步逼近法”名称的由来。

§3.3确定学习者的认知结构变量

按照奥苏贝尔的定义,“认知结构”是指“个体的观念的全部内容和组织,或者就教材而言,指个体关于特殊知识领域的观念的内容和组织”[8]。所谓“个体的观念的全部内容和组织”就是指学习者在长期的认识与改造客观世界的过程中,在其大脑内逐渐形成并按一定组织结构存储的全部知识与经验系统;所谓“个体关于特殊知识领域的观念的内容和组织”则是指学习者大脑中按一定组织结构存储的关于某个特定学科领域的知识与经验。

由于原有的认知结构是影响新的有意义学习与保持的关键因素,即有意义学习的发生与习得意义的保持皆取决于认知结构的状况,也就是随学习者的认知结构而变化。经过长期的实验研究和理论探索,奥苏贝尔发现在认知结构中有三方面的特性对于有意义学习的发生与保持具有至关重要的意义和最为直接的影响。由于这三方面的特性并不是恒定不变的常量,而是因人而异的变量,所以奥苏贝尔就把学习者认知结构的这三方面特性称之为三个认知结构变量。

第一个认知结构变量是指认知结构的“可利用性” ———即学习者的原有认知结构中是否存在可利用来对新观念(即新概念、新命题、新知识)起固定、吸收作用的观念,这个起固定、吸收作用的原有观念必须在包容范围、概括性和抽象性等方面符合认知同化理论的要求。

第二个认知结构变量是指认知结构的“可分辨性” ———即这个起固定、吸收作用的原有观念与当前所学新观念之间的异同点是否清晰可辨。新旧观念之间的区别愈清楚,愈有利于有意义学习的发生与保持。

第三个认知结构变量是指认知结构的“稳固性” ———即这个起固定、吸收作用的原有观念是否稳定、牢固。原有观念愈稳固,也愈有利于有意义学习的发生与保持。

所谓确定学习者的认知结构变量,就是要确定学习者认知结构中上述三方面的特性,首先就是要确定学习者的认知结构是否具有“可利用性”。

对于当前所学的新概念、新命题、新知识(新观念)来说,有可能起固定、吸收作用的原有观念与新观念之间通常有以下三种关系:

  1. 类属关系
  2. 类属关系也称上下位关系,是指当前所学内容(新观念)类属于学习者认知结构中某种包容性更广、抽象概括程度更高的原有观念,即原有观念处于上位,新观念处于下位。这是新观念与原有观念之间最常见的一种关系。

    处于下位的新观念(类属观念)又有两种形式[9]:一种是“派生类属”,即新学习内容只是学习者原有认知结构中包容性更广的命题的一个例证,或是能由该原有命题直接派生出来。例如, 若儿童已经知道“猫会逮老鼠”这一命题,那么,“邻居的小花猫逮了一只大老鼠”这一新命题就可类属于原有命题。在掌握汉字的“间架结构”概念的基础上,进一步学习“左右结构字”、“上下结构字”或“包围结构字”也有这种类属关系。显然,具有这种类属关系的新命题是比较容易学习的,因为在这种情况下,学习者原有命题只需稍作修改或扩展就能产生出新命题的意义。具有“派生类属”的上下位关系可用图3-2表示[4]:

    3-2 派生类属图示

    在派生类属中,新观念a5与上位观念A相联系,而且表示A的另一个例证或A的补充。在此种关系中观念A的基本属性不改变。

    另一种下位关系的形式是“相关类属”。当新观念是对原有观念的一种扩充、修饰或限定时,就构成相关类属。例如,若学习者有“平行四边形”的概念,则我们可以通过“菱形是四条边一样长的平行四边形”这一新命题来界定菱形。在这种情况下,通过对原有概念“平行四边形”予以适当限定(四边等长),就得出菱形这一新概念。具有“相关类属”的上下位关系可用图3-3表示[4]:

    图3-3 相关类属图示

     

    在相关类属中,新观念a4与原有观念A相联系,而且是A的一种扩充、修饰或限定。在此种关系中,原有观念A的基本属性将随相关类属关系而改变。

  3. 总括关系
  4. 总括关系是指当前所学的内容(新观念)具有较广泛的包容性与概括性,因而能把一系列原有观念总括于其中(也就是使一系列的原有观念类属其下)。在此情况下,新观念是处于上位,而原有观念则处于下位。例如,当学习者学习了“萝卜”、“菠菜”、“扁豆”………等下位概念后,再来学习“蔬菜”这一上位概念时就属于这种情况。识字教学中独体字、合体字与汉字结构的关系,物理学中动能、势能与机械能的关系也是如此。“总括关系”可用图3-4表示[4]:

    3-4 总括关系图示

    在总括关系中,原有观念a1,a2和a3被认为是新观念A的具体例证,并且与A形成联系。

  5. 并列组合关系

并列组合关系是指当前所学的内容(新观念)与学习者认知结构中的原有观念既不存在类属关系,也不存在总括关系,但却具有某种共同或相关属性的情况。在已有“回声”概念的基础上学习“雷达”原理,就是利用并列组合关系的一个例子,因为在这种场合,无线电波的反射既不类属于声波的反射,也不能总括声波的反射。在自然科学和社会科学领域中,有许多新概念的学习都要应用到和原有概念的并列组合关系。例如“质量与能量”、“功与能”、“遗传与变异”、“需求与价格”、“生产力与生产关系”、“经济基础与上层建筑”、“物质文明与精神文明”……等等。虽然在这类新旧概念之间不存在上述类属关系和总括关系(由以上分析可知,通过上述两种关系可以很容易地直接建立起当前所学新知识与认知结构中原有知识之间的非任意的实质性联系,而建立这种联系是实现有意义学习的关键所在),但是通过仔细分析可以发现,它们之间仍然具有某种或某些相关的甚至共同的属性,正是通过这类相关或共同的属性才使新旧知识之间仍然能够建立起某种非任意的实质性联系,从而达到有意义而非机械的学习。

要确定认知结构是否具有“可利用性”(即确定第一个认知结构变量),就是要确定在当前所学的新概念、新命题、新知识与学习者原有认知结构中的某种概念、命题或知识之间是否存在上述三种关系中的某一种关系。如能找到类属或总括关系这是最理想的,因为在这两种情况下,如上所述,可以直接建立起新旧知识之间的非任意的实质性联系,学习者所需进行的认知加工比较简单,因而可以较轻松地完成学习任务。如果找不到类属或总括这两种关系,那就只能去寻找新旧知识之间的并列组合关系。这就要求在新旧知识(或新旧概念、命题)之间作比较深入的分析对比,以便从中找出某种或某些相关的甚至是共同的属性(例如,在上述关于“回声”与“雷达”的关系中,“回声”是学习者认知结构中通过日常生活经验建立起来的原有概念,而“雷达”则是当前要学习的新概念、新知识。通过分析对比不难发现,“波的反射与接收”就是本例中原有概念与新概念的共同属性。)

第一个认知结构变量(可利用性)被确定以后,接着要确定第二个认知结构变量,即要分析学习者认知结构中起固定、吸收作用的原有概念与当前所学新概念之间的“可分辨性”。这一步工作实际上可以和前一步工作(确定第一个认知结构变量的工作)几乎同步完成,这是因为:如果可利用的原有概念与当前所学的新概念之间是属于第一种关系(即类属关系),那么,由于类属关系就是上下位关系———原有概念为上位,新概念为下位,这二者之间的关系无需我们作进一步的分析就已经泾渭分明,清晰可辨了;如果可利用的原有概念与当前所学新概念之间是属于第二种关系(即总括关系),那么,由于总括关系实际上是“下上位关系” ———原有概念为下位,新概念为上位,所以这二者之间的区别实际上和第一种关系中一样,无需进一步分析即已清晰可辨;如果可利用的原有概念与当前所学新概念之间是属于第三种关系(即并列组合关系),这时新旧概念之间的区别就不像在第一、二种关系中那样能直接观察出来,而是要求对新旧概念作比较深入的分析对比,在努力寻找它们共同(或相关)属性的同时,也要注意发现它们彼此之间相区别的属性。仍以上述“回声”与“雷达”的关系为例,在找出“波的反射与接收”是二者共同属性的同时,还应注意到前者是属于“声波”的反射与接收,而后者则属于“无线电波”的反射与接收,如能注意到这点(两种不同性质的波动),则新旧概念显然是清晰可辨的。

可见,即使是在第三种关系的情况下,“可利用性”和“可分辨性”的确定也几乎是在同一过程中完成的。

在第一、第二两个认知结构变量均已确定以后,接着就要确定第三个认知结构变量,即要分析学习者认知结构中起同步、吸收作用的原有观念的“稳固性”。一般说来,若能找到和新观念具有类属关系或总括关系的原有观念,那么,这种原有观念通常对于绝大多数的学习者都是比较稳定而牢固的;假如原有观念与新观念之间是并列组合关系,则这种原有观念的稳固性将随不同的学习内容而有较大的差别。这里又分三种不同情况:

  1. 如果原有观念贴近学生的日常生活,则这种“原有观念”是比较稳固的。例如通过以“回声”作为原有概念去固定、吸收“雷达”这个新概念就属于这种情况。
  2. 如果原有观念和已学过的某种知识相关,而且该知识的习得意义又能较好地保持,那么这种原有观念也是比较稳固的,并且对新知识的学习能起有效的促进作用。例如物理学中,在掌握“功”的概念的基础上去学习“能”的概念,会容易得多。
  3. 如果原有观念和已学过的某种知识相关,但对该知识的习得意义不能有效保持,那么这种原有观念将是不稳固的,因而将对新知识的学习不会有什么帮助。例如学习者若对“功”未能先建立正确的概念,则在学习“能”的概念时会感到很困难。

对于第三个认知结构变量进行分析的意义在于,明确地区分关于认知结构稳固性的上述各种不同的情况,如果分析结果属于前面几种情况,这就表明学习者认知结构中的原有观念是比较稳固的,可以放心地加以利用;如果分析结果属于最后一种情况,则应在教学过程中设法采取补救措施———努力使当前教学中将要加以利用的原有观念变得稳定、牢固,以免它对新的有意义学习的发生及保持产生不利影响。

第四章 教学策略设计

按照“现代汉语词典”的解释,“策略”是指行动的指导方针和工作的方式、方法,所以教学策略就是指教学方面的指南和处方。目前在各级各类学校课堂教学中使用的教学策略种类较多,但是若从本质上看则大致可划分为三大类:以教为主的策略、以学为主的策略和教与学通用策略。教与学通用策略中最具代表性的是协作式教学策略,所以下面我们分别对以教为主、以学为主和协作式这三大类教学策略的设计进行阐述。

