基于因素分析的教學(xué)設(shè)計(jì)效果研究

那一沙，張凱晴，袁 梅

(天津大學(xué) 教育學(xué)院，天津300072)

教學(xué)設(shè)計(jì)的概念是20 世紀(jì)80 年代中期引進(jìn)我國的，它以促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為根本目的，其效果的優(yōu)劣直接影響到學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率的高低。本文主要針對教學(xué)設(shè)計(jì)各要素之間的關(guān)系，提出一種能提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果的方法，使其更好發(fā)揮作用。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的基本概念

教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)教學(xué)對象和教學(xué)目標(biāo)，確定合適的教學(xué)起點(diǎn)與終點(diǎn)，將教學(xué)諸要素有序、優(yōu)化地進(jìn)行安排以形成最佳教學(xué)方案的過程。它是一門運(yùn)用系統(tǒng)方法科學(xué)解決教學(xué)問題的學(xué)科，它以教學(xué)效果最優(yōu)化為目的，以解決教學(xué)問題為宗旨。加涅曾在《教學(xué)設(shè)計(jì)原理》一書中指出:“教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。教學(xué)系統(tǒng)本身是對資源和程序做出有利于學(xué)習(xí)的安排。任何組織機(jī)構(gòu)，如果其目的旨在開發(fā)人的才能均可以被包括在教學(xué)系統(tǒng)中?！?〕”Reigeluth Charles 對教學(xué)設(shè)計(jì)的定義基本上同對教學(xué)科學(xué)的定義是一致的〔2〕。他在《教學(xué)設(shè)計(jì)是什么及為什么如是說》一文中指出:“教學(xué)設(shè)計(jì)是一門涉及理解與改進(jìn)教學(xué)過程的學(xué)科。任何設(shè)計(jì)活動(dòng)的宗旨都是提出達(dá)到預(yù)期目的最優(yōu)途徑，因此，教學(xué)設(shè)計(jì)主要是提出最優(yōu)教學(xué)方法，使得學(xué)生的知識(shí)和技能得到不斷地提高?！泵绹鴮W(xué)者J.E. Kemp 給教學(xué)設(shè)計(jì)下的定義是:“教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析研究教學(xué)過程中相互聯(lián)系的各部分中存在的問題和需求，并在連續(xù)模式中確立解決它們的方法、步驟，然后對教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程?！薄?〕

二、教學(xué)設(shè)計(jì)的諸多因素分析

高利明根據(jù)加拿大Manitoba 省教育部在規(guī)劃該省基礎(chǔ)教育課程設(shè)置時(shí)所采用的基本要素，提出教學(xué)設(shè)計(jì)的基本要素有:課程的學(xué)科本質(zhì)特征、課程的基本理念、課程教學(xué)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、學(xué)生應(yīng)取得的學(xué)習(xí)成果和課程標(biāo)準(zhǔn)〔4〕。

劉付林提出教學(xué)設(shè)計(jì)要素包括教學(xué)任務(wù)與對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)，同時(shí)應(yīng)以課程的相關(guān)理論檢視教學(xué)設(shè)計(jì)的要素，以提高教學(xué)設(shè)計(jì)的效果，不斷提升教學(xué)質(zhì)量〔5〕。

李忠信對教學(xué)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行研究，提出教學(xué)設(shè)計(jì)要素包括教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)組織的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等〔6〕。

本文在已有分類的基礎(chǔ)上提出教學(xué)設(shè)計(jì)要素應(yīng)包括學(xué)習(xí)目的、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略及教學(xué)方法、教學(xué)媒體和教學(xué)評(píng)價(jià)幾個(gè)方面。首先應(yīng)確定學(xué)習(xí)目的，然后根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定教學(xué)內(nèi)容;在傳授教學(xué)內(nèi)容過程中，應(yīng)選擇合適的教學(xué)策略和方法，并結(jié)合教學(xué)媒體進(jìn)行教學(xué);最后對教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是由于學(xué)習(xí)是一個(gè)學(xué)習(xí)者主體、教師與學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境相互作用的過程，而學(xué)習(xí)環(huán)境又涉及到自然、社會(huì)和人文等諸多因素，因而本文主要關(guān)注教學(xué)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)者、教師和學(xué)習(xí)內(nèi)容這三個(gè)因素，并針對這三個(gè)主要因素的耦合關(guān)系提出提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果的途徑。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)各因素的耦合

耦合本指“連接兩個(gè)電路，使信號(hào)從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路的過程”〔7〕。作者將耦合的概念引入到教學(xué)設(shè)計(jì)中來，是想針對教學(xué)設(shè)計(jì)的各個(gè)因素之間的關(guān)系，即學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教師之間的關(guān)系，來提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果的途徑。耦合可以分為松散耦合和緊密耦合，松散耦合的本意是指系統(tǒng)中相互作用相互聯(lián)系并相互獨(dú)立，是自包含的獨(dú)立實(shí)體。緊密耦合是指系統(tǒng)中相互作用相互合作的不可分割的關(guān)聯(lián)關(guān)系，緊密耦合存在相互調(diào)用。緊密耦合系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于更新一個(gè)模塊的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致其他模塊的結(jié)果變化，難以重用特定的關(guān)聯(lián)模塊。

