土力学网络CAI系统的设计与研究

1、毕业论文土力学网络CAI系统的设计与研究摘要 土力学课程是岩土工程专业和其它相关专业非常重要的一门专业基础课。但目前土力学的教学手段已经不能与岩土工程学科的发展相适应，有必要将现代教育技术手段应用到土力学的教学中。计算机辅助教学(CAD作为现代教育技术应用的一个重要方面，目前己经在教育改革中起到了举足轻重的作用。随着计算机技术尤其是网络技术的发展，网络CAI系统将是传统CAI系统发展的一个重要方向。本文在对现代教育技术进行深入研究的基础上，对土力学课程进行了科学的教学分析，把现代教育技术手段应用到了土力学的教学中，对土力学网络CAI系统的设计与实现进行了开创性的探索。本文的主要工作如下: 1.

2、对现代教育技术理论做了比较全面的研究，提出双主模式教学 设计方法应该作为研究网络CAI的理论基础; 2.对计算机辅助教学(CAI)系统的构成、基本模式与结构以及 CAI软件的开发方法做了比较细致的研究; 3.网络CAI作为CAI的发展方向目前在我国还处于起步研究的 阶段，本文对网络CAI的基本原理和实现方法做了深入的分 析，指出了网络CAI应该具有的层次结构; 4.对土力学课程进行了科学的教学设计，论证了将现代教育技术 应用到土力学教学中的必要性; 5.设计了完整的土力学网络CAI系统的架构，首次将教学系统、 自学系统、测试系统和讨论系统等进行统一的规划和设计; 6.完成了“土力学教学课件”光

3、盘的制作(见附录二)。关键词:土力学岩土工程现代教育技术教学设计计算机辅助教 学CAI网络网络CAI课件客户机/服务器Abstract To Geotechnical Engineering and other related specialties, SoilMechanics is one of the important courses. But present instruction means forSoil Mechanics is not hamony to the development of GeotechnicalEngineering, the modern techno

4、logy for instruction should be applied to theinstruction of Soil Mechanics. The research of Computer Assisted Instructionis necessary to the education innovation as the important part of moderntechnology for instruction. With the developing of information technology,CAI based the network will be the

5、 tendency of the traditional CAI. On thebasis of the overall research of the modern technology for instruction, thisthesis is focus on the research and design of Computer Assisted Instructionbased the network for soil mechanics. The following will be mentioned in thispaper: 1 .The technology for ins

6、truction is well studied. It is the foundation of the research for CAI. 2. It is investigated that what is the form, the basic mode and structrue of Computer Assisted Instruction as well as the method of making it into true. 3. Computer Assisted Instruction based network is not thought much of in ou

7、r country, though it is the developing direction of CAI. So the keystone and the method of achieving it are analyzed in depth. 4. The instruction design of soil mechanics is done in this thesis. Applying modern technology to the instruction of Soil Mechanics is proved necessary. 5. As an example, Th

8、e method of design for CAI based network for soil mechanics is particularly explained. 6. The compact disk for the system is completed.Keywords: Soil Mechanics, Geotechnical Engineering, Modern Technology for Instruction, Instruction Design, Computer Assisted Instruction, network, CAI based Network,

9、 courseware, Client/Server目录摘要Abstract第一章绪论.1 第一节概述.1 第二节计算机辅助教学目前存在的主要问题.2 第三节本文的主要工作.3第二章现代教育技术概论.5 第一节现代教育技术导论.5 第二节教学过程.10 第三节教学设计.15 第四节学习理论.28第三章计算机辅助教学.31 第一节CAI系统的构成.31 第二节CAI的基本模式与结构.32 第三节网络CAI .38第四章土力学网络CAI的设计.51 第一节土力学教学设计.51 第二节系统的总体设计.53 第三节土力学课堂教学系统的设计.55 第四节土力学学生自学系统的设计.57第五章总结与展望.6

10、9参考文献.71致谢.74第一章绪论第一节概述 自从人类历史有了印刷术以后，人类文化的传播与继承改变了以口传身授的方式，开始形成了课堂、学校、教材、考试、以及教师培训等一系列规范与制度，这样形成了一个基于印刷技术为媒体的教育;而自20世纪以来，人们开始致力于发展一种基于电子技术为媒体的教育。 随着21世纪的到来，高素质的培养已经成为各国政府普遍关注的问题，我国政府也提出了“面向21世纪教育振兴行动计划”。高层次、高素质人才培养的需求和人类科学日新月异的发展，为教育理论和教育手段的变革带来了机遇。 同时，信息爆炸给教育带来了巨大的冲击。据文献记载，信息每3-5年增加一倍，使教育的负担越来越重，要

