基于WEB的計算機輔助教學設計工具的設計與實現

景 雯，張景安

(山西大同大學數學與計算機科學學院，山西 大同 037009)

基于WEB的計算機輔助教學設計工具的設計與實現

景 雯，張景安

(山西大同大學數學與計算機科學學院，山西 大同 037009)

從教學設計的實用性出發，先綜述了教學設計、教學設計自動化、教學設計輔助工具等相關的研究發展情況，指出目前教學設計輔助工具應用領域的空白，然后針對高校工科專業的教學基礎課程，運用相關的教學設計理論知識和數據庫技術設計與實現了一套教學設計輔助工具，本軟件工具依據課堂教學設計的過程中的步驟一步一步的引導教師進行教學設計，目標就是使課堂教學效果最優化。

教學設計；教學設計自動化；教學設計輔助工具；課堂教學

我國是在20世紀80年代中期引進教學設計理論的，至今已有30多年歷史了，進入新世紀以后，我國教學設計在理論和實踐兩個方面都得到了迅速發展。在學校教育中，教學設計有著至關重要的作用。如何進行規范的教學設計，并且簡化教學設計的過程是當前應該注重的問題。開發教學設計輔助工具就是解決這樣問題的途徑，其具體的目的在于：

(1)普及教學設計原理、知識

軟件會將教學設計相關步驟的原理、知識及時的呈現給教師，這樣可以系統的學習教學設計的相關知識，對于不會教學設計的教師來說，可以了解一下教學設計原理知識，以便更好的進行教學設計，為教學服務。

(2)降低教學設計的成本

很多學科教師都對教學設計有一定的了解，清楚教學設計可以對教學有很大的幫助，但是往往由于教學設計的復雜性而不去使用。如果用計算機來輔助教師來進行教學設計，就可以做到節約時間、減少重復勞動，也可以通過網絡來與其他教師進行在線互動，這些方面都可以降低教學設計的成本。

(3)規范教學設計流程

教學設計本質上是一種分析和解決教學問題的系統方法，按照這種方法進行教學設計可以解決教學中的問題。在系統方法指導下，教學設計中的各個階段相互聯系，相互制約，都是為了教學目標而服務，避免了教師在普通的教案書寫時各部分無聯系的弊端。教學設計輔助工具將教學設計的過程告訴給教師，教師點擊頁面中的“下一步”就可以進入到下一個步驟的設計頁面中。按照順序進行設計，規范了教學設計的過程。教學設計不規范，教學的效果可能會受到影響。

(4)教學設計便捷化

教學設計輔助工具，發揮了計算機技術的優勢，加快和簡化了教學設計的過程，方便教師的使用。

1 研究綜述

教學設計過程本身是一項復雜而繁瑣的系統工程，為了讓教師從繁瑣的教學設計過程中擺脫出來，簡化教學設計的過程，教學設計專家提出了教學設計自動化(Automated Instructional Design[1-4]，簡稱AID)的構想，進而發展為計算機輔助教學設計這一領域，并進行了有益的探索，設計出多種類型的教學設計輔助工具，輔助教師完成設計工作，引發了教學設計領域的變革。我國對計算機輔助教學設計工具也進行了積極的探索，但主要是從理論層面上進行探討，缺乏可供教師實際使用的工具，尤其是缺乏與具體學科相結合的教學設計編寫輔助工具，可以對教師進行更具體的指導。

何克抗教授指出：教學設計自動化可以通過以下六種途徑實現[2]，如表1所示，這六種途徑可以單獨的構成一套系統，也可以相互配合使用，目標都是要方便教學設計者，使教學效果達到最優化。教學設計自動化可以看做是教學設計工具發展到高級階段的產物。

表1 教學設計自動化的實現方式

教學系統化設計是由多門學科的知識所組成的，其中最為基礎性的理論基礎就是系統論，按照

系統論的觀點，教育系統是社會系統中的一個子系統，而教學系統是教育系統中的子系統，它本身又是由許多更小的子系統構成的。根據任務和每一個子系統大小的不同，教學系統化設計的研究領域可分為三個層次，如圖1所示，教學系統化設計可分為教學系統設計層次，教學過程設計層次及教學產品設計層次等。本文中開發與制作的教學設計輔助工具是屬于教學設計的第三個層次——教學產品設計的范疇的，另外本文中的教學設計是針對課堂

