基于模式知识库和EPSS的教学设计自动化系统省公开课一等奖全国示范课微课金奖VIP

基于模式知识库和EPSS教学设计

自动化系统马

宁

计算机教育应用方向导师：何克抗教授

第1页基于模式知识库和EPSS教学设计

自动化系统一、问题提出二、理论基础三、研究内容3.1功效分析3.2系统设计3.3关键技术与实现四、研究方法五、研究计划及研究结果第2页一、问题提出第3页1.1研究意义教学设计要求设计人员掌握多方面专门知识；很多教师对教学设计了解存在偏差，造成设计教学方案不合理；教学设计过程包含许多重复性工作，增加了教师和教学系统开发人员负担；信息技术环境下教学设计需要专门理论支持和实践探索；当前已经有一些辅助教学开发工具（如Authorware等）仅仅支持开发和集成，不支持教学设计。

第4页教学设计自动化国外研究现实状况：（1）内容分析

部分教学模式综合，不够系统和综合，也没有针对特定领域进行系统开发，如：IDExpert。针对企业内部培训而进行课件开发工具，与学校教学没有太大关系，如：为了空军培训进行XAIDA项目。针对整个教学设计领域，重点不突出，如：AGD系统。1.2国内外研究现实状况（1）第5页（2）功效分析

教授系统，如：IDExpert系统、XAIDA系统等；咨询系统，如：IDAW-InstructionalDesignAdvancedWorkbench系统；信息管理系统，如：IDE（InstructionalDesignEnvironment）系统；EPSS系统，如：AGD、Designer’sEdge、InstructionalDesignWare等。1.2国内外研究现实状况（2）第6页教学模式工具包（TeachingModelsToolkit，TMT），由华东师范大学张际平博士开发（1996），主要进行是多媒体资源可移植性研究；JBMT系统由北京大学汪琼博士开发（1997），她提出了一个新教学软件开发模型－－课堂件写作模型；郑永柏博士总结了国内外100各种教学模式，提出了基于教学处方理论ISD-EPSS系统设计原型（1998年）

1.2国内外研究现实状况（3）第7页1.3技术定位教授系统试图控制教学设计过程，略去了大量包含复杂联络和改变元素过程，抑制了教师创造性发挥；咨询系统和信息管理系统功效过于单一；EPSS目标在于用各种伎俩来提升设计者绩效，依然强调把创造性工作由设计者来完成；除了有指导或各种查询、输出功效外，还强调全方位地提升教学设计者绩效。第8页1.4

现有教学设计EPSS系统不足

生成产品仅仅停留在课件层次，不支持各种产品输出；没有对教学设计评价步骤给予足够重视大多数产品都没有对产品评价；大多只是提供模板，在复杂步骤，如：教学模式选择，没有提供类似教授诊疗和提议。第9页二、理论基础第10页建构主义学习理论建立教学模式知识库主要指导思想

第11页“主导——主体”教学设计理论

系统框架设计、知识库建立主要理论基础

第12页 绩效技术和EPSS

——经过必要有限训练和最低程度外部支持来提升绩效

目标和指导思想第13页三、研究内容第14页3.1目标建构信息技术环境下教学模式知识库,每种教学模式都从七个方面对其进行标识：指导思想、关键概念、应用领域、教学案例、模式详述、教学模板和学习工具。研发信息技术环境下教学设计EPSS知识系统（ID-EPSS系统）。第15页3.2功效分析可行性分析功效提供提议和参考教学设计模板及其编辑功效有实施案例在线帮助功效方便、丰富写作环境编辑、生成新教学模式图形界面结果输出功效后期评价功效第16页3.3

系统设计第17页第18页3.3.1分析模块（1）——需求分析

模块对学校硬件情况进行分析，判断在信息技术环境下开展教学可行性，主要测试内容有：计算机数量、网络环境、维护人员情况、计算机配置、上机条件等假如合格，则允许教师进入系统后续步骤；假如不合格则退出该系统。另外，对对应分析结果进行保留。第19页3.3.1分析模块（2）——教师特征