11、求学生在更少的时间内掌握更多的知识，培养高素质的人才，而传统的课堂教学的效率已经越来越接近饱和了。要真正减轻学生负担，把教师从繁重的重复性手工劳动中解放出来，实现从劳动密集型转化为智力密集型的历史性转变，教育迫切需要改革。现代教育需要新观念、新手段、新方法、新模式等。现在，电子技术、国际互联网和全球网为即时与地球上任何人进行通讯提供了途径。第一个充分意识到这一力量并将其与新的学习技能联系起来的国家就会在教育方面居于世界领先地位。信息技术对于知识的储存、传播、转移提供了显性和潜在的作用，人们可以通过计算机等媒体获得各种信息.从相关数据库中检索出有用的数据或资料，所有这些都标志着教育信息化的到来。

12、教育信息化将使传统教育发生前所未有的变化，主要表现在以下几个方面: 一、学校的概念将发生变化 学生将通过多媒体工具、网络等从“学习资源中心”检索有用的信息。教室将变成“无墙教室，学校将变成“无墙学校”。 二、方式趋于信息化 教学将由以课堂讲授为主的教学方式变为以教师为辅、学生运用各种信息手段获取各种知识和能力为主的教学方式，如学生可在网络中找到适合自己的课程和感兴趣的内容。 三、教师将扮演辅导员的角色 随着教育信息化的到来，教师的作用将主要是帮助学生汲取先进的知识和技术养分，指导学生通过各种电子教科书、教育电视节目、计算机网络等途径获取教学大纲上规定的课程。 为了适应这一需要人们从教育理论、教

13、育观念和教育技术等方面做了许多开创性的工作。但在实践过程中也遇到了许多前所未有的问题，可以说教育的改革是势在必行的，但教育改革的道路将是曲折的。本文以土力学这门课程为例，阐述了现代教育技术将会对土力学课程教学产生的影响，并重点对信息技术在土力学教学中的应用做了一些尝试与探索。第二节计算机辅助教学目前存在的主要问题一、教学改革与CAI研制的关系没有摆正 尽管CAI的研制是教学改革中很重要的内容，但CAI并不能等同于教育改革，教育改革需要在在发展教育理论，改变传统的教育观念与模式等方面下工夫。在此过程中，CAI只是一种新的教学手段，其运用方式的恰当与否、运用效果的好坏都要依赖于教育改革大环境的改善

14、。二、网络化和智能化的程度不够 现有的绝大多数CAI课件是被刻录在光盘上，运行在单机环境下的。它们无法利用网络在知识更新上的方便与快捷的优势。这样的课件不具有开放性，不能进行小组协同学习。这样的CAI课件一旦生产完成就再也无法对教学的内容进行更新和维护，因而是没有生命力的，将随着时间的发展而逐步被淘汰。缺乏智能性的CAI课件系统，因为无法按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容，也就无法达到教育学所要求的个别化教学和启发式教学。三、CAI开发初期的总体规划不够CAI的开发是一项工作量很大的工作，为了少走弯路，避免重复和浪费，需要在开发之前进行详细的总体规划，制作一流的脚本。不仅某一门课程要详

15、细规划，还要从全校的范围内对CAI的开发进行全面规划。建立相应的教学资源数据库、课件服务器和科学的评价体系。一定要统一规划，分工协作，形成合力，才能做好cal的开发和应用。四、教师在cap开发过程中参与的程度不够 cal的开发离不开具有丰富教学经验的教师，cal也不能完全替代教师在教学中所起到的作用。没有优秀教师参与研制的课件也许只能是起到摆设作用的花瓶，不能真正提高教学质量。一个好的计算机辅助教学软件应该把优秀教师的教学经验和现代化的技术结合起来，扬长避短，才能真正发挥cal的作用。五、CAf运用的空壳化 所谓cal运用大空壳化即在运用cal时重形式而轻内容，搞花架子，以扩大影响为目的，而不

16、重视cal在教学中的实际效用。cal空壳化在实际生活中表现为: 1. CAI运用的无条件性。 2.新瓶装旧酒。即设备现代化了，但思想未现代化，教学方法未现代 化。 3.过于强调课件的制作，对课件的固有缺陷研究不够。第三节本文的主要工作 首先需要说明的是教育由传统教育向现代教育方式的转变，是一个关系到多学科，理论与实践不断结合的过程。在这个过程中计算机辅助教学(CAI )只是其中的一部分重要内容，并不是主要的核心内容。而网络CAI尽管是CAI的一个发展方向，但它的全面应用在现在的条件下还不成熟。本文只是以土力学这门课程为例，对现代教育技术的概况做一研究，同时对网络CAI系统的设计与实现做些有益的

