【精品教学法PPT】教学系统设计.ppt

教学系统设计,第一节 教学系统设计概述 第二节 教学系统设计模式 第三节 教学系统设计编制与实践,开始,本章学习目标,通过本章的学习，应能做到：能够阐释教学系统设计的定义;简述教学系统设计的发展、原理、原则;了解教学系统设计的学科性质、应用范围和层次;简述三大类教学系统设计模式的过程和特点;依照三大类教学系统设计模式，进行课堂教学设计;编制适合自己专业的一节课的课堂教案;掌握教学流程图的绘制，能设计课堂教学结构流程图;利用教学系统设计的方法完成具体的教学整体设计。,第一节 教学系统设计概述,一、教学系统设计的概念 二、教学系统设计的发展 三、教学系统设计的基本原则 四、教学系统设计的基本原理 五、教学系统设计的学科性质、应用范围和层次 六、教学系统设计的意义,一、教学系统设计的概念,（一）教学系统的概念 （二）教学系统设计的概念,（一）教学系统的概念,系统是指由相互关联的部分组成的具有特定功能的有机整体。 教学系统（instruction system）作为系统的子范畴，是指为了达到特定教学目的而由各组成要素通过相互联系、相互作用有机地结合起来的、具有一定教学功能的整体。 教师、学生、教学媒体和教学内容就构成了教学系统，这四者也成为教学系统的基本要素。,按照系统概念理解，教学系统可描述为：为了达到一定的教育教学的目的，教师、学生、教学媒体、教学内容四个要素在系统内部相互影响、相互作用，形成一定的教学结构，实现特定的教育教学功能（如图5-1所示）。,（二）教学系统设计的概念,教学系统设计（instructional system design,简称isd）也称作教学设计（instructional design,简称id）是以传播理论、学习理论和教学理论为基础，运用系统论的观点和方法，分析教学中的问题和需求从而找出最佳解决方案的一种理论和方法。,1.对教学系统设计的几种不同观点,一是“计划”说。 二是“方法”说。 三是“技术”说。 四是“过程”说。 五是“操作程序”说。 目前主流教学系统设计定义以“过程”说或“程序”说为主，即如何对教学进行任务分析、如何编写教学目标、如何选择教学策略和教学媒体，如何开展教学评价等。 教学系统设计的目的是教学效果最优化；以教学理论、学习理论、传播理论为基础；研究对象是教学系统，教学系统中的资源和过程；强调运用系统方法对教学系统进行预先分析与决策，创设情景，以促使学生更有效的学习。,2.教学系统设计的基本内涵,（1）教学系统设计是对教学活动的过程和操作程序的设计。 （2）教学系统设计以系统方法为指导。 （3）教学系统设计以学习理论、教学理论、传播理论为基础。 （4）教学系统设计的目标是教学效果最优，目的是促进学生更有效学习。,二、教学系统设计的发展,（一）教学系统设计的发展历史 （二）教学系统设计的发展趋势,（一）教学系统设计的发展历史,1.教学系统设计的思想萌芽与早期发展（20世纪初60年代） 2.教学系统设计的大发展时期（20世纪60年代） 3.整合化的教学系统设计理论（20世纪80年代至今）,（二）教学系统设计的发展趋势,1.教学系统设计越来越注重跨学科研究和跨领域应用。 2.教学系统设计越来越注重信息技术与教育理念的整合。 3.教学系统设计越来越注重各种因素整合下的学习环境的建构。 4.教学系统设计越来越注重新的评估理念和方法。,三、教学系统设计的基本原则,1.结构化原则 2.定向化原则 3.双向式原则 4.系统化原则 5.可行性原则 6.最佳化原则,四、教学系统设计的基本原理,1.目标控制原理 2.要素分析原理 3.优选决策原理 4.反馈评价原理,1.目标控制原理,在教学过程中，教师是教学信息的传播者，学生是教学信息的接受者，媒体是教学信息的载体。但教师的活动，媒体的选择、学生的反应都是要受到教学目标控制的。它们之间的关系如图5-3所示。,2.要素分析原理,教学过程可以看作为一个开放系统，环境对学习者作用（输入），使学习者对环境做出反应（输出）。