基于模式知識(shí)庫(kù)和EPSS的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)

基于模式知識(shí)庫(kù)和EPSS教學(xué)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化系統(tǒng)馬

寧

計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用方向?qū)煟汉慰丝菇淌?/p>

第1頁(yè)基于模式知識(shí)庫(kù)和EPSS教學(xué)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化系統(tǒng)一、問(wèn)題提出二、理論基礎(chǔ)三、研究?jī)?nèi)容3.1功效分析3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)四、研究方法五、研究計(jì)劃及研究結(jié)果第2頁(yè)一、問(wèn)題提出第3頁(yè)1.1研究意義教學(xué)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員掌握多方面專門知識(shí)；很多教師對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)了解存在偏差，造成設(shè)計(jì)教學(xué)方案不合理；教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程包含許多重復(fù)性工作，增加了教師和教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員負(fù)擔(dān)；信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)設(shè)計(jì)需要專門理論支持和實(shí)踐探索；當(dāng)前已經(jīng)有一些輔助教學(xué)開(kāi)發(fā)工具（如Authorware等）僅僅支持開(kāi)發(fā)和集成，不支持教學(xué)設(shè)計(jì)。

第4頁(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化國(guó)外研究現(xiàn)實(shí)狀況：（1）內(nèi)容分析

部分教學(xué)模式綜合，不夠系統(tǒng)和綜合，也沒(méi)有針對(duì)特定領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，如：IDExpert。針對(duì)企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)而進(jìn)行課件開(kāi)發(fā)工具，與學(xué)校教學(xué)沒(méi)有太大關(guān)系，如：為了空軍培訓(xùn)進(jìn)行XAIDA項(xiàng)目。針對(duì)整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，重點(diǎn)不突出，如：AGD系統(tǒng)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)實(shí)狀況（1）第5頁(yè)（2）功效分析

教授系統(tǒng)，如：IDExpert系統(tǒng)、XAIDA系統(tǒng)等；咨詢系統(tǒng)，如：IDAW-InstructionalDesignAdvancedWorkbench系統(tǒng)；信息管理系統(tǒng)，如：IDE（InstructionalDesignEnvironment）系統(tǒng)；EPSS系統(tǒng)，如：AGD、Designer’sEdge、InstructionalDesignWare等。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)實(shí)狀況（2）第6頁(yè)教學(xué)模式工具包（TeachingModelsToolkit，TMT），由華東師范大學(xué)張際平博士開(kāi)發(fā)（1996），主要進(jìn)行是多媒體資源可移植性研究；JBMT系統(tǒng)由北京大學(xué)汪瓊博士開(kāi)發(fā)（1997），她提出了一個(gè)新教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)模型－－課堂件寫(xiě)作模型；鄭永柏博士總結(jié)了國(guó)內(nèi)外100各種教學(xué)模式，提出了基于教學(xué)處方理論ISD-EPSS系統(tǒng)設(shè)計(jì)原型（1998年）

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)實(shí)狀況（3）第7頁(yè)1.3技術(shù)定位教授系統(tǒng)試圖控制教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程，略去了大量包含復(fù)雜聯(lián)絡(luò)和改變?cè)剡^(guò)程，抑制了教師創(chuàng)造性發(fā)揮；咨詢系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)功效過(guò)于單一；EPSS目標(biāo)在于用各種伎倆來(lái)提升設(shè)計(jì)者績(jī)效，依然強(qiáng)調(diào)把創(chuàng)造性工作由設(shè)計(jì)者來(lái)完成；除了有指導(dǎo)或各種查詢、輸出功效外，還強(qiáng)調(diào)全方位地提升教學(xué)設(shè)計(jì)者績(jī)效。第8頁(yè)1.4

現(xiàn)有教學(xué)設(shè)計(jì)EPSS系統(tǒng)不足

生成產(chǎn)品僅僅停留在課件層次，不支持各種產(chǎn)品輸出；沒(méi)有對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)步驟給予足夠重視大多數(shù)產(chǎn)品都沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)；大多只是提供模板，在復(fù)雜步驟，如：教學(xué)模式選擇，沒(méi)有提供類似教授診療和提議。第9頁(yè)二、理論基礎(chǔ)第10頁(yè)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論建立教學(xué)模式知識(shí)庫(kù)主要指導(dǎo)思想