17、探索。本文进行的主要工作如下: 1.对现代教育技术理论做了比较全面的研究，提出双主模式教学设计方 法应该作为研究网络CAI的理论基础; 2.对计算机辅助教学(CAI)系统的构成、基本模式与结构以及CAI软 件的开发方法做了比较细致的研究; 3.网络CAI作为CAI的发展方向目前在我国还处于起步研究的阶段，本文对网络CAI的基本原理和实现方法做了深入的分析，指出了网络CAI应该具有的层次结构;对土力学课程进行了科学的教学设计，论证了将现代教育技术应用到土力学教学中的必要性;设计了完整的土力学网络CAI系统的架构，首次将教学系统、自学系统、测试系统和讨论系统等进行统一的规划和设计;完成了“土力学教

18、学课件”光盘的制作(见附录二)。第二章现代教育技术概论第二章现代教育技术概论第一节现代教育技术导论一、教育技术的定义 教育技术是在20世纪20年代前后的视听教学、程序教学以及系统化设计教学等教学方法的基础上发展起来，逐渐从教学方法范畴内分离出来的一门新兴的教育学科中的分支学科。教育技术的理论基础是心理学、学习理论、教学理论、传播学、系统科学等。 教育技术是教育科学的一门分支，其定位在于技术，其含义可以理解为“人类为了满足教与学的需要，利用自己的智慧和自然规律所创造的一切教育经验、方法技能和工具手段的总和。”Fred Percival和Henry Ellington在教育技术手册一书中把教育技术

19、分为更加具体的不可分割的三个部分:硬件、软件和潜件。 美国教育传播技术协会(AECT ) 1994年对教育技术的定义为飞教育技术是关于学习资源与学习过程的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。 教育技术的目的是促进学习，对象是过程和资源，范围是设计、开发、利用、管理和评价。它分析和解决教学问题以学习者为中心而展开，以学习者的学习成果为依据，而不以教师做了多少教学工作为标准。 对于教育技术的理解，可以从以下三个方面去考虑: 1.教育技术是应用系统方法来分析和解决人类学习问题的过程，其宗旨是追求教育的最优化; 2.教育技术分为有形的媒体技术和无形的智能的系统技术; 3.教育技术依靠开发、利用所

20、有学习资源来达到自己的目的。第二章现代教育技术概论利用.媒体使用.革新技术的传播.实现和制度化.有关的政策和规定开发.印刷技术.视听技术.以计算机为基础的技术.综合技术! 匾到/. 圈二、教育技术的发展评价.问题分析.标准参照测试.形成性评价.总结性评价图2-1教育技术的组成 从教育技术的发展来看，它是由先后发展起来的三个领域形成的，它们的目的都是为了获得有效的教学而研究、开发、应用各种技术，包括有形的技术(例如各种媒体)和无形的技术(例如系统方法)，因此，教育技术的发展简史可以从三条支流去了解:一条是从早期的视觉教育发展起来的媒体传播教学;一条是在程序教学基础上发展起来的个别化教学领域;还有

21、一条是三论影响下发展起来的教育系统设计。，.传播裸体技术的发展 从19世纪末20世纪初到20世纪40年代，工业革命推动了科学技术的迅猛发展，由于许多新的科技成果如照相技术、幻灯、电影、无线电广播等被引进了教育领域，在教育领域内先后兴起了视觉教育运动、听觉教育运动和视听运动。 随着视听教育的广泛开展，出现了相关的视听教育理论，其中最具代表性的当数戴尔(Dale)的“经验之塔”理论。戴尔认为，人f门学习知识，一是由第二章现代教育技术概论自己直接经验获得，二是通过间接经验获得，二者不可偏废。 “经验之塔”把人类学习的经验分为做的经验、观察的经验和抽象的经验三大类，并按抽象程度分为十个层次:有目的直接

22、经验;设计的经验;演戏的经验;观察示范;室外旅行;参观展览;电影和电视;无线电、录音、静态图画;视觉符号;词语符号。 塔的底层具体，上边抽象。“经验之塔”反映的观点是，教育应从具体入手，但不能停止于具体，而要逐渐走向抽象，向抽象发展。位于中层部分的观察经验，易于培养观察能力，能够冲破时空的限制，加强学习;下边做的经验，理解深，记得牢，但上边的抽象经验，易于获得概念，便于应用。 进入SO年代以后，电视、语言实验室等更现代的视听媒体被用于教育、教学领域。随着各种各样的更现代的视听媒体如幻灯、投影、无线电广播、录音、电影和电视等在教育中的大量使用，人们开始重视对这些媒体使用效果的实验研究。这些研究通

