新環(huán)境下實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件設(shè)計(jì)研究

陳美

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)手段發(fā)生了變化。在這個(gè)背景下，教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)成為計(jì)算機(jī)時(shí)代教學(xué)方式改革的一個(gè)重點(diǎn)。教學(xué)軟件的優(yōu)勢(shì)在于互動(dòng)性、適應(yīng)性教學(xué)、學(xué)習(xí)者控制、永不疲憊，而一個(gè)成功的教學(xué)軟件應(yīng)該從目的性、科學(xué)性、創(chuàng)新性、技術(shù)性及藝術(shù)性進(jìn)行評(píng)估。教學(xué)軟件設(shè)計(jì)需要規(guī)劃出實(shí)際的執(zhí)行步驟與工作項(xiàng)目。與前面提到的幾類(lèi)教學(xué)手段的改革不一致，良好的教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)，必須團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，包括三類(lèi)人：教師、實(shí)踐工作者以及軟件人員。

關(guān)鍵詞：教學(xué)軟件；設(shè)計(jì)；新環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）20-0086-03

Abstract： With the development of information technology， teaching methods are changing accordingly. In this context， the development of teaching software becomes a key point in the teaching mode reform in the computer era. Teaching software is equipped with interactive and adaptive teaching， learner controlling， and never getting tired. Successful software should be evaluated from aspects of objectivity， reasonability， innovation， technology， and artistry. The teaching software design needs to plan the actual implementation steps and the work items. The reform of several kinds of teaching methods mentioned above is not consistent with the design of good teaching software， which must be developed by the team， including three kinds of people： teachers， practitioners and software personnel.

Keywords： teaching software； design； new environment

教學(xué)手段的改革是隨著信息傳遞技術(shù)的創(chuàng)新而不斷變革的。最早，教師采用掛圖形式來(lái)提高學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。隨著模擬錄音、錄像技術(shù)的出現(xiàn)，音像教學(xué)片更受到學(xué)生歡迎，因?yàn)樗腥玖Ω鼜?qiáng)。電腦得到廣泛用后，利用Powerpoint可以很方便的呈現(xiàn)多媒體信息，它不僅取代了黑板，更重要的是信息形式多媒體化，表現(xiàn)能力更強(qiáng)，更容易幫助學(xué)生分析問(wèn)題，所以今天已經(jīng)成為教師的基本功。多媒體技術(shù)的問(wèn)世，使多媒體教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)成為計(jì)算機(jī)時(shí)代教學(xué)方式改革的一個(gè)重點(diǎn)。多媒體技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代教育教學(xué)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，能創(chuàng)建新型的教學(xué)模式，改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效果[1]。因?yàn)檫@種方式的教學(xué)，不僅感染力更強(qiáng)，更重要的是可以將很多復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，更加便于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解與掌握。

一、當(dāng)前存在的教學(xué)軟件

在當(dāng)前的“聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，通過(guò)各種電腦軟件的運(yùn)用，強(qiáng)化教師教學(xué)效果，能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。一般使用教學(xué)軟件如下幾種。

（一）文本軟件

目前，市面上常見(jiàn)的文本軟件有Microsoft Office與OpenOffice等，文本軟件（如Word或Writer最常用來(lái)編排文件）、匯報(bào)文件（如Powerpoint或Impress）多出現(xiàn)在會(huì)議上，用來(lái)呈現(xiàn)企業(yè)組織、政府單位、學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)等、敘述經(jīng)營(yíng)概況、績(jī)效與產(chǎn)能的報(bào)告，而報(bào)告人通過(guò)多媒體來(lái)整合文字、聲音、影片與動(dòng)畫(huà)，能夠加深聽(tīng)眾的印象，通過(guò)大綱說(shuō)明與重點(diǎn)，清楚交代報(bào)告人的觀(guān)點(diǎn)。

（二）動(dòng)畫(huà)影片

教師在運(yùn)行教學(xué)活動(dòng)之前，先播放一段教學(xué)影片，通過(guò)提問(wèn)策略，以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。教師運(yùn)用多媒體影片與動(dòng)畫(huà)的目的在于，能加強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)概念，通過(guò)連續(xù)動(dòng)作來(lái)彌補(bǔ)文字?jǐn)⑹龅牟蛔?。例如，力學(xué)原理可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)就能清楚呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向；地震學(xué)家收集百年的全球地震數(shù)據(jù)來(lái)研制一套全球地震模擬軟件，即可通過(guò)動(dòng)畫(huà)將百年的地震進(jìn)行呈現(xiàn)。