§4.1以教为主教学策略的设计

以教为主的教学策略,实际上就是以教为中心教学设计中所采用的策略。实施这种策略必然要求选择“传递接受”教学方式,其核心是强调教师主导作用的发挥。目前较流行的以教为主教学策略有“先行组织者”策略、“五段教学”策略、“九段教学”策略、“假设推理”策略、“示范模仿”策略……等多种。这里我们着重介绍“先行组织者”策略(如上所述,它有奥苏贝尔的“学与教”理论的支持,有较好的理论基础),对于其它几种以教为主的策略也作简要的介绍。在实际教学过程中或课件脚本设计过程中,可以根据教学内容和教学对象的不同而灵活选用。

 

  1. 先行组织者教学策略

1.先行组织者的含义

奥苏贝尔认为,能促进有意义学习的发生和保持的最有效策略,是利用适当的引导性材料对当前所学新内容加以定向与引导。这类引导性材料与当前所学新内容(新概念、新命题、新知识)之间在包容性、概括性和抽象性等方面应符合认知同化理论要求,即便于建立新、旧知识之间的联系,从而能对新学习内容起固定、吸收作用。这种引导性材料就称为“组织者”。由于这种组织者通常是在介绍当前学习内容之前,用语言文字表述或用适当媒体呈现出来,目的是通过它们的先行表述或呈现帮助学习者确立有意义学习的心向,所以又被称为“先行组织者”。不难看出,先行组织者实际上就是上面第三章§3.3节所述学习者认知结构中“原有观念”的具体体现———即通过适当的语言文字表述或通过某种媒体呈现出来的、与当前所学内容相关的“原有观念”。所以先行组织者不仅有助于建立有意义学习的心向,而且还能帮助学习者认识到当前所学内容与自己头脑中原有认知结构的哪一部分有实质性联系,从而有效地促进有意义学习的发生和习得意义的保持。

由于原有观念和新观念(即当前学习内容)之间,如前所述,可以有“类属关系”(又分“派生类属”和“相关类属”)、“总括关系”和“并列组合关系”等三种不同关系,所以先行组织者也可以分成三类:

(1)上位组织者———组织者在包容性和抽象概括程度上均高于当前所学的新内容,即组织者为上位观念,新学习内容为下位观念。新学习内容类属于组织者,二者存在类属关系。

(2)下位组织者———组织者在包容性和抽象概括程度上均低于当前所学新内容,即组织者为下位观念,新学习内容为上位观念。组织者类属于新学习内容,二者存在总括关系。

(3)并列组织者———组织者在包容性和抽象概括程度上既不高于、也不低于新学习内容,但二者之间具有某种或某些相关的甚至是共同的属性,这时在组织者与新学习内容之间存在的不是类属或总括关系而是并列组合关系。

2.“先行组织者”策略的理论假设

先行组织者教学策略是建立在以下两个理论假设的基础之上[10]:

(1)认知结构中的知识按层次结构组织,抽象概括程度较高的知识处于较高层次,随着抽象概括程度降低,其所处层次也逐步降低;

(2)认知结构中的知识是相互作用、相互联系的。

由第一个假设可以推论出:不管新概念(或新命题、新知识)是通过类属关系(即上下位关系)习得,还是通过总括关系(即下上位关系)习得,最后都要被归入到学习者原有认知结构的某一层次之中,并类属于包容范围更广、抽象概括程度更高的概念系统之下。

由第二个假设可以推论出:按照新旧知识之间是类属、总括或并列组合这三种关系之一而选择出来的先行组织者,可以有效地促进新旧知识之间的相互作用、相互联系,因为它可以帮助学习者从长期记忆中提取出与当前所学新知识有关的内容,以便将新知识与旧知识进行分析、对比、综合,从中找出彼此之间的关联,从而建立起新旧知识之间的非任意的实质性联系。显然,这一过程即是建构知识意义的过程,也就是著名教育心理学家皮亚杰所说的认知结构的“同化”过程———把新知识整合到学习者认知结构的某一层次组织之中的过程。可见,先行组织者的作用就是在学习者能够有意义地学习新内容之前,在他们“已经知道的”(原有观念)和“需要知道的”(新概念、新知识)之间架起桥梁[4],从而使原有观念能对新概念、新知识真正起到固定、吸收作用(成为新知识的“固着点”),即实现认知结构的同化。教师虽然不能直接参与学习者认知结构的同化过程,但却可以通过对教学策略的具体运用对这一过程产生重要的影响。

3.“先行组织者”策略的实施步骤

先行组织者教学策略的实施通常包括以下两个步骤:

第一,确定先行组织者。

实施这一策略的第一步是要确定先行组织者。如上所述,先行组织者实际上是学习者认知结构中“原有观念”的具体体现———即通过语言文字表述或通过某种媒体呈现出来的、与当前所学内容相关的原有观念。而学习者认知结构中是否存在与当前所学内容具有某种关系(例如类属关系、总括关系或并列组合关系)的“原有观念”这一问题,在“学习者特征分析”环节中已经解决(若未能解决这一问题,即无法确定当前学习内容与学习者认知结构中的哪一部分具有某种相关性,则不可能转入“传递——接受”教学分支,也就不可能运用先行组织者策略),因而当前要确定先行组织者不会有任何困难,只需把“学习者特征分析”环节中已经选定的“原有观念”,用适当的语言文字表述出来或用某种媒体呈现出来(也可以文字表述和媒体呈现二者相结合)就是先行组织者。至于先行组织者如何用语言文字表述或是用何种媒体呈现以及呈现的方式等问题,由于要考虑“注意”、“感知”等心理因素的影响,所以通常是在“教学媒体的选择与设计”环节中专门予以讨论(参看第五章),这里就不赘述了。

第二,设计教学内容的组织策略

由于有三类不同的先行组织者(上位组织者、下位组织者、并列组织者),所以对教学内容的组织相应地也有三种不同的策略。

(1)“渐进分化”策略

当先行组织者在包容性和抽象概括程度上均高于当前教学内容,即组织者为上位观念时,奥苏贝尔建议对教学内容的组织采用“渐进分化”策略。所谓渐进分化是指,应该首先讲授最一般的,即包容性最广、抽象概括程度最高的知识,然后再根据包容性和抽象程度递减的次序逐渐将教学内容一步步分化,使之越来越具体、越深入。根据上面所述的第一个理论假设可以推知,若按这种渐进分化策略组织教学内容,则人们习得知识的顺序将和大脑认知结构中的组织层次、存储方式完全吻合。显然,对于学习者来说,为了建立新旧知识之间的实质性联系,这种情况所要求付出的认知加工量是最小的,因而最有利于知识意义的习得与保持。在贯彻这种策略时应注意的是,不仅整门课程的内容(即学科内容)要按渐进分化组织,就是课程内各个教学单元的内容以及各单元之内的各种概念也要按照包容性递减的次序渐进分化地组织。

为了便于渐进分化策略的实施,美国著名教育技术学家瑞奇鲁斯(C.M.Reigeluth)经过多年研究提出了一套比较完善而且便于操作的理论方法———细化理论(Elaboration Theory,简称ET)[11]。下面就是对这一理论的基本内容及应用方法的介绍。

细化理论的基本内容[10]

细化理论的基本内容可以用“一二四”概括即:一个目标、两个过程、四个环节。

一个目标:是指ET的全部内容都是为了达到一个目标棗按照渐进分化策略实现对教学内容(即当前所教学科知识内容)最合理而有效的组织。

两个过程:是指ET主要通过两个设计过程来实现上述目标,这两个设计过程,一是“概要”设计,二是一系列细化等级设计。

概要设计是指从学科内容中选出包容性最广、抽象概括程度最高的学习任务作为初始概要。学科知识内容通常可划分为三种类型:概念性内容(说明“是什么”)、过程性内容(说明“如何做”)和理论性内容(说明“为什么”),但在某个教学单元之中占优势的往往只是其中的一种内容,因此我们就可以从这种内容中选出初始概要,这个初始概要就是“先行组织者”,也就是用来对新概念、新知识起同化、吸收作用的“固着点”。如果当前选出的知识内容是概念性的,则初始概要应包含一个概念定义、若干个概念实例和把概念应用于新情境的练习;如果当前选出的知识内容是过程性的,则初始概要应包含该过程的基本功能及主要实施步骤;如果当前选出的知识内容是理论性的,则初始概要应包含该理论的基本原理及主要观点。如果某个概念或原理很抽象或者较难理解,就要利用形象化的比喻或多媒体技术来辅助讲解。任何学科内容都可按照细化理论的方法加以组织和排序,而不管这些内容是概念性、过程性或是理论性的。

一系列细化等级的设计,要求对选出的初始概要不断进行逐级细化,逐级细化的过程就是逐级的同化、吸收过程,细化的复杂程度和精细程度逐级加深。第一级的细化是指对初始概要(即初始固着点)按照“由一般到特殊”的原则作适当的扩充,使之变得更充实和更具体一些(扩充得到的新概念、新知识在包容性和抽象性方面都比“固着点”要低);第二级的细化除了是对第一级的细化结果(即起同化、吸收作用的新“固着点”)作进一步细化(而不是对初始概要细化)以外,其它过程和第一级相同。换句话说,每一级细化都是前一级呈现内容的深入与扩展——通过每一次细化,使教学内容越来越具体、深入、细致。如此继续下去,直至达到教学目标所要求的学科内容复杂程度为止。

以威特曼(Wedman)和史密斯(Smith)设计“照相机工作原理”教学单元为例,他们确定该教学单元的“概要”是理论性的,其内容包含光圈大小、快门速率和胶卷型号(与感光速率有关)三者之间的定性关系。例如,若胶卷型号固定,为了保持同样的爆光,当光圈较大时,快门的速率就要提高。这时先不考虑定量关系即先不考虑快门的速率值、光圈的大小值以及胶卷的感光速率值。在“概要”学习阶段,要求学习者运用所学到的一般原理(即上述定性关系)去解决实际问题,例如回答以下练习题:“如果灯光改变,而快门速率要求不变,应该怎么做?”