23、常是将借助媒介的学习和不借助媒介的常规学习加以比较。对媒体的研究发现:没有一种万能的绝对好的媒体，每种媒体都有其长处，也有其短处，选择媒体时应该取长避短，综合使用多种媒体进行教学。六十年代发展起来的系统科学对媒体技术的发展起了指导作用。其中用信息论的思想来研究教育中使用各种传播技术是现代发展起来的教育传播学的研究内容，是教育技术很重要的研究方向。2.程序教学、个别化教学的发展 程序教学的心理学基础是斯金纳的“强化”理论，程序教学是在美国心理学家斯金纳的操作性条件反射学习理论指导下发展起来的一种教学方法，最重要的是编制出一套有效控制学习过程的程序。根据学习的刺激反应(S-R )理论，学习是某种行

24、为的形成，并通过“刺激一反应一强化”而实现，一个复杂的行为则可以用逐步接近积累的方法，由简单的行为联结而成。 斯金纳的操作性条件反射理论认为，机体的行为分为两大类。一是应答性行为，另一是操作性行为，前者是由已知刺激所引起的反应;后者则由机体本身发出。与此相对应有反射学习和操作学习。斯金纳把大多数人的行为，甚至几乎所有人类的学习都看作操作。在这种操作条件作用中，反应经诱发后，随即给予强化，形成刺激反应联结。据此，斯金纳主张，为了使学生对刺激作出符合要求的反应，必须将教材“程序化，;为了形成符合要求的刺激一反应联结，必须尽量避免将不符合要求的反应，要将教材尽量细分为“小步子”，以便能在每个小步子中

25、诱发出正确的行为来;为了最有效地强化学习者的反应，必须在反应发生后，“即时强化”。 程序教学的要素包括: (1)小步子的逻辑序列。教材被分解为许多片段，安排成一个逐渐增加难度第二章现代教育技术概论 的、有次序的序列，强调教材难度增加的渐进性和从一个项目过渡到下 一个项目的自然性。 (2)积极地反应。要求学生和程序间相互影响，使学生积极地对每一个刺激 作出反应。 (3)信息的及时反馈。每当学生作出一个反应，程序就立即告诉学生正确与 否，避免学生一错再错。 ()自定步调。程序教学以学生为中心，鼓励每一个学生以适合自己的速度 进行学习，以便学生通过不停的强化而得以稳步地前进。 (5)减少错误率。程序

26、教材需要不断修订，以使学生产生的错误减少到最少 限度。 为了实现这种程序教学的思想，设计了各种各样的教学机器。从不具备信息显示装置的简单的教学机器开始，直至象克劳德的分支装置那样对数个框面的信息进行随机选取的多种多样的教学机器。到了70年代，随着具有高度性能的电子计算机技术的迅速发展，人们研究教学机器的兴趣完全转移到计算机辅助教学(CAI)的研究上去了。程序教学的方法广泛用于计算机辅助教学。计算机成了实现程序教学思想的最高级的程序教学机。大力发展计算机技术在教育中的应用，成为90年代媒体技术最重要的研究方向。3.系统科学的引入和教育技术学的形成 所谓系统科学即是控制论、信息论、系统论的统称。系

27、统科学主张把事物、对象看作一个系统进行整体的研究，研究它的要素、结构和功能的相互联系，通过信息的传递和反馈来实现系统之间的联系，达到有目的地控制系统的发展，获得最优化的效果。 本世纪前半期，作为一种教育实践活动的教育技术，一直是在“视听教育”这一名义下进行的，强调媒体制作、开发和利用，以及对新传播媒体的开发利用，是教育技术的“物理学观”和“设备观”。60年代初，由于传播学理论的引进和程序教学的影响，视听教育发展成为视听传播，研究重心从“视听媒体”转向了“学习过程”，从重视“使用媒体提供刺激”转向了重视“学习者的反应” 60年代中期，在视听传播领域开始应用“输入”、“输出”、“过程”等系统理论的

