教学系统设计的方法与实践第二章教学系统设计的理论基础课件

第二章第二章 教学系统设计的理论基础教学系统设计的理论基础v 第一节第一节 教学系统设计的方法论基础教学系统设计的方法论基础v 第二节第二节 教学系统设计的学习论基础教学系统设计的学习论基础 v 第三节第三节 教学系统设计的教学论基础教学系统设计的教学论基础v 第四节第四节 教学系统设计的传播学基础教学系统设计的传播学基础第二章 教学系统设计的理论基础 第一节 教学系统设计的方1v能能够够使使用用言言语语教教学学系系统统设设计计理理论论基基础础的的基基本本构构成以及各种理论基础之间的相互关系。成以及各种理论基础之间的相互关系。v能能够够使使用用言言语语陈陈述述系系统统科科学学的的基基本本原原理理以以及及系系统统科科学学的的基基本本方方法法，并并且且能能够够运运用用这这些些基基本本原原理与方法来分析教学系统中的具体问题。理与方法来分析教学系统中的具体问题。v能能够够陈陈述述行行为为主主义义、认认知知主主义义以以及及建建构构主主义义学学习习理理论论的的基基本本观观点点以以及及他他们们对对教教学学系系统统设设计计的的意义。意义。学习目标：学习目标：能够使用言语教学系统设计理论基础的基本构成以及各种理论基础之2v能能够够陈陈述述程程序序教教学学理理论论、结结构构主主义义课课程程与与教教学学理理论论、赞赞可可夫夫发发展展性性教教学学理理论论、巴巴班班斯斯基基教教学学最最优优化化理理论论以以及及罗罗杰杰斯斯非非指指导导性性教教学学理理论论的的基基本本观观点点，并并且且能能够够分分析析它它们们对对教教学学系系统设计的意义；统设计的意义；v能能够够描描述述几几种种基基本本的的传传播播模模式式，并并且且能能够够阐阐述传播理论引入教学系统的意义。述传播理论引入教学系统的意义。学习目标：学习目标：能够陈述程序教学理论、结构主义课程与教学理论、赞可夫发展性教3v本本章章主主要要内内容容涉涉及及教教学学系系统统设设计计的的理理论论基基础础。教教学学系系统统设设计计的的理理论论基基础础主主要要包包括括系系统统理理论论、学学习习理理论论、教教学学理理论论和和传传播播理理论论。系系统统理理论论是是教教学学系系统统设设计计的的方方法法论论来来源源，而而学学习习理理论论、教教学学理理论论和和传传播播理理论论则则为为教教学学系系统统设设计计奠奠定定了科学知识的基础。了科学知识的基础。v在在学学习习理理论论、教教学学理理论论和和传传播播理理论论三三者者之之间间的的关关系系上上，可可以以认认为为，传传播播理理论论把把学学习习理理论论和和教教学学理理论论通通过过传传播播的的概概念念沟沟通通起起来来，传传播播理论成为学习理论与教学理论之间的中介。理论成为学习理论与教学理论之间的中介。学习指导：学习指导：本章主要内容涉及教学系统设计的理论基础。教学系统设计的理论基4知识地图：知识地图：知识地图：5v系统理论系统理论 v学习理论学习理论 v教学理论教学理论 v传播理论传播理论 本章关键词：本章关键词：系统理论 本章关键词：6第一节第一节 教学系统设计的方法论基础教学系统设计的方法论基础 系统理论作为一种科学的方法论对教学设系统理论作为一种科学的方法论对教学设计产生举足轻重的影响。计产生举足轻重的影响。教教学学设设计计必必须须以以系系统统的的方方法法为为指指导导，系系统统理理论论构构成成了了教教学学系系统统设设计计的的最最重重要要的的理理论论基基础础方法论基础。方法论基础。v系统科学三原理系统科学三原理v系统分析方法系统分析方法 v教学系统方法教学系统方法 第一节 教学系统设计的方法论基础 系统理论作为一种科学7v反馈原理反馈原理 v有序原理有序原理v整体性原理整体性原理一、系统科学三原理一、系统科学三原理反馈原理 一、系统科学三原理8一、系统科学三原理：反馈原理一、系统科学三原理：反馈原理 要要达达到到预预定定的的教教学学目目的的，必必须须有有适适当当的的控控制制机机制制，必必须须加加强强师师生生间间、学学生生间间信信息息交交流流的的有有效效性性和和及及时时性性。通通过过预预先先反反馈馈、及及时时反反馈馈、延延时时反反馈馈等等形形式式实实现现对对教教学学过过程程的的有有效效控制。控制。一、系统科学三原理：反馈原理 要达到预定的教9一、系统科学三原理：有序原理一、系统科学三原理：有序原理有序性原理的主要内容有：有序性原理的主要内容有：1 1任任何何系系统统都都有有特特定定结结构构，结结构构合合理理系系统统有有序序度度高高，功能就好，反之亦然。混乱是一种低度有序状态。功能就好，反之亦然。混乱是一种低度有序状态。2 2系系统统由由低低级级结结构构转转变变为为高高级级结结构构趋趋向向有有序序，反反之之趋趋向向无无序序。如如学学习习过过程程就就是是低低有有序序状状态态转转向向高高有有序序状状态态的的过过程程，知知识识老老化化过过程程就就是是高高有有序序化化向向低低有有序序状状态态转转变变的的过过程程，还还有有改改革革就就是是提提高高系系统统有有序序化化的的举措。举措。3 3要要实实现现并并维维持持系系统统有有序序，前前提提条条件件是是保保持持系系统统的的开开放放，从从环环境境中中不不断断吸吸收收物物质质、能能量量、信信息息，以以抵抵制系统熵的增加。制系统熵的增加。一、系统科学三原理：有序原理有序性原理的主要内容有：10一、系统科学三原理：有序原理一、系统科学三原理：有序原理一、系统科学三原理：有序原理11 根据有序原理，根据有序原理，教学系统必须是开放的。教学系统必须是开放的。我们所设计的教学应当我们所设计的教学应当 1.1.为学生的讨论交流创设情境和条件；为学生的讨论交流创设情境和条件；2.2.要要引引导导学学生生自自觉觉地地主主动动地地把把自自己己作作为为一一 个个开开放放系系统统，善善于于交交往往、勇勇于于发发表表自自己己的的见见解解、乐于倾听别人的意见。乐于倾听别人的意见。3.3.