环境工程学信息化教学设计论文

摘要：在新冠病毒肆虐期间，我国率先实施“停课不停学、停课不停教”，将疫情对教育的影响降低到最低程度，其中教师信息化教学能力提升发挥了重要作用。该文对我国提升教师信息化教学能力的实践进行系统化梳理研究，并探讨再提升方向。以下是小编精心整理的《环境工程学信息化教学设计论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

环境工程学信息化教学设计论文 篇1：

论教育作为一种工程性实践

摘要：现代教育需要一种自觉的理性，这种理性是技术理性、科学理性和价值理性的统一。人们运用价值理性看顾教育目标，运用技术理性和科学理性设计教育手段和理解教育结果。很明显，技术理性的运用占用了绝大部分教育实践成本（含时间成本）。因此教育理性突出表现在课程开发和教学设计以及教育系统分析的工作当中，而非课堂教学这类感性活动之中。即是说，只有课程开发、教学设计、教育系统分析实现了技术化，教育才能成为现代教育。而这种教育本身就是一种工程性实践，不但需要课程开发技术、教学设计技术等专业技术，还需要教育工程学。教育工程学视野中的教育工程，不是指教育领域中的工程项目，而是指教育系统的设计、开发、实施与维护升级的组织性实践活动。这里教育系统是指教育组织所采纳的课程体系及其经过逐层转化而演变而成的教学实施活动。教育建模是教育工程学研究首要的工作。教育建模包括教育系统的概念建模和教育工程的过程建模。我们可以用“课程体系—门类课程—知识组件—学习活动—活动任务—教学环节—知识对象”来表征教育系统概念模型，可以将课程开发过程模式、教学设计过程模式、过程机制图组合起来表征教育工程的过程模型。

关键词：现代教育实践;教育工程;教育系统;教育建模

作者简介：杨开城，教授，博士生导师，北京师范大学教育技术学院（北京 100875）;陈洁，博士研究生，北京师范大学教育技术学院（北京 100875）。

一、从工程角度看现代教育实践

何谓教育实践？答案并非显而易见。理论与实践之间存在着协同进化的关系，因此我们必须在教育学语境下才能言说教育实践，否则只是言说教育工作或者教育中的某些现象。旧教育学（Pedagogy）言说的只是教育的行动规范，自身不是理论（杨开城，2014）。旧教育学的“既要如何”“又要如何”“应该如何”以及各种方法模式等话语表述的并不是实然的教育实践而是应然的理想教育。要想细致地理解教育实践，必须以新教育学（Educology）为语境（杨开城，2016a）。新教育学包括教育技术学和教育科学，其中教育技术学用来构建教育系统，教育科学用来理解教育系统。这里的教育系统是指旨在达到特定教育目标的课程体系（赵国庆等，2015）。它由门类课程构成，门类课程由知识组件构成（杨开城，2004），知识组件通过教学设计可以转化为教学方案，教学方案通过教学实施表现为教学活动（或称学习活动）。在教学实施之前，教育系统处于设计态，所有的教学活动组合起来是教育系统的运行态（或称实施态）。在新教育学看来，教育实践就是各种教育系统的设计、开发、实施、修正的过程。

何谓现代教育？答案同样并非显而易见。现代性首先表现为自觉的理性。现代教育所包含的教育理性是技术理性、科学理性和价值理性的统一。人们运用价值理性看顾教育目标，运用技术理性和科学理性设计教育手段和理解教育结果。很明显，技术理性的运用占用了绝大部分教育实践成本（含时间成本）。因此教育理性突出表现在课程开发和教学设计以及教育系统分析的工作当中，而非课堂教学这类感性活动之中。即是说，并非在课堂上使用了现代媒体、采用了所谓的现代教学法上课，我们的教育就是现代教育了。只有课程开发实现了技术化、教学设计实现了技术化、教育系统分析实现了技术化，我们运用课程开发技术、教学设计技术、教育系统分析技术进行教育实践，我们才能实现现代教育。只有这样的教育实践才可能具备现代教育的以下四个特征（杨开城等，2016）：（1）以信息处理与数据驱动为基色，体现教育理性;（2）由既有理性又有激情、既怀抱教育理想又能顾及历史实情、兼具学科与人文修养的专业从教者主导;（3）以可進化的教育系统以及基于知识产品且能响应多元需求的学习环境为核心;（4）以独特的专业知识与工具作支撑。