28、概念，运用系统方法解决教学问题，成为这个领域发展的基本趋势。 程序教学中引入系统科学的思想，愈来愈重视从教学的整体进行系统分析，综合考虑教学过程中的各个要素，包括目标的设立、最优化的教授方法、最优的媒体选择和资源利用、适当的学习内容和适宜的学习进程，并通过有效性评价来实现教学的反馈控制。它的进一步发展逐渐形成了教学系统方法。 教学系统方法是教育技术学的核心，它实质上是一种设计和改进教学的实第二章现代教育技术概论验方法，其发展主要受到两方面影响。一是行为科学为教学系统方法的发展提供了包括任务分析、行为目标、标准参照测试等一系列重要理论概念。二是斯克里文提出了形成性评价和总结性评价两个术语。任务分

29、析、行为目标、标准参照测试、形成性评价和总结性评价等概念，已成为今天教学系统设计的重要原理。 因此，系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响，成为教育技术学最重要的理论基础。4.现代教育技术 关于现代教育技术的理解，主要分狭义和广义两种。前者认为是现在新出现的教育技术，强调对传统的革新。后者认为现代教育技术指现在正在使用的教育技术，包括传统教育技术和新出现的教育技术。本文采用第二种理解。从这个意义上，现代教育技术可以定义为:运用现代教育理论和现代教育信息技术，通过对教与学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论和实践。 现代教育技术不仅

30、包括现在正在使用的传统技术和理论，还包括新技术，新理论。我们目前的任务是开发利用现有的资源，利用一切可用的技术。不管是利用先进的多媒体计算机及网络，还是利用传统的标本、挂图、模型等，只要它们能够有效地传递教育信息，我们都可以称为现代教育技术。三、教育技术的系统方法1.系统方法概念 所谓系统就是相互作用和相互联系的要素结合而成的，具有特定功能的整体。教学系统就是由教师、学生、教学内容和教学媒体等四个要素结合而成，具有教学功能的整体。系统具有层次性，大系统中有子系统，子系统间处于动态的相互作用之中。以教学系统为例，教师、学生、教学内容和教学媒体等都独自成为子系统，其中任何一个系统发生变化，势必引起

31、教学系统的变化。2.应用的一般步骤第二章现代教育技术概论 图2-2 在应用系统方法解决具体教学问题时，其操作过程分为六个步骤，即鉴定需求，设计方案，选择方案，评价方案和修改方案。简言之就是鉴定问题和解决问题。 (1)从需求分析中鉴定问题。需求分析是对现状和希望的结果之间的差异分 析，它是系统方法的必不可少的重要步骤。只有通过需求分析确定了问 题才能做进一步的工作。需求分析后，必须对所分析的教学系统当前的 状况作出描述，对于存在的问题作出说明，即系统内部矛盾的说明，以 及明确提出要达到的目标。此外，对于实现的可行性也要作分析。 (2)设计方案。需求分析确定了所要解决的问题，并且也提供了所有的对于

32、 解决问题的需求，设计方案就要针对这些需求进行解决方案的设计。设 计方案的关键在于陈述如何根据需求解决问题，达到目标。 (3)选择方案。对于同一问题可能有多种设计的解决方案，但是洲门在实际 操作时只可能采用一种。在选择方案时，主要是对各种方案的“费用一 效果”作比较，以费用/效果的比值作为依据。 (4)实施方案。就是具体执行设计方案。需要强调的是，设计方案中虽然考 虑了具体情况，如环境、设备、人员等，在具体实施过程中，也要尽可 能地创设辅助方案实施的有效条件。 (5)评价方案。即评价方案的实施效果。主要是看是否达到预期目标，为什 么没有达到目标，存在什么问题等。 回修改方案。通过实施和评价方案

33、后，找出设计方案中的不足或者不妥当 的地方，加以修正。第二节教学过程一、教学过程的基本矛盾和动力第二章现代教育技术概论 教学过程是以人类的认识过程的一般规律为基础的，教学过程的基本矛盾是个体认识与社会历史认识之间的矛盾。这一矛盾体现并贯穿于教学过程的始终，它是教学过程得以存在并不断发展的动力。 人类社会在其漫长的文明历史发展的进程中，不断地创造并积累了丰富的科学文化知识，人类科学文化知识的积累是人类社会历史认识发展水平的标志。学校和教学作为社会科学文化传递的主要渠道，总是以其特有的方式与手段，努力使社会个体成员的认识能够尽快地达到社会历史认识的现有水平，并以此保证社会的连续不断的进步与发展。也

