教學設計與軟件工程結合的教學軟件開發(fā)模式

教學設計與軟件工程結合的教學軟件開發(fā)模式教學設計與軟件工程結合的教學軟件開發(fā)模【摘要】針對當前國內教學軟件開發(fā)模式的缺陷,分析教學軟件開發(fā)中的教學設計過程和軟件工程成分,明確兩者結合的基本關系,提出教學系統(tǒng)設計與軟件工程結合的開發(fā)模式,闡述了它的要素和階段?！娟P鍵詞】教學軟件;教學系統(tǒng)設計;軟件工程;開發(fā)模式0049—03當前國內的論著和教材中提出的教學軟件設計與開發(fā)模式大體可以歸為兩類。一類是對教學系統(tǒng)設計模式修改而來的,如對ADDE模式的修改;另一類是在軟件工程的線性開發(fā)模型中插入教學設計環(huán)節(jié)的,例如“項目定義→教學設計→系統(tǒng)設計→腳本編寫→素材準備→軟件編輯→試用評價→產品出版”。這兩類模式都忽略了教學設計與軟件工程的內在聯(lián)系,不能很好地指導教學軟件開發(fā)。教學軟件既是一種教學材料,又是一類應用軟件。作為教學材料,屬于教學系統(tǒng)設計的對象,作為應用軟件,是軟件工程的產品。因此教學軟件開發(fā)過程中有兩條并行交叉的過程。本文在分析開發(fā)過程的基礎上,提出兩者結合的開發(fā)模式。一教學軟件開發(fā)過程分析1教學材料的系統(tǒng)設計在教學系統(tǒng)設計中,教學材料的開發(fā)是放在整個系統(tǒng)中考慮的,是一系列的相關分析和教學系統(tǒng)設計有多種模式。圖1所示的是美國學者迪克(WalterDick)和凱里(LouCarey,JamesO.Carey)提出的模式,這個模式有廣泛的應用。對于整個設計過程,可以分為兩個階段,即分析階段和決策階段。分析階段的結果是編寫出績效目標。以績效目標為依據,設計者開始做出的決策,形成如下的設計文件:●評價學習的試題和量表;●教學內容和活動的順序與組織方案;●教學材料和教師手冊的初稿;●對教學和教學材料的形成性評價方案;●對教學和教學材料的總結性評價方案。2教學軟件產品的開發(fā)教學軟件產品的開發(fā)要遵循軟件工程的規(guī)律。軟件工程是“采用工程化的原理與方法對軟件進行計劃、開發(fā)和維護。”目的是提高軟件開發(fā)的效率和可靠性。軟件開發(fā)的基這樣的線性過程不適合于教學軟件開發(fā)。首先這種模型是以編寫程序代碼為中心的,而教學軟件除了程序代碼,還有大量的媒體元素,如圖像、動畫、音頻、視頻等。這些元素的制作是與程序編寫并行或交叉進行的,該模型反映不出媒體制作的工作過程。其次是在教學軟件設計的初期,由于教學本身的復雜性,設計者不可能完全確定設計的細節(jié),不可能在分析階段解決所有的分析問題,經常需要在開發(fā)過程中修改他們的設計,該模型沒有考慮到開發(fā)過程中的不確定性。在對軟件開發(fā)模型改進的過程中,人們提出了快速原形法、增量模型、螺旋模型等,這些模型的共同特點是把軟件開發(fā)看作多次循環(huán)改進的過程,在多個循環(huán)過程中有多次的評估和修改,或是從軟件的核心逐步豐富。圖3示意了原型法與螺旋模型結合。無論是哪種模型,都有軟件開發(fā)的基本步驟:分析、設計、開發(fā)、測試。3教學系統(tǒng)設計與軟件開發(fā)模型的結合教學軟件與管理軟件、工具軟件等功能性商用軟件最顯著的不同,是不能用“功能”來衡量。