换句话说，新教育学视野中的教育实践才是现代教育实践。它是以课程开发、教学设计、教育系统分析等专业技术为基本工具，设计、开发、维护、升级教育系统的过程（如图1所示）。而这个过程具有明显的工程性质：（1）具有问题解决的性质。不存在一种千秋万代令所有人满意的教育，教育发展自身就是一个不断遇到问题（甚至制造问题）、解决问题的过程。如果汇总了所有相关人对教育的不满和抱怨，教育本身就是一个问题。这个问题归根到底是教育系统的质量问题（目标适切性、目标—手段一致性、可适应性，等等）。因此教育问题的解决最终归结为教育系统的设计、开发、实施、维护升级的问题。（2）目标明确。教育系统的功能就是达到特定的教育目标。教育实践就是试图使得这些教育目标由意图转变为现实结果的过程。（3）技术过程繁杂、涉及海量信息，需要全程监管和控制。（4）重视成本效益核算。教育系统的设计开发以及具体的教育行动消耗巨大成本，教育实践离不开成本效益核算。（5）复杂的角色分工，广泛存在超越时空的合作。教育系统的“生老病死”涉及专业课程开发团队、技术服务人员、媒体制作人员、教育管理人员、教师等繁杂的角色分工以及角色关系，超越时空的合作很常见。某课程开发专业团队的劳动成果可以传递给多年之后的某个学校的师资队伍，而教师实施教学过程中感知到的课程缺陷也可以传递给多年后的另一个课程开发专业团队。

教育实践是围绕着教育系统展开的，虽然具体行动中自然包含着大量常规的人财物事权的事务，但这些日常管理绝不是教育实践的核心事务。教育实践的核心事务，即教育工程的核心事务，是教育系统的生存期管理，它不但需要运用课程开发技术、教学设计技术、教育系统分析技术等专业技术，还需要根据不同需要将这些专业技术关联起来运作的教育工程学知识（它也是一种技术知识）。

二、呼唤教育工程学

教育工程学是关于教育工程的知识体系。教育工程是教育系统工程的简称。教育系统工程既可以指教育中的系统工程，也可以指关于教育系统的工程。教育系统既可以指社会学意义上的教育组织系统，也可以指教育学意义上由课程体系、课程、知识组件、教学方案以及相应的教学活动构成的系统。当然教育工程的具体所指，即教育工程的定位，决定了教育工程学的知识体系构成。

钟柏昌曾经相对完整地总结了多位学者对教育工程的看法（钟柏昌，2007）。比如，李诚忠等认为教育工程是运用教育系统理论和方法，分析、处理、解决教育问题的工作过程，这个过程涉及学校的日常教学及管理，还包括教育人口规划、教育专业规划、学校规划、教师规划和教育经济规划（李诚忠等，1986，pp：195-246）;查有梁认为教育工程就是应用系统工程的思想、方法，对教育事业的发展规划、组织管理、控制评价等进行研究、规划、组织、管理、经营、决策、评价（查有梁，1986，pp：95-96）;毛祖桓认为教育系统工程涵盖了宏观层面的教育系统设计、规划和管理，中观层面的学校组织和管理，以及微观层面的教学过程组织和管理（毛祖桓，1988，pp：113-128）;等等。

在这些看法中，教育系统都是指社会学意义上的教育组织系统，因而教育工程要么是指工程视角下教育组织的事务管理，要么是指教育中的系统工程，即教育领域中工程级别的项目。人们之所以将那些项目或事务称为工程，是因为这些项目或事务规模庞大，需要运用系统工程方法进行协调管理。“教育工程项目则是一类特殊的工程项目，它除了具有上述工程项目的一般特性外，还具有教育性、唯一性、长效性、不可逆性等特质。”（钟柏昌等，2006a）“教育工程的操作对象是具有鲜活生命力的人，所利用的资源是以人力资源为主，而以物质资源为辅，这决定了教育工程的特殊性主要表现在伦理性以及工程实施的复杂性这两个方面。”（赵建民等，2008）但这类教育工程的教育性或伦理性以及由此衍生出来的其他特性也不足以使得教育工程学理论有别于其他工程学理论。人们运用其他工程学知识就可以运作这类教育工程。虽然有人声称“教育工程学是研究以教育工程方法实施教育工程项目的一门学问”（钟柏昌等，2006b），但从教育工程学研究的实际进展来看，所谓的教育工程方法也就是教育领域中运用的其他工程学提供的方法。在工程方法层面上，这种教育工程学并不会有什么新发现，此类研究只是积累经验而已：“陈述成功的行动者做了什么、怎么做的和效果如何……推测导致行动成功的可能性因素，初步确定具体因素和成功之间的关系性质……对具有普遍性的因果或相关关系做出理性的说明”（刘庆昌，2007）。最终，这类教育工程学会沦为“做事”的领域而非创生知识的学科。正如人们常常只看到教育中的技术要素而看不到教育系统本身是一个技术人造物一样，人们常常只看到教育实践中的某个大项目或者繁杂的事务，将之称为教育工程，而看不到教育系统的设计、开发、实施与维护升级自身就是教育工程。当然，这并不妨碍这类教育工程学与教育技术学发生纠葛。有学者戏谑称，教育技术学界竟把教育工程学作为教育技术学的一部分或领域，“只不过他们更乐于指出教育工程学的存在，而较少作具体的研究和描述，也就是说，‘圈地’重于‘耕作’”（钟柏昌，2007）。