在教学系统设计时必须对构成这个系统的各个组成部分进行分析，找出哪些是对系统性质、功能、发展、变化有决定性影响的部分并作为系统的要素加以研究，而把次要的因素忽略。如图5-4,3.优选决策原理,教学系统设计是以分析教学需求为基础，以确立解决教学问题的步骤为目的。解决教学问题的步骤就是教学策略，主要包括媒体选择与教学过程结构的设计。在教学策略设计过程中，必须使用系统方法中的模型化方法、优选方法与决策技术等具体方法，对各种设计方案可待选的对象进行分析，比较、评价，从而选取最佳的策略。,4.反馈评价原理,反馈控制是系统科学的重要方法，这就是利用反馈信息，使系统的反应输出状态与预期目标相比较，然后根据比较的一般结果，对输入值进行修正，以达到系统输出状态与目标要求相一致的目的。 根据这一原理，教学系统设计必须重视反馈信息的收集，即必须进行学习评价，设计各种输出反应的测量工具，确立学习评价指标体系，以获得反馈信息，控制和调整教学过程。,五、教学系统设计的学科性质、应用范围和层次,（一）教学系统设计的学科性质 （二）教学系统设计的应用范围 （三）教学系统设计不同层次的应用,（一）教学系统设计的学科性质,首先，教学系统设计是一门应用学科、连接学科。 其次，教学系统设计也是一门设计学科，它植根于教学的设计实践。 再次，教学系统设计是一门综合、交叉的学科。,教学系统设计是一门应用学科、连接学科。,注：框1表示教学系统设计是教学理论和学习理论的连接； 框2表示教学系统设计是教育理论和教育实践的连接。,图55 教学系统设计的连接性质,教学系统设计也是一门设计学科，它植根于教学的设计实践。,设计的本质在于决策、问题求解和创造。教学系统设计的实质就是教学问题求解，并侧重于问题求解中方案的寻找和决策过程。 教学系统设计理论正是以达到教学目标作为出发点，在一定的教学条件下去选择和确定最好的教学策略，所以它是一种规定性理论。但这种策略的制定是以学习理论、教学理论等描述性理论作为科学依据的（如图56）。,教学系统设计是一门综合、交叉的学科。,教学系统设计越来越多地涉及了社会科学、信息科学、系统科学、管理学等学科知识，形成了一个多学科发展的学科共同体。正是这个学科共同体中的个学科知识的渗透，才使得教学系统设计明显趋于综合和交叉（如图57所示）。,教学理论,社会科学,管理科学/工程学,教学技术,教学管理,信息科学,图57,（三）教学系统设计不同层次的应用,教学系统设计是一个问题解决的过程，根据教学中问题范围、大小的不同，教学系统设计也相应地具有不同的层次，即教学系统设计的基本原理与方法可用于设计不同层次的教学系统，到目前为止，教学系统设计一般可归纳为三个层次： 1.以“产品”为中心的层次。 2.以“课堂”为中心的层次。 3.以“系统”为中心的层次。,以上三个层次是教学系统设计发展过程中逐渐形成的。当然，也可以把教学系统设计分为宏观和微观两个层次。如图58所示,基于“产品”的教学系统设计 如网络课程的设计与开发,基于“过程”的教学系统设计 如信息化教学教案的设计,微观的教学系统设计,基于“系统”的教学系统设计 如企业培训方案的开发,宏观的教学系统设计,图5-8 教学系统设计不同层次的应用,六、教学系统设计的意义,（一）进行教学系统设计是信息社会发展的要求 （二）进行教学系统设计有利于教学工作科学化 （三）学习教学系统设计有利于提高学习者分析问题、解决问题的能力和培养科学思维能力与科学态度。 （四）学习教学系统设计可促进教育技术的实践与理论的发展,第二节 教学系统设计模式,一、教学系统设计模式概述 二、以“教”为主的教学系统设计模式 三、以“学”为主的教学系统设计模式 四、以“教师为主导、学生为主体”的教学系统设计模式,一、教学系统设计模式概述,1.教学系统设计模式的概念和理解 2.教学系统设计模式的作用 3.教学系统设计模式分类,1.教学系统设计模式的概念和理解,模式是再现现实的一种理论性的简约形式，教学系统设计过程模式就是在教学系统设计的实践当中逐渐形成的、运用系统方法进行教学系统设计的理论简约形式。 