（三）網(wǎng)頁(yè)軟件

目前，市面上的網(wǎng)頁(yè)制作軟件包括Microsoft Frontpage、Macromcdia Drcamwaver、Flash等。網(wǎng)頁(yè)制作軟件特點(diǎn)在于，能夠結(jié)合文字、聲音、影像、動(dòng)畫(huà)，上傳至服務(wù)器后能提供各界觀(guān)看和分享。對(duì)于教師而言，需教導(dǎo)學(xué)生禁止上傳色情或暴力圖片，也不能隨意下載版權(quán)音樂(lè)，以遵守現(xiàn)有法律。

（四）自由軟件

教師教學(xué)活動(dòng)實(shí)施中，最常用的軟件如：OpenOffice.org文本處理軟件、Nvu網(wǎng)頁(yè)制作軟件，豐富了教學(xué)信息教育的內(nèi)涵。

（五）互動(dòng)式電子白板

互動(dòng)式電子白板利用USB與電腦連線(xiàn)，并使用投影機(jī)投射到白板上。配合電子白板相關(guān)應(yīng)用軟件，電腦同步顯示電子白板書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容。電子白板內(nèi)置了數(shù)字互動(dòng)的功能，模擬鼠標(biāo)的方式進(jìn)行線(xiàn)上修改，同步顯示、存儲(chǔ)教學(xué)資料。

二、教學(xué)軟件的優(yōu)勢(shì)與評(píng)價(jià)

（一）教學(xué)軟件的優(yōu)勢(shì)

1. 互動(dòng)性：電腦具備雙向交流的互動(dòng)功能，可以人機(jī)互動(dòng)，這是其他傳統(tǒng)媒體所不能及的。

2.適應(yīng)性教學(xué)：利用電腦來(lái)教學(xué)所提供的是一種個(gè)性化的自調(diào)式學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，可以讓學(xué)生依照自身的學(xué)習(xí)步調(diào)來(lái)學(xué)習(xí)。良好設(shè)計(jì)的教學(xué)軟件更具有分析學(xué)習(xí)者反應(yīng)與進(jìn)度的能力，由此調(diào)整教學(xué)，以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的個(gè)別差異，達(dá)到適應(yīng)性教學(xué)的目的。

3.學(xué)習(xí)者控制：教學(xué)軟件一方面可以設(shè)計(jì)成給予學(xué)習(xí)者高度的學(xué)習(xí)者控制的形式，讓學(xué)習(xí)者在教學(xué)軟件中自由地游走，或是由電腦高度控制的形式，自動(dòng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的反應(yīng)，來(lái)進(jìn)行適應(yīng)性教學(xué)。

4.永不疲憊：電腦沒(méi)有情緒，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)習(xí)者不懂而不耐煩，因此最常見(jiàn)的電腦輔助教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)均是利用電腦此項(xiàng)特性，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直到熟練的模式。

（二）成功教學(xué)軟件的評(píng)價(jià)指標(biāo)

一個(gè)成功教學(xué)軟件的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括以下幾個(gè)方面：目的性、科學(xué)性、創(chuàng)新性、技術(shù)性及藝術(shù)性（見(jiàn)表1）。

在以上5個(gè)指標(biāo)中，其中目的性與科學(xué)性必須有教師參與。教學(xué)軟件公司即便力量再?gòu)?qiáng)，也不可能在各個(gè)領(lǐng)域都有專(zhuān)家，都有教師。很多軟件公司的工作人員沒(méi)有承擔(dān)過(guò)教學(xué)工作，更不可能對(duì)每個(gè)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容都了解。因此，沒(méi)有本專(zhuān)業(yè)資深的教師參與教學(xué)軟件設(shè)計(jì)，這個(gè)軟件很難設(shè)計(jì)成一流的。

對(duì)于科學(xué)性，涉及到實(shí)踐工作的場(chǎng)景設(shè)計(jì)，非實(shí)踐工作者參與不可。因?yàn)?，我們絕大多數(shù)教師，都沒(méi)有實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，這是我國(guó)教學(xué)工作者的缺憾。他很難準(zhǔn)確了解實(shí)際工作，更無(wú)法精確描述實(shí)踐工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，要通過(guò)教學(xué)軟件讓學(xué)生達(dá)到虛擬實(shí)習(xí)、虛擬實(shí)訓(xùn)的目的，必須要有實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)人員參與。