例如一個文字處理軟件,如果測試者能夠用軟件錄入文字,實現(xiàn)任何格式的排版就表明該軟件的功能實現(xiàn)了,而教學軟件無論運行多么流暢,嚴格地講都不能說它具有了功能,因為教學軟件的作用效果,不是自身表現(xiàn)出來的,這是具有不確定性的。因此對教學軟件,開發(fā)是否成功要看教學性,而不是“功能”,而教學性要靠教學系統(tǒng)設計來保證。無論是從教學系統(tǒng)設計的角度,還是從軟件工程的角度,教學軟件開發(fā)過程都可以分為兩個階段,一個是設計階段,一個是開發(fā)階段。兩個階段之間有反復調整修改的環(huán)節(jié)。教學系統(tǒng)設計的理論和方法,主要應用在設計階段,以實現(xiàn)軟件的教學性,為開發(fā)提供藍圖。軟件工程的思想和方法,貫穿整個設計和開發(fā)過程,但重點是開發(fā)階段的組織與管理,以實現(xiàn)軟件的技術性能。一個好的教學軟件開發(fā)模式,應該以教學系統(tǒng)設計為基礎,結合軟件工程的思想和方法。對這種結合可以用圖4示意。該圖的內圈表示教學設計過程,外圈表示軟件開發(fā)過程,兩個過程是同時啟動同步進行的,交織成一個軟件開發(fā)循環(huán)周期,但是在各個階段兩者的重要程度和工作任務的分量不同。二教學軟件開發(fā)模式描述模式的構成國內實際情況和我們的工作經驗提出來的,見圖5。這個模式在整體上是軟件開發(fā)的螺旋模型中的一個周期,也可以看作增量模型的一個構件的實現(xiàn)過程,這取決與軟件開發(fā)的任務和條件。這個模式具有一定的普遍性,適合教學軟件專業(yè)開發(fā),也可供學校的教育技術人員和各科教師制作課件參考。設計與開發(fā)模式有三個要素和三個階段。三個要素是標準、評價和管理,三個階段是計劃、設計與開發(fā)。三個要素始終與三個階段相互作用,是指在制作的全過程中都要注意,是全過程的活動原則,保證項目的成功。計劃和設計兩個階段用環(huán)形表示階段內部有反復的修改,開發(fā)階段用豎的框架表示多項工作可能會并行或交叉開展。這個模式涉及到開發(fā)者和用戶兩個方面,開發(fā)者包括教學設計人員、教學與培訓專業(yè)人員、媒體素材制作人員和美工人員、程序編寫和測試人員、項目管理人員等。在專業(yè)開發(fā)中,用戶是指接收產品的客戶,如學校、培訓機構或出版商。在學?；蚺嘤枡C構內部開發(fā)時,用戶是指使用軟件的教學者,通常是教師。2模式的特點從項目一開始,開發(fā)者與用戶等共同明確軟件最終產品所有方面的一致的標準,每個開發(fā)人員都知道應該怎么做,始終堅持確定了的標準。全過程是初步設想、評價、修改的反復循環(huán),直到最后完善。在計劃和設計階段需要完成兩個原型,體現(xiàn)了原型法的思想。軟件開發(fā)雖然有理論指導,但是最保險的還是不斷地試驗修改,直到合適為止。在全過程中堅持按標準評價,既不拔高也不降低。軟件開發(fā)中有一種現(xiàn)象是偏離原定方案,到了最后又耗費時間、人力和財物進行修改。好的項目管理能保證方案實施,堅持既定標準。該模式中把計劃與設計分為兩個階段,在全過程中花費較多的時間,意圖是制作人員多花一些時間討論,提出初步設想,做出正確決策,然后進行技術實現(xiàn)。這樣不僅能少走彎路,提高工作效率,更重要的是能開發(fā)出體現(xiàn)教學設計魅力的軟件,而不是炫耀技術水平和藝術。全過程貫穿了集體協(xié)作的工作方式。