34、正是在这个活动过程中，产生了教学的基本矛盾，它集中地表现为教学过程中，对教学的客观要求和主观需要同满足这些要求和需要的客观条件的限制之间的矛盾，也就是教学过程中要求与可能之间的矛盾。 在人类的社会历史认识过程中，由于科学文化是世代赓续的结果，而学校教学活动的主要对象是青少年，所以在教学过程中，社会历史认识总是走在个体的认识之前，个体的认识一般来说总是落后于社会历史的认识。因此，从认识论的角度来看，教学过程就是学生在教师指导下的认识世界的过程，接受人类己经积累的知识和经验的过程。在学校教学过程中，教师的教授活动和学生的学习活动，是师生双方共同以教材等教学资源为媒介，所开展的探求真理的认识活动，它

35、是师生双方共同的认识活动。 师生双方在教学过程中的认识活动是有差异的。这种差异表现在:首先，学生掌握知识和认识活动是在教师活动指导下进行的。学校教学活动的主要目标就是要求学生在较短时间里掌握人类社会历史认识所积累的科学文化知识体系中的精华。各门科学知识作为“科学基础”形成体系，以学科的形式展现给学生。而参与教学活动的教师的任务则是根据本学科业已取得的成就和成果，选择其中最基本的知识作为学科内容，并编制成相应的教材，由学生通过教学活动而加以掌握。其次，教师通过学生在教学活动中对上述科学知识的掌握，发展其认知能力。现代教学的任务已不再是局限于学生对知识本身的掌握与积累，还必须以学生对知识的掌握为基

36、础，在掌握知识的过程中，培养和发展学生的认知能力。充分发掘和发挥学生在学习过程中(也即是其自身的发展过程)所具有的能动性与创造性的潜力。第三，指导学生进行上述认识活动的教师，其活动本身也是一种认识现实的活动，而_且也必须是一种认识活动。教师的教学准备过程，其实质就是教师自身获取和补充新知识，认知能力再提高的过程。教师实施教学的过程，就是了解学生获得新知识，探讨学生学习与掌握知识的规律，研究学生发展特点的过程。在研究教授与学习规律的过程中，同时也伴随着教师教学技术的不断提高，教师在教学过程中的创造性能力亦不断发展。第二章现代教育技术概论二、教学过程的结构要素 教学过程作为教师教授活动与学生学习活

37、动相统一的过程，有着它自身的特殊性。教学过程的结构要素呈现着一种多项性的特征，这种多项性要素特征在教学过程中表现为由教学活动的主体性要素，教学活动的条件性要素，教学活动的过程性要素构成的三个维度的要素结构。 教学活动的主体性要素。教学活动的主体既是教师，又是学生。也就是说，教师和学生二者都是教学活动的主体要素。教师和学生这对相对独立而又相互联系密切的教学要素，双方处于一种相互对立而又相互依存的关系。 教学活动的条件性要素。教学活动的条件主要包括物质条件和精神条件两个要素所构成的教学时空环境。教学的物质条件作为一种有形环境，主要是指校园环境的美化，教室及其配套设施等课堂教学环境的完善，学科教学设

38、备条件的完好，现代化教学技术条件、手段与设备的科学装备，体育器材与场地，卫生条件，图书资料等的合理配置等等;教学的精神条件是一种无形的教学环境，它包括:学校中师生之间、学生之问、教师之间的人际关系，学校的校风，班级的班风，课堂教学的状态与气氛等等。 教学活动的过程性要素。从教学过程开展的过程来看，教学的过程性要素包含着五个方面的因素。 1.教学的目的任务，教学的目的任务从宏观上说，是为促进学生的全面和谐发展，培养具有良好素质的社会公民，这是开展教学活动的着眼点;从中观上说，是要规定每门学科对达到宏观目标所应完成的教学任务;从微观上说，是要解决每门学科中的一个学习单元或者一节课所应达到的具体目的

39、，所应完成的具体教与学的任务，这是教师开展教学活动的着手之处。在教学活动中上述不同层次、不同性质的教学目的任务构成了一个完整的教学目标体系。 2.教学内容。教学内容的因素在学校教育中体现为学校教育的课程计划、各学科教学大纲、系列化教材等。教学内容是学校教学活动中实质性最强的因素，它是由一定的思想、知识、能力等方面的内容所组成的体系。在现代教学中，教学内容因素比较传统的教学内容，其形态己经发生了非常大的变化，课程设置的求实性、课程内容的时代性、课程形态的多样性都为现代教学活动不断增添新的活力，同时也增强了教学内容研究的复杂性。 3.教学方法和手段。教学过程中，教师是运用一系列的教学方法和教学手段