它是在教学系统设计的实践当中逐渐形成的一套程序化的步骤，其实质是说明做什么，怎梓去做，而不是为什么要这样做。 教学系统设计过程模式指出了以什么样的步骤和方法进行教学系统的设计，是关于设计过程的理论。 它包含三个要点：教学系统设计过程的模式是对教学系统设计实践的再现；它是理论性的，代表着教学系统设计的理论内容；它是简约的形式，是教学系统设计理论的简约体现。,2.教学系统设计模式的作用,教学系统设计过程的模式在教学系统设计的实践工作中，主要的作用有以下三方面： （1）作为相互交流的有效手段。 （2）作为管理教学系统设计活动的指南。 （3）作为设计过程决策的依据。,3.教学系统设计模式分类,从其理论基础和实施方法看，不外乎分为三大类： （1）以“教”为主的教学系统设计模式； （2）以“学”为主的教学系统设计模式； （3）以“教师为主导、学生为主体”的教学系统设计模式（双主教学系统设计模式）。,二、以“教”为主的教学系统设计模式,（一）以“教”为主的教学系统设计的界定 （二）以“教”为主的教学系统设计的基本特征 （三）以“教”为主的教学系统设计步骤,（一）以“教”为主的教学系统设计的界定,以“教”为主的教学系统设计主要是在行为主义学习理论和认知主义学习理论的指导下进行的；这里的“教”即是以教的内容、教的活动的教师为设计工作的中心问题。它的优点是有利于教师主导作用的发挥，有利于按教学目标的要求来组织教学，因而这种理论在各级各类学校的教学领域中有很大的影响。,（二）以“教”为主的教学系统设计的基本特征,1.以“教”为中心。 2.教学目标容易实现。 3.教学策略难点。 4.教学内容系统化。 5.教学效率较高。,（三）以“教”为主的教学系统设计步骤,形成性评价,学习 内容 分析,教学媒体的选择和运用,学习目标的阐明,教学策略的制定,教学设计成果的运用,学习需要分析,学习者分析,总结性评价,修 改,图5-9 以“教”为主的教学系统设计模式,以“教”为主的教学系统设计步骤,1.教学系统设计前期分析 2.教学目标的分析 3.教学策略的制定 4.教学媒体的选择与运用 5.教学评价 6.以“教”为主的教学系统设计具体案例,1.教学系统设计前期分析,教学系统设计前期分析的任务是深入教学工作的实际，通过细致的调查研究来确定学习需要、学习内容和学生的特征，并以此作为教学设计的依据。前期分析包括学习需要分析、学习内容分析和学生特征分析。其中学习需要分析是教学设计的第一步 . （1）学习需要分析： （2）学生特征分析： （3）学习内容分析：,（1）学习需要分析,学习需要是指学习者学习方面目前的状况与所期望达到的状况之间的差距，也就是学习者目前水平与期望学习者达到的水平之间的差距。见图5-10所示。 例如：某教育机构希望自己的学生中95以80分以上的成绩通过功能性识字标准测验，而目前的记录表明只有81的学生通过了考试，这样就找到了14的学生还没有达标的差距，指出了对学生集体而言的学习需要，也正是教学中要解决的问题。,（2）学生特征分析,学生特征分析就是要了解学生的学习准备状态和学习风格。用下面的图5-11来说明学习者特征分析的内容：,（3）学习内容分析,学习内容分析是根据总的数学目标，去规定学习内容的范围和深度，并揭示出学习内容中各个组成部分之间的联系，以实现教学效果的最优化。 即解决“学什么”和 “怎样学”的问题。学习内容分析以学生的学习结果为起点，并以学习起点为终点，是一个逆向分析过程。 即学习内容分析从学习需要分析所确定的总的教学目标开始，通过反复提出“学生要掌握这一水平的技能，需要预先获得哪些更简单的技能”这样的问题，并一一回答，一直分析到学生已具有的初始能力为止。,第一步，确定学习类型。 第二步，进行信息加工分析。 第三步，先决技能分析。 第四步，安排学习内容。 第五步，进行初步评价。,怎样进行学习内容分析?,图512“计算机编程”学习内容的信息加工分析,2.教学目标的分析,从整体上看，教学目标是一个有着层次区分和领域划分的体系。 