这里存在两种误解：一是将教育工程学置于教育技术学之内并非教育技术学界的共识。教育技术学界普遍认可技术应用主义的教育技术学，认为教育技术即教育媒体技术，因此要么无视教育工程学，要么很自然地将教育技术置于教育工程学之内。笔者倒是一直坚持认为教育技术是构建教育系统的独特技术（杨开城，2008），教育工程学是教育技术学的一个分支，是这种独特技术的一部分，另外两个分支包括教学设计与课程开发技术（赵宏等，2003）。二是作为独特技术的教育技术学对教育工程学并不打算只圈地、不耕作。技术的内涵是人为规定的物质、能量、信息的变换方式（杨开城等，2007）。工程是对某些技术的再组织：根据工程的目标选择特定的技术、将这些技术关联起来以完成工程的目标。因此它属于信息变换，在性质上仍属于技术范畴。所以，将教育工程学置于教育技术学之内，并不是毫无道理可言。

工程实践的核心是由多个技术（部件或组件）相互勾连而成的过程。如果工程实践不是一个标准明晰、信息公开的技术过程，那么成本估算、进度控制都是个难题，谈何工程管理？因此特定的工程学必定涉及特定的技术体系，对这种特定技术之间的信息沟通和宏观把握需要特定的知识，包括对象的内部结构、对象的功能和性能、对象的体系结构、对象之间的交互接口、各种信息规范和标准、成本估算、进度控制，等等。所以，若不存在独特的技术及其体系，便不可能存在独特的工程学知识，这个领域的工程运作只需要借用其他工程学（及其附带的技术）知识即可。如果技术不在某种程度上相对成形，工程学的知识创生便无法展开。这些年来，笔者一直坚持教育技术学的三分支构想，并长期关注教学设计与课程开发技术的构建与改进，几乎对教育工程学不置一词，甚至对教育技术学的言说也忽略了教育工程学，但这还真不是只圈地、不耕作，而是因为，如果教学设计技术与课程开发技术不相对成形，教育工程学研究是无法真正启动的。

无论是博比特还是查特斯，都是因为关注课程问题而萌生了教育工程的学科意识。但当时课程开发和教学设计都没有技术化，因此人们关于教育工程只能停留在“意识”水平。有了这个意识不等于自动拥有了教育工程学学科。预判存在教育工程学与创生教育工程学的知识体系是两件事儿。至今教育工程学无甚进展，“编”撰几本书，分享一些实践经验，并不算像样的教育工程“學”的进步。如果算上20世纪教育工程学被提及，总括起来，至今教育工程学并没有什么自己的独创成就。为何？能够从其他工程学借用知识、从其他技术领域借用技术的教育工程实践怎么可能创生教育工程学呢？工程与技术不是两层皮的关系。在实践中，工程实践必然包含技术过程，可是我们在以教育工程学为名的学术讨论中还看不到这类对技术过程的讨论。其实，如果不在教学设计技术与课程开发技术基础上去开拓教育工程学，即使努力“耕作”，也会颗粒无收。