设计完“概要”和有关练习后,就要转入一系列精细程度不断加深的细化等级设计。仍以上述“照相机工作原理”教学单元为例,在细化的第一级应向学习者呈现关于光圈大小、快门速率和胶卷感光速率等方面的细节内容;在细化的第二级则应介绍有关这几方面的更深入知识,例如让学习者了解景深与光圈大小的关系以及物体动作与快门速率之间的关系等。……

由以上分析可见,每一级的细化结果都是其下一级细化的“概要”。这是细化过程的一个重要特点。事实上细化过程就是对初始概要不断完善与深化的过程。

由以上分析还可看到,一方面,在同一等级上可以对不同的教学内容进行细化(其复杂程度相同);另一方面,也可对同一教学内容在相继的等级中不断细化(其复杂程度不同)。这就使按ET建立的教学系统有较大的灵活性:既可通过横向(同一细化级)了解学科内容各部分当前的细化情况,又可通过纵向穿过一系列细化等级而达到对某一知识点的深入了解。这种在知识网络中既可横向移动又可纵向移动的灵活性是细化过程的另一重要特点,这种特点对于超媒体教学系统的设计与实现是特别有利的。事实上,考虑知识之间的相互联系是ET的基础,而超媒体则允许我们建立起这种联系并可实际应用。换句话说,ET提供关于如何建立知识结构模型的理论框架,而超媒体则提供把这种理论框架付诸实践的环境与手段。

为了更深刻地理解上述细化过程(这是ET的核心),我们可以把细化作用和“可变焦距镜头的照相机”相对比:这照相机开始用广角镜头(相当于“概要”);然后通过变焦进入逐级细化的过程(可以循环往复),以观看整幅画面中的各个子部分(细化后的教学内容);接着变焦距镜头移出以便回顾、复习学过的全部内容和确定各部分知识之间的联系。将变焦距镜头移入和移出的调节过程要反复进行,一直到整幅画面的所有各个部分都已按照所要求的精细等级被考察过为止。

四个环节:是指为保证细化过程的一致性和系统性,必须注意细化设计四个环节的密切配合。这四个环节是“选择”(Selection)、“定序”(Sequencing)、“综合”(Synthesizing)和“总结”(Summarizing),简称4S

选择是指从学科的知识内容中选出为了达到总的教学目标或某一单元的子教学目标所要教的各种概念和知识点,从而为概要设计作好准备,这是ET的初始设计任务。

定序的目的是要使教学内容(学科知识内容)按照“从一般到特殊”的次序来组织和安排,这既是概要设计和一系列细化设计的指导思想,又是设计的基本内容,应该贯串在这两个设计过程的始终,从而保证每次细化结果的一致性。

综合的作用是要维护知识体系的结构性、系统性,即确定各个知识点之间的相互联系。通过综合应使学习者看到各个概念之间的关联以及它们在更大的概念图中(乃至整个课程中)所处的地位。在每一级细化过程中都将有两种形式的综合发生:内部综合与外部综合。内部综合用来阐明给定的细化等级之内各概念之间的关系;外部综合则用来阐明给定细化等级内的主题和已经教过的其它主题之间的关系。

总结对于学习的保持和迁移都是很重要的。ET中包含两种总结:一种是课后总结,在一节课将要结束时进行,用来对本节课所讲授的知识和概念进行总结;另一种是单元总结,在一个教学单元将要结束时进行,用来对本单元之内所教过的所有知识和概念进行总结。

在上述四个环节中,选择为概要设计作好准备,定序为各级细化提供统一的指导方针以保证每次细化结果的一致性,综合和总结则建立起各个知识点之间的联系以及各部分知识与知识整体的关系,从而把每次细化结果有机地联系在一起,形成系统而完整的知识体系而不是互不相关的各种知识点的堆砌。

细化理论的应用步骤

以某一节课的教学为例,细化理论的应用步骤可说明如下(在下列步骤中并未列入与细化过程无关的其它教学环节,如教学目标分析、学习者特征分析以及教学评价等)

(2)“逐级归纳”策略

当先行组织者在包容性和抽象概括程度上均低于当前教学内容,即组织者为下位观念时,对于教学内容的组织可以采用“逐级归纳”策略。所谓逐级归纳是指,应先讲授包容性最小、抽象概括程度最低的知识,然后再根据包容性和抽象程度递增的次序逐级将教学内容一步步归纳,每归纳一步,包容性和抽象程度即提高一级。就某门课程或某个教学单元来说,当组织者为下位观念、教学内容为上位观念时,其教学内容只是在组织顺序上和第一种策略(即组织者为上位、教学内容为下位时的渐进分化策略)不同(二者相反),而内容本身则毫无差别;另外,正如前面所指出的,由先行组织者的第一个理论假设可推论出:不管新知识是通过类属关系(即上下位关系)习得,还是通过总括关系(即下上位关系)习得,最后都要被归入到学习者原有认知结构的某一层次之中,并隶属于包容范围更广、抽象概括程度更高的知识系统之下。这就是说,不管是按第一种策略(渐进分化)还是按第二种策略(逐级归纳)组织教学内容,对于学习者来说,只是习得知识的顺序不同,而关于该知识所习得的意义则是完全一样的。事实上,“渐进分化”和“逐级归纳”正好是互为逆过程。这样,我们就可仿照上述细化理论的思想提出便于逐级归纳策略实施的“归纳理论”。

归纳理论的基本内容也和细化理论一样,可用“一二四”概括即:一个目标、两个过程、四个环节。和细化理论相比,其中“一个目标”二者基本相同,只需把“按照渐进分化策略”改为“按照逐级归纳策略”;“四个环节”需作两点小的修改:

①“选择”———从学科内容中选出各种概念和知识点的目的是要从中选出“初始固着点”(而非“初始概要”);

②“定序”———是要使教学内容按照“从特殊到一般”(而不是“从一般到特殊”)的次序来组织和安排。

“两个过程”也很相似:一是“固着点设计,二是一系列归纳等级的设计。

固着点设计是指从学科内容中选出包容性最小、抽象概括程度最低的学习任务作为“初始固着点”。这类固着点同样有概念性、过程性和原理性等三种不同类型。显然,在运用逐级归纳策略来组织教学内容的情况下,这个初始固着点就是先行组织者。换句话说,这里的初始固着点,其作用就相当于细化过程中的初始概要。

一系列归纳等级的设计要求对选出的初始固着点不断进行归纳。第一级归纳是指利用初始固着点(先行组织者)去同化、吸收在包容性和抽象性方面都要比自身高一级的新概念、新知识(这种以下位概念去同化、吸收上位概念的过程就称为“归纳”),然后再以第一级归纳得到的新知识作为新的固着点(称为“一级固着点”)去同化、吸收在包容性和抽象性方面又比它要更高一级的新概念、新知识,从而完成第二级归纳并得到“二级固着点”,……如此一步步归纳下去,直至新知识的包容性与抽象性达到教学目标的要求为止。第二级的归纳除了是对第一级归纳的结果作进一步的归纳(而不是对初始固着点即先行组织者归纳)以外,其它过程与第一级相同。其它各级之间的关系与此类似。总之,每一级归纳都是前一级教学内容的概括与提升(包容性更广,抽象程度更高)。可见,逐级归纳和细化过程一样都是逐级的同化、吸收过程。不过,逐级细化中的同化、吸收是“由一般到特殊”,而逐级归纳中的同化、吸收则是“由特殊到一般”。

(3)“整合协调”策略

当先行组织者在包容性和抽象概括程度上既不高于、也不低于当前教学内容,但二者之间具有某种或某些相关的甚至是共同的属性时,对于教学内容的组织可以采用“整合协调”策略。所谓整合协调是指,通过分析、比较先行组织者与当前教学内容在哪些方面具有类似的或共同的属性,以及在哪些方面二者并不相同来帮助和促进学习者认知结构中的有关要素进行重新整合协调,以便把当前所学的新概念纳入到认知结构的某一层次之中,并类属于包容范围更广、抽象概括程度更高的概念系统之下的过程。

仍以前面提到的“回声”与“雷达”为例,从生活经验中得到的回声概念可以作为学习雷达原理的先行组织者。在这种场合,整合协调策略的运用就体现为对当前教学内容按下面的方式进行组织:

①(通过媒体展示和语言文字表述)介绍回声现象及有关特性(作为先行组织者);

②(通过媒体展示和语言文字表述)讲解雷达工作原理———无线电波的发射与接收(当前的学习主题)

③指出雷达与回声的共同属性———都是波的反射、接收;

④分析雷达与回声的区别———前者是无线电波(一种电磁波),只能通过仪器探测到;而后者是声波,可以通过耳朵听到;

⑤介绍雷达在航空、航海、军事等方面的应用,以巩固和加强习得的意义。

通过上述教学内容组织策略就可以使关于雷达原理的新知识(即关于无线电波的反射、接收的知识)被纳入到学习者认知结构中关于“波的反射、接收”这一上位概念之下,并与声波的反射、接收一起成为类属于它的下位概念,即在新知识与旧知识之间建立起上下位关系———一种非任意的实质性联系,从而使学习者建构起关于雷达知识的意义。显然,通过上述认知结构的重组和整合过程,学习者的原有认知结构得到扩充(把雷达知识纳入其中)并形成了新的稳定而协调的结构。

通过上面的例子可以清楚地看到整合协调策略的意义与作用———在回声与雷达之间并无上下位(或下上位)关系,在此情况下要想实现有意义学习原本是困难的,但是通过这种策略的运用,使学习者原有认知结构中的有关要素被重新整合,从而得到新的稳定而协调的认知结构形式。在这种新的结构形式中,通过回声的上位概念(而不是“回声”本身)与雷达之间建立起上下位关系,因而能对新知识起到同化与吸收的作用(即成为新知识的“固着点”) ,比较容易地实现了有意义的学习。

在已有“蔬菜”概念的基础上学习某些食物的植物学分类,是运用整合协调策略组织教学内容的另一个例子。通过日常生活经验,一般学生都知道西红柿、土豆、豌豆和胡萝卜等都属于蔬菜类。如果现在要进一步学习它们的植物学分类,即要学生掌握西红柿、豌豆既是蔬菜又属于植物的果实;土豆和胡萝卜既是蔬菜又是植物的根,这种学习因为与学生的原有观念有冲突,所以本来是比较困难的。现在我们运用整合协调策略将有关的教学内容按下列方式组织:

①(通过媒体展示或语言文字表述)介绍我们日常生活中的各种菜肴:蔬菜、肉类、海鲜、禽蛋……等,而蔬菜中又包括西红柿、土豆、豌豆、胡萝卜……(作为先行组织者);

②(通过媒体展示或语言文字表述)说明西红柿、土豆等蔬菜又属于植物,从植物学观点又可按根、茎、叶、果实等分类(当前的学习主题);

③指出先行组织者与当前学习主题的相关属性———都属于“分类”问题;

④分析先行组织者与当前学习主题的不同属性———前者属于菜肴分类,后者则属于植物学分类;

⑤启发学生思考还有哪些蔬菜是属于植物的根或果实(促进习得知识的巩固);

⑥启发学生思考有哪些蔬菜是属于植物的茎和叶(促进习得知识的迁移)。

这样组织的教学内容将能有效地促进学生认知结构的重新整合,整合的结果,“植物学分类”概念将被纳入学生认知结构的某一层次之中,并与“菜肴分类”概念一起类属于“分类”这一上位概念之下,从而使原有认知结构得到扩充并形成新的稳定而协调的结构。由于扩充后的认知结构中植物学分类概念与其上位概念“分类”之间建立了实质性联系,表明学生已完成对这一新知识的意义建构,而对这样的认知过程学生一般不会感到有困难。