首先是因為設計與開發(fā)所需要的技能與知識不是一個人能全部具備的,決策需要集思廣益,需要有各方面專長的人合作;其次是協(xié)作方式能夠在參與者共同監(jiān)督下,保證原定的標準與方案。3模式的要素標準是一個好的項目的起點和基礎,規(guī)定了開發(fā)人員持續(xù)努力所要達到的質量。在典型的情況下,一套標準來自兩個方面。第一,是由開發(fā)人員提出來的,開發(fā)人員都應知道質量標準,并且在全過程中遵守;第二,是由客戶或教學人員提出來的,往往比較具體,例如規(guī)定了總體印象、內容詳細的程度、字體、顏色等等。來自兩方面的標準一般是不會沖突的,能夠協(xié)調為一套標準。標準只有在軟件開發(fā)中堅持才有用,這就要求對所做的每一件事進行評價,每個人員也必須執(zhí)行標準,以標準來衡量自己所做的工作。如果等到項目接近完成時,才來看是否應用了標準,既不現(xiàn)實,也沒有用處。進行全程評價關系著項目的質量,通過設計與開發(fā)過程中反復的設想、試驗、評價、修改,使每一步工作都符合質量,則最終的產品才能具有高質量。成功與不成功的項目的差別很大程度上在于管理。對整個軟件開發(fā)項目的資源、經費、時間等要從始到終嚴格控制,進行的良好管理,否則項目容易偏離預定計劃和標準。加強項目管理,首先是要制定好計劃,其次是要做好監(jiān)控工作,最后是要保持項目組成員之間以及與用戶之間的交流和溝通。4模式的階段計劃階段奠定多媒體教學軟件開發(fā)項目的基礎,形成總體設想,以保證項目各方面順利進行。計劃階段應確定項目的目的,也就是學習者完成軟件學習后應掌握的知識、技能及應形成的能力、態(tài)度等。目的的確定涉及到教學內容范圍,學習者的起點知識技能,以及一般特點。明確工作的限制條件也是必要的,例如運行軟件的計算機環(huán)境,用戶對信息呈現(xiàn)的特殊要求、軟件內容的指定范圍等。計劃還包括收集資料,明確所需要的資料是否都能得到,能否改編或自制,如果有些資料不可能解決,決定是否需要改變軟件的內容。計劃階段應開展頭腦風暴活動,項目組成員共同討論,形成對軟件的內容、結構、外觀、風格等方面的初步設想,用原型或文字描述出來。在這一階段需要頻繁地與用戶溝通,應編制一些文件,包括項目說明、計劃書、項目標準等,使項目管理有章可循,并得到用戶認可。設計階段進行軟件的教學內容的組織,明確軟件的教學目標,形成對軟件的具體描述,現(xiàn)提供指南。設計是軟件開發(fā)的核心階段,時間用得最多。在這一階段,要綜合應用教學理論,使用控制與交互的各種方法,體現(xiàn)信息呈現(xiàn)的要求。在設計過程中,制作人員之間,以及制作人員與用戶之間,要繼續(xù)交流,對軟件最終的樣式達成共識,完成原型和設計文件。開發(fā)階段使設計的結果最終轉化為實際的產品。這一階段要運用各種技術手段,包括硬件設備和工具軟件,利用和改編現(xiàn)有資料,制作文本、圖像等多媒體素材,用編程或創(chuàng)作軟件集成軟件,經過多種不同水平的測試和試用后,最終完成軟件。并且安排軟件的總結性評價。在開發(fā)階段,素材制作、軟件編程、手冊編寫等多論文聯(lián)盟www.L項工作往往是并行或交叉開展的,素材創(chuàng)作和程序編寫人員是工作的主體,但設計人員和用戶仍以不同的角色參與制作過程,同時又在動用所有的技術資源,因此組織管理和質量控制十分重要。參考文獻[1]張軍征.多媒體教學