基于新三論方法的多媒體課件設計研究

[摘 要]文章以系統科學中的新三論方法作為多媒體課件設計的指導思想，提出了在多媒體課件中運用B-Learning教學結構、E-Learning學習平臺、虛擬實驗、自主探究學習、協作學習平臺、互助學習模塊等方法和手段，認為在多媒體課件設計中應充分體現出新三論的整體性、層次性、非線性、協同性和開放性等特征，并在實際的多媒體課件教學中取得了良好的效果。

[關鍵詞]多媒體課件 新三論 教學設計 協作學習

[中圖分類號] G434 [文獻標識碼] A [文章編號]2095-3437（2013）05-0045-03

多媒體課件是計算機輔助教學的一種重要教學手段，它是在一定的教學理論指導下，根據教學目標、教學策略、教學內容和教學過程等，經過系統的教學設計，綜合運用多種信息技術手段來制作的教學和學習的信息系統。多媒體課件的設計制作需要有一定的教學和學習理論作為指導，進行全面、深入、合理的教學系統的設計，并充分利用多媒體和網絡等信息技術來完成。系統科學中的“老三論”和“新三論”對多媒體課件有著深遠的指導意義，極大地促進了教育技術科學的蓬勃發展。

一、老三論與新三論系統方法的內容及特征

二十世紀五十年代，系統科學中的“老三論”（系統論、信息論、控制論）用于解決現代教育技術中遇到的核心問題，促進了現代教學設計新型理論的誕生，使現代教育的思想、理論、方法、形式等都得到了極大的發展。而七十年代以來，系統科學又進一步發展，由 “老三論”發展到“新三論”（耗散結構理論、協同學、超循環理論），從而出現了Blending Learning（混合式學習）、協作學習、開放式學習等新的學習模式，進一步推動了現代系統教育和教育技術的極大發展。

“老三論”是指系統論、信息論和控制論，是將對象放置在系統運行過程中并加以考察的一種方法。[1]運用“老三論”方法進行教育系統設計時，需著重從整體與部分以及整體與外部環境之間的相互作用、相互聯系的辯證關系中全面和動態地研究對象，獲取系統的體系結構、對象的相互關系、信息的傳遞過程、需要解決的問題等，以便得到最有效的系統模型來處理和解決現實問題。整體性、層次性、動態性和最優化是“老三論”方法的典型特征。整體性是指系統是由各種要素通過相互聯系、相互作用形成的有機整體。例如，在設計一個教學多媒體課件過程中，遵循軟件工程的原則和方法，進行課件的分析、設計、開發、實施、評價等，而這個過程其實就是反映一個教學系統進行教學活動的過程，體現出整個教學系統的整體與部分之間的相互作用和相互聯系。層次性是指在系統是由若干個層次組織成的一個整體，高層次系統結構要素包含低層次系統結構。例如，課程教學里包括了理論教學、實驗教學和課程設計三個層次，理論教學中又包含了前章復習、本章學習、習題練習、復習總結等層次。動態性是指任何系統總是處于不停的運動變化之中，各組成要素之間的相互聯系和相互作用使系統運行過程發生動態變化，因此要以聯系與發展的觀點來設計系統，對不同情況給出不同的策略。最優化是系統方法始終追求的目標，在教學中經常通過教學策略的有效運用和各種技術支撐環境來優化，如有演示、討論、辯論、情境創設、自主探究等多種不同策略的優化教學模式。“老三論”指導下的多媒體課件設計一般以教師為中心，建立完整結構的，具有層次性、過渡性和動態性的授課體系。在這一模式下，注重體現教師授課思維和方式，而忽略了處于被動一方的學生自身的學習興趣和潛力，未能很好地發揮學生的主觀能動性。