应当指出,上述三种教学内容组织策略之所以能有效地促进有意义学习的发生和习得意义的保持,从根本上说是因为它们都能符合皮亚杰的认知同化理论。对于第一种策略(渐进分化)来说,由于先行组织者是上位观念,当前教学内容是下位观念,二者之间无须做其他的认知加工(认知结构只作简单扩充而无需重组)就可以直接建立起实质性联系,所以先行组织者所体现的“原有观念”可以作为同化、吸收新知识的可靠“固着点”,使认知结构的同化过程很容易完成。对于第二种策略(逐级归纳)来说,由于先行组织者是下位观念,当前教学内容是上位观念,二者之间也无须作其他的认知加工(认知结构也是简单扩充无须重组)就可以直接建立起实质性联系,所以和第一种策略中一样,由于有可靠的“固着点”,认知结构的同化过程也很容易完成。对于第三种策略(整合协调)来说,由于先行组织者和当前教学内容之间不存在上下位(或下上位)关系,缺乏同化、吸收新知识的固着点,因而不能直接进行认知结构的同化,只能通过认知结构的“顺应”棗引起原有认知结构的改造和重组来吸纳新知识。可见这种学习本来是相当困难的(因为没有“固着点”),但是由于采用了整合协调的内容组织策略,使得学习者能够从与新知识相关或公共的属性的上位概念中找到同化、吸收当前新知识的固着点。这样,就相当于把“顺应”过程(比较复杂的认知结构的改造重组过程)转化为“同化”过程(认知结构的简单扩充过程)。这就是整合协调策略能有效地促进有意义学习的发生与保持的秘密所在。

 

上面我们把先行组织者策略作为以教为主教学策略的重点,从其理论假设到具体运用都作了较为详尽的论述。为了使读者对以教为主教学策略有更为全面的了解,并能根据不同教学内容和教学对象的要求将多种策略结合起来灵活运用,下面再对其它几种有较大影响的以教为主策略作一简要的介绍。

 

  1. 五段教学策略

这种教学策略的主要步骤是:激发动机→复习旧课→讲授新课→运用巩固→检查效果。它渊源于赫尔巴特学派的“五段教学法”(预备、提示、联系、统合、应用),后经前苏联凯洛夫的改造而传入我国。其优点是,能使学生在较短时间内掌握较多的系统知识,能体现“教学”作为一种简约的认识过程的特性,所以在实践中长盛不衰,至今仍是学校教育中的主要教学策略之一。其缺点是,学生在这种教学过程中往往处于被动地位,不利于他们学习主动性的发挥,为此,多年来在这方面一直受到批评与指责。然而,正如奥苏贝尔指出的,“接受学习”不一定是机械、被动的,关键是能否转化为“有意义学习”,即能否建立起新旧知识之间的联系。因此,“五段教学策略”能否扬长避短,继续在教学领域发挥作用,并不取决于策略本身,而是取决于运用这种策略的教师或教学软件脚本的设计人能否作到以下两点:

 

  1. 九段教学策略
  2. 这是美国著名教育心理学家R·M·加涅将认知学习理论应用于教学过程的研究而提出的一种教学策略。加涅认为,教学活动是一种旨在影响学习者内部心理过程的外部刺激,因此教学程序应当与学习活动中学习者的内部心理过程相吻合。根据这种观点他把学习活动中学习者内部的心理活动分解为九个阶段,相应地教学程序也应包含九个步骤,如图4-1所示。

    “九段教学策略”由于有认知学习理论作基础,所以不仅能发挥教师的主导作用,也能激发学生的学习兴趣,在一定程度上调动学生的学习主动性、积极性。另外,由图4-1可见,“九段教学策略”的实施步骤具体明确,可操作性强,便于编程实现,因此比较适用于CAI系统。

     

  3. 假设推理教学策略
  4. 这是一种着眼于培养学生逻辑思维能力的教学策略。它的主要步骤是:问题→假设→推理→验证→结论。

    在“问题”阶段,教师应提出难易适中的问题,并使学生明确问题的指向性;在“假设”阶段,教师应运用问题情境引导学生通过分析、综合、比较,努力提出各种假设,并围绕假设进行“推理”,从而逐步形成当前教学目标所要求掌握的概念;在“验证”阶段,应由教师或学生自己进一步提出事实来说明刚获得的概念;在“结论”阶段,由教师引导学生回顾教学活动,分析思维过程,总结学习收获。

    这种策略的优点是有利于发展学生的逻辑思维能力;不足之处在于比较局限于数理学科的教学内容。

     

  5. 示范模仿教学策略

这种策略特别适合于实现动作技能领域的教学目标。它的主要步骤是:定向→参与性练习→自主练习→迁移。

在“定向”阶段,教师既要向学生阐明动作要领和操作原理,还要向学生做示范动作;在“参与性练习”阶段,教师指导学生从分解动作开始做模仿练习,并根据每次练习结果给予帮助、纠正和强化,使学生基本掌握动作要领;在“自主练习”阶段,学生由单项动作与技能的练习转向合成动作与技能的练习,并可逐步减少甚至脱离教师的现场指导;在“迁移”阶段,要求学生不仅能独立完成动作技能的操作步骤,还能将习得的技能应用于其他类似的情境。

§4.2以学为主教学策略的设计

以学为主教学策略的核心是要发挥学生学习的 主动性、积极性,充分体现学生的认知主体作用,其着眼点是如何帮助学生“学”。因此这类教学策略的具体形式虽然也是多种多样,但始终有一条红线贯穿始终———这就是“自主探索、自主发现”。所以通常也把这类策略称之为“自主学习策略”或是“发现式”策略。目前在国内外比较流行的以学为主策略主要有以下几种:

 

  1. 支架式教学策略
  2. 根据欧共体“远距离教育与训练项目”(DGXⅢ)的有关文件,支架式教学策略被定义为:这种策略“应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架(conceptual framework)。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的,为此,事先要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深入。”很显然,这种教学策略是来源于前苏联著名心理学家维果斯基的“最邻近发展区”理论。维果斯基认为,在儿童智力活动中,对于所要解决的问题和原有能力之间可能存在差异,通过教学,儿童在教师帮助下可以消除这种差异,这个差异就是“最邻近发展区”。换句话说,最邻近发展区是指,儿童独立解决问题时的实际发展水平(第一个发展水平)和教师指导下解决问题时的潜在发展水平(第二个发展水平)之间的距离。可见儿童的第一个发展水平与第二个发展水平之间的状态是由教学决定的,即教学可以创造最邻近发展区。因此教学绝不应消极地适应儿童智力发展的已有水平,而应当走在发展的前面,不停顿地把儿童的智力从一个水平引导到另一个新的更高的水平。

    建构主义者正是从维果斯基的思想出发,借用建筑行业中使用的“脚手架”(Scaffolding)作为上述概念框架的形象化比喻,其实质是利用上述概念框架作为学习过程中的脚手架。如上所述,这种框架中的概念是为发展学生对问题的进一步理解所需要的,也就是说,该框架应按照学生智力的“最邻近发展区”来建立,因而可通过这种脚手架的支撑作用(或曰“支架作用”)不停顿地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平,真正做到使教学走在发展的前面。

    支架式教学策略由以下几个步骤组成:

    ⑴ 搭脚手架 ?围绕当前学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架。

    ⑵ 进入情境 ?将学生引入一定的问题情境(概念框架中的某个层次)。

    ⑶ 独立探索 ?让学生独立探索。探索内容包括:确定与当前所学概念有关的各种属性,并将这些属性按其重要性大小顺序排列。探索开始时要先由教师启发引导(例如演示或介绍理解类似概念的过程),然后让学生自己去分析;探索过程中教师要适时提示,帮助学生沿概念框架逐步攀升。起初的引导、帮助可以多一些,以后逐渐减少——愈来愈多地放手让学生自己探索;最后要争取做到无需教师引导,学生自己能在概念框架中继续攀升。

     

  3. 抛锚式教学策略
  4. 这种教学策略要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”,因为一旦这类事件或问题被确定了,整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础(作为“锚”),所以有时也被称为“实例式教学策略”或“基于问题的教学策略”。

    抛锚式教学策略由这样几个步骤组成:

    ⑴ 创设情境 ?使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。

    ⑵ 确定问题 ?在上述情境下,选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的现实问题)。选出的事件或问题就是“锚”,这一环节的作用就是“抛锚”。

    ⑶ 自主学习 ?不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题,而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索(例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程等),并要特别注意发展学生的“自主学习”能力。自主学习能力包括:①确定学习内容表的能力(学习内容表是指,为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单);②获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何去获取所需的信息与资料);③利用、评价有关信息与资料的能力。

     

  5. 随机进入教学策略
  6. 由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握、即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的。往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。换句话说,学习者可以随意通过不同途径、不同方式进入同样教学内容的学习,从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解,这就是所谓“随机进入教学”。显然,学习者通过多次“进入”同一教学内容将能达到对该知识内容比较全面而深入的掌握。这种多次进入,绝不是像传统教学中那样,只是为巩固一般的知识、技能而实施的简单重复。这里的每次进入都有不同的学习目的,都有不同的问题侧重点。因此多次进入的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。

    随机进入教学的基本思想源自建构主义学习理论的一个新分支棥暗匀现砺邸?cognitive flexibility theory)。这种理论的宗旨是要提高学习者的理解能力和他们的知识迁移能力(即灵活运用所学知识的能力)。不难看出,随机进入教学对同一教学内容,在不同时间、不同情境下、为不同的目的、用不同方式加以呈现的要求,正是针对发展和促进学习者的理解能力和知识迁移能力而提出的,也就是根据弹性认知理论的要求而提出的。

    随机进入教学策略主要包括以下几个步骤:

    ⑴ 呈现基本情境 ?向学生呈现与当前学习主题的基本内容相关的情境。

    ⑵ 随机进入学习 ?取决于学生“随机进入”学习所选择的内容,而呈现与当前学习主题的不同侧面特性相关联的情境。在此过程中教师应注意发展学生的自主学习能力,使学生逐步学会自己学习。

    ⑶ 思维发展训练 ?由于随机进入学习的内容通常比较复杂,所研究的问题往往涉及许多方面,因此在这类学习中,教师还应特别注意发展学生的思维能力。其方法是:①教师与学生之间的交互应在“元认知级”进行(即教师对学生应加强思维方法的指导,向学生提出的问题,应有利于促进认知能力的发展而非纯知识性提问);②要注意建立学生的思维模型,即要了解学生思维的特点(例如教师可通过这样一些问题来建立学生的思维模型:“你的意思是指?”,“你怎么知道这是正确的?”,“你对这个问题怎样进行分析?”,“这是为什么?”等等);③注意培养学生的发散性思维(这可通过提出这样一些问题来达到:“还有没有其它的含义?”“请对AB之间作出比较?”,“请评价某种观点”等等)。

     

  7. 启发式教学策略
  8. 上面列举的三种自主学习策略(围绕“概念框架”的支架式学习、围绕“真实问题”的抛锚式学习和围绕“事物多面性”的随机进入学习)是目前国外比较流行的、适用于多媒体网络教学环境的自主学习策略。事实上,只要能发挥学生的主动性、积极性,能体现学生的认知主体作用,就能有效地促进学生对知识意义的主动建构,而不一定局限于上述三种自主学习策略,更不一定要局限于国外的经验。从我们自身的文化传统和教学实践中也能总结出不少非常有效的自主学习策略,以发挥学生的主动性和首创精神为例,我们的先哲孔子创造的“启发式教学”就是一个光辉的范例。

    关于“启发式教学”,许多人都以为这是苏格拉底的首创。这对于言必称希腊的西方学者来说是不足为怪的,在我们中国也有不少人持这种看法(尤其是在计算机教育界),这就未免“数典忘祖”。事实上,孔子不仅一贯坚持启发式教学,而且“启发”式这个名称本身也是由孔子(而不是苏格拉底)所创造。孔子比苏格拉底大82岁,孔子逝世后10年,苏才出生。所以孔子才是真正的当之无愧的“启发式教学”创始人。除此以外,孔子所创造的启发式教学法,其内涵也要比苏格拉底的“产婆术”更为丰富、更为深刻。为了说明这个问题,我们不妨将称之为“产婆术”的苏格拉底启发式对话法与孔子的启发式教学法作一比较。

    一位名叫欧谛德谟的青年,一心想当政治家,为帮助这位青年认清正义与非正义问题,苏格拉底运用启发式方法和这位青年进行了下面的对话(以下皆是苏问,欧答)[12]:

    问:虚伪应归于哪一类?

