新環(huán)境下實驗教學(xué)軟件設(shè)計探討范文

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摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)手段發(fā)生了變化。在這個背景下，教學(xué)軟件的開發(fā)成為計算機時代教學(xué)方式改革的一個重點。教學(xué)軟件的優(yōu)勢在于互動性、適應(yīng)性教學(xué)、學(xué)習(xí)者控制、永不疲憊，而一個成功的教學(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)行評估。教學(xué)軟件設(shè)計需要規(guī)劃出實際的執(zhí)行步驟與工作項目。與前面提到的幾類教學(xué)手段的改革不一致，良好的教學(xué)軟件的設(shè)計，必須團隊開發(fā)，包括三類人：教師、實踐工作者以及軟件人員。

關(guān)鍵詞：教學(xué)軟件；設(shè)計；新環(huán)境

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提高學(xué)生對教學(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，因為它感染力更強。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，更容易幫助學(xué)生分析問題，所以今天已經(jīng)成為教師的基本功。多媒體技術(shù)的問世，使多媒體教學(xué)軟件的開發(fā)成為計算機時代教學(xué)方式改革的一個重點。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]。因為這種方式的教學(xué)，不僅感染力更強，更重要的是可以將很多復(fù)雜問題簡單化，更加便于學(xué)生對問題的理解與掌握。

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，通過各種電腦軟件的運用，強化教師教學(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，市面上常見的文本軟件有MicrosoftOffice與OpenOffice等，文本軟件（如Word或Writer最常用來編排文件）、匯報文件（如Powerpoint或Impress）多出現(xiàn)在會議上，用來呈現(xiàn)企業(yè)組織、政府單位、學(xué)習(xí)機構(gòu)等、敘述經(jīng)營概況、績效與產(chǎn)能的報告，而報告人通過多媒體來整合文字、聲音、影片與動畫，能夠加深聽眾的印象，通過大綱說明與重點，清楚交代報告人的觀點。

（二）動畫影片

教師在運行教學(xué)活動之前，先播放一段教學(xué)影片，通過提問策略，以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。教師運用多媒體影片與動畫的目的在于，能加強學(xué)生的知識概念，通過連續(xù)動作來彌補文字?jǐn)⑹龅牟蛔?。例如，力學(xué)原理可以通過動畫就能清楚呈現(xiàn)運動方向；地震學(xué)家收集百年的全球地震數(shù)據(jù)來研制一套全球地震模擬軟件，即可通過動畫將百年的地震進(jìn)行呈現(xiàn)。

（三）網(wǎng)頁軟件

目前，市面上的網(wǎng)頁制作軟件包括MicrosoftFront－page、MacromcdiaDrcamwaver、Flash等。網(wǎng)頁制作軟件特點在于，能夠結(jié)合文字、聲音、影像、動畫，上傳至服務(wù)器后能提供各界觀看和分享。對于教師而言，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，以遵守現(xiàn)有法律。

（四）自由軟件

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

（五）互動式電子白板

互動式電子白板利用USB與電腦連線，并使用投影機投射到白板上。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寫的內(nèi)容。電子白板內(nèi)置了數(shù)字互動的功能，模擬鼠標(biāo)的方式進(jìn)行線上修改，同步顯示、存儲教學(xué)資料。

二、教學(xué)軟件的優(yōu)勢與評價

（一）教學(xué)軟件的優(yōu)勢

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

2.適應(yīng)性教學(xué)：利用電腦來教學(xué)所提供的是一種個性化的自調(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)來學(xué)習(xí)。良好設(shè)計的教學(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，自動根據(jù)學(xué)習(xí)者的反應(yīng)，來進(jìn)行適應(yīng)性教學(xué)。

4.永不疲憊：電腦沒有情緒，不會因為學(xué)習(xí)者不懂而不耐煩，因此最常見的電腦輔助教學(xué)軟件的設(shè)計均是利用電腦此項特性，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直到熟練的模式。

（二）成功教學(xué)軟件的評價指標(biāo)