學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間是緊密耦合關(guān)系，學(xué)習(xí)者根據(jù)自身需求和學(xué)習(xí)內(nèi)容構(gòu)成緊密耦合關(guān)系，在這一子系統(tǒng)中，更新任何模塊都將導(dǎo)致其他模塊發(fā)生變化，因此學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)該隨著學(xué)習(xí)者需求的變化而變化，學(xué)習(xí)者必須選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容，才能使學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容存在互動(dòng)，可見緊密耦合關(guān)系能促進(jìn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的變遷，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，基于現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境，學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容還有反作用，可以拓寬學(xué)習(xí)內(nèi)容，使兩者關(guān)系逐步實(shí)現(xiàn)和諧耦合，更好地提高教學(xué)效果〔8〕。

學(xué)習(xí)者和教師之間是松散耦合關(guān)系，信息時(shí)代的教師不再是教學(xué)過程的獨(dú)裁者，也不再是教學(xué)過程中唯一的知識(shí)擁有者和權(quán)威者。教師在現(xiàn)代信息技術(shù)的環(huán)境下，角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，從知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的共享者。因此教師和學(xué)生之間是一種松散耦合的關(guān)系，特別是基于現(xiàn)代信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和移動(dòng)學(xué)習(xí)，更使教師和學(xué)習(xí)者無論是在空間上還是在時(shí)間上都是自包含的獨(dú)立實(shí)體，但是又具有相互聯(lián)系相互合作的特性。相互聯(lián)系是指教師和學(xué)習(xí)者可以通過各種媒體進(jìn)行面對面的交流或者進(jìn)行虛擬交流，相互合作是指教師不再是知識(shí)的權(quán)威，教師也需要隨時(shí)隨地遴選、總結(jié)、學(xué)習(xí)新知識(shí)，是與學(xué)習(xí)者耦合在一起的知識(shí)共享體。只有學(xué)習(xí)者和教師之間的耦合順暢，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)才會(huì)更加有效。

教師與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間是緊密耦合關(guān)系。教師是學(xué)習(xí)內(nèi)容的主要選擇者，是學(xué)習(xí)內(nèi)容是否有效的主要決策者，教師和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間體現(xiàn)的是緊密耦合關(guān)系，教師應(yīng)該保證學(xué)習(xí)內(nèi)容的及時(shí)性、開放性、探究性，以及滿足學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的充分渴望。教師還應(yīng)分析學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)、自身特點(diǎn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣和動(dòng)機(jī)等，以開發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)容，更好地考慮學(xué)習(xí)者的起點(diǎn)學(xué)習(xí)能力和終點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，并確定相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容〔9〕。

四、提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果的途徑

如上所述，學(xué)習(xí)者、教師和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間存在耦合關(guān)系，但需要指出的是這些耦合關(guān)系不是恒久存在的，例如，一位小學(xué)三年級(jí)的學(xué)習(xí)者、一位高中教師和立體幾何的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間就沒有任何耦合性。因此，研究這三者之間的耦合關(guān)系時(shí)，必須考慮到耦合的產(chǎn)生條件。共振是指“系統(tǒng)在周期性外力的作用下，當(dāng)外力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，系統(tǒng)的振幅急劇增大的現(xiàn)象”，而“在某些微觀過程中，常有的某一條件下，過程發(fā)生的幾率比條件稍有不同時(shí)的幾率急劇增大的情況，這種現(xiàn)象叫共振”〔10〕，作者將共振引入到教學(xué)設(shè)計(jì)三要素耦合問題中來，主要是為了找出三者出現(xiàn)強(qiáng)耦合的條件，從而提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。當(dāng)教師提供的學(xué)習(xí)內(nèi)容對學(xué)習(xí)者的心理場產(chǎn)生作用，或者說只有當(dāng)教學(xué)信息場中的知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)者的心理圖式接近時(shí)〔11〕，教學(xué)以特定的教學(xué)設(shè)計(jì)形式適當(dāng)耦合，才能獲取并喚醒學(xué)習(xí)者的心理圖式與教師的教學(xué)活動(dòng)和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的共振〔7〕。因此，耦合是共振的基礎(chǔ)和前提，而共振則是耦合的結(jié)果和促進(jìn)。

教學(xué)設(shè)計(jì)因素的共振區(qū)間Q'可以用如下公式表示:

式(1)中的E 可以代表教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)內(nèi)容的中心領(lǐng)域，Δe 表示區(qū)間的下限空間，Δe'表示區(qū)間的上限空間，注意Δe'很有可能和Δe 是不相同的。只有當(dāng)教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容Q'落于這一區(qū)間，才會(huì)引起學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者產(chǎn)生共振，也只有產(chǎn)生共振，學(xué)習(xí)者相應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)的效果才有可能進(jìn)一步提高。