    答:应归入非正义类。

    问:偷盗、欺骗、奴役等应归入哪一类?

    答:非正义类。

    问:如果一个将军惩罚哪些极大地损害了其国家利益的敌人,并对他们加以奴役这能说是非正义吗?

    答:不能。

    问:如果他偷走了敌人的财物或在作战中欺骗了敌人,这种行为该怎么看呢?

    答:这当然正确,但我指的是欺骗朋友。

    苏格拉底:那好吧,我们就专门讨论朋友间的问题。假如一位将军所统帅的军队已经丧失了士气,精神面临崩溃,他欺骗自己士兵说援军马上就到,从而鼓舞起斗志取得胜利,这种行为该如何理解?

    答:应算是正义的。

    问:如果一个孩子有病不肯吃药,父亲骗他说药不苦、很好吃,哄他吃下去了,结果治好了病,这种行为该属于哪一类呢?

    答:应属于正义类。

    苏格拉底仍不罢休又问:如果一个人发了疯,他的朋友怕他自杀,偷走了他的武器,这种偷盗行为是正义的吗?

    答:是,他们也应属于这一类。

    问:你不是认为朋友之间不能欺骗吗?

    欧谛德谟:请允许我收回我刚才说过的话。

    从这一段生动的对话可以看出,苏格拉底启发式教学的特点是:抓住学生思维过程中的矛盾,启发诱导,层层分析,步步深入,最后导出正确的结论。

    下面再看孔子的启发式教学。他只有八个字:“不愤不启,不悱不发。”(《论语· 述而》)。按宋代朱熹的解释:“愤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌;启,谓开其意;发,谓达其辞。”可见,“愤”就是学生对某一问题正在积极思考,急于解决而又尚未搞通时的矛盾心理状态。这时教师应对学生思考问题的方法适时给以指导,以帮助学生开启思路,这就是“启”。“悱”是学生对某一问题已经有一段时间的思考,但尚未考虑成熟,处于想说又难以表达的另一种矛盾心理状态。这时教师应帮助学生弄清事物的本质属性,从感性认识上升到理性认识,然后才能用比较准确的语言表达出来,这就是“发”。孔子的启发式教学虽然只有八个字,但它不仅生动地表现出孔子进行启发式教学的完整过程,而且还深刻地揭示出学习过程中遇到疑难问题时将会顺序出现两种矛盾的心理状态,或者说两种不同的思维矛盾,以及这两种矛盾的正确处理方法。和苏格拉底对话法相比较,二者的共同之处是:彼此都十分重视学生思维过程中的矛盾,但是两者处理思维矛盾的方法则完全不同:苏格拉底是通过教师连续不断的提问迫使学生陷入自相矛盾状态,从而把学生的认识逐步引向深入,使问题最终得到解决。孔子则是由教师或学生自己提出问题,由学生自己去思考,等到学生处于“愤”的心理状态,即遇到思维过程中的第一种矛盾而又无法解决时,教师才去点拨一下。然后又让学生自己继续去认真思考,等到学生进入“悱”的心理状态,即遇到思维过程中的第二种矛盾且无法解决时,教师又再点拨一下,从而使学生柳暗花明,豁然开朗。

    由以上分析可见,苏格拉底的对话法实际上是以教师为中心,学生完全被教师牵着鼻子走,这种启发式虽然也能使学生印象深刻,但是由于学生的主动性发挥不够,对于较复杂问题的理解,即涉及高级认知能力的场合,恐怕对问题难以理解得很深入。而孔子的启发式则是以学生为中心,让学生在学习过程中自始至终处于主动地位,让学生主动提出问题、思考问题,让学生主动去发现、去探索,从中找出解决问题的方法,教师只是从旁边加以点拨,起指导和促进作用。两相比较,不难看出,尽管两种启发式在教学中都很有效,都能促进学生的思维,但是显然孔子的启发式有更深刻的认知心理学基础,更能发挥学生的主动性和首创精神,更有利于对知识意义的主动建构,因而在自主学习策略的设计中我们应当采用的是孔子(而不是苏格拉底)的启发式(但是在以教为主的教学策略设计中则可考虑采用苏格拉底对话法)。

     

  9. 自我反馈教学策略

这是我们自己通过多年的语文“四结合”教改试验研究,从实践中总结出来的一种“发现式”教学策略。这种策略要有计算机的支持,并对识字教学特别有效(对于其它学科内容的教学也很有借鉴意义)。

在小学语文识字教学中,历来有200多个疑难汉字。这些汉字或者是因笔画相似容易混淆或者是因笔画繁多难以记忆,造成难写、难记、难认。不少语文教师反映,对这类疑难字,在一个学期中通过课堂讲解或是批改作业往往纠正过五、六次,到了期末考试还总是有15%到20%的学生会写错这类字。为了解决这个教学难点,我们在教改试验中设计了让学生通过计算机实现自我反馈的自主学习方式。在老师讲解完疑难汉字的读音、笔画及字义以后,不仅让学生在田字格上写出来,还要让学生立即用认知码把这个字输入到计算机中去(认知码是对汉字的拆分符合语言文字规范并符合识字教学规律又较容易学习的一种汉字编码)。如果学生对疑难汉字的字形或笔画辨认有误,则屏幕上不能正确显示该生当前输入的汉字(没有显示或是显示出别的汉字),这就等于给学生一个反馈信息:“你对该汉字的辨认有误,请仔细观察该字的字形及笔画”学生得到这个反馈以后,必定会认真考虑:为什么别人输入的对,而我输入的错了?从而去主动检查和发现自己的错误,然后加以纠正并重新输入,直至得到正确的显示为止。这个过程完全由学生自己主动进行,无须教师介入。通过几百所试验校的实践证明,运用这种自主学习方式到期末测试,几乎百分之百的学生都能正确掌握上面所说的这类疑难字。为什么用传统教学方法,老师讲解(或批改纠正)五、六次仍有不少学生掌握不了,而用新方法教学,无须教师多费口舌去纠正,几乎所有学生都能很快学会呢?其根本原因就在于,前者采用的是传统的以教师为中心的灌输式教学,学生在学习过程中是被动的。而后者则采用能实现自我反馈的自主学习策略,由学生自己去发现错误,改正错误,在这过程中学生完全处于主动的地位。

六、基于Internet的探索式教学策略

这种策略在Internet上的应用范围很广,从简单的电子邮件或邮件列表学习方式,到大型、复杂的学习系统中都有采用。实施这种策略需要由某个教育机构(如中学、大学或研究机构)提出一些适合由特定的学生对象来解决的问题,并通过Internet向学生发布,要求学生解答。与此同时提供大量的、与问题相关的信息资源供学生在解决问题过程中查阅。另外,还设有专家负责对学生学习过程中的疑难问题提供帮助。给学生的帮助并不是直接告诉他答案,而是给以适当的启发或提示,如“请查阅某某站点上的某某文章”之类。这种学习策略彻底改变了传统教学过程中学生被动接受的状态,而使学生处于积极主动的地位,因而能有效地激发学生的学习兴趣和创造性。实现这种策略的学习,并不需要复杂的技术和昂贵的设备,只要利用电子邮件功能便可。例如,美国宇航局(NASA)加利略项目组(Galileo)就为美国的高中生设立了一个有关木星的邮件列表,任何订阅了该邮件列表的学生都可以得到该项目组专家们关于木星的最新观测记录,和得到权威专家有关木星的介绍。阅读这些材料后,学生或教师可以向这些专家请教任何问题,专家还给学生一些实际的数据,要求他们计算将要发生的天文现象的时间。这种学习方式极大地促进了学生对木星的兴趣,并破除了对科学研究的神秘感。而要参加这个学习、无需任何费用和手续,只需发送一个邮件给Listmanager @quest.arc.nasa.gov,便可参加该学习小组。

又如美国德州开展的一项称之为“数学魔术”的、基于Internet的数学探索项目,其内容涵盖美国所有的初等数学教育(从K-1到K-12)。要想参加这个项目,只要求会发送电子邮件。下面我们来看一看这个项目中一个针对三年级小学生的题目:

当两根直线相交时便形成了角。有些角是易于辨认的,例如,纸张的四个角是直角。

现在同你的小伙伴们一起观察一下时针与分针,看一天24小时之中能形成多少次直角,请将它们画成图形,并标上几点几分……。

还有很多类似的问题,都是由一些优秀的数学教师设计的、并切合美国数学基础教育需求的问题,因而,这个项目受到广泛的欢迎。公众舆论认为,数学魔术不仅对学生使用计算机技术有极大的促进,而且能提高学生独立解决问题的能力和技巧。

基于Internet的探索式学习有四个基本要素,即问题、资料、提示和反馈。将这四个要素组织和衔接好,便能在简单的技术背景下,达到良好的教学效果。实施这种教学策略要注意的一点就是,应防止学生产生过强的挫折感,为此要有比较敏感的反馈系统,以便及时给予学生帮助。

§4.3协作式教学策略的设计

协作式教学策略是一种既适合于教师主导作用的发挥(即以教为主),又适合于学生自主探索、自主发现(即以学为主)的教学策略,所以协作式教学策略也可称之为教与学通用教学策略。

  1. 协作式学习的意义及内含
  2. 长期以来,CAI系统(包括多媒体辅助教学系统)中都很强调个别化教学。按照认知学习理论的观点,人的认识不是由外部刺激直接给予的,而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的产物。学习过程是每个人根据自己的态度、需要、兴趣、爱好并利用原有认知结构对当前的外部刺激(教学内容)主动作出的、有选择的信息加工过程。因此学习必须由认知主体即学生本身来完成。当学生按照自己的需要和自定的进度学习,积极主动完成课程要求并体验到成功的喜悦时,就能获得最大的学习成果。认知领域和动作技能领域的许多教学目标如对事实的记忆,概念的理解,原理的初步运用和动作技能的形成等都可以通过个别化教学来达到。因此在CAI软件的脚本设计中应当认真考虑个别化教学方式,这是确定无疑的。