从层次上看，它包括教学总目标、学校教育目标、课程目标、单元目标和课时目标它们既有层次区分又有密切联系 （见图5-13） 。 从领域上看，它们可划为认知领域的目标1情感领域的目标、动作技能领域的目标等。,图513 教学目标的分类,（1）教学目标陈述的要求,第一，教学目标要陈述的是预期的教学结果。 第二，目标要反映学习者的能力水平。 第三，陈述目标必须具体、准确。 第四，目标陈述应达到可测量的程度。,（2） 教学目标的陈述方法,以研究行为目标著名的马杰在1962年出版的程序教学目标的编写这本经典著作中提出，一个学习目标应包括三个基本要素：“行为”、“条件”和“标准”。 在教学设计的实践中，教育研究者认为有必要在马杰的三要素的基础上，加上对教学对象的描述，这样，一个规范的学习目标就包括四个要素。为了便于记忆，他们把编写学习目标的基本要素简称为abcd模式： a表示对象（audience）， 即应阐明教学对象。 b表示行为（behavior），即应说明通过学习以后，学习者应能做什么（行为的变化）。 c表示条件（condition）， 即应说明上述行为在什么条件下产生。 d表示标准（degree）， 即应规定达到上述行为的最低标准（即达到所要求行为的程度）。 也就是一个教学目标应包括以下四个基本要素：对象、行为、条件、标准。,实例,提供10道除法短除法的算式（c），小学二年级学生（a）能算出（b）正确答案，准确率达80（d）。,3.教学策略的制定,教学策略是对完成特定教学目标而采用的教学顺序、教学活动程序、教学方法、教学组织形式和教学媒体等因素的总体考虑。教学策略主要是解决教师“如何教”和学生“如何学”的问题。 （1）教学策略制定的依据 （2）教学策略的运用 （3）常见的几种教学策略 （4）教学方法的选择与运用：,（1）教学策略制定的依据,依据教学的具体目标与任务。 依据教学内容的特点。 依据学生的实际情况。 依据教师本身的素养。 依据教学策略的适用范围和使用条件。 依据教学时间和效率的要求。,（2）教学策略的运用,要树立正确的教学指导思想。 要树立完整的观点。 要坚持以学生的主动自主学习为主。 要寻求教学策略的多样化配合和变通运用。,（3）常见的几种教学策略,教学策略的设计是最能体现教学设计创造性的环节。 目前较流行的以教学为主教学策略有： “先行组织者”策略、 “五段教学”策略、 “九段教学”策略、 “假设一推理”策略、 “示范一模仿”策略等。,（4）教学方法的选择与运用：,教学活动是教师和学生为了达到教学目标，在教学理论与学习理论指导下，借助教学手段（工具、媒体或设备）和教学方法而进行的师生交互活动。在教学活动中，选择与运用恰当的教学方法是达到优化教学的重要前提。 教学方法的类型：按期望获得的学习结果的类型可以将教学方法分为三大类：一是与获得认知类学习结果有关的教学方法，包括讲授法、演示法、谈话法、讨论法、练习法、实验法和实习作业法等；二是与获得动作技能有关的教学方法，包括示范模仿法、练习反馈法等；三是与情感、态度有关的教学方法，包括直接强化法和间接强化法等。,如何选择教学方法呢？,认为应该根据教学目标、学生特征、学科特点、教师特点、教学环境、教学时间、教学技术条件等因素选择教学方法。其中教学目标与教学方法之间的优选关系见表5-1所示。,表5-1 教学目标和教学方法的关系,：最好 ：较好 ：一般 ：不定,要实现教学方法的优化，除了需要依据一定的选择标准，还要考虑适当的选择程序。巴班斯基等人通过调查研究，归纳出教师在选择教学方法时的一般决策步骤，对教学方法的选择具有一定的指导意义。巴班斯基提出的教学方法的选择程序有七个步骤。 第一步：决定是选择由学生独立地学习该课题的方法，还是选择在教师指导下学习教材的方法。 第二步：决定是选择再现法，还是选择探索法。 第三步：决定是选择归纳的教学法，还是选择演绎的教学法。 第四步：决定关于选择口述法、直观法和实际操作法如何结合的问题。 第五步：决定关于选择激发学习活动的方法问题。 第六步：决定关于选择检查和自我检查的方法问题。 