“新三論”是指耗散結構理論、協同學理論和超循環理論。耗散結構理論是指一個非平衡態的開放系統通過與外界環境進行物質、能量和信息交換，從無序走向有序，最后形成一種有序的結構，而這種結構稱為耗散結構。協同學理論是指在系統由無序走向有序的過程中，系統內部各要素之間相互作用會產生一種協同現象，這種協同現象對系統走向穩定有序起了關鍵性的作用，協同學理論對這種協同現象的形成機制和作用模式做了進一步的研究。超循環理論通過對生物領域非平衡系統自組織現象的研究進一步證實了耗散結構理論的結論。以上三種理論都是以系統為對象，研究其有序與無序、平衡與非平衡等狀態的內在機制及轉化條件，其關鍵在于系統內部各要素之間的相互作用和聯系。“新三論”不僅包括了“老三論”所具有的整體性、動態性、層次性和最優化等方面外，還包括開放性、非線性、協同性與漲落性。開放性是系統形成耗散結構的首要條件，它體現出系統與環境之間不斷進行的交換。非線性是指系統內部各要素間的相互聯系和作用呈現非線性的關系，使得由于某種內部或者外部原因所引起的微小起伏被不斷放大，逐步令系統由無序走向有序，并最終形成新的穩定有序的結構。而上述的相關效應是由系統的協同性所形成的，因此協同性是系統實現自組織的核心因素。漲落性是系統需要受到外界適當的擾動，這種影響使系統逐步達到穩定有序狀態，而最終形成耗散結構。[2] “新三論”促進了多媒體教學課件由“老三論”的以教師為中心的指導思想向以“教師為主導、學生為主體”相結合的指導思想的轉變。在教師具有完整性和層次性的授課系統基礎上，利用多媒體、網絡、數據庫、虛擬現實等信息技術，提供給學生進行自我學習、交互探索、應用實踐，以及相互協作學習的一個開放式的、多種交互的、具有反饋和適應性的學習平臺，從而使學生在教師指導下，處于主動學習的地位，在整個學習系統中以個體和集體的方式進行多種交互的、探索的、實踐的學習，達到更好的學習效果。

二、以新三論系統方法為指導進行多媒體課件設計

（一）課件內容和結構具備整體性和層次性

混合式學習（B-Learning）是一種主導—主體相結合的新型教育思想，強調發揮教師的教學主導作用，突出學生的學習主體地位。以混合式學習為指導思想，進行“學教并重”的教學設計，在課件內容和結構上，注重教師“教”與學生“學”的有機結合，強調課件的教與學的整體性。如表1所示，課件內容除了教師理論教學和實踐教學欄目外，還包括學生自學欄目，以及提供師生交互學習欄目。課程教學作為一個整體，往往可以分解成若干個子目標，針對每個子目標的特點，選擇不同的教授方法，并逐次地完成各個子目標，最終實現課程教學目標。在多媒體課件教學設計上，可以根據每章節的具體教學內容和特點，確定教學目標，分析學生認知現狀，選擇適當的教學策略，使多媒體課件能起到創設情境、突破重難點、輔助教師的“教”和促進學生的“學”的作用。如圖1所示，將每一章的內容分解為3個層次和13個子模塊，包括學習目標、章節內容、習題等，體現出教學的層次性和策略性。

（二）教師、學生、教學內容和教學媒體的非線性關系

非線性是指系統內部各要素間的相互聯系和作用呈現非線性的關系，這種非線性關系的作用使得由于某種內部或者外部原因所引起的微小起伏被不斷放大，逐步使系統從無序走向有序，并最終形成新的穩定有序的結構。一個典型的教學系統包括教師、學生、教學內容和教學媒體等四個要素，這些要素之間相互聯系和相互作用形成了一些非線性關系，如教師與學生、學生與教學內容、教學內容與教學媒體等。在教學過程中，這些非線性關系不斷作用和發展，使得整個教學系統由“無序”走向“有序”，最終形成一定的“穩定結構”狀態，即教師和學生都完成了自己的任務，獲得良好的效果。這個過程可能包括了多重交互——人機交互、師生交互、生生交互。人機交互包括學生的自主學習、自主探究、自我測試、自我評價等學習活動；師生交互包括教師對學生的在線或離線的輔導、答疑、談心與個別指導等教學活動；生生交互包括網上的小組討論、專題研討以及學習伙伴之間的互教互學等活動。對于以上非線性關系中的重點關系如何在課件設計中體現出來，將做如下的一些探討。

1.“教師、學生與教學媒體”之間的非線性關系

這種關系包括“教師與教學媒體”和“學生與教學媒體”兩個方面。教師以教學媒體作為信息載體和傳輸媒介向學生提供教學信息，而學生也可通過教學媒體向教師反饋學習的效果。教師、學生與教學媒體之間不是一種單向的線性傳輸關系，而是需要三者之間的雙向乃至多向互動來實現系統的有序狀態。E-Learning（在線學習）是一種體現這種非線性關系的很好的學習方式。E-learning在線學習平臺提供了在線課件學習、交流、提問、提交和批改作業、通告、學生教學評估和反饋等功能，如圖2所示。教師和學生在這一平臺中的互動得到了極大的體現，教師、學生與教學媒體所組成的系統在多向的互動中逐漸趨向穩定良好的狀態。另外，教學評價、在線答疑、學習論壇等也是體現這種非線性關系的其他手段。

