网络多媒体教学的课件设计理论初探
作者:重庆广播电视大学 朱肖川 添加时间:2006-12-29 打印 关闭
摘要:在网络条件下师生教学分离,学生大量在独立的环境中学习,如何设计出支持学生独立学习的课件已经成为大家关心的问题。本文从CAI课件的历史出发,对课件设计的理论基础进行了探讨,从而提出了课件设计的理论思路。 
关键词:网络教学,远距离教育,行为主义,建构主义
 
网络教学就是利用网络这种形式进行的教学。一般来讲有广义和狭义之分。人们常说的网络教学通常指的是狭义的网络教学,意思是在计算机环境下进行的教学活动。广义的讲,网络教学指利用各种形式的网络资源(包括:卫星电视网、计算机网、电信网、邮政网等)所进行的教学。从这个意义上讲,网络教学就是远距离教学的同义词。在网络教学中的课件有两类,一类是以合作学习和师生交互为基础的课件,另一类则是独立学习为基础的课件,在这篇文章中,我们主要探讨在独立学习环境中的课件设计的理论基础。
  1. 从历史的角度看CAI发展的本质
从CAI的产生和发展来看,对CAI的研究大致是这样一个历程。先是社会对教学提出了要求,促使教学改革,然后是在教学改革中不断地对教学方法策略进行研究,而这些策略和方法又是以一定的教学理论为基础,学习理论的变化,就要引起教学策略的变化,因此人们于是就寻找能体现这种教学策略的媒体,而计算机的特点又使它成为最合适的媒体,于是人们的研究重心就转向了如何为这些教学理论和相应策略寻找相应的CAI模式,也就是说先有理论,然后研究如何转变为CAI模式,理论的需求促使CAI课件研究。
到了现在以后,随着计算机的普及以及实践的大量增加,CAI课件日益普及,通过CAI课件进行学习的人越来越多,这种实践的需要使人们的研究不再是把传统教学中的理论如何体现在计算机上,而是研究适合于学生学习的CAI模式,进而去寻找在CAI教学环境中的教学理论,从而产生了由实践推动理论的趋势。
不管是采取哪种研究,其本质上是由对学生学习认知机制的理解的不同,而采取的对学生学习的干预策略不同,从而形成了不同的理论,这些理论反映在课件上,就形成了不同的模式,计算机课件实际上扮演了模拟教师和部分教学过程的角色。
  1. 课件设计的三种理论及相应模式
  1. 行为主义学习理论与CAI课件设计
行为主义学习理论认学习是一种行为的变化,它认为人的大脑是一个黑箱,对黑箱的内部我们一无所知,也没有必要去知道。行为主义反对对人的大脑内部进行研究,只重视外部的输入和反应,也就是给予一个刺激,人就要作相应的反应,从这些反应中,选出我们所需要的进行强化,从而使学习者形成教育者所希望的行为,所以行为主义认为把学习者置于一个特定的环境里,给他以特别的刺激,当他作出明确反应时学习就发生了,该理论强调刺激、反应和强化。
在上面理论指导下,行为主义学习理论为CAI课件设计提供的设计原则是:①接近原则,即反应必须在刺激之后立即出现;②重复原则,重复练习能加强学习和促进记忆。③反馈与强化原则。与反应正确性有关的信息可以促进学习。④提示及其衰减原则。在减少提示的情况下,朝着期望的反应引导学生,从而完成学习。
  1. 认知学习理论与CAI课件设计
认知学习理论认为人类的学习不单是外部刺激产生的结果,也与人脑的内部有关,是人脑与外界刺激相互作用的结果,学习不仅是行为的变化,也包括人的认知结构的变化,它包括人的内部心理过程。认知学习理论将人脑看作灰箱,认为人脑已经具备了一定的认知结构,它是根据人类对信息的处理过程来描述的,根据对人的内部信息处理过程的假设不同,认知学习理论又分为信息加工理论和建构主义理论两大流派。
(1)信息加工理论
信息加工理论是将人脑比作计算机,因为二者之间在功能上相似,然后用计算机对信息的处理过程来解释人脑,从而得出了人对信息加工的模式。
认知学习理论认为,外部刺激作用于学习者的感官,使神经系统产生相应的活动。根据阿特金森和希夫杯(1968年)提出的记忆的多存储模型,记忆分为相互联系的三个系统,即感觉记忆,短时记忆和长时记忆。感觉记忆起感觉选择作用,将一两种感觉到信息传递到短时记忆。短时记忆的容量,包括保存信息的条目和一个条目所能保存的时间都是有限的,存储在短时记忆的信息经多次复述之后,经过语义编码转换,将信息从短时记忆转移到长时记忆。在这里是根据信息的意义进行存储,当要求学习者产生行为时,存储的信息和技能必须能被搜索和提取,搜索到的信息从长时记忆提取到短时记忆,与新进来的信息相结合形成新的学习能力,或是通过反应器将信息转换成动作。
美国著名的认知心理学家维特罗克,根据对认知学习理论的研究和总结,80年代提出了一个“人类学习的生成过程模型”,根据这一模型,学习生成过程包括七个步骤。
认知理论是从内部心理过程来解释人类的行为,强调人的认识是由外部刺激和认知主体心理过程相互作用的结果。内部心理过程包括态度、需要、兴趣和爱好,以及认知主体的认知结构,即已有的知识与经验。根据这一理论,把学习解释为每个人根据自己的态度、需要要、兴趣和爱好并利用过去的知识和经验对当前的学习内容作出主动的、有选择的信息加工过程,这一理论为CAI课件设计提供了重要的设计原则。
根据认知学习理论,学习的各个内部过程分别是接受、期待、提取信息到短时记忆、选择性知觉、语义编码、反应、强化、激发信息的保持,形成概念。与这一过程相一致的CAI活动如下表所示:
 