要要尽尽可可能能启启发发学学生生思思考考，给给他他们们留留有有足足够够的的思思考考时时间间，使使大大脑脑这这一一巨巨系系统统的的各各子子系系统统也也成成为开放系统。为开放系统。一、系统科学三原理：有序原理一、系统科学三原理：有序原理 根据有序原理，教学系统必须是开放的。一、系统科学三原12 所谓所谓整体性原理整体性原理，就是把对象作为各个组，就是把对象作为各个组成部分构成的有机整体，从研究整体的构成及成部分构成的有机整体，从研究整体的构成及其发展中发现系统的规律性。它是系统方法的其发展中发现系统的规律性。它是系统方法的最基本原理最基本原理。它揭示了系统的一个显著特点：它揭示了系统的一个显著特点：系统的整系统的整体功能不等于它的组成部分孤立状态时的功能体功能不等于它的组成部分孤立状态时的功能之总和；系统的整体功能可大于、也可等于或之总和；系统的整体功能可大于、也可等于或小于部分之和。小于部分之和。一、系统科学三原理：有序原理一、系统科学三原理：有序原理 所谓整体性原理，就是把对象作为各个组成部分构成的13整体性原理，整体性原理，是我们进行系统分析的出发点。是我们进行系统分析的出发点。一、系统科学三原理：整体性原理一、系统科学三原理：整体性原理整体性原理，是我们进行系统分析的出发点。一、系统科学三原理：14v系统模拟方法系统模拟方法 v黑箱方法黑箱方法v最优化方法最优化方法二、系统分析方法二、系统分析方法系统模拟方法 二、系统分析方法15二、系统分析方法：系统模拟方法二、系统分析方法：系统模拟方法 系统模拟方法系统模拟方法是用系统模型代替真实系统进行模是用系统模型代替真实系统进行模拟（模仿）实验的方法。这种方法是把研究对象作为拟（模仿）实验的方法。这种方法是把研究对象作为整体，设计出系统模型来代替真实系统，通过对系统整体，设计出系统模型来代替真实系统，通过对系统模型的研究来掌握真实系统的本质和规律。模型的研究来掌握真实系统的本质和规律。其其实施步骤实施步骤，一般是先从整体出发进行系统综合，一般是先从整体出发进行系统综合，形成可能的系统方案；再进行系统分析，分析系统的形成可能的系统方案；再进行系统分析，分析系统的各要素及其相互关系，建立模型；然后，进行系统选各要素及其相互关系，建立模型；然后，进行系统选择（最优化），重新综合成整体。择（最优化），重新综合成整体。系系统统模模拟拟方方法法使使系系统统方方法法能能进进行行定定性性、定定量量研研究究。从从模模拟拟的的侧侧重重方方面面的的不不同同，系系统统模模拟拟方方法法又又可可划划分分为为：物理模拟、数学模拟、结构模拟、功能模拟等。物理模拟、数学模拟、结构模拟、功能模拟等。二、系统分析方法：系统模拟方法 系统模拟方法是用系统模16二、系统分析方法：黑箱方法二、系统分析方法：黑箱方法 “黑箱黑箱”（Black boxBlack box）是指系统的内部构造是指系统的内部构造和机理还不清楚，但可以通过外部观测和试验去和机理还不清楚，但可以通过外部观测和试验去认识它的功能和特性。认识它的功能和特性。黑箱方法黑箱方法就是不打开黑箱，而通过外部观测就是不打开黑箱，而通过外部观测和试验，利用模型进行系统分析，通过信息的输和试验，利用模型进行系统分析，通过信息的输入和输出来研究系统的功能和特性，探索其构造入和输出来研究系统的功能和特性，探索其构造和机理的一种科学方法。和机理的一种科学方法。二、系统分析方法：黑箱方法 “黑箱”（Black bo17二、系统分析方法：黑箱方法二、系统分析方法：黑箱方法黑箱方法示意图黑箱方法示意图二、系统分析方法：黑箱方法黑箱方法示意图18二、系统分析方法：最优化方法二、系统分析方法：最优化方法 最优化方法最优化方法就是为了使系统达到最优的目标所就是为了使系统达到最优的目标所提出的各种求解方法。提出的各种求解方法。最优化方法解决问题一般可以分为以下几个最优化方法解决问题一般可以分为以下几个步骤：步骤：（1 1）提出需要进行最优化的问题，开始收集有关资）提出需要进行最优化的问题，开始收集有关资料和数据；料和数据；（2 2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，列出目标函数和有关约束条件；量，列出目标函数和有关约束条件；二、系统分析方法：最优化方法 最优化方法就是为了使系统19二、系统分析方法：最优化方法二、系统分析方法：最优化方法 （3 3）分析模型，选择合适的最优化方法；）分析模型，选择合适的最优化方法；（4 4）求解方程。一般通过编制程序在电子计算机上）求解方程。一般通过编制程序在电子计算机上求得最优解；求得最优解；（5 5）最优解的验证和实施。）最优解的验证和实施。通过上述五个相互独立和互相渗透的步骤，最终求通过上述五个相互独立和互相渗透的步骤，最终求得系统的最优解。得系统的最优解。二、系统分析方法：最优化方法 20三、教学系统方法三、教学系统方法 里奇（里奇（Richey,Rita C.Richey,Rita C.）指出，任何系统都包括）指出，任何系统都包括五个要素：五个要素：人、物、过程、外部限制因素和可用资源人、物、过程、外部限制因素和可用资源。而这五个要素间又存在着三种联系形式：而这五个要素间又存在着三种联系形式：1 1过程的时间顺序；过程的时间顺序；2 2各因素间数据或信息流程；各因素间数据或信息流程；3 3从一个系统中输入或输出的原材料（人或物）。从一个系统中输入或输出的原材料（人或物）。三、教学系统方法 里奇（Richey,Rita C.）指21三、教学系统方法三、教学系统方法 视视听听教教学学论论的的代代表表人人物物戴戴尔尔（Edgar Edgar DaleDale）在在6060年年代代末末对对教教学学系系统统方方法法作作了了这这样样的的论论述述：“今今天天，我我们们正正把把教教育育的的整整个个过过程程看看作作为一种系统方法为一种系统方法组织教育经验的系统方法有：组织教育经验的系统方法有：1 1尽尽量量准准确确地地确确定定希希望望取取得得的的最最终终教教学学结结果果即即终终点点行行为，这称为任务分析。