2.“學生、學生與教學媒體”之間的非線性關系

這種關系包括了“學生與教學媒體”和“學生與學生”兩個方面。學生作為學習的主體，不僅僅是從教師那里簡單地獲取知識，更多的應該是主動地完成知識的獲取。獲取的方式也不僅僅是從書本中簡單地讀取，而是從信息技術實現的教學媒體中進行人機交互和自主探索形式的學習。此外，學生和學生之間也可以相互幫助，共同學習。虛擬實驗是一種模擬實驗過程的軟件環境，學生可以按照實驗提示操作模擬的儀器，并可以看到實驗過程中產生的結果和數據，如圖3所示。自主探究學習是學生發揮主觀能動性，完成自我學習和自我探索的一種有效的方式。例如，在基本完成理論課程后，學生可探索性地進行應用設計的實踐。以設計一個溫度控制系統為例，學生可按照系統實現的標準過程，根據設計要求和任務，進行設計分析、編寫設計方案、建立系統模型，實現軟硬件的設計以及最后系統的仿真，如圖4和圖5所示。充分利用信息技術來構造虛擬的、互動的教學媒體，實現人機之間的良好互動，達到學生自我學習的效果。

（三）學生與學生的協同性關系

“新三論”中的協同學理論認為，系統內部各要素之間非線性相互作用所引起的協同現象，是系統實現自組織的核心因素。學生之間的協作學習實際上就是協同關系在教學過程中的具體體現。例如，學生剛開始學習某個新事物時，對其了解與認識處于一種無序狀態，在經過適當的學習引導，按小組或團隊的方式協作學習，使所有學生都對新事物完成理解與掌握，從而使得這一學習系統從“無序”轉化到“有序”的狀態。例如，基于項目的小組協作學習與探究，對給定的項目，按軟件工程思想和方法進行分解，制定項目進度，任務分工，相互幫助、協作完成等，如圖6所示。另外，百度網站提供的“知道”欄目也是一種協同學習的體現。可以仿照此形式建立“互助學習”模塊，如圖7所示。每個人可以提出問題，由大家回答，并從中選擇最佳答案，給予回答者一定的獎勵，這也是競爭學習與合作學習的一種體現。

（四）課件系統的開放性

開放性是系統形成耗散結構的首要條件，它要求系統與環境之間不斷進行物質、能量和信息的交換。正是因為有了開放性，才出現了多媒體教學、網絡教學等更多的教學形式，同時也使學生學習的方式從課堂走向了網絡學習、移動學習等更廣泛的空間。在課件中開放性的設計具有重要的意義。開放性的設計很多，例如，建立C語言開源代碼平臺，作為一個學習C語言的網絡資源，不論是教師或學生都可以對里面的信息資源進行增添和修改。例如，建立一個課程的WAP網站和學生博客網站，學生可以充分利用移動設備來隨時隨地地學習，還可以建立自己的博客，記錄學習的過程和感受，與更多的學習者分享和討論學習的經驗等。

三、結束語

作為教育工作者，對于如何運用現代教育理論和技術，服務于教學的研究，是我們不斷研究、探索的課題。教育作為一項復雜的系統工程，多媒體課件只是其中的一種有效的手段。筆者主要參與了《電子測量與儀器》、《操作系統》、《控制工程基礎》等多門課程的多媒體教學課件的設計與制作，課件在實際的教學中取得了良好的效果，并參加了第九屆和第十屆全國多媒體課件大賽均獲得了一等獎，其中《電子測量與儀器》課件還獲得了第七屆廣西高等教育教學軟件大賽一等獎和最佳技術實現獎。希望本文對于“新三論”在多媒體課件設計中的探索思路和方法的探討能對多媒體教學起到拋磚引玉的作用。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 馮國瑞.系統論、信息論、控制論與馬克思主義認識論[M].北京：北京大學出版社，1991：116-142.

[2] 何克抗.運用“新三論”的系統方法促進教學設計理論與應用的深入發展[J].中國電化教育，2010，（1）：7-18.

[3] 陳洪升.“新三論”多媒體課件研究[J].中國大學教學，2009，（12）.

[4] 魏青松.多媒體課件設計淺議[J].教育研究，2010，（10）.

[5] 曲文智.多媒體課件設計與“新三論”[J].中國現代教育裝備，2010，（12）.

[責任編輯：雷 艷]