 
CAI的活动与学习过程的关系
学习过程的不同阶段
CAI提供的相应环境
接受
期待
提取信息到短时记忆
选择感觉信息
语义编码
反应
强化
激发信息的保持
形成概念
引起注意
告诉学生目标
刺激学生对先前学习的回忆
呈现刺激材料
提供学习指导
诱发期待的行为
提供反馈
评定行为
增强记忆和学习迁移
  1. 建构主义理论
同样,建构主义理论也是把人脑看成一个灰箱。它假定,人们在与周围环境相互作用的过程中,逐步建构起关于外部世界的知识,这些知识在大脑中的动态结构我们把它叫做图式。人们又是在与环境的相互作用中使图式得到发展的。图式的发展有两个基本过程;“同化”与“顺应”。同化是指把外部环境中的有关信息吸收起来并结合到个体已有的认知结构(也称“图式”)中,即个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的认知结构内的过程;顺应是指外部环境发生变化,而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改造的过程,即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程。可见,同化是认知结数量的扩充(图式扩充),而顺应则是认知结构性质的改变(图式改变)。认知个体就是通过同化与顺应这两种形式来达到与周围环境的平衡:当个体能用现有图式去同化新信息时,他是处于一种平衡的认知状态,而当现有图不能同化新信息时,平衡即被破坏,而修改或创造新图式(即顺应)的过程是寻找新的平衡的过程,个体的认知结构就是通过同化与顺应过程逐步建构起来,并在“平衡—不平衡—新的平衡”。
建构主义学习理论认为,学习是获取知识的过程。建构主义认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定情境即社会文化背景下,借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程,因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”,“会话”和“意义建构”是学习环境中四大要素或四大属性。
由此,产生了建构主义学习环境下的教学设计原则,也是CAI课件的设计原则。原则包括:
  1. 强调以学生为中心。②强调“情境”对意义建构的重要作用。③强调“协作学习”对意义建构的重要作用。④强调对学习环境(而非教学环境的设计)。⑤强调利用各种信息资源来支持“学”(而非支持“教”)⑥强调学习过程的最终目的是完成意义建构(而非完成教学目标)
3、三种设计模式的研究思路和方法区别
从对文献的调查中我们发现三个设计模式的不同在于它们各自选择的学习理论不同,从而对学习机制的看法不同,这种看法的不同来源于其对应的心理理论不同。由不同的理论基础从而导致的不同的研究思路和方法。
从心理学的行为主义来看,它首先将人脑看作是一个黑箱,通过刺激来观察反应,从而找到产生某种反应所需要的刺激,实质上说行为主义就是找刺激和反应的关系,从而得出要保持某种行为变化,要进行不断刺激和强化。它所采取的研究思路是黑箱方法,研究方法多采用动物实验,这种思路反映在CAI课件研究上,就会使研究者注重学习者外在行为的学习和操练,而忽略人的心理机制。
而从心理学的认知理论中的信息加工理论和建构主义理论来看,它们把人脑看作灰箱,认为人脑是一个可以研究的领域,并通过外部的刺激和反应来推测人的内部心理机制,并由这个心理机制来解释人的认知发展。
信息加工理论采用的功能模拟的研究方法。它根据人脑与计算机都是对信息的加工处理的特点和功能上的相似性,从而用计算机的信息处理过程来模拟人的心理机制,从而来解释人的认知发展。这种研究思路反映在CAI课件研究上,研究者的研究重点就放在设计适合于人的信息加工机制的信息输入上。着重研究如何使信息刺激如何与人的内在心理机制协调。所以它注重对知识呈现到操练的整体协调,既注重人的外显行为变化,也注重人的内在心理变化。
建构主义理论则是采用一种生态学的眼光,强调认知个体的能动性,强调一种适应性,强调人的认知发展的动力机制是平衡。建构主义的研究思路采用实验的方法,侧重点进研究环境改变对个体的影响,观察个体行为的变化。反映在CAI课件的研究上,研究者主要是对情境的设计,从而造成学习者认知的失衡,从而促进学习者主动建构,研究的关键是对情境的设计从而把握失衡的度。因为环境变化以后,学习者为了适应,有可能采取同化,顺化和退回三种过程,当然第三种过程是我们不原见到的。
由上可知,不同模式的差异关键在于其采用的研究方法和手段不同,其核心是在于其采用的研究角度和思路不同,那么把这些研究思路运用到教学实践中,就采用了教学设计的不同模式。
  1. 课件的设计思路
我们通过文献调研了解到,人们在研究课件开发时有这么一个现象,当行为主义盛行时,大家都在行为主义的CAI实现模式,当认知理论产生以后,人们又开始研究认知理论的CAI实现模式,而忽略对行为主义研究,当现在建构主义比较盛行的时候,再加上教学改革正强调以学习者为中心,加强素质教育,于是人们又去研究建构主义的CAI实现模式,从而忽略了认知理论的CAI模式。为了更加详细地阐明这个问题,我作出下面这个图。
 