第七步：认真考虑所选择的各种方法相结合的不同方案。,4.教学媒体的选择与运用,（1）影响选择教学媒体的因素。 首先要考虑教学目标、教学任务和教学内容的要求。 其次要考虑学生的需要和水平，不同年龄阶段的学生有着不同的认识能力和思维特点。 再次要考虑教学媒体的功能，每种媒体都有不同的功能和特点，它们应用在不同的教学环境下会产生不同的教学效果。 （2）选择教学媒体的方法。 对教学媒体的选择除了考虑上述影响因素外，还可以参照一些具体的方法、程序或模型。如： 问卷式程序。 流程图程序。 矩阵图程序。 效益/成本计算法。,5.教学评价,（1）教学设计评价形式 教学设计评价主要有两种形式：形成性评价和总结性评价，一般以形成性评价为主。 （2）教学设计成果形成性评价的主要步骤 教学设计成果的评价侧重于形成性评价，根据先后程序，教学设计成果的形成性评价包括五项工作。 制定评价计划。 设计编写评价工具。 试用设计成果和收集评价资料。 整理和分析评价资料。 报告试用结果。,6.以“教”为主的教学系统设计具体案例,关于信息技术基础课程中: 信息与信息技术内容的授课实例,三、以“学”为主的教学系统设计模式,（一）以“学”为主的教学系统设计的认识与理解 （二）以“学”为主的教学系统设计的步骤 （三）以“学”为主的教学系统设计案例,（一）以“学”为主的教学系统设计的认识与理解,这种基于“学”的教学设计也可称为建构主义的教学系统设计，重视“情境”、“协作”在教与学中的重要作用，弥补了传统教学设计过分分离和简化教学内容的局限，强调发挥学习者在学习过程中的主动性和建构性。以学为中心的教学设计主要是研究如何设计教学过程来帮助“学“，即树立以学为中心的教育观，帮助学生利用现代教育技术作为认知工具和学习资源去进行探究学习。,（二）以“学”为主的教学系统设计的步骤,以“学”为主的教学系统设计模式（如图5-14所示）以“问题或项目”、“案例”、“分歧”为核心，建立学习“定向点”，然后围绕这个“定向点”，通过设计“学习情境”、“学习资源”、“学习策略”、“认知工具”、“管理和帮助”而展开。“问题或项目”、“案例”、“分歧”的提出基于对教学目标、学习者特征和学习内容的分析，结束部分的教学评价是教学设计成果趋向完善的调控环节。,教学任务,图5-14 以“学”为主的教学系统设计模式,以“学”为主的教学系统设计的步骤,1.分析教学目标 2.学习者特征分析 3.学习内容分析 4.设计学习任务 5.学习情境设计 6.学习资源设计 7.提供认知工具 8.自主学习策略设计 9.协作式教学策略设计 10.管理与帮助设计 11.总结与强化练习 12.教学评价,1.分析教学目标,分析教学目标是为了确定学生学习的主题，即与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的知识内容。 分析教学目标时首先要考虑学习者这一主体，即教学目标不是设计者或教师施加给学习过程的，而是从学习者的学习过程中提取出来的；其次，还应尊重学习主题本身的内在的逻辑体系。,2.学习者特征分析,学生是学习的主体，是意义的主动建构者。对学习者特征分析的主要目的，是通过设计适合学生能力与知识水平的教学内容和问题，提供丰富的学习资源和恰当的指导来促进学习者的学习,3.学习内容分析,要使真实的任务体现教学目标，则需要对学习内容做深入分析，明确所需学习的知识内容的类型（陈述性、程序性、策略性知识）及知识内容的结构关系。这样在后面的设计学习问题（任务）时，才能很好地涵盖教学目标多定义的知识体系，根据不同的知识类型将学习内容嵌入建构主义学习环境中的不同要素中 .,4.设计学习任务,学习任务的提出是整个建构主义教学系统设计模式的核心和重点。它为学习者提供了明确的目标、任务，使得学习者解决问题成为可能。学习任务可以是一个问题、案例、项目或是观点分歧，它们都代表某种连续性的复杂问题，能够在学习的时间和空间维度上展开，均要求采用真实的情境通过自主建构的方式来学习。,5.