1.共振區(qū)間的取值范圍

顯然學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容存在共振區(qū)間，如共振區(qū)間在［E -Δe，E +Δe'］這一區(qū)間，則會(huì)使學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者產(chǎn)生共振，因此教學(xué)設(shè)計(jì)效果的優(yōu)劣主要取決于共振區(qū)間的取值。將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)看做是E，確定Δe'和Δe 是確定區(qū)間取值的關(guān)鍵。區(qū)間的上限取值可以根據(jù)學(xué)習(xí)班級(jí)成績較好的學(xué)生的認(rèn)知程度確定，區(qū)間下限則可以根據(jù)學(xué)習(xí)班級(jí)成績較差的學(xué)生的認(rèn)知程度確定。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該掌握班級(jí)學(xué)習(xí)者的綜合情況，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)保證知識(shí)點(diǎn)的充分講解，同時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充本知識(shí)點(diǎn)的前導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)，并要適當(dāng)做本知識(shí)點(diǎn)的延伸，以滿足不同成績學(xué)生的不同需求。以《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)C + +》(《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)C ++》是計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)本科階段的專業(yè)主干課)中“多繼承”這一知識(shí)點(diǎn)為例，作者在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，結(jié)合共振區(qū)間的概念，確定了教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并在授課過程中得到很好的評(píng)價(jià)。

多繼承的概念是有兩個(gè)或兩個(gè)以上直接基類的繼承。多繼承的前導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)是單繼承，延伸知識(shí)點(diǎn)是多繼承的二義性并導(dǎo)致虛基類，“多繼承”教學(xué)設(shè)計(jì)基本框圖如圖1 所示。

圖1 “多繼承”教學(xué)設(shè)計(jì)框圖

需要強(qiáng)調(diào)的是，在上限和下限的共振區(qū)周邊，尚存在過渡區(qū)域，可以看作是共振的臨界區(qū)。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)循環(huán)周期

一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)是整個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)束后，進(jìn)入新知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)過程，依此類推。因此共振達(dá)到平衡后，需要修改E 值，從而得到新的區(qū)間，再逐步進(jìn)入新的平衡，直到整個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)束為止。

全部學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)用Q 表示，可以列出如下公式:

只有當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的Q'i盡量趨近無窮大，其求和才能趨近最大，這時(shí)才是最優(yōu)的教學(xué)設(shè)計(jì)效果。在一輪迭代結(jié)束后，會(huì)達(dá)到暫時(shí)的新平衡，這一平衡將產(chǎn)生新的區(qū)間數(shù)據(jù)，之后又開始新的一輪迭代。這一過程是迭代遞增的過程，直到全部學(xué)習(xí)內(nèi)容迭代完畢，其形式如圖2 所示。

圖2 學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)迭代圖

綜上所述，基于主要因素的教學(xué)設(shè)計(jì)效果分析是針對學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容以及教師之間的相互耦合關(guān)系，從而確定共振區(qū)間，教師可以根據(jù)階段性教學(xué)的需要，針對學(xué)習(xí)單元和學(xué)習(xí)者主體發(fā)展的規(guī)律來選擇適合的教學(xué)設(shè)計(jì)模式，以促進(jìn)學(xué)習(xí)過程共振的產(chǎn)生，從而提高教學(xué)設(shè)計(jì)效果〔7〕。

〔1〕加涅.教學(xué)設(shè)計(jì)原理(第五版)〔M〕. 王小明，等，譯. 上海:華東師范大學(xué)出版社，2007:20 -40.

〔2〕Reigeluth Charles.Instructional Design:What Is It and Why Is It?Instructional Design Theories and Model:An Overview of Their Current Status〔M〕. Hillsdale. NJ:Lawraence Erlbraum Aassiates，1994:30 -56.

〔3〕J. E. Kemp. The Basics of Instructional Design〔J〕. Journal of Continuing Education in Nursing，1992，23(6):282 -284.

〔4〕高利明.教學(xué)設(shè)計(jì):要素分析及設(shè)計(jì)模式比較〔J〕.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2005，(2):12 -16，71.

〔5〕劉付林.關(guān)于新課程理念下教學(xué)設(shè)計(jì)要素的檢視〔J〕.文教資料，2010，(35):206 -207.

〔6〕李忠信.以“學(xué)”為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)要素研究〔J〕. 廣東廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(3):39 -41.

〔7〕曹茂林.教育場視野中的教育技術(shù)原理〔J〕.現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，(9):25 -28，28，28.

〔8〕曾祥翊.從國際學(xué)者對話透視教育技術(shù)發(fā)展〔J〕.電化教育研究，2011，(8):9 -15.

〔9〕王志巖.運(yùn)用合作學(xué)習(xí)增強(qiáng)非專業(yè)俄語學(xué)習(xí)者的成就動(dòng)機(jī)——從改善學(xué)生、教師和學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)系入手〔J〕.語文學(xué)刊(外語教育教學(xué))，2011，(11):110 -112，126.

〔10〕王同億，等，編.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)詞典(上)〔K〕.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980，(8):23 -26.

〔11〕吳吉惠.問題圖式:培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的基石〔J〕.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010，(6):115 -119.