    但是随着认知学习理论研究的发展,人们发现在CAI系统中只强调个别化教学是不够的,在某些要求较高层次认知能力的学习场合(例如问题求解或是要求对复杂问题进行分析、综合的场合)采用协作(Collaboration)学习方式往往更能奏效,而且还能有效地培养对于21世纪新型人材至关重要的合作精神。因此,从八十年代后期开始国际上已有许多学者在CAI系统和多媒体教学系统中,对协作学习方式下的教学策略进行多方面的研究并已取得一批重要成果。

    所谓协作学习被看作是,为多个学习者提供对同一问题用多种不同观点进行观察比较和分析综合的机会,这种机会显然将对问题的深化理解、知识的掌握运用和能力的训练提高大有裨益。用于协作学习的计算机环境有多种形式:可以是支持多个学习者的协作学习系统,也可以将计算机作为学习伙伴与单个学习者进行协作。

  3. 协作式教学策略的设计

在基于计算机网络的协作学习方式中,常用的协作式教学策略有“课堂讨论”、“角色扮演”、“竞争”、“协同”和“伙伴”等五种。

  1. 课堂讨论
  2. 这种策略的运用要求整个协作学习过程均由教师组织引导,讨论的问题皆由教师提出。“课堂讨论”教学策略的设计通常有两种不同情况:一是学习的主题事先已知;二是学习主题事先未知。多数的协作学习是属于第一种情况,但是第二种情况在教学实践中也会经常遇到。例如中小学的语文课上,在多媒体网络教学环境下,让学生当堂进行看图作文或命题作文,然后在课堂的后半段利用多媒体教室网络进行全班性的评议交流就属于这种情况。因为在此情况下,事先只确定了一个目标棗通过集体的评议交流来促进全班的作文学习,而具体的评议内容即学习主题在事先并不清楚。

    对于第一种情况,课堂讨论策略的设计应包括以下内容:

    围绕已确定的主题设计能引起争论的初始问题;

    设计能将讨论一步步引向深入的后续问题;

    教师要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上(即稍稍超前于最邻近发展区)通过提问来引导讨论,切忌直接告诉学生应该做什么(即不能代替学生思维)

    对于学生在讨论过程中的表现,教师要适时作出恰如其分的评价。

    对于第二种情况,由于事先并不知道主题,这时的课堂讨论策略设计没有固定的程式,主要依靠教师的随机应变和临场的掌握,但应注意以下几点:

    ① 教师在讨论过程中应认真、专注地倾听每位学生的发言,仔细注意每位学生的神态及反应,以便根据该生的反应及时对他提出问题或对他进行正确的引导;

    ② 要善于发现每位学生发言中的积极因素(哪怕只是萌芽),并及时给以肯定和鼓励;

    ③ 要善于发现每位学生通过发言暴露出来的、关于某个概念(或认识)的模糊或不准确之处,并及时用适合于学生接受的方式予以指出(切记使用容易挫伤学生自尊心的词语);

    ④ 在讨论开始偏离教学内容或纠缠于枝节问题时,要及时加以正确的引导;

    ⑤ 在讨论的末尾,应由教师(或学生自己)对整个协作学习过程作出小结。

  3. 角色扮演
  4. 每个人都有这样的经验─对某个问题给别人作了详细讲解之后,自己对该问题往往会有新的体会与理解。也就是说,在帮助别人学习的过程中,也能促进自己的学习。通常有两种不同形式的角色扮演:一是师生角色扮演,二是情境角色扮演。师生角色扮演就是让不同的学生分别扮演学习者和指导者的角色,学习者被要求解答问题,而指导者则检查学习者在解题过程中是否有错误。当学习者在解题过程中遇到困难时,指导者帮助学习者解决疑难。在学习过程中,他们所扮演的角色可以互换。让学生分别扮演指导者和学习者的前提是他们对学习问题有“知识上的差距”,怎样衡量和认识这种知识上的差距是运用这种教学策略的难点之一。情境角色扮演是要求若干个学生,按照与当前学习主题密切相关的情境分别扮演其中的不同角色,以便营造一种身临其境的气氛,使学生能设身处地去体验、去理解学习的内容和学习主题的要求。在学习“鸿门宴”的语文课中,让学生分别扮演刘邦、项羽、张良、范增、项庄、樊哙等历史人物,去重现当时紧张激烈的斗争场面;在学习与法律有关的课程中,让学生分别扮演法官、陪审员、原告、被告、证人……等不同角色。都是运用“情境角色扮演”教学策略的很好实例。

  5. 竞争
  6. 是指两个或多个学习者针对同一学习内容或学习情境,通过计算机网络进行竞争性学习,看谁能够首先达到教学目标的要求。由于学习者的竞争关系,学习者在学习过程中,会很自然地产生人类与生俱来的求胜本能,所以学习者在学习过程中会全神贯注,使学习效果比较显著。基于竞争策略的网络协作学习,一般是由学习系统先提出一个问题,并提供学生解决问题的相关信息。学习者在开始学习时,先从网上在线学习者名单中选择一位竞争对手(也可选择计算机作为竞争对手),并协商好竞争协议,然后开始各自独立地解决学习问题。在学习过程中,学习者可看到竞争对手所处的状态以及自己所处的状态,学习者可根据自己和对方的状态及时调整自己的学习策略。

  7. 协同
  8. 是指多个学习者共同完成某个学习任务,在共同完成任务的过程中,学习者发挥各自的认知特点,相互争论、相互帮助、相互提示或者是进行分工合作。学习者对学习内容的理解和领悟就在这种和同伴紧密沟通与协作的过程中逐渐形成。基于计算机网络(特别是Internet)的协同学习系统,可让多个学习者通过网络来解答系统所呈现的同一问题。他们之间的交流和协作通过公共的工作区来实现,一般都要进行紧密的合作或分工才有可能解决问题。在开始之前,每个学习者都必须与其它学习者讨论,交流彼此的观点并共享集体的智慧,最终在学习者之间达成一致的行动方案。学习者可以选择他们自己认为最有效、最合适的合作方式。

  9. 伙伴

在现实生活中,学生们常常与自己熟识的同学一起做作业。没有问题时,大家各做各的,当遇到问题时,便相互讨论,从别人的思考中得到启发和帮助。伙伴学习策略与此类似,它可以使学生在学习过程中感觉到他并不是孤独的,而是有一位伙伴可以互相支持、互相帮助,当一方有问题时,他可以随时与另一方讨论。由于个人的思考范围有限,若在学习过程中,能和伙伴相互交流、相互鼓励将可达到事半功倍的效果。在利用Internet网络的条件下,使得学生可供选择的学习伙伴更多了,而且具有更便利的条件。在这种系统中,学习者通常先选择自己需要学习的内容,并通过网络查找正在学习同一内容的学习者,选择其中之一,经双方同意结为学习伙伴。当其中一方遇到问题时,双方便相互讨论,从不同角度交换对同一问题的看法,相互帮助和提醒,直至问题解决。当他们觉得疲倦的时候,还可以在聊天区闲聊一会儿,使得学习过程中不再枯燥和孤单,而是充满乐趣。

上述五种协作式教学策略,在学习过程中均要求学生积极参与,因而学生的认知主体作用均能得到较好的体现。但是五种策略的实施特点又各有不同:前两种(“课堂讨论”与“角色扮演”)对教师主导作用的发挥要求更多一些,因此比较适合于以教为主的场合;后面三种更强调学生之间的相互激励、相互切磋和学生自身的独立探索,因而比较适合于以学为主的场合。

第五章 教学媒体的选择与设计

教学中使用的媒体通常有两种含义:一种是指用以存储信息的物理实体如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等;另一种是指信息的载体如文字、声音、图形、图像、动画和活动影像等。CAI系统(多媒体辅助教学系统属CAI系统的一个分支)中所涉及的媒体是指后者。CAI系统中的“媒体选择与设计”与传统教学系统中的做法不完全相同。下面我们就着重从多媒体辅助教学系统的角度对媒体的选择与设计问题作简要分析,以便从中引出对教学软件脚本设计有指导意义的结论。

§5.1教学媒体的选择流程

按照上面所说的“媒体”含义,多媒体教学系统中所涉及的媒体有以下两类:

根据英国著名教育技术专家罗密斯佐斯基提出的“视觉媒体”选择流程图,结合多媒体辅助教学环境的实际情况,可以得出适用于CAI和多媒体教学的视觉媒体选择流程如图5-1所示[5]:

类似地,可以做出适用于CAI和多媒体教学的听觉媒体选择流程如图5-2所示:

§5.2教学媒体的设计原则

多媒体教学系统中的媒体设计是指,要设法确定每一框面中各种媒体的具体内容、呈现方式和各种媒体之间的组合关系。不同的教学系统,其媒体设计的具体方法可能有很大的差别,但均应遵循下面的三个原则:

(1)目标控制原则

教学目标是贯穿教学活动全过程的指导思想,它不仅规定教师进行教学活动的内容和方式,指导学生对知识内容的选择和吸收,而且还控制媒体类型和媒体内容的选择。以外语教学为例,让学生掌握语法规则和要求学生能就某个情境进行会话,是两种不同的教学目标。前者往往通过文字讲解并辅以各种实例来帮助学生形成语法概念;后者则往往通过反映实际情境的动画和语声使学生在具体的语言环境中去掌握正确的言语技能。不同的教学目标决定不同的媒体类型和媒体内容的选择。若不遵守这一原则,效果将会适得其反。

(2)内容符合原则

学科内容不同,适用的教学媒体也不同;即使同一学科,各章节的内容不一样,对教学媒体的要求也不一样。以语文学科为例,散文和小说体裁的文章最好通过能提供活动影像的媒体来讲解,使学生有身临其境的感觉以加深对人物情节和主题思想的理解。对于数理学科中的某些定理和法则,由于概念比较抽象,最好通过动画过程把事物的运动变化规律展现出来(或把微观的、不易观察的过程加以放大)以帮助学生对定理和规律的掌握。同是化学学科,在讲解化学反应时最好用动画一步步模拟反应的过程;而在讲解分子式、分子结构以及元素周期表等内容时则以图形或图表的配合为宜。总之,对教学媒体的选用和设计应以符合教学内容为原则。

(3)对象适应原则

不同年龄阶段的学生其认知结构有很大差别,教学媒体的设计必须与教学对象的年龄特征相适应,否则不会有理想的教学效果。按照皮亚杰的儿童认知发展理论,小学生(6?1、12岁)正好处于认知发展的第三阶段即“具体运算阶段”,其认知结构属“直觉思维图式”;而初中学生(12?5岁)则处于认知发展的第四阶段即“形式运算阶段”,其认知结构属“运算思维图式”,处于这一阶段的学生,思维能力有了较大发展,且抽象思维占优势地位。但是对初中学生来说,这种抽象思维仍属经验型,还需要感性经验的直接支持;而对高中学生(16?8岁)来说,其抽象思维能力已得到进一步发展,逐渐由经验型过渡到理论型,即能在有关理论的指导下分析处理某些实际问题,并能通过对外部现象的观察归纳出关于客观世界的某些知识。