为，这称为任务分析。2 2测测量量个个体体的的起起始始行行为为包包括括知知识识、态态度度和和一一般般的的学习技能。学习技能。3 3考考虑虑各各种种人人力力和和物物力力资资源源的的使使用用，为为达达到到既既定定终终点点行为目标提供经验。行为目标提供经验。4 4用用实实验验方方法法确确定定学学习习内内容容的的最最佳佳顺顺序序安安排排，确确定定用用于于设设计计这这些些内内容容的的各各种种媒媒体体，以以及及确确定定评评价价学学习习结结果果的的方方法法。系系统统方方法法将将整整个个教教育育方方案案看看作作是是由由相相互互联联系系的的部部分组成的一个系统。分组成的一个系统。”三、教学系统方法 视听教学论的代表人物戴尔（Edgar D22三、教学系统方法三、教学系统方法 詹姆斯与布朗（詹姆斯与布朗（James W,etc.BrownJames W,etc.Brown）等人在）等人在视听教学：媒体与方法（视听教学：媒体与方法（Audiovisual Audiovisual Instruction:Media&MethodsInstruction:Media&Methods）（）（19691969年第三版）年第三版）中提出了系统化教学的中提出了系统化教学的模型模型。此此模模型型的的一一个个显显著著特特点点是是所所有有的的教教学学设设计计活活动动都都以以学学生生为为中中心心，充充分分考考虑虑学学生生的的需需要要和和能能力力，根根据据学学生生达达到到学学习习目目标标的的情情况况修修改改教教学学。教教师师的的主主要要作作用用是是对对系系统统化化的的教教学学进进行行设设计计，整整个个过过程程分分为为8 8个个步骤：步骤：三、教学系统方法 詹姆斯与布朗（James 23教学系统设计的方法与实践第二章教学系统设计的理论基础课件241 1解解释释目目标标：明明确确要要求求学学生生达达到到的的学学习习目目标标的的性性质质与与类类型型（如如认认知知的的、情情感感的的和和心心理理运运动动的的），列出与学习目标有关的学习内容。，列出与学习目标有关的学习内容。2 2选选择择合合适适的的方方法法：指指确确定定有有助助于于学学生生达达到到学学习目的的最佳教学策略或教学程序。习目的的最佳教学策略或教学程序。3 3选选择择合合适适的的学学习习经经验验：即即确确定定学学生生学学习习活活动动的形式如讨论、观察、听讲、阅读等。的形式如讨论、观察、听讲、阅读等。4 4选选择择合合适适的的教教材材、媒媒体体：指指开开展展教教与与学学活活动动所需要的资源、工具、环境。所需要的资源、工具、环境。三、教学系统方法三、教学系统方法1解释目标：明确要求学生达到的学习目标的性质与类型（如认知255 5分分配配任任务务：使使整整个个教教学学过过程程的的参参与与者者（教教师师、教教辅辅人人员员、技技术术人人员员、学学生生等等）明明确确自自己己的的任任务务和职责。和职责。6 6实实施施教教学学计计划划：对对设设计计的的教教学学计计划划进进行行试试行行（可可在在小小范范围围进进行行实实施施，也也可可在在全全部部学学生生中中试试行行）。7 7评评价价结结果果：以以预预先先确确定定的的学学习习目目标标作作为为标标准准，衡量教学系统的输出衡量教学系统的输出教学效果。教学效果。8 8修修改改教教学学：根根据据评评价价结结果果，对对整整个个过过程程中中有有关关的的缺缺陷陷进进行行修修正正改改进进，以以达达到到提提高高教教学学效效果果的的目目的。的。三、教学系统方法三、教学系统方法5分配任务：使整个教学过程的参与者（教师、教辅人员、技术人26三、教学系统方法三、教学系统方法 教学系统方法的概念推动了教学系统设计的进教学系统方法的概念推动了教学系统设计的进一步发展，具体表现在：一步发展，具体表现在：1 1教学系统方法说明教学设计的外在物质表现尽教学系统方法说明教学设计的外在物质表现尽管经常是具体的媒体或设备，但是其实质上是一个管经常是具体的媒体或设备，但是其实质上是一个过程。这一基本观点强化了传播理论和程序教学中过程。这一基本观点强化了传播理论和程序教学中的重要命题，即传播是一个过程，程序教材的设计的重要命题，即传播是一个过程，程序教材的设计与开发是一个过程。与开发是一个过程。2 2教学系统方法要求把解决教学问题的过程作教学系统方法要求把解决教学问题的过程作 为一个整体加以考虑，重视其各组成部分之间的相为一个整体加以考虑，重视其各组成部分之间的相互联系。互联系。三、教学系统方法 教学系统方法的概念推动了教学27三、教学系统方法三、教学系统方法3 3教学系统方法把行为科学的基本概念都吸收到教学系统方法把行为科学的基本概念都吸收到自己的理论架构中。如行为目标、标准参照评价等。自己的理论架构中。如行为目标、标准参照评价等。4 4应用教学系统方法解决教学问题的过程可以分应用教学系统方法解决教学问题的过程可以分为为“设计设计”、“实施实施”和和“评价评价”等环节。等环节。5 5教学系统方法给该领域引进了教学系统方法给该领域引进了“整体大于部分整体大于部分之和之和”的系统论思想（贝塔朗菲定律）。的系统论思想（贝塔朗菲定律）。三、教学系统方法3教学系统方法把行为科学的基本概念都吸收到28v行为主义学习理论行为主义学习理论 v认知主义学习理论认知主义学习理论v建构主义学习理论建构主义学习理论第二节第二节 教学系统设计的学习论基础教学系统设计的学习论基础 学习理论是探究人类学习的本质及其形成机制的心学习理论是探究人类学习的本质及其形成机制的心理学理论，而教学设计是为学习而创造环境，根据学理学理论，而教学设计是为学习而创造环境，根据学习者的需求，设计不同教学计划，促进人类潜力的发习者的需求，设计不同教学计划，促进人类潜力的发展。因而教学设计是以相关的学习理论作为基础的。展。因而教学设计是以相关的学习理论作为基础的。