分析模块判断教师是否具备在信息技术环境下开展教学能力，测试内容包含：教师计算机使用水平、应用网络技术情况、是否开展过信息技术环境下教学、对信息技术环境下教学看法和思想、对教师角色认识等。假如合格，则允许教师进入系统后续步骤；假如不合格则退出该系统。将教师特征分析结果存入数据库，在教师下次登录时，可直接从数据库中读取结果。但每隔一个月，应对教师进行重新测试，并刷新数据库中相关数据。

第20页3.3.1分析模块（3）——学习者特征分析模块对学习者特征进行测试，测试内容包含：学生计算机使用水平、应用网络技术情况、对计算机感情和认识、是否喜欢这么学习方式、是否在信息技术环境下学习过、学生年纪、男女百分比等，并分出等级：0级——不适合进行相关学习，退出该系统；1级——能够展开教学，但要放慢速度，采取较简单计算机技术；2级——能够展开教学，采取所需任何计算机技术。第21页3.3.1分析模块（4）——教学目标分析模块和教学内容分析模块一个文本编辑环境在试题输入步骤，还应该提供填空题、单项选择题、多项选择题、判断题、简答题生成环境，在生成每种类型试题时，提供相关答案生成环境

第22页3.3.2决议模块第23页3.3.3模式生成与编辑模块教学模式选择模块

学习工具选择与设计模块教学模式设计模块填写模板方式对案例进行修改方式第24页模板式写作环境可增加或删除模板某个步骤；能以网页形式对相关结果进行保留；可进行文字基本处理：增加、删除、字体、段落编辑等；可进行表格相关编辑；可进行超链接编辑；可插入图形、视频、音频等多媒体信息可公布课件等

第25页案例修改式写作环境简单文本编辑环境将生成教学设计方案入库第26页3.3.4整体优化模块

用户人工操作完成，也可请有经验教师或教学设计教授。 主要内容有：教学目标审定、教学内容设计、媒体选择、教学模式设计、测试题设计等。第27页3.3.5结果输出模块

第28页3.3.6后期评价模块

教学实施之后四个写作空间优点缺点改进之处心得第29页3.4关键技术与实现（1）教学模式知识库和分析决议知识库建立对国内外成功教学模式进行搜集、整理，确定其指导思想、关键概念。在中小学中开展教学试验，修订、设计合理教学模式，确定每种模式应用领域。主要经过试验、总结方式取得相关数据。设计、制作、搜集教学模式所对应成功教学案例及学习工具等内容。依据各种教学模式思想和步骤，设计、开发教学模式模板。设计合理数据库结构，在包容全部七类属性同时，方便对数据库查询、修改和添加。

第30页3.4关键技术与实现（2）教学模式决议 一定范围内含糊查询教学模式编辑写作环境第31页四、研究方法对国内外现有这类技术进行深入调研和分析；对教学模式相关内容采取试验研究法；关键技术突破采取先建立理论模型，然后经过试验去证实、改进与完善；对有些关键技术也可采取先引进，然后消化、仿制、改进，最终创新路子；整个研发项目标管理，将严格按照软件工程要求进行实施

第32页五、研究计划及研究结果

时间计划年4月——年6月总体方案设计阶段、详细技术方案设计阶段年7月——年10月系统原型开发阶段年7月——年11月搜集30种属性齐备信息技术环境下开展教学教学模式年12月——年2月写作环境开发阶段年3月——年4月系统试运行及测试阶段、系统修订阶段、系统在实际教学运行阶段年5月相关技术手册编写年6月项目验收阶段第33页项目标最终结果：（1）能够在中小学教学中实际运行教学设计EPSS知识系统（ID-EPSS）；（2）结构健全信息技术环境下教学模式知识库。

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