第11頁(yè)“主導(dǎo)——主體”教學(xué)設(shè)計(jì)理論

系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、知識(shí)庫(kù)建立主要理論基礎(chǔ)

第12頁(yè) 績(jī)效技術(shù)和EPSS

——經(jīng)過(guò)必要有限訓(xùn)練和最低程度外部支持來(lái)提升績(jī)效

目標(biāo)和指導(dǎo)思想第13頁(yè)三、研究?jī)?nèi)容第14頁(yè)3.1目標(biāo)建構(gòu)信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)模式知識(shí)庫(kù),每種教學(xué)模式都從七個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)：指導(dǎo)思想、關(guān)鍵概念、應(yīng)用領(lǐng)域、教學(xué)案例、模式詳述、教學(xué)模板和學(xué)習(xí)工具。研發(fā)信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)設(shè)計(jì)EPSS知識(shí)系統(tǒng)（ID-EPSS系統(tǒng)）。第15頁(yè)3.2功效分析可行性分析功效提供提議和參考教學(xué)設(shè)計(jì)模板及其編輯功效有實(shí)施案例在線幫助功效方便、豐富寫(xiě)作環(huán)境編輯、生成新教學(xué)模式圖形界面結(jié)果輸出功效后期評(píng)價(jià)功效第16頁(yè)3.3

系統(tǒng)設(shè)計(jì)第17頁(yè)第18頁(yè)3.3.1分析模塊（1）——需求分析

模塊對(duì)學(xué)校硬件情況進(jìn)行分析，判斷在信息技術(shù)環(huán)境下開(kāi)展教學(xué)可行性，主要測(cè)試內(nèi)容有：計(jì)算機(jī)數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、維護(hù)人員情況、計(jì)算機(jī)配置、上機(jī)條件等假如合格，則允許教師進(jìn)入系統(tǒng)后續(xù)步驟；假如不合格則退出該系統(tǒng)。另外，對(duì)對(duì)應(yīng)分析結(jié)果進(jìn)行保留。第19頁(yè)3.3.1分析模塊（2）——教師特征

分析模塊判斷教師是否具備在信息技術(shù)環(huán)境下開(kāi)展教學(xué)能力，測(cè)試內(nèi)容包含：教師計(jì)算機(jī)使用水平、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)情況、是否開(kāi)展過(guò)信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)、對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)看法和思想、對(duì)教師角色認(rèn)識(shí)等。假如合格，則允許教師進(jìn)入系統(tǒng)后續(xù)步驟；假如不合格則退出該系統(tǒng)。將教師特征分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在教師下次登錄時(shí)，可直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取結(jié)果。但每隔一個(gè)月，應(yīng)對(duì)教師進(jìn)行重新測(cè)試，并刷新數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)數(shù)據(jù)。

第20頁(yè)3.3.1分析模塊（3）——學(xué)習(xí)者特征分析模塊對(duì)學(xué)習(xí)者特征進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包含：學(xué)生計(jì)算機(jī)使用水平、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)情況、對(duì)計(jì)算機(jī)感情和認(rèn)識(shí)、是否喜歡這么學(xué)習(xí)方式、是否在信息技術(shù)環(huán)境下學(xué)習(xí)過(guò)、學(xué)生年紀(jì)、男女百分比等，并分出等級(jí)：0級(jí)——不適合進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)，退出該系統(tǒng)；1級(jí)——能夠展開(kāi)教學(xué)，但要放慢速度，采取較簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)技術(shù)；2級(jí)——能夠展開(kāi)教學(xué)，采取所需任何計(jì)算機(jī)技術(shù)。第21頁(yè)3.3.1分析模塊（4）——教學(xué)目標(biāo)分析模塊和教學(xué)內(nèi)容分析模塊一個(gè)文本編輯環(huán)境在試題輸入步驟，還應(yīng)該提供填空題、單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題生成環(huán)境，在生成每種類型試題時(shí)，提供相關(guān)答案生成環(huán)境