行为主义学习理论 第二节 教学系统设计的学习论基础 学习理29一、行为主义学习理论一、行为主义学习理论v行为主义学习原理行为主义学习原理v行为主义的教学设计行为主义的教学设计 原则原则一、行为主义学习理论行为主义学习原理30一、行为主义学习原理一、行为主义学习原理 美国心理学家美国心理学家普莱西（普莱西（S.PresseyS.Pressey）在二在二十年代就提出了利用机器进行教学的想法，并十年代就提出了利用机器进行教学的想法，并在在19241924年自行设计了一台自动教学机器。年自行设计了一台自动教学机器。这台机器的诞生却表明了机器辅助教学的这台机器的诞生却表明了机器辅助教学的思想已经开始萌芽。思想已经开始萌芽。一、行为主义学习原理 美国心理学家普莱西（S.Pre31 作为程序教学（作为程序教学（programmed instructionprogrammed instruction）的代）的代表人物，美国行为主义心理学派的重要代表人物表人物，美国行为主义心理学派的重要代表人物斯金斯金纳（纳（B.F.SkinnerB.F.Skinner）是与计算机辅助教学的研究与应是与计算机辅助教学的研究与应用紧密联系在一起的。他认为：用紧密联系在一起的。他认为：行为是人类生活的一个基本方面。行为是人类生活的一个基本方面。通过对行为的研究，可以获得对各种环境刺激的功能通过对行为的研究，可以获得对各种环境刺激的功能进行分析的方法，从而可以影响和预测有机体（包括进行分析的方法，从而可以影响和预测有机体（包括人和动物）的行为。人和动物）的行为。比较有实际意义的是斯金纳（比较有实际意义的是斯金纳（B.F.SkinnerB.F.Skinner）创）创立的立的操作性条件（操作性条件（operant conditioningoperant conditioning）作用学说）作用学说和强化理论（和强化理论（reinforcement theoryreinforcement theory）。）。一、行为主义学习原理一、行为主义学习原理 作为程序教学（programmed instruct32 斯金纳把机体由于刺激而被动引发的反应斯金纳把机体由于刺激而被动引发的反应称为称为“应激性反应应激性反应”，机体自身主动发出的反，机体自身主动发出的反应称为应称为“操作性反应操作性反应”。操作性反应可以用来解释基于操作性行为操作性反应可以用来解释基于操作性行为的学习，如人们读书或写字的行为。的学习，如人们读书或写字的行为。为了促进操作性行为的发生，必须有步骤为了促进操作性行为的发生，必须有步骤地给予一定的条件作用，这是一种地给予一定的条件作用，这是一种“强化类的强化类的条件作用条件作用”，强化包括，强化包括正强化和负强化正强化和负强化两种类两种类型，型，一、行为主义学习原理一、行为主义学习原理 斯金纳把机体由于刺激而被动引发的反应称为“应激33v正强化可以理解为机体希望增加的刺激，正强化可以理解为机体希望增加的刺激，v负强化则是机体力图避开的刺激。负强化则是机体力图避开的刺激。增加正强化物或减少负强化物都能促进增加正强化物或减少负强化物都能促进机体行为反应的概率增加。机体行为反应的概率增加。这一发现被提炼为这一发现被提炼为“刺激反应强化刺激反应强化”理理论论。（一）（一）行为主义学习原理行为主义学习原理正强化可以理解为机体希望增加的刺激，（一）行为主义学习原理34 当当一一个个刺刺激激被被重重复复呈呈现现，且且都都能能引引起起适适当当的的反反应应时时，则则称称该该反反应应是是受受刺刺激激控控制制的的。建建立刺激控制取决于二个条件：立刺激控制取决于二个条件：（1 1）积极练习积极练习，多次练习作正确反应；，多次练习作正确反应；（2 2）跟随强化跟随强化，练习后紧接着给反应以强化。，练习后紧接着给反应以强化。（一）（一）行为主义学习原理行为主义学习原理 当一个刺激被重复呈现，且都能引起适当的反应时，则称该35刺激控制可以在四个技能习得水平上建立：刺激控制可以在四个技能习得水平上建立：v辨别：学习从若干并列刺激中确定一特定刺激；辨别：学习从若干并列刺激中确定一特定刺激；v泛化：学习对属于同一类的任何刺激作反应；泛化：学习对属于同一类的任何刺激作反应；v联联结结：学学习习使使一一个个适适当当的的反反应应与与一一个个或或一一类类刺刺激相联系；激相联系；v链链接接：学学习习将将多多个个S SR R联联结结组组合合成成一一个个完完整整的的链，形成执行复杂任务的能力。链，形成执行复杂任务的能力。（一）（一）行为主义学习原理行为主义学习原理刺激控制可以在四个技能习得水平上建立：（一）行为主义学习原理36 在把操作性条件作用学说和强化理论在把操作性条件作用学说和强化理论 应用于人类学习研究的基础上，斯金纳提出应用于人类学习研究的基础上，斯金纳提出了了程序教学程序教学的概念，并且总结了一系列的教的概念，并且总结了一系列的教学原则，如小步调教学原则、强化学习原则、学原则，如小步调教学原则、强化学习原则、及时反馈原则等，形成了程序教学理论。及时反馈原则等，形成了程序教学理论。（一）（一）行为主义学习原理行为主义学习原理 在把操作性条件作用学说和强化理论（一）行为主义学37（一）（一）行为主义学习原理行为主义学习原理程序教学的基本过程程序教学的基本过程 （一）行为主义学习原理程序教学的基本过程 38 以行为主义理论为基础的程序教以行为主义理论为基础的程序教学在大量实践的基础上形成了一系列设学在大量实践的基础上形成了一系列设计原则，这些原则成为早期计原则，这些原则成为早期计算机辅助计算机辅助教学（教学（Computer-Aided Instruction，简称简称CAI）设计的理论依据。设计的理论依据。