学习情境设计,建构主义的教学系统设计强调学习情境的设计，强调为学生提供完整、真实的问题背景，还原知识的背景，恢复其原来的主动性、丰富性，以此为出发点支撑环境，启动教学，使学生产生学习的需要，驱动学习者进行自主学习和合作学习，达到主动建构知识意义的目的。 建构性的学习情境有三个要素： （1）学习情境的上下文或背景。 （2）学习情境的表述及模拟。 （3）学习情境的操作空间。,6.学习资源设计,学习者为了了解问题的背景与含义、建构自己的问题模型和提出问题解决的假设，需要知道有关问题的详细背景，并需要学习必要的预备知识，因此在教学系统设计时，必须详细考虑学生解决这个问题需要查阅哪些详细的资料，需要了解哪方面的知识。最好能建立系统的信息资源库（或使用现有的资源管理系统），并提供正确使用搜索引擎的方法，即进行学习资源设计。,7.提供认知工具,认知工具是支持和扩充使用者思维过程的心智模式与设备。 在现代学习环境中，主要是指与通信网络相结合的广义上的计算机工具，用于帮助和促进认知过程。学习者可以利用它来进行信息与资源的获取、分析、处理、编辑、制作等，也可用来表征自己的思想，替代部分思维，并与他人通信和写作。 常用的认知工具有六类：问题/任务表征工具、静态/动态知识建模工具、绩效支持工具、信息搜集工具、协同工作工具、管理与评价工具。,8.自主学习策略设计,自主学习策略是指为了激发和促进学生有效学习而安排学习环境中各个元素的模式和方法，其核心是要发挥学生学习的主动性、积极性，充分体现学生的学习主体作用。 从整体上来讲，学习策略分为四类：主动性策略、社会性策略、协作性策略和情境性策略。 自主学习策略的设计是整个以学为主教学系统设计的核心内容之一。在以学为主的建构主义学习环境中常用的教学策略有“支架式教学策略”、“抛锚式教学策略”和“随机进入教学策略”等。,9.协作式教学策略设计,协作学习的目的是为了在个人自主学习的基础上，通过小组讨论、协商和角色扮演等不同策略，以进一步完善和深化对主题的意义建构。整个协作学习过程均应由教师组织引导，讨论的问题可由教师提出也可以由学生提出。,10.管理与帮助设计,建构主义学习中，学习者是学习的主体，但并没有忽视教师的指导作用，任何情况下，教师都有控制、管理、帮助和指导的职责。由于不同学生所采用的学习路径、所遇到的困难不相同，教师需要针对不同情况做出适时的反馈。学生自主学习过程中，面对丰富的信息资源很容易出现学习行为与学习目标相偏离的情况，教师还应在可能的条件下组织协作讨论，要启发学生自己去发现规律，自己去纠正和补充片面的认识，并对协作学习过程进行引导，使之朝有利于意义建构的方向发展。因此教师是教学过程的组织者、指导者，意义建构的帮助者、促进者。,11.总结与强化练习,适时地进行教学总结可有效地帮助学生将零散的知识系统化。在总结之后，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，以便检测、巩固、拓展所学知识。这类材料和练习应经过精心的挑选，既要反映基本概念、基本原理，又能适应不同学生的要求，以便通过强化练习纠正原有错误理解或片面认识，最终达到符合要求的意义建构。,12.教学评价：,建构主义主张评价不能仅依据客观的教学目标，还应该包括学习任务的整体性评价、学习参与度的评价等，即通过让学生去实际完成一个真实的任务来检验学生学习结果的优劣。因为建构主义主张学习是自我建构知识意义的过程，因此，源于建构观的评价并不强调使用强化和行为控制工具，而较多使用自我分析和元认知工具。,（三）以“学”为主的教学系统设计案例,powerpoint动画设置 教学系统设计,四、以“教师为主导、学生为主体”的教学系统设计模式,“主导一主体”教学系统设计模式，也就是以“教师为主导、学生为主体”，它又称为双主教学系统设计模式。是基于“教”和基于“学”的两种教学系统设计相结合的产物。从理论基础以及实际的设计方法方面，它兼取两种教学设计的优点，同时具有较强的灵活性，强调既要发挥教师在教学中的主导作用，又要体现学生在学习中的主体地位，