一個成功教學(xué)軟件的評價指標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括以下幾個方面：目的性、科學(xué)性、創(chuàng)新性、技術(shù)性及藝術(shù)性（見表1）。在以上5個指標(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強，也不可能在各個領(lǐng)域都有專家，都有教師。很多軟件公司的工作人員沒有承擔(dān)過教學(xué)工作，更不可能對每個專業(yè)內(nèi)容都了解。因此，沒有本專業(yè)資深的教師參與教學(xué)軟件設(shè)計，這個軟件很難設(shè)計成一流的。對于科學(xué)性，涉及到實踐工作的場景設(shè)計，非實踐工作者參與不可。因為，我們絕大多數(shù)教師，都沒有實踐工作經(jīng)驗，這是我國教學(xué)工作者的缺憾。他很難準(zhǔn)確了解實際工作，更無法精確描述實踐工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，要通過教學(xué)軟件讓學(xué)生達(dá)到虛擬實習(xí)、虛擬實訓(xùn)的目的，必須要有實踐工作經(jīng)驗豐富的從業(yè)人員參與。而對于軟件的創(chuàng)新性，必須是教師與軟件設(shè)計人員的智慧融合，因為教師了解哪些教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)環(huán)節(jié)，是普通講述或其他表現(xiàn)方式無法實現(xiàn)的，而軟件設(shè)計人員正是化繁為簡的內(nèi)行。對于技術(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，這是教師無法做到的。由此可見，一個一流的教學(xué)軟件是個團隊工程，已經(jīng)不再是教學(xué)單位或教學(xué)軟件公司可以獨立完成的。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)軟件開發(fā)商所注意的焦點，如何開發(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，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)我們對電腦輔助教學(xué)寄予厚望時，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)計不良，無法配合課程目標(biāo)、與硬件設(shè)施不相容等諸多問題，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)行開發(fā)，并在Windows操作系統(tǒng)上運行，但出現(xiàn)了代碼的可移植性較差、執(zhí)行效率不高等問題[2]。究其原因，對教學(xué)設(shè)計不重視、缺乏正確軟件發(fā)展步驟、人員分工不清是主要問題。因此，在教學(xué)軟件的開發(fā)商以系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計觀點是分析與設(shè)計的依據(jù)，并詳細(xì)規(guī)劃出實際的執(zhí)行步驟與工作項目，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)計工作時，除了必須對使用者界面的基本概念與設(shè)計知識有相當(dāng)?shù)牧私庖酝猓瑸榱吮苊狻伴]門造車”的情況，還必須了解界面設(shè)計工作在整個軟件的發(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)計包括幾個步驟：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，包括課程內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)活動、故事情境、系統(tǒng)流程、使用者手冊等方面。3.制作，包括軟件媒體制作、系統(tǒng)整合、使用者手冊制作、系統(tǒng)維護(hù)手冊。4.評估修正，包括形成性評估、總結(jié)性評估、計劃總結(jié)報告。在軟件內(nèi)容架構(gòu)方面，可以采取個別指導(dǎo)法的設(shè)計。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，在每一個小學(xué)習(xí)單元完成后給予學(xué)生某些問題，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)軟件通過軟件預(yù)設(shè)的引導(dǎo)活動與學(xué)生自主活動交織的探究學(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)計的保障

傳統(tǒng)教學(xué)手段有一個共同特點，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，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)。也就是可以通過虛擬仿真平臺的創(chuàng)建，整合各類實驗教學(xué)資源與學(xué)科專業(yè)知識，使整合在同一平臺上，達(dá)到與真實相一致的教學(xué)、實習(xí)、實訓(xùn)的教學(xué)目的和要求。與前面提到的幾類教學(xué)手段的改革不一致，虛擬實驗教學(xué)平臺的建設(shè)，必須團隊開發(fā)。這個團隊包括三類人：教師、實踐工作者以及軟件人員。依據(jù)以上論述，公共管理教學(xué)軟件的制作團隊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)活動與關(guān)鍵環(huán)節(jié)或流程等，以便虛擬教學(xué)軟件的實際管理業(yè)務(wù)的情景模擬、操作性訓(xùn)練的設(shè)計。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，是制作實體、設(shè)計者、團隊的組織者。一個教學(xué)軟件制作的水平，與教學(xué)軟件公司的以上三項功能的發(fā)揮極為相關(guān)。遺憾的是我國尚未有這樣的公共管理教學(xué)軟件團隊的出現(xiàn)。

四、結(jié)束語

近年來，信息技術(shù)的快速發(fā)展，對教學(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)生交換觀念的場所，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)計給小團體通過合作學(xué)習(xí)的方式來進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。此種發(fā)展方向，與網(wǎng)絡(luò)科技的進(jìn)展或多媒體投影機的發(fā)展，以及近年來建構(gòu)主義理念強調(diào)合作學(xué)習(xí)與社會化學(xué)習(xí)的趨勢，可以說是相輔相成的。建構(gòu)式科學(xué)探究教學(xué)思想認(rèn)為，知識是學(xué)生主動建構(gòu)的，不是被動接受的。學(xué)生獲取知識應(yīng)經(jīng)歷的活動在程序上可以分為三個部分，并且這些活動在實際學(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)展出來的互動式遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，即利用電腦軟件設(shè)計出來一套以電腦網(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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作者：陳美 單位：湖北工業(yè)大學(xué)