在进行教学媒体的设计时必须充分考虑上述不同年龄段的认知特点,绝不能用某种固定的模式。在小学低年级阶段各学科媒体设计的重点应放在如何实施形象化教学,以适应学生的直觉思维图式,因而应多采用图形、动画和音乐之类的媒体使图、文、声并茂;在小学高年级阶段则要把重点放在如何帮助学生完成由直觉思维向抽象思维的过渡,因而这一阶段的形象化教学可适当减少;在中学阶段则应着重引导学生学习抽象概念,学会运用语言符号去揭示事物的内在规律,逐步发展学生的逻辑思维能力。在初中阶段尽管形象化教学仍不可缺少,但是只能作为一种帮助理解抽象概念的辅助手段,而不能象小学那样以形象化教学为主。否则将会喧宾夺主,达不到教学目标的要求———从形式上看很生动、很美观,而内容却无助于学生认知能力的发展。

§5.3教学媒体设计的心理学依据

如前所述,与加涅的九段教学程序的每一步骤相对应,学习者内部的心理过程也包含九个阶段,由前面的图4-1可见,这九个阶段所涉及的主要心理活动有注意、知觉、记忆和概念形成等四种。换句话说,这四种心理活动与教学过程密切相关,当然也就与教学媒体的设计密切相关。下面我们就围绕这四种心理活动,分析心理学的理论对教学媒体设计的指导作用。

1.注意[13]

认知心理学的研究指出,学习过程不是从外界刺激产生感觉开始,而是从个体的学习动机和由此产生的对于感觉信息的选择性注意开始。因此,没有注意就不可能产生学习。“注意”有以下几种特性:

(1)选择性:注意有高度的选择性,人们一次只能注意到环境中的一小部分,而且其中被看得清楚的只是视野中的中心部分。因此在用各种媒体呈现教学信息时,应当突出主题,突出最主要的特征。

(2)新异性:刺激物的新异性容易成为注意的对象,据此,媒体设计中为了引起学习者注意并不需要完全使用新的刺激,只要前后刺激有明显的对比和差异即可引起注意。如某段文字有闪烁或下划线;言语中改变音量或音调;屏幕中开窗口、画箭头、加边框......等等。但运用新异性手段时,切忌把学生的注意力引向新异性手段本身,而应设法引向学习内容。

(3)简洁性:简洁的呈现易于集中注意,为此,在画面中应尽量删除无关的背景和多余的细节。

(4)适中性:难易程度适中的刺激较易引起注意。太简单的内容,学习者往往不屑一顾;太困难的内容,学习者则倾向于回避,这两种情况均难以吸引注意。

(5)期望性:学习者的期望可以对注意产生强烈影响。在呈现要教的内容之前,先提出教学目标或提出亟待解决的问题,能使学习者对后来呈现的刺激产生期望,引起注意,并对后来呈现的刺激留下较深的印象。

2.知觉[13]

认知心理学的研究表明,知觉具有下列和教学媒体设计密切相关的特征:

(1)整体性:这是知觉的基本特征之一。知觉对象是由许多部分组成的,但学习者并不把对象感知为许多孤立的部分,而总是把它感知为一个统一的、有意义的整体。无组织的刺激是难以理解和记忆的,媒体设计者必须对呈现的内容加以精心组织,以减轻学习者信息加工的负担。将欲呈现的一系列步骤标上序号,按照逻辑次序、因果关系或层级结构呈现复合对象的各个组成部分……,这些都是组织呈现内容的常用方法。

(2)相对性:知觉不能用绝对值表示,只能通过比较来衡量。在设计媒体的呈现方式时必须考虑知觉的这种特性。例如:

对距离的判断是相对的:一个熟悉的客体越小则被知觉为越远。

对大小的判断是相对的:学习者对画面上不了解的物体,如无熟悉物体作参考是不能判断其大小的。但是在画面上如把集成有上百万个门电路的半导体芯片放在手指上呈现,则可以使人们对芯片的集成度大小留下深刻印象。

对运动的判断是相对的:画面上,一辆汽车在静止背景上移动或汽车不动而变换背景的位置,均可以被感知为动态。

对亮度的判断是相对的:灰色的物体在黑色背景上显得亮些,在白色背景上则显得暗些。

……

(3)对比性:当两种事物的属性难以区分时,应将它们放在一起呈现,而不是分开。并在画面上用不同的颜色、字体或符号标出它们的不同点;或是将细微的差别加以放大,这些均有利于知觉的对比,从而能帮助学习者更好地辨别。

3.记忆

认知心理学的研究表明,记忆具有下列和媒体设计有关的特性:

(1)组块性:组块是心理学家乔治.米勒提出的记忆单位,具有不同的认知结构的学习者在记忆同一事物时所用组块的内容不同。学习者总是把当前呈现的信息内容划分为适合自己记忆的组块。因此教学媒体设计者,应根据学习者特征分析预估出该学习者对当前教学内容的认知结构,并据此对欲呈现的媒体内容预先进行组块。这样做的结果可以大大减轻学习者的学习负担并提高学习质量。组块的方法可以是空间分组、时间分段或根据有关概念进行语义分类(认知结构不同,对同一事物进行语义分类的方法可以完全不同)。

(2)有限性:大量的心理学实验研究证明,人类的短时记忆容量是7± 2个组块,因而是有限的;但是同样的知识内容(例如一组概念或规则)只要改变组块的形式就有可能大大扩充短时记忆的有限容量。记忆的这种特征对媒体设计的启示是:一次呈现的学习项目一般应限于7± 2个,而5个项目是最可靠的(可适合所有学习者的记忆容量);当遇到步骤繁多,例如有20个步骤(大大超过7± 2)的复杂过程时,可将20个步骤依照其中的逻辑关系或内在联系,将该过程先分为4个分别包含5个相关步骤的组(改变组块形式),即把原来需要呈现20个较小的组块改为呈现4个较大的组块,每个较大的组块中由于只含5个步骤而且在语义上有某种关联,不会造成记忆上的困难。这样,通过改变组块的形式,就把原来超出短时记忆容量因而很难记忆的问题,变成了容易记忆的问题。

4.概念形成[13]

使学习者掌握概念是教学的主要任务之一。学习概念不仅要记住有关的名称和定义,而且要通过一系列实例来帮助理解事物的共同属性,以便从中引出概念。形成概念是较高层次的认知过程。与概念学习有关的知识是:概念的名称、概念的定义、概念的属性、实例(亦称正例)和非实例(亦称反例)。为了帮助学习者更有效地形成概念,媒体设计者应考虑概念形成过程的下列规律:

(1)从实例出发而不要从定义出发──在学术著作中关于概念的叙述一般是按名称→定义→属性→实例的顺序;但是在教材和教学软件中对概念的学习则应相反,即按实例→属性→定义→名称的顺序,因为只有从实例出发才能从中确定共同属性,才有可能帮助学习者完成从感性到理性的飞跃。

(2)既要使用正例,也要使用反例──光有正例不能使学习者较深刻地了解概念的全部属性,只有通过正、反两方面经验的比较才能较完整地、确切地掌握一个概念。

(3)应使用和正例相近的反例──所谓和正例相近,是指反例中有某些属性和正例有相似之处,而这些正是学习者难以辨别容易引起混淆之处。使用与正例相近的反例,就可以有效地提高学生的辨别能力,使学习者获得确切的概念。

(4)列出属性表比直接用文字定义概念有效──由于属性表层次分明所以能加深学习者的印象,而冗长的文字表达则容易使人感到厌烦而遗忘。例如下面用句子表述的定义:

“某种碳氢化合物是无色液体,可以用分馏法从焦油中提取,其化学式为C88

若改用属性表可表示为:

比较以上两种定义概念的方式可见,属性表的表示要比句子表述更简明、直观,可以使学习者一下子就抓住概念的主要属性,因而能更有效地形成概念。

第六章 形成性评价

§6.1教学评价分类

依据不同的分类标准,可以对教学评价种类作不同的划分。例如按评价基准的不同,可分为相对评价和绝对评价;按评价功能的不同,可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价;按照评价方法的不同,还可分为定性评价与定量评价。

 

  1. 相对评价与绝对评价[5]
  1. 相对评价

相对评价是在被评价对象的群体中建立基准(通常均以该群体的平均水平作为这一基准),然后把该群体中的各个对象逐一与基准进行比较,以判断该群体中每一成员的相对优劣。

为相对评价而进行的测验一般称作“常模参照测验”,它的试题取样范围广泛,测验成绩主要表明学生学业成绩或能力的相对等级。由于“常模”近似学生群体的平均水平,所以这种测验的成绩往往形成正态分布。

利用相对评价可以了解学生之间的差异,便于比较个体学习成绩的优劣,这是其优点;不足之处是,基准会随群体的不同而变化,评价标准不能反映教学目标的要求,因而不能为改进教学提供依据。

2、绝对评价

绝对评价是将教学评价的基准建立在被评价对象的群体之外(通常是以教学大纲规定的教学目标为依据来制定这一基准),再把该群体中每一成员的某方面的知识或能力与基准进行比较,从而判定其优劣。

为绝对评价而进行的测验一般称作“标准参照测验”。它的试题取样范围较窄——就是大纲规定的教学目标所要求的内容,测验成绩则直接反应达到教学目标的程度。

绝对评价的优点是可以直接鉴别各项教学目标的完成情况,使每个被评价者清楚地看到自己与教学目标要求之间的差距,因而可为改进教学指出明确方向;缺点是不易分辨出学生之间在学习方面的真实差异。

 

  1. 诊断性、形成性和总结性评价[5]
  2. 诊断性评价也称“教学前评价”,一般是指在某项教学活动开始之前对学生的知识、技能以及情感等状况进行的预测。通过这种预测了解学生的知识基础和准备状况,以判断他们是否具备实现当前教学目标所要求的条件,为实现因材施教提供依据。

    形成性评价是在某项教学活动过程中,为了能更好地达到教学目标的要求,取得更佳的效果而不断进行的评价。它能及时了解阶段教学的结果和学生学习的进展情况、存在问题,因而可据此及时调整和改进教学工作。形成性评价在教学过程中用得最频繁,一节课或一个知识点之后的小测验就是一种形成性评价。从形成性评价采用的基准上看,它属于绝对评价,即用于判断前一段教学工作是否达到了教学目标的要求。课堂教学过程中和课件脚本开发过程中进行的评价主要是形成性评价。对于提高教学质量来说,重视形成性评价比重视总结性评价更有实际意义。

    总结性评价又称“事后评价”,一般是在教学活动告一段落后,为了解教学活动的最终效果而进行的评价。学期末或学年末进行的各科考试、考核都属于这种评价,其目的是检验学生的学业是否最终达到了各科教学目标的要求。总结性评价重视的是结果,借以对被评价者作出全面鉴定,区分出等级并对整个教学活动的效果作出评定。

     