的，是屬于課堂的教學設計，是教學設計的第二個層次——教學教程設計。課堂教學設計是屬于教學設計三個層次中的第二個層次——教學過程設計。把對某幾個知識點或一節課的教學系統化設計稱為課堂教學設計。

圖1 教學設計的層次

a)課堂教學設計的過程

參照李龍教授《教學設計》[5]中適合于課堂教學形式的教學過程設計簡明操作程序，課堂教學設計的過程定為以下幾個步驟：

(1)根據課程標準制定的總教學目標，對教學內容進行認真分析；

(2)根據課程標準獻寶的總教學目標，對教學對象進行認真分析；

(3)在分析教學內容和教學對象之后，得出一節課的教學目標和這節課各知識點的學習目標，以及這節課的知識和能力結構框架，以準確的可以測量的的語言描述出這節課的教學目標；

(4)根據這節課的教學目標，選擇教學策略；

(5)根據這節課的教學目標，選擇教學媒體和合適的教學活動；

(6)制定課堂教學教程結構方案，會計于教學實踐；

(7)總結性評價。

2 課堂教學設計輔助工具的設計

a)系統功能描述

通過前部分的研究和分析，首先對本輔助工具的主要功能按用戶的角色分類進行如下描述。

管理員功能包括：

(1)對用戶登錄權限進行管理；

(2)對教學設計模板進行管理，包括模板的增、刪、改、查等操作；

(3)對基礎數據進行維護。

教學設計者功能包括：

(1)瀏覽已經生成的教學設計；

(2)自主進行教學設計；

(3)導出教學設計方案；

(4)打印教學設計方案。

b)功能模塊的劃分

本系統包括登錄模塊、教學設計模板管理模塊、課堂教學設計編輯模塊與數據維護模塊。

(1)第一層主模塊：

圖2 一層主模塊圖

(2)第二層子模塊：

數據維護模塊包括，數據庫的備份、還原功能。

圖3 二層數據維護模塊圖

課堂教學設計編輯模塊包括教學內容的分析、學習者的分析、教學目標的編寫、教學策略的選擇、教學媒體的選擇、課堂教學結構的設計、教學評價模塊。

圖4 二層教學設計模塊圖

3 課堂教學設計輔助工具的技術實現

a)登錄模塊的實現

圖5 登錄模塊界面

b)教學設計編輯模塊的實現

圖6 教學設計編輯模塊界面

從實際教學中遇到的問題入手論述了教學設計輔助工具的設計與實現。首先對教學設計輔助工具的理論知識和研究現狀進行了梳理，然后又分析了工具的服務課程的特點、課程內知識分類的特點，將工具的適用范圍定位為“以原理、規則為主的理工科基礎專業課程”，將工具的功能定位為“具有引導教學設計者和全程提供幫助的教學設計模板”。

4 測試結果及討論

在系統測試中共邀請4位教師和2位學科專家參加了《操作系統》教學設計輔助工具的在線測試。測試后，并對測試者進行了同步訪談了解系統使用后的感受和建議。

(1)系統性能

通過幾輪的教學設計過程的進行，軟件運行正常，界面友好，操作簡便，導出的Word版的教學設計格式清楚。

〔責任編輯 高 海〕

Design and Implementation of Computer Aided Design Tool based on Web for Instructional Design

JING Wen，ZHANG Jing-an
(School of Mathematics and Computer Science，Shanxi Datong University，Datong Shanxi，037009)

In this paper，based on a target of the practicality of instructional design，firstly，relevant researches and development situations of instructional design(ID)，automatic ID，and computer aided design tool for ID are summarized，and it is pointed out that there is little relevant researches in the field of CAD tool for ID.The paper aims at the college basic course of engineering major，using the relevant instructional design the ries and database technology，a instructional design tool can be designed and implemented.With the help of software tool，teachers can be guided step by step to carry on instructional design according to the steps of classroom ID.

instructional design；instructional design automation；CAD tool for ID；classroom teaching

TP391.41

A

2012－12－12

山西大同大學科學研究項目[2012Q10]；山西大同大學教研項目[xjy201]

景雯(1979-)，女，山西永濟人，碩士，助教，研究方向：計算機教育與應用。

1674－0874（2013）03－0008－02