40、，来完成相关的教学任务。这里所谈及的教学方法包括教师使用的各种具体的教学方法，教师的教学艺术，各种教学技术手段的运用等。在教学的实施过程中，教学方法和教学手段的选择和运用，要受到课程内容、教学条件、学生特点和教师自身特征等因素的制约。而直接决定教学方法手段的是教学目的第二章现代教育技术概论和教学内容，以及学生认识活动的规律和在一定年龄阶段上的发展水平。由于教学是一个动态的过程，因此教学方法与教学手段亦不是固定不变的。教学的实践和发展过程，是教学方法与教学手段不断创新，不断丰富和多样化的动力源泉。随着社会形态、生产与科技、教学理论与教学实践活动的不断变革，教学方法与教学手段也不断经历着推陈出新的

41、变革过程。 4.教学活动的组织形式。教学活动的组织形式直接影响着教师教学过程的展开与实施。对于班级教学、小组教学、个别教学等不同的教学组织模式，教学的具体目标与任务、教学方法的选择与运用，都有着明显的差异。现代教学的实施中，各种教学形式都具有着各自的不同功能，教师要有针对性地合理配合运用。班级教学目前仍是被普遍采用的教学的基本组织形式，这种教学的组织形式比较突出地反映了教学过程的特点:间接性的认识、有领导的认识和教育性的认识，时间、空间与精力的效率较高。但班级教学对学生的个性活动难以提供比较充分的条件，这种局限性与当今教学改革目标之间的距离越来越明显。因此，教学组织形式的多样性为各类教学模式的

42、互相取长补短，发挥其整体优势提供了有利的条件。 5.教学效果的评价。教学效果的评价包括教学效果检查和教学效果评价两个方面的内容。教学效果的检查与评价在教学过程中发挥着积极的重要的作用，其一是诊断作用。通过检查和评价，能够真实地反映教学活动中的实际问题，了解教学中各方面的真实情况:其二是动机作用。教学检查与评价对教学活动有着比较强烈的动机激发作用，良好的学习效果一旦确定，会激起师生双方更大的努力;其三是强化作用。通过教学检查与评价鼓舞、督促教与学双方的积极性和主动性;其四是调节作用。通过检查与评价的诊断，有针对性地调整或调节新的教学过程，学生自觉地调节自己的学习态度和活动，教师主动的调节自己的教

43、的活动，并根据教学检查与评价的反馈信息，确定下一阶段的教学计划和步骤;其五是发展作用。教学检查与评价本身，在教学过程中也发挥着一种教学作用，通过教学效果的检查与评价，学生在知识技能技巧和理解掌握运用等方面亦会获得长进，学习兴趣会得到进一步发展。实施教学效果的检查与评价活动，要注意全面性、客观性、主动性与及时性。 上述教学过程的各个要素在教学活动中不是孤立的，而是相互联系、互相制约的。其中，教学目的与任务起着龙头与导向作用。三、教学过程的基本规律 教学活动是一个动态过程，它的运行、发展与变化是有规律的。教学规律反映的是教学过程中存在着的必然的、稳定的联系。教学规律对教学活动中教第二章现代教育技术

44、概论学内容的确定，教学组织形式的安排以及教学方法的选择运用，都具有制约作用。正确地认识和科学地驾驭教学过程的基本规律，是提高教学效率，提高教学质量的重要保证。 教学过程的基本规律在教学活动中显示着鲜明的必然性与稳定性的特征，它对教学过程的性质、方向、结果发挥着决定性的影响。教学过程本身的复杂性，使得它那种内在的必然性和稳定性联系在实施过程中呈现出多样性与层次性特征。由于对教学规律这种多样性和多层次性特征认识的不同，在对其表述上也存在着许多差异。例如，我国有的学者从教学过程的内在因素联系的角度，认为主体和客体、知识与发展、教与学这三对矛盾运动是教学活动内在因素相互关连的联结点，因此建立的教学规律

45、包括:(1)以揭示教学过程中认识主体和客体的特点为主的教学过程简约性的规律;(2)以揭示教学过程中知识和发展关系为主的学生发展以认知教材为基础的规律;(3)以揭示教与学之间矛盾运动为主的教与学相互依存的规律。 从教学过程的整体性的观点出发，教学过程的基本规律至少应该包括: 1.人的全面和谐发展规律 学校教育中，人的全面和谐发展规律是整个过程所固有的。教学过程实施的最终目的，就是要使受教育的人在思想道德、知识能力、身体素质、审美修养、劳动技能等诸方面都得到全面和谐的发展。教学过程的科学合理实施，会对人的上述各方面的全面和谐发展产生巨大的推动作用，从而完成向社会不断输送各类有用人才的任务。 2.教