  3. 定性评价与定量评价

定性评价是对评价材料作“质”的分析,运用的是分析、综合、比较、分类、演绎、归纳等逻辑分析方法,分析结果是一种没有量化的描述性资料。

定量评价则是对评价材料作“量”的分析,运用的是数理统计、多元分析等数学方法,从繁纷复杂的评价数据中提取出规律性的结论来。由于定量评价的方向、范围必须由定性评价来确定,所以定性评价与定量评价二者必须结合起来,互相补充,不可偏废。

§6.2教学评价指标

一切教学活动的最终目的都是为了达到教学目标的要求,因此科学的教学评价指标的确定也必须紧紧围绕教学目标的要求。

目前国内比较流行的教学目标分类法是参照布鲁纳的教育目标分类,分为认知、技能和情感三方面。对前两方面(认知和技能)还对理科和文科提出了不同的要求。

理科的“认知”方面的目标进一步分为知道、理解和掌握三个层次。所谓“知道”也称“识记”,即能初步认识并记住那些具体的知识、概念、定理、公式和科学过程;所谓“理解”是对知道了的知识有进一步的认识,能理解某现象的出现如何随条件而改变,理解概念的内涵和定律建立的依据并能将所学知识初步应用于日常生活中;所谓“掌握”是指能运用所学知识进行分析、综合、比较、论证,并解决某些实际问题。

理科的“技能”方面的目标进一步分为懂得、学会和熟练三个层次。所谓“懂得”是指能识别观察对象的名称和主要特征,能按例题做练习;所谓“学会”是指能掌握要领,会正确使用仪器,会记录数据和整理资料;所谓“熟练”是指能顺利自如地完成有关的操作程序,并能对操作程序或解题方法作出改进。

文科在“认知”方面的目标强调理解,并将理解进一步分为叙述和说明两个层次。所谓“叙述”是指能对课文的内容、层次、时代背景等作出清楚的叙述;“说明”则是指能运用有关的背景知识阐明课文的主题思想。

文科在“能力”方面的目标进一步分为观察能力、资料活用能力和思维能力三个层次。所谓“观察能力”是指通过观察善于抓住事物特征的能力;所谓“活用资料能力”是指能将零乱繁杂的资料加以归类、整理、分析、综合并应用于实际的能力;“思维能力”则是指能运用概念进行判断、推理,能透过表面现象推断出事物本质的能力。

在“情感”方面的目标对文科、理科的要求是一致的,都分为接受、反应和追求等三个层次。所谓“接受”是指能从众多背景事物中关注到某一对象,即有选择地注意当前的教学内容;所谓“反应”是指能积极参与教学活动,并以某种方式作出反应;所谓“追求”则是指学生通过学习形成了自己的观点和目标,并能为此采取自觉行动争取其实现。

§6.3 形成性评价方法

一、以教为主的形成性评价

以教为主的课堂教学过程中的形成性评价,通常包含两个环节:一是搜集反映课堂教学效果的有关信息资料,二是根据信息资料所反映的教学状况作出即时反馈。

在第一个环节中,要解决的是如何搜集课堂教学的信息资料的问题。目前在教学设计的形成性评价中使用的信息资料搜集方法主要有三种:测验、调查和观察[5]。这三种方法在搜集课堂教学资料方面各有所长:测验适宜于收集认知类目标的学习成绩资料;调查适宜于搜集情感类目标的资料;观察适宜于搜集技能类目标的学习成绩资料。

在形成性评价所需搜集的资料中,学习成绩资料量大面广,而且它所要求的评价方法与总结性评价相同,因此格外受到重视。表6-1列出了各种学习目标的成绩资料与相应评价方法的对应关系,可供选用评价方法时参考。

 

表6-1 学习目标与评价方法的关系[5]

学习目标

评价方法

知道

各种客观测验、标准测验

理解

论文测验、选择测验、面谈调查

创造力

论文测验、问题情境测验、面谈调查

鉴赏力

论文测验、问卷调查、面谈调查

读、写、算能力

各种客观测验、标准测验、观察

会话、交流能力

各种客观测验、人际交往能力测验

操作、实验技能

观察、客观测验

态度、习惯、适应性

观察、面谈调查、问卷调查

职业能力倾向

能力测验、观察、面谈调查

 

在第二个环节中,要解决的是如何作出即时反馈。形成性评价中的反馈有三种:校正性反馈、鼓励性反馈和帮助性反馈。

当搜集到的课堂教学的信息资料表明,大多数学生对当前教学内容的学习未能达到教学目标的要求时,反馈应是校正性的棗即教师应及时调整当前的教学内容与教学策略以适应大多数学生的情况与需求。

当搜集到的课堂教学的信息资料表明,大多数学生对当前教学内容的学习能较好地达到教学目标的要求,只有少数或个别学生未能达到时,则要区分两种情况作出不同的反馈:

对于大多数能达到教学目标要求的学生来说,反馈应是鼓励性的棗即教师应根据学生达到教学目标的程度给予相应的、恰如其分的肯定和鼓励,对其中表现较突出的还应在小结时通过讲评给予更大的表扬。如第一章所述,在形成性评价中作出的这种鼓励性反馈对于学习者三种内驱力(附属内驱力、认知内驱力、自我提高内驱力)的形成与发展都有重要的影响(至于其中哪一种内驱力受到的影响最大则由学习者的年龄与个性特征决定),因此教师必须对此给予高度重视。事实上,不仅是教师的一言一行在作出反馈,而且教师的一举一动也是在作出反馈棗有时教师尽管没有说话,只是一个微笑或一个点头表示赞许,都有可能给学生的内驱力以深刻影响,甚至留下终生难忘的印象。

对于少数或个别未能达到教学目标要求的学生来说,反馈则应是帮助性的棗即教师应尽力对这少数或个别学生提供帮助以设法补救:如果补救措施占用时间不多,可以在课堂上进行;若是需要占用较多时间,则应在课后进行辅导;对于个别更困难的学生有时辅导也未必奏效,这时就要通过家访来查明学习落后的真正原因。

 

二、以学为主的形成性评价

由于以学为主的教学过程采用的是自主学习策略,即主要依靠学生的自主探索、自主发现,所以这种教学过程的形成性评价和以教为主的教学过程有很大的不同。通常它包括小组对个人的评价和学生个人的自我评价。评价内容主要围绕三个方面:

自主学习能力(关于“自主学习能力”的含义可参看第四章§4.2节关于“抛锚式教学策略”的实施步骤);

协作学习过程中作出的贡献;

是否达到意义建构的要求。

应使学生不感到任何压力、乐意去进行,又能客观地、确切地反映出每个学生学习的实际效果。

根据小组评价和自我评价的结果,应为学生设计出一套可供选择并有一定针对性的补充学习材料和强化练习。这类材料和练习应经过精心的挑选,即既要反映基本概念、基本原理又要能适应不同学生的要求,以便通过强化练习纠正原有的错误理解或片面认识,最终达到符合要求的意义建构。

第七章 总 结

通过以上各个部分的分析,最后可以给出基于多媒体和计算机网络的CAI课件脚本设计的工作流程如下:

1、对教学目标进行分析

对整门课程进行深入、细致的教学目标分析,分析的结果应给出有关该课程的三种形成关系图:

(1)反映该课程各章节之间的教学目标关联和顺序的形成关系图;

(2)反映该课程某一章内各节(或各教学单元)之间的教学目标关联和顺序的形成关系图(每一章均应有一张这样的形成关系图);

(3)反映该课程某一节(或某一教学单元)的教学目标形成关系图(每一章的每一节均应有一张这样的形成关系图);

求目标形成关系图的具体方法,可根据有关教学目标类型特征和教学内容的不同,分别采用归类分析法、信息加工分析法、层级分析法或ISM分析法。

2、对学习者的特征进行分析

结合当前教学单元(某一章或某一节)的教学目标和教学内容对学习者的知识基础、认知能力和认知结构变量进行分析。对学习者原有知识基础的确定可采用“分类测定法”或“二叉树探索法”;对认知能力的确定可以采用“逐步逼近法”;对认知结构变量的确定则应分析当前教学内容与大多数学生认知结构中的原有观念是否存在类属关系、总括关系或并列组合关系。除此以外,还可以在实践中试验和创造其它更有效的学习者特征分析方法。

 

3教学策略的选择与设计

教学策略的选择主要取决于教学内容和教学对象,不能由教师主观决定,否则难以达到理想的效果。选择方法已在第一章 图1-4所示的“课件脚本设计流程图”中给出,即根据当前教学内容与大多数学生的认知结构变量,可以从以教为主或以学为主两大类策略中先选定其中一类,再根据教学内容的具体要求决定采用其中的某一种教学策略子类,然后按照第四章所述的设计方法,对已选定的以教为主或以学为主(或协作式)教学策略的某个子类进行有关实施步骤的详细设计。

以教为主教学策略的子类有:先行组织者、五段教学、九段教学、假设椡评怼⑹痉稐模仿等;

以学为主教学策略的子类有:支架式、抛锚式、随机进入式、启发式、自我反馈式、基于Internet的探索式等;

协作式(教与学通用)教学策略的子类有:课堂讨论、角色扮演、竞争、协同、伙伴等。

4、选择教学媒体的类型

根据图5-1和图5-2所示的流程图选择当前教学单元(或某一章节)所需的教学媒体类型。

5、设计教学媒体的内容及呈现方式

根据当前教学单元(或某一章节)的教学目标要求和已确定的教学内容序列,遵循教学媒体设计的三原则(目标控制、内容符合与对象适应原则)和媒体设计的心理学依据,仔细设计每一框面所需的各种媒体信息及呈现方式。

6、形成性评价设计

根据选定的教学策略是以教为主还是以学为主,来考虑相应的形成性评价和进行有关的设计(参看第六章)。

7、在上述各步骤的基础上完成每一框面(即每一帧)的脚本设计

设计完成的每帧脚本应包含下列栏目的内容:

(1)本帧的教学目标(子目标)。

(2)本帧包含的知识元素内容(即知识点)以及该知识点的认知分类(目前国内是参照布鲁姆的教育目标分类法将教学目标分成认知、技能和情感三大类,根据文、理科的不同又进一步划分成若干子类。详见第六章§6.2节)。

(3)如果本帧涉及对学习者特征的分析,则应给出相应的关于如何分析知识基础、认知能力和认知结构变量的具体内容,如果本帧未涉及对学习者特征的分析,则本栏目内容可缺省。

(4)本帧采用的教学策略。

(5)本帧采用的教学评价方法(如果需要评价的话,否则缺省)。

(6)除文字以外还采用了哪几种媒体(媒体的分类可参看前面第五章的有关内容)。

(7)每一种媒体(包括文字、图形、图片、照片、动画、活动影像以及语声、音乐、特定音响效果等)的具体内容及其呈现方式,包括在屏幕上出现的位置、大小、是否开窗口以及窗口大小;是否要求特殊显示(如闪烁、下划线、黑白翻转、箭头指示、背景色、前景色......等等);是否要求语声或音乐配合,在何时及何种情况下配合......等等),均应作出具体的说明。

(8)备注栏:用于说明其它需要说明的问题。

 

参考文献

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