（二）（二）行为主义的教学设计原则行为主义的教学设计原则 以行为主义理论为基础的程序教学在大量实践的基础上39这些原则主要是：这些原则主要是：1 1规规定定目目标标：将将教教学学期期望望明明确确表表示示为为学学生生所所能能显显现现的的行行为为，保保证证行行为为主主义义心心理理学的基本方面学的基本方面可观测的反应；可观测的反应；2 2经经常常检检查查：在在课课程程的的学学习习过过程程中中经经常常复复习习和和修修正正，以以便便保保证证能能够够适适当当地地形形成成预期的行为；预期的行为；（二）（二）行为主义的教学设计原则行为主义的教学设计原则这些原则主要是：（二）行为主义的教学设计原则40（二）（二）行为主义的教学设计原则行为主义的教学设计原则3 3小步子和低错误率小步子和低错误率：将学习材料设计成一：将学习材料设计成一系列小单元，使单元间的难度变化比较小，系列小单元，使单元间的难度变化比较小，达到较低的错误率；达到较低的错误率；4 4自定步调自定步调：允许学生自己控制学习速度；：允许学生自己控制学习速度；5 5显式反应与即时反馈显式反应与即时反馈：课程中通常包含：课程中通常包含频繁的交互活动，尽多地要求学生作出明频繁的交互活动，尽多地要求学生作出明显反应；当学生作出反应时应立即给予反馈；显反应；当学生作出反应时应立即给予反馈；（二）行为主义的教学设计原则3小步子和低错误率：将学习材41 格鲁帕（格鲁帕（G.GroperG.Groper，19831983）对行为对行为主义的教学设计原理作了系统性的总结。主义的教学设计原理作了系统性的总结。他将教学过程分为他将教学过程分为初期练习、中期练初期练习、中期练习和终期练习习和终期练习三个阶段，并且确定了用于三个阶段，并且确定了用于支持教学过程的六种支持教学过程的六种“工具工具”（toolstools）：）：提示量、学习单元长度、刺激与反应模式、提示量、学习单元长度、刺激与反应模式、练习任务种类、内容类型以及练习频度练习任务种类、内容类型以及练习频度。（二）（二）行为主义的教学设计原则行为主义的教学设计原则 格鲁帕（G.Groper，1983）对行为主义42（二）（二）行为主义的教学设计原则行为主义的教学设计原则（二）行为主义的教学设计原则43 19571957年年，乔乔姆姆斯斯基基（ChomskyChomsky）对对斯斯金金纳纳（B.F.B.F.SkinnerSkinner）的的言言语语学学习习（Verbal Verbal LearningLearning）提提出出了了尖尖锐锐的的批批评评，之之后后，学学习习心心理理学学经经历历了了一一场场科科学学的的变变革革。学学习习理理论论从从运运用用行行为为主主义义原原则则，转转移移到到运运用用认认知知科科学学的的学习理论和模型。学习理论和模型。二、二、认知主义仪学习理论认知主义仪学习理论q 认知主义学习理论的兴起认知主义学习理论的兴起q 认知学习理论的基本概念认知学习理论的基本概念q 认知主义的教学原则认知主义的教学原则 1957年，乔姆斯基（Chomsky）对斯金纳（B44 一一般般认认为为，认认知知主主义义学学习习理理论论的的真真正正形形成成是是以以美美国国心心理理学学家家奈奈塞塞尔尔（U.U.NeisserNeisser）19671967年年 发发 表表 的的 认认 知知 心心 理理 学学 （Cognitive Cognitive psychologypsychology）为标志）为标志。人人的的认认知知过过程程是是认认知知主主义义理理论论的的主主要要研研究究对对象象，其其研研究究目目标标是是要要说说明明和和解解释释人人在在完完成成认认知知活活动动时时是是如如何何进进行行信信息息加加工工的的，包包括括信信息息的的获取、存储、加工和转换等方面。获取、存储、加工和转换等方面。（一）认知主义学习理论的兴起（一）认知主义学习理论的兴起 一般认为，认知主义学习理论的真正形成是以美国心理学45 随着计算机技术的发展，以西蒙（随着计算机技术的发展，以西蒙（H.A.H.A.SimonSimon）为代表的一些学者开始研究运用计算）为代表的一些学者开始研究运用计算 机模拟的方法来模拟人类的解决问题的过程。机模拟的方法来模拟人类的解决问题的过程。西蒙（西蒙（H.A.SimonH.A.Simon）与纽厄尔（）与纽厄尔（NewellNewell）设）设计了一个被称为计了一个被称为“逻辑理论家逻辑理论家”的程序。此程的程序。此程序可以用来证明形式逻辑中的各种定理，成功序可以用来证明形式逻辑中的各种定理，成功地模拟了人类的思维过程。地模拟了人类的思维过程。（一）认知主义学习理论的兴起（一）认知主义学习理论的兴起 随着计算机技术的发展，以西蒙（H.A.Simon46v短时记忆与长时记忆短时记忆与长时记忆v知识表征知识表征v编码与提取编码与提取v认知负担认知负担v元认知元认知 v知识状态知识状态（二）认知学习理论的基本概念（二）认知学习理论的基本概念短时记忆与长时记忆（二）认知学习理论的基本概念47 人的记忆系统由三个存储器组成：人的记忆系统由三个存储器组成：感觉登感觉登录器、短时记忆（录器、短时记忆（short term memory）和长）和长时记忆（时记忆（long term memory）。）。1 1、短时记忆与长时记忆、短时记忆与长时记忆记忆信息加工模型记忆信息加工模型 人的记忆系统由三个存储器组成：感觉登录器、短时记忆48 人的记忆过程为：人的记忆过程为：来来自自环环境境的的刺刺激激经经过过过过滤滤首首先先进进入入感感觉觉寄寄存存器器，通通过过选选择择性性知知觉觉，信信息息被被临临时时存存入入短短时时记记忆忆 （STMSTM）。STMSTM是是一一个个过过渡渡性性的的记记忆忆缓缓冲冲器器，其其容容量量有有限限，只只能能记记录录7272个个信信息息组组块块（chunkchunk），且且只只能能保保持持大大约约15301530秒秒钟钟。STMSTM中中的的信信息息经经过过复复述述和和编编码码过过程程转转化化为为长长时时记记忆忆 （LTMLTM），长长时时记记忆忆是是一一个个相相当当持持久久的的容容量量极极大的信息库。大的信息库。