而對(duì)于軟件的創(chuàng)新性，必須是教師與軟件設(shè)計(jì)人員的智慧融合，因?yàn)榻處熈私饽男┙虒W(xué)內(nèi)容或教學(xué)環(huán)節(jié)，是普通講述或其他表現(xiàn)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而軟件設(shè)計(jì)人員正是化繁為簡(jiǎn)的內(nèi)行。

對(duì)于技術(shù)性和藝術(shù)性的達(dá)到，非教學(xué)軟件公司莫屬。它們有眾多的IT技術(shù)人員、美工人員，這是教師無(wú)法做到的。

由此可見(jiàn)，一個(gè)一流的教學(xué)軟件是個(gè)團(tuán)隊(duì)工程，已經(jīng)不再是教學(xué)單位或教學(xué)軟件公司可以獨(dú)立完成的。正是由于教學(xué)軟件制作的高要求，使得今天有些高校將教學(xué)軟件的制作列入了公開(kāi)招標(biāo)。

三、教學(xué)軟件的制作：以公共管理為例

（一）教學(xué)軟件制作存在的問(wèn)題與解決路徑

電腦輔助教學(xué)與多媒體在電腦上的應(yīng)用，一直是教育、信息與相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)商所注意的焦點(diǎn)，如何開(kāi)發(fā)出適合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，并且能夠達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的多媒體教學(xué)軟件，也是相關(guān)人員所努力的目標(biāo)。不過(guò)，電腦輔助教學(xué)與多媒體的結(jié)合，真的為我們創(chuàng)造了許多能夠?qū)嶋H應(yīng)用于教學(xué)，并能提升教學(xué)質(zhì)量的軟件嗎？當(dāng)我們對(duì)電腦輔助教學(xué)寄予厚望時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)一些軟件質(zhì)量粗糙或缺乏數(shù)學(xué)原則、界面設(shè)計(jì)不良，無(wú)法配合課程目標(biāo)、與硬件設(shè)施不相容等諸多問(wèn)題，造成可用的教學(xué)軟件不多。例如，大多數(shù)教學(xué)系統(tǒng)采用ASP技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行，但出現(xiàn)了代碼的可移植性較差、執(zhí)行效率不高等問(wèn)題[2]。究其原因，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)不重視、缺乏正確軟件發(fā)展步驟、人員分工不清是主要問(wèn)題。因此，在教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)商以系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計(jì)觀(guān)點(diǎn)是分析與設(shè)計(jì)的依據(jù)，并詳細(xì)規(guī)劃出實(shí)際的執(zhí)行步驟與工作項(xiàng)目，才能為教學(xué)軟件的發(fā)展奠定穩(wěn)固基礎(chǔ)。

在進(jìn)行教學(xué)軟件的使用者界面設(shè)計(jì)工作時(shí)，除了必須對(duì)使用者界面的基本概念與設(shè)計(jì)知識(shí)有相當(dāng)?shù)牧私庖酝猓瑸榱吮苊狻伴]門(mén)造車(chē)”的情況，還必須了解界面設(shè)計(jì)工作在整個(gè)軟件的發(fā)展步驟中扮演何種角色？與其他發(fā)展步驟有何關(guān)系？界面設(shè)計(jì)者如何與其他工作人員協(xié)調(diào)與合作？總體而言，界面設(shè)計(jì)包括幾個(gè)步驟：

1.分析，包括需求分析、學(xué)習(xí)者分析、現(xiàn)有資源分析、系統(tǒng)規(guī)格與發(fā)展工具調(diào)查與確認(rèn)、制定教學(xué)目標(biāo)。

2.設(shè)計(jì)，包括課程內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)活動(dòng)、故事情境、系統(tǒng)流程、使用者手冊(cè)等方面。

3.制作，包括軟件媒體制作、系統(tǒng)整合、使用者手冊(cè)制作、系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)。