46、学相长的规律 教学相长是教学过程的内在性规律，是教学过程的内在结构中教师与学生这对要素相互联系、相互促进、共同发展的规律。教与学，教师与学生，是贯穿在教学活动整个过程中的最基本的一种关系，它们各以对方的存在为自身存在的前提，互相依存，互相作用。 教学相长规律在教学过程中体现在，师生双方在教学活动中表现出一种水乳交融的亲和关系。良好教学效果的取得，是教师充分发挥其主导性功能，学生积极发挥其主动性作用，教与学的双方相辅相成的结果。 3.教学整体优化规律 教学过程是一个由多种要素构成的复杂的动态系统。在教学实施过程中，教学效果是在各要素的相互联系、相互制约、相互作用之下产生的。教学的效果并不是各个要

47、素效果的简单叠加，教学的各个要素在教学的相互作用中要产生一种“结合功能”。也就是说，教学活动的各个要素在教学过程中的整体功能要大于各个要素功能相加之和。因此，教学过程中要根据各要素之间的内在联系的规律性加以合理配置，将每个因素综合运用到教学过程的整体结构之第二章现代教育技术概论中，综合协调地发挥其最大的功能效益。教师在教学实施的过程中，要从整体出发，对教学要素实施有效的控制，从而使教学过程发挥它们的整体最佳功能。四、教学过程的最优化理论 教学过程最优化理论是运用系统论的方法，整体性的观点来研究教学过程，综合考察教学过程中的各个要素之间的相互联系，完整有序地研究教学过程中各个要素的相互促进作用，

48、力求使教学的全过程从整体上发挥其最优功能。最优化教学思想和理论不是一种特别的全优或最佳的教学方法或方式，也不是去寻求或创造一种唯一的、万能的最佳教学过程，实际上这也都是不可能存在的。“教学最优化”就是从具体实际条件出发，确定教学效果和时间精力消耗的双重质量指标，选择制定实施的最佳教学方案，按照实际实施过程中的反馈信息，及时调整教学的活动过程，从而达到最大效益的工作系统。教学过程最优化实际上是学校教学活动的一套行之有效的理论体系和工作体系。它的实质在于教学过程中，运用系统和综合的观点，充分发挥现有的教学条件，克服各种不利因素，调动和创设有利于发挥教学最优功能的各种因素，尽力争取使师生双方都能以比

49、较经济的时间和精力，取得相对于该种条件下最好的教与学的效果。 效果与质量，时间与精力消耗作为教学最优化的双重标准，二者之间有着内在的有机联系。衡量教学的实际效果，要综合考虑教学质量、教学速度、教学时间因素，教学效果和时间精力消耗是相互联系和统一的。教学效果与质量、时间与精力消耗二者在教学过程中的有机结合，为科学地衡量教学质量与效果的优劣提供了可靠的评价依据。第三节教学设计.改-形成性;x价群附能解价蓉结性;T价第二章现代教育技术概论 图2-3 教学设计是以获得优化的教学效果为目的，以学习理论、教学理论及传播理论为理论基础，运用系统方法分析教学问题、确定教学目标、建立解决教学问题的策略方案、试行

50、解决方案、评价试行结果和修改方案的过程。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LD理论。而本文强调的“双主模式”，则既强调教师的主导作用，也强调学生的主体作用。一、教学设计的前期分析 教学设计的前期分析包括学习需要分析、学生特征分析和学习内容分析。三种分析是相互联系的:学习需要分析是整个教学设计过程的第一步，分析以后将得到总的教学目标，这个总目标规定了学生经过学习之后能够达到的能力水平，表明了学生将要获得的终点能力;通过进行学生特征分析

51、，可明确学生的起始能力，进而确定学习起点，并为选择教学策略提供依据;学习内容分析就要根据前面两项分析的结果确定学习内容，促使学生从起始能力向终点能力转化，确保总的教学目标能够实现。通过前期分析可以了解教学设计的背景情况，做到有的放矢地进行教学设计，使教学效果达到最优化。1.学习需要分析 学习需要是指学生目前的学习状况与期望他们达到的学习状况之间的差距。学习需要分析的作用就是鉴定教学问题，并在此基础上形成总的教学目标，为分析学习内容、编写学习目标、制定教学策略、选择和运用教学媒体以及进行教学评价等各项教学设计的工作提供真实的依据。2.学习内容分析 学习内容分析是根据总的教学目标，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。 教师在进行学习内容分析时，一般可以按照课程、单元及知识点等层次来划分。基本步骤:第二章现代教育技术概论a.确定学习类型b.进行信息加工分析c.先决技能分析d.安排学习内容e.