第22頁(yè)3.3.2決議模塊第23頁(yè)3.3.3模式生成與編輯模塊教學(xué)模式選擇模塊

學(xué)習(xí)工具選擇與設(shè)計(jì)模塊教學(xué)模式設(shè)計(jì)模塊填寫(xiě)模板方式對(duì)案例進(jìn)行修改方式第24頁(yè)模板式寫(xiě)作環(huán)境可增加或刪除模板某個(gè)步驟；能以網(wǎng)頁(yè)形式對(duì)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行保留；可進(jìn)行文字基本處理：增加、刪除、字體、段落編輯等；可進(jìn)行表格相關(guān)編輯；可進(jìn)行超鏈接編輯；可插入圖形、視頻、音頻等多媒體信息可公布課件等

第25頁(yè)案例修改式寫(xiě)作環(huán)境簡(jiǎn)單文本編輯環(huán)境將生成教學(xué)設(shè)計(jì)方案入庫(kù)第26頁(yè)3.3.4整體優(yōu)化模塊

用戶人工操作完成，也可請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)教師或教學(xué)設(shè)計(jì)教授。 主要內(nèi)容有：教學(xué)目標(biāo)審定、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、媒體選擇、教學(xué)模式設(shè)計(jì)、測(cè)試題設(shè)計(jì)等。第27頁(yè)3.3.5結(jié)果輸出模塊

第28頁(yè)3.3.6后期評(píng)價(jià)模塊

教學(xué)實(shí)施之后四個(gè)寫(xiě)作空間優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)改進(jìn)之處心得第29頁(yè)3.4關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)（1）教學(xué)模式知識(shí)庫(kù)和分析決議知識(shí)庫(kù)建立對(duì)國(guó)內(nèi)外成功教學(xué)模式進(jìn)行搜集、整理，確定其指導(dǎo)思想、關(guān)鍵概念。在中小學(xué)中開(kāi)展教學(xué)試驗(yàn)，修訂、設(shè)計(jì)合理教學(xué)模式，確定每種模式應(yīng)用領(lǐng)域。主要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、總結(jié)方式取得相關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)、制作、搜集教學(xué)模式所對(duì)應(yīng)成功教學(xué)案例及學(xué)習(xí)工具等內(nèi)容。依據(jù)各種教學(xué)模式思想和步驟，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)教學(xué)模式模板。設(shè)計(jì)合理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，在包容全部七類屬性同時(shí)，方便對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、修改和添加。

第30頁(yè)3.4關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)（2）教學(xué)模式?jīng)Q議 一定范圍內(nèi)含糊查詢教學(xué)模式編輯寫(xiě)作環(huán)境第31頁(yè)四、研究方法對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有這類技術(shù)進(jìn)行深入調(diào)研和分析；對(duì)教學(xué)模式相關(guān)內(nèi)容采取試驗(yàn)研究法；關(guān)鍵技術(shù)突破采取先建立理論模型，然后經(jīng)過(guò)試驗(yàn)去證實(shí)、改進(jìn)與完善；對(duì)有些關(guān)鍵技術(shù)也可采取先引進(jìn)，然后消化、仿制、改進(jìn)，最終創(chuàng)新路子；整個(gè)研發(fā)項(xiàng)目標(biāo)管理，將嚴(yán)格按照軟件工程要求進(jìn)行實(shí)施

第32頁(yè)五、研究計(jì)劃及研究結(jié)果

時(shí)間計(jì)劃年4月——年6月總體方案設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)技術(shù)方案設(shè)計(jì)階段年7月——年10月系統(tǒng)原型開(kāi)發(fā)階段年7月——年11月搜集30種屬性齊備信息技術(shù)環(huán)境下開(kāi)展教學(xué)教學(xué)模式年12月——年2月寫(xiě)作環(huán)境開(kāi)發(fā)階段年3月——年4月系統(tǒng)試運(yùn)行及測(cè)試階段、系統(tǒng)修訂階段、系統(tǒng)在實(shí)際教學(xué)運(yùn)行階段年5月相關(guān)技術(shù)手冊(cè)編寫(xiě)年6月項(xiàng)目驗(yàn)收階段第33頁(yè)項(xiàng)目標(biāo)最終結(jié)果：（1）能夠在中小學(xué)教學(xué)中實(shí)際運(yùn)行教學(xué)設(shè)計(jì)EPSS知識(shí)系統(tǒng)（ID-EPSS）；（2）結(jié)構(gòu)健全信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)模式知識(shí)庫(kù)。

第34頁(yè)