4.評(píng)估修正，包括形成性評(píng)估、總結(jié)性評(píng)估、計(jì)劃總結(jié)報(bào)告。在軟件內(nèi)容架構(gòu)方面，可以采取個(gè)別指導(dǎo)法的設(shè)計(jì)。這種方法指的是，教師所扮演的是指導(dǎo)學(xué)習(xí)的角色，利用分支式的設(shè)計(jì)，在每一個(gè)小學(xué)習(xí)單元完成后給予學(xué)生某些問(wèn)題，并由電腦分析學(xué)生的反應(yīng)（將學(xué)生所做的反應(yīng)與程式中預(yù)設(shè)的反應(yīng)做比較），再根據(jù)對(duì)學(xué)生反應(yīng)所做的分析，給予適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)與回應(yīng)，以達(dá)到適應(yīng)性教學(xué)的目的。一些模擬型教學(xué)軟件通過(guò)軟件預(yù)設(shè)的引導(dǎo)活動(dòng)與學(xué)生自主活動(dòng)交織的探究學(xué)習(xí)流程，也是學(xué)生自主控制的結(jié)構(gòu)化的教學(xué)程序[3]。

（二）教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的保障

傳統(tǒng)教學(xué)手段有一個(gè)共同特點(diǎn)，即都是以教師為主體，教師按照自己教學(xué)目的、教學(xué)要求，自行設(shè)計(jì)，可以不需要軟件公司幫助就可以做好。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為智能化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。也就是可以通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)的創(chuàng)建，整合各類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源與學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使整合在同一平臺(tái)上，達(dá)到與真實(shí)相一致的教學(xué)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的教學(xué)目的和要求。與前面提到的幾類(lèi)教學(xué)手段的改革不一致，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，必須團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)包括三類(lèi)人：教師、實(shí)踐工作者以及軟件人員。依據(jù)以上論述，公共管理教學(xué)軟件的制作團(tuán)隊(duì)需要由以下幾方面人員的參與：

1. 公共管理教學(xué)的教師：提出教學(xué)腳本，包括教學(xué)目的、教學(xué)要求、教學(xué)的主要內(nèi)容，以及必須用虛擬技術(shù)或交互技術(shù)表現(xiàn)的教學(xué)問(wèn)題等。

2.公務(wù)員：公務(wù)員可以提供與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的公共管理典型案例、相關(guān)的政府業(yè)務(wù)活動(dòng)與關(guān)鍵環(huán)節(jié)或流程等，以便虛擬教學(xué)軟件的實(shí)際管理業(yè)務(wù)的情景模擬、操作性訓(xùn)練的設(shè)計(jì)。

3.軟件公司，軟件公司在今天的公共管理教學(xué)軟件的制作中，起到舉足輕重的作用，是制作實(shí)體、設(shè)計(jì)者、團(tuán)隊(duì)的組織者。一個(gè)教學(xué)軟件制作的水平，與教學(xué)軟件公司的以上三項(xiàng)功能的發(fā)揮極為相關(guān)。遺憾的是我國(guó)尚未有這樣的公共管理教學(xué)軟件團(tuán)隊(duì)的出現(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)教學(xué)產(chǎn)生廣泛與深遠(yuǎn)的影響。網(wǎng)絡(luò)上廣泛的信息成為學(xué)生學(xué)習(xí)的豐富資源，網(wǎng)絡(luò)上的討論區(qū)也成為學(xué)生交換觀(guān)念的場(chǎng)所，成為遠(yuǎn)程教學(xué)的重要工具。電腦輔助教學(xué)已不再是一種個(gè)別化教學(xué)的方式，而且許多電腦輔助教學(xué)軟件是設(shè)計(jì)給小團(tuán)體通過(guò)合作學(xué)習(xí)的方式來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。此種發(fā)展方向，與網(wǎng)絡(luò)科技的進(jìn)展或多媒體投影機(jī)的發(fā)展，以及近年來(lái)建構(gòu)主義理念強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)與社會(huì)化學(xué)習(xí)的趨勢(shì)，可以說(shuō)是相輔相成的。建構(gòu)式科學(xué)探究教學(xué)思想認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的，不是被動(dòng)接受的。學(xué)生獲取知識(shí)應(yīng)經(jīng)歷的活動(dòng)在程序上可以分為三個(gè)部分，并且這些活動(dòng)在實(shí)際學(xué)習(xí)中難以截然區(qū)分，是反復(fù)出現(xiàn)、互相交叉、互相融合的[4]。以虛擬教師系統(tǒng)為例，它是以電腦輔助教學(xué)為基礎(chǔ)而發(fā)展出來(lái)的互動(dòng)式遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，即利用電腦軟件設(shè)計(jì)出來(lái)一套以電腦網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的教學(xué)管理系統(tǒng)，模擬教室上課的情境。

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