行为主义 认知理论 建构主义

主观主义
教学设计中的模式
教学设计(以情景为主)
CAI开发模式
CAI开发模式
从教的角度来看,重教 特点

特点
擅长于教授结构化的知识



体系

不利于认知能力培养
以学习者为中心,强
调个性化,重学,以
学生为主体
 
长于认知能力培养
不利于知识系统化
 
从上面这个图可以知道,行为主义和认知理论强调的是刺激的精心编制,重视教,尤其重视教学内容设计,因而教学内容比较系统化,而学生却相对而对被动,主要是接受刺激,主动参与性不强,对认知过程的掌握相对较差。
而建构主义则强调学生内部图式的变化,强调的是学生的主动参与和建构,环境的设计也是围绕着学生的意义建构,这样学生的参与和自主性强,认知能得到发展,因教师处于帮助地位,学生对知识的系统化掌握不够。
由上可知,当前课件研究的这种状况,使我们开发出的课件走向两个极端,要么以教为主导,要么以学为主导,要么以传授知识为主,要么以培养能力主。
而人的发展不是单方面的,人的发展包括操作技能,认知能力,知识结构,情感意志等多方面的协调发展,而且就认知能力来说,它不仅包括感知能力,还包括再认,再现,理解,信息加工,迁移等多个层次的能力。这样,以单个理论为基础的课件,只强调人的某一方面的发展,不利于人的各方面协调发展。
教学过程应是教和学的平衡。网络教学的特点更是决定了CAI课件的制作要体现教学平衡。大家知道,网络教学中课件是一种重要的媒体形式,这种媒体不仅是教学内容的载体,更重要的是教学过程和教学思想的载体,也可以说是教师功能的模拟,是一个教学机器人,课件的设计应该是把认知理论和建构主义理论结合起来进行设计。
在网络教学条件下,学生往往是在各自独立的环境中从事学习,也就是说,学生大量的学习时间是在进行独立学习,那么支持学生独立学习的课件尤为重要,当然学生获取这些课件既可以通过教学软件包得到,也可以从计算机网络上下载。由于学生是在独立的环境中学习,那么为了支持学生的学习,课件中应该含有大量的教学策略来促进学生各方面的全面发展,将认知理论和建构主义等理论结合起来进行课件设计将是这一类课件设计的有效思路。
 
(作者简介:朱肖川,男,出生于1971年7月,1993年毕业于西南师范大学电化教育系,本科,现在重庆广播电视大学远教技术中心从事课件开发工作。自1993年以来,作者曾从事过电大教学、教务、实验室等工作,具有丰富的电大工作经验,1998年,作者就读于北京师范大学教育技术专业硕士学位班,从事远距离教育方向研究,曾在重庆电大学报上发表过“电视在我国电大教学中的地位和作用”、“重庆电大开放教育试点的若干问题的探索”论文,同时制作了“经济学”的教学课件,还参与了重庆市远程教育的规划工作和部分章节的起草等工作。)
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