1 1、短时记忆与长时记忆、短时记忆与长时记忆 人的记忆过程为：1、短时记忆与长时记忆49假定假定LTMLTM中的信息有多种知识表征方式：中的信息有多种知识表征方式：命命题题：是是最最小小的的信信息息单单位位，用用于于表表示示概概念念之之类类的陈述性知识。的陈述性知识。产产生生式式：类类似似于于计计算算机机语语言言中中if-thenif-then语语句句，用用于于表表示示过过程程性性知知识识。多多个个产产生生式式可可以以联联结结成成为产生式系统，是推理系统的基础。为产生式系统，是推理系统的基础。心象心象：是知觉的信息表征。：是知觉的信息表征。图式图式：是先验知识组成的网络。：是先验知识组成的网络。2 2、知识表征、知识表征假定LTM中的信息有多种知识表征方式：2、知识表征50 一一般般信信息息一一旦旦被被编编码码并并存存入入LTMLTM就就不不会会丢丢失失。而而如如何何从从LTMLTM成成功功提提取取（检检索索）信信息息，就就取取决决于于信信息息编编码码的的质质量量和和检检索索方方法法的好坏。的好坏。对编码和检索起关键作用的认知过程有：对编码和检索起关键作用的认知过程有：3 3、编码与提取、编码与提取细化细化 （elaborationelaboration）组建组建 （organizationorganization）活性扩散活性扩散 （spread of activationspread of activation）一般信息一旦被编码并存入LTM就不会丢失。而如何从L51v细细化化过过程程：它它将将已已存存于于STMSTM中中的的知知识识加加强强、扩扩充充或或修修正正STMSTM中中的的新新信信息息，或或将将它它转转化化为为LTMLTM；v组组建建过过程程：它它将将LTMLTM中中的的信信息息作作有有意意塑塑造造，形形成成有有意意义义的的部部件件，在在网网络络结结点点间间添添加加路路径；径；v活活性性扩扩散散：它它是是在在信信息息检检索索时时在在LTMLTM中中有有关的命题之间建立联系线索。关的命题之间建立联系线索。3 3、编码与提取、编码与提取细化过程：它将已存于STM中的知识加强、扩充或修正STM中的52 认认知知负负担担是是学学习习时时学学生生必必须须加加工工的的信信息息量量，它它取取决决于于学学生生的的STMSTM容容量量、先先验验知知识识和和课课程程内内容容的的涵涵意意，也也与与课课程程的的教教学学步步调调、编编码码要要求求以以及及学学生生对对课课程程内内容容的的熟悉程度有关。熟悉程度有关。4 4、认知负担、认知负担 认知负担是学习时学生必须加工的信息量，它取决于学生的53 元认知（元认知（metacognitionmetacognition）是学习者是学习者对自己认知过程的自觉意识，是通过对自对自己认知过程的自觉意识，是通过对自己所用认知加工策略效验的不断监测来选己所用认知加工策略效验的不断监测来选择、评价与修正认知策略的能力。择、评价与修正认知策略的能力。这种能力允许学习者检出那些无效策这种能力允许学习者检出那些无效策略，评估特定任务的认知加工要求，以及略，评估特定任务的认知加工要求，以及修正当前策略，甚至产生全新的策略。修正当前策略，甚至产生全新的策略。5 5、元认知、元认知 元认知（metacognition）是学习者对自54 认认知知学学者者力力图图使使学学习习达达到到可可持持久久、可可迁迁移移和和自自我我调调控控，促促成成从从生生手手向向专专家家的的转转变变。在在这这一一转转变变过过程程中中要要经经历历增增生生（accretionaccretion）、重重建建（restructuringrestructuring）和和调调整整（tuningtuning）三三种种知知识识状态。状态。v增生本质上属事实和新知识的积累阶段；增生本质上属事实和新知识的积累阶段；v重重建建是是将将新新获获得得的的事事实实进进行行蓄蓄意意组组构构，从从而而沟沟通通新信息和先验知识之间的联系；新信息和先验知识之间的联系；v在在调调整整阶阶段段，学学习习者者提提高高提提炼炼他他们们的的知知识识储储备备，基本达到反应自动化的程度。基本达到反应自动化的程度。6 6、认知状态、认知状态 认知学者力图使学习达到可持久、可迁移和自我调控，促55（三）认知主义的教学设计原则（三）认知主义的教学设计原则 认知教学理论的模型认知教学理论的模型 （三）认知主义的教学设计原则 认知教学理论的模型 56 以认知主义学习理论为依据，专家们提出以认知主义学习理论为依据，专家们提出 了一系列指导教学设计的原则：了一系列指导教学设计的原则：（三）认知主义的教学设计原则（三）认知主义的教学设计原则 1 1用直观的形式向学习者显示学科内容结构，用直观的形式向学习者显示学科内容结构，应该让学习者了解教学内容中涉及的各类知识应该让学习者了解教学内容中涉及的各类知识元之间的相互关系；元之间的相互关系；2 2学习材料的呈示应适合于学习者认知发展学习材料的呈示应适合于学习者认知发展水平，按照由简到繁的原则来组织教学内容。水平，按照由简到繁的原则来组织教学内容。这儿所说的由简到繁是指由简化的整体到复这儿所说的由简到繁是指由简化的整体到复杂的整体；杂的整体；3 3学习以求理解才能有助于知识的持久和可学习以求理解才能有助于知识的持久和可迁移；迁移；以认知主义学习理论为依据，专家们提出（三）认知主574 4向向学学生生提提供供认认知知反反馈馈可可以以确确认认他他们们的的正正确确知知识和纠正他们的错误学习。识和纠正他们的错误学习。5 5学习者自定目标是学习的重要促动因素；学习者自定目标是学习的重要促动因素；6 6学学习习材材料料既既要要以以归归纳纳序序列列提提供供，又又要要以以演演绎绎序列提供；序列提供；7 7学习材料应体现辩证冲突，适当的矛盾有学习材料应体现辩证冲突，适当的矛盾有助于引发学习者的高水平思维。助于引发学习者的高水平思维。（三）认知主义的教学设计原则（三）认知主义的教学设计原则 4向学生提供认知反馈可以确认他们的正确知识和纠正他们的错误58 建建构构主主义义是是学学习习理理论论中中行行为为主主义义发发展展到到认认知知主主 义义 以以 后后 的的 进进 一一 步步 发发 展展。用用 乔乔 纳纳 森森（JonassenJonassen）的的 话话，即即 向向 与与 客客 观观 主主 义义（objectivismobjectivism）更更为为对对立立的的另另一一方方向向主主观观主义（主义（subjectivismsubjectivism）方向的发展。）方向的发展。三、建构主义学习理论三、建构主义学习理论行为主义、认知主义与建构主义之关系行为主义、认知主义与建构主义之关系 建构主义是学习理论中行为主义发展到认知主义以后的进59v建构主义的知识观建构主义的知识观v建构主义的学习观建构主义的学习观v建构主义的教学观建构主义的教学观 v建构主义教学设计原则建构主义教学设计原则 三、建构主义学习理论三、建构主义学习理论建构主义的知识观三、建构主义学习理论60（一）建构主义的知识观（一）建构主义的知识观建构主义知识观的主要观点有：建构主义知识观的主要观点有：1 1知识不是对现实的纯粹客观的反映，是知识不是对现实的纯粹客观的反映，是人们对客观世界的一种解释、假设或假说。人们对客观世界的一种解释、假设或假说。2 2知识并不能绝对准确无误地概括世界的知识并不能绝对准确无误地概括世界的法则，提供对任何活动或问题解决都适用的法则，提供对任何活动或问题解决都适用的方法。方法。3 3知识不可能以实体的形式存在于个体之知识不可能以实体的形式存在于个体之外。外。（一）建构主义的知识观建构主义知识观的主要观点有：61v学习是一种建构的过程学习是一种建构的过程v学习是一种活动的过程学习是一种活动的过程v学习必须处于真实的情境中学习必须处于真实的情境中（二）建构主义的学习观（二）建构主义的学习观学习是一种建构的过程（二）建构主义的学习观62（三）建构主义的教学观（三）建构主义的教学观v教学应当把学习者原有的知识经验作为教学应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。知识经验中，生长新的知识经验。v教师应该重视学生自己对各种现象的理教师应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们时下的看法，思考他们这解，倾听他们时下的看法，思考他们这些想法的由来，并以此为据，引导学生些想法的由来，并以此为据，引导学生丰富或调整自己的解释。丰富或调整自己的解释。v提倡情境性教学。提倡情境性教学。（三）建构主义的教学观教学应当把学习者原有的知识经验作为新知63（三）建构主义的教学观（三）建构主义的教学观v教学应使学习在与现实情境相类似的情境中发教学应使学习在与现实情境相类似的情境中发生，以解决学生在现实生活中遇到的问题为目标，生，以解决学生在现实生活中遇到的问题为目标，为此学习内容要选择真实性任务。为此学习内容要选择真实性任务。v在教学进程的设计上，要呈现整体性的任务，在教学进程的设计上，要呈现整体性的任务，让学生尝试进行问题的解决，在此过程中学生要让学生尝试进行问题的解决，在此过程中学生要自己发现完成整体任务所需实现完成的子任务，自己发现完成整体任务所需实现完成的子任务，以及完成各级任务所需的各级知识技能。以及完成各级任务所需的各级知识技能。v寻求适合于高级学习的教学途径寻求适合于高级学习的教学途径 （三）建构主义的教学观教学应使学习在与现实情境相类似的情境中64v 强调以学生为中心强调以学生为中心v 强调强调“情境情境”对意义建构的重要作用对意义建构的重要作用 v 强调强调“协作学习协作学习”对意义建构的关键作用对意义建构的关键作用v 强调对学习环境（而非教学环境）的设计强调对学习环境（而非教学环境）的设计v 强强调调利利用用各各种种信信息息资资源源来来支支持持“学学”（而而非支持非支持“教教”）v 强强调调学学习习过过程程的的最最终终目目的的是是完完成成意意义义建建构构（而非完成教学目标）（而非完成教学目标）（四）建构主义教学设计原则（四）建构主义教学设计原则 强调以学生为中心（四）建构主义教学设计原则 65v教学理论的研究对象教学理论的研究对象v对教学设计对教学设计具有重要影响的具有重要影响的 教学理论流派教学理论流派第三节第三节 教学系统设计的教学论基础教学系统设计的教学论基础 教学理论的研究对象第三节 教学系统设计的教学论基础 66 教学论是研究教学一般规律的科学教学论是研究教学一般规律的科学，其研究范围广泛，包括教学过程及其本质、其研究范围广泛，包括教学过程及其本质、教学目的与任务、教学原则、教师与学生、教学目的与任务、教学原则、教师与学生、课程设置与教材、教学方法与形式、教学课程设置与教材、教学方法与形式、教学环境、教学评价与管理等等。环境、教学评价与管理等等。一、教学理论的研究对象一、教学理论的研究对象 教学论是研究教学一般规律的科学，其研究范围广泛，67v王策三王策三在教学论稿中确定了教学理论研究在教学论稿中确定了教学理论研究范围，即教学目的和任务、教学过程（规律与范围，即教学目的和任务、教学过程（规律与原则）、教学内容、教学组织形式、教学手段原则）、教学内容、教学组织形式、教学手段与方法及教学效果检查与评价等。与方法及教学效果检查与评价等。v而美国教育学家而美国教育学家布鲁纳（布鲁纳（J.BrunnerJ.Brunner）与奥苏伯）与奥苏伯尔（尔（David AusubelDavid Ausubel）以及加涅（）以及加涅（Robert M.Robert M.GagnGagn）则认为教学理论是一种处方性和规范性则认为教学理论是一种处方性和规范性理论，它所关心是促进学习而不是描述学习。理论，它所关心是促进学习而不是描述学习。一、教学理论的研究对象一、教学理论的研究对象王策三在教学论稿中确定了教学理论研究范围，即教学目的和任68v程程序序教教学学（programmed programmed instructioninstruction）理理论论v布鲁纳结构主义课程与教学论布鲁纳结构主义课程与教学论 v赞可夫发展性教学理论赞可夫发展性教学理论v巴班斯基巴班斯基“教学过程最优化教学过程最优化”理论理论v罗杰斯非指导性教学理论罗杰斯非指导性教学理论二、对教学设计具有重要影响的教学二、对教学设计具有重要影响的教学理论流派理论流派程序教学（programmed instruction）理论69（一）程序教学（一）程序教学（programmed instruction）理论）理论 程序教学（程序教学（programmed instructionprogrammed instruction）主要的）主要的理论分为两大派。两派的主要分歧在如何进行程序教学理论分为两大派。两派的主要分歧在如何进行程序教学上，一派主张编制直线式教学程序，代表人物斯金纳上，一派主张编制直线式教学程序，代表人物斯金纳（B.F.SkinnerB.F.Skinner），一派主张编制分支式教学程序，一派主张编制分支式教学程序，代表任务克劳德（代表任务克劳德（ClaudeClaude）。）。理论依据理论依据 斯金纳程序教学的基本思想斯金纳程序教学的基本思想 教学原则教学原则 教学的模式教学的模式 斯金纳的教学程序编制理论斯金纳的教学程序编制理论（一）程序教学（programmed instruction70 斯金纳的理论发现是从动物学习的实验开始斯金纳的理论发现是从动物学习的实验开始的。他设计了一只被称为的。他设计了一只被称为“斯金纳箱斯金纳箱”的实验装的实验装置。置。由动物而推断人，斯金纳认为，人类的学习由动物而推断人，斯金纳认为，人类的学习也是一种操作反应的强化过程，通过操作性强化，也是一种操作反应的强化过程，通过操作性强化，一个比较完整的新的行为单位可以被学会，或者一个比较完整的新的行为单位可以被学会，或者一个现存的行为单位可以被精炼。一个现存的行为单位可以被精炼。而要使教学或者训练获得成功的关键，就是而要使教学或者训练获得成功的关键，就是要很精确地分析强化效果，并设计操纵这个过程要很精确地分析强化效果，并设计操纵这个过程的技术，建立一个特定的强化系列。的技术，建立一个特定的强化系列。1.理论依据理论依据 斯金纳的理论发现是从动物学习的实验开始的。他设计71斯金纳箱斯金纳箱斯金纳箱72v在在教教学学程程序序和和学学生生之之间间，有有一一种种经经常常的的交交往往。教教学学机机器器与与演演讲讲、课课本本和和通通常常的的视视听听辅辅助助有有所所不不同同，它它可可以以在在诱诱导导中中持持续续地地活活动动。学学生生则经常处于注意和忙碌之中。则经常处于注意和忙碌之中。v机机器器像像优优秀秀的的导导师师一一样样，坚坚持持要要求求学学生生在在进进行行下下一一步步学学习习之之前前，一一定定要要达达到到彻彻底底理理解解，包括一个个框面地理解或者一套套地理解。包括一个个框面地理解或者一套套地理解。2.斯金纳程序教学的基本思想斯金纳程序教学的基本思想在教学程序和学生之间，有一种经常的交往。教学机器与演讲、课本73v教学机器像一个熟练的导师一样，能帮助学教学机器像一个熟练的导师一样，能帮助学生想到正确的答案。教学机器之所以能做到生想到正确的答案。教学机器之所以能做到这一点，部分的是由于从言语行为分析中引这一点，部分的是由于从言语行为分析中引出来的示意、提示和暗示技术。出来的示意、提示和暗示技术。v教学机器也像导师一样，对学生的每个正确教学机器也像导师一样，对学生的每个正确反应予以强化，应用这种即时反馈不仅可以反应予以强化，应用这种即时反馈不仅可以最有效地形成行为，而且可以通过最有效地形成行为，而且可以通过“把握学把握学生的兴趣生的兴趣”来维持行为的强度。来维持行为的强度。2.斯金纳程序教学的基本思想斯金纳程序教学的基本思想教学机器像一个熟练的导师一样，能帮助学生想到正确的答案。教学74编制程序学习的流程，一般要遵循以下几个原则：编制程序学习的流程，一般要遵循以下几个原则：3.教学原则教学原则v积极反应原则积极反应原则 v小步子原则小步子原则v即时反馈原则即时反馈原则v自定步调原则自定步调原则编制程序学习的流程，一般要遵循以下几个原则：3.教学原则积极75v直线式程序直线式程序v衍枝式程序衍枝式程序v莫菲尔德程序莫菲尔德程序 4.教学的模式教学的模式直线式程序4.教学的模式76 这是斯金纳首创的一种教学程序，是经典这是斯金纳首创的一种教学程序，是经典的程序教学模式。的程序教学模式。在这一流程里，教师把材料分成一系列连在这一流程里，教师把材料分成一系列连续的小步子，每一步一个项目，内容很少。系续的小步子，每一步一个项目，内容很少。系列的安排由浅入深，由简到繁。列的安排由浅入深，由简到繁。4.教学的模式：直线式程序教学的模式：直线式程序直线式程序直线式程序 这是斯金纳首创的一种教学程序，是经典的程序教学模77 这这是是由由美美国国人人AA克克劳劳德德提提出出来来的的一一种种可可变变程序模式。程序模式。这这一一模模式式同同样样把把学学习习材材料料分分成成小小的的逻逻辑辑单单元元，但但每每一一步步比比直直线线式式程程序序的的步步子子要要大大，每每个个项项目目的的内内容容也也较较多多。学学生生掌掌握握一一个个逻逻辑辑单单元元之之后后，要要进进行行测测验验。测测验验用用多多重重选选择择反反应应进行，根据测验结果决定下一步的学习。进行，根据测验结果决定下一步的学习。这这种种程程序序有有助助于于消消除除不不同同能能力力的的学学生生之之间间的学习差异。的学习差异。4.教学的模式：教学的模式：衍枝式程序衍枝式程序 这是由美国人A克劳德提出来的一种可变程序模式。4.784.教学的模式：教学的模式：衍枝式程序衍枝式程序衍枝式程序衍枝式程序4.教学的模式：衍枝式程序衍枝式程序79 这这是是美美国国心心理理学学家家凯凯（H.H.KayKay）在在莫莫菲菲尔尔德德大大学学任任教教时时提提出出的