所谓教育工程，是指教育系统的设计、开发、实施与维护升级的组织性实践活动，这里教育系统是指教育组织所采纳的课程体系及其经过逐层转化而演变而成的教学实施活动。教育工程不是一个有限生存期的工程项目，而是现代教育实践（即专业性教育）的基本形态。只有这样的教育工程才能催生教育工程学。当然我们预设一个教育工程学，首先要明确这个学科的理论功能，其次是它独创的知识体系。教育工程学的理论功能包括：（1）阐明各级各类的教育工程的技术过程。不同类型、不同定位的教育组织需要不同功能特色的教育系统，因此其工程的技术过程会有差异。教育工程学要指明不同类型的教育工程需要采纳何种课程开发、教学设计的技术以及其他专业技术来完成教育系统的生存期管理。（2）规定各类教育工程中的各项业务所采纳的格式化文档、专业术语、规范和标准。只有如此，人们才能最大限度地将繁杂的实情转化为不同层次的结构化数据，实现数据驱动的设计、沟通与决策，消除信息隐蔽与行为隐蔽，实现风险评估与控制。（3）阐明成本估算与控制、进度调控的操作方法。根据教育工程的实际特点，确立特定的人财物事权的运转规则。至于它独创的知识体系，并不是一篇论文可以说明白的。教育工程学的知识体系是研究的产物而不是一篇论文的产物。

三、教育工程学与教育建模

工程学要求实践者以工程学理论的方式看待实践、对待实践。工程学首要的思考工具便是模型。教育工程学的首要任务是完成教育工程建模，简称教育建模。教育建模不是指将纷繁复杂的教育过程简化为一种教育模式，因为这种教育模式既无实践的解释力也无实践的指导力。不具有解释力和指导力的建模是失败的建模。教育工程建模是一种对真相的表达，这种真相对应着某种关切。在这种关切驱动下，我们将无关信息剔除，将相关信息结构化以便能与某种理论相呼应，增加我们对实践的理解。教育工程学关注的是教育系统，考察它是如何生成的、又是如何随时间展开的。因此教育工程建模必然包括教育系统的概念建模和教育工程的过程建模两个方面。（1）教育系统的概念建模，旨在说明设计态教育系统的内在结构，即教育系统有哪些对象构成、这些对象的具体结构、这些对象之间的体系关系是什么样子的。“定义文本”并不能帮助实践者理解那个真实的教育系统。有了概念模型，教育实践者才能真正理解教育系统是什么。（2）教育工程的过程建模，旨在说明教育系统缘何生成、如何生成、如何展开、如何升级或被淘汰，即教育系统的生存期管理。有了过程模型，教育实践者才能获得教育实践的总体轮廓。总之，只有做好了教育工程建模，我们才能理解那个真实的教育系统在什么人参与的情况下、在何种文化制度背景下、在何种资源条件下的整个“生老病死”的过程，才能从总体上理解所发生的教育现象、理解教育实践的是非成败，才能清晰地界定具体的工程性事务，才能确定教育工程以及教育系统的哪些环节、哪些方面作何修正，才能清晰地表征人财物事权在教育系统生存期内的分配状况以及这些人财物事权的教育学意义。

按照目前我们对教育系统的理解，我们认为设计态教育系统是由门类课程构成的课程体系，门类课程由知识组件构成，知识组件由学习活动构成，学习活动由活动任务构成，活动任务由教学环节（表现为教学交互序列）构成，教学环节由知识对象构成。这里的知识对象是指信息对象与知识属性的组合（杨开城等，2019）。对于一般的媒体信息，我们称之为信息对象。如果对信息对象增加知识属性，即标明这个信息对象是针对哪些知识点的，那么这个信息对象就成了知识对象。这样“课程体系—门类课程—知识组件—学习活动—活动任务—教学环节—知识对象”便构成了教育系统概念模型的层级关系，而从知识对象到教育系统之间的横向聯系是由它们背后的知识属性提供的。教育系统的最底层对象是知识对象，这个知识对象的知识属性可以采用知识建模图来表征。知识对象以上的其他层次的对象的知识属性是继承其构成成分的知识属性的结果，这样知识建模图便提供了不同层次对象之间的横向联系。

按照目前的研究经验，我们认为教育工程的过程模型基本上可以分为三个过程：课程开发的技术过程、教学设计的技术过程和教学实施过程。课程开发的技术过程可以由课程开发过程模式来表征，如图2所示的以知识组件为中心的课程开发过程模式（杨开城，2018，前言，p.13）;教学设计的技术过程可以由教学设计的过程模式来表征，如图3所示的以学习活动为中心的教学设计过程模式（杨开城，2016b，p.15）;而教学实施过程可以由教学过程机制图来表征。教学过程机制图是教学环节的序列图，它是教学过程的中观真相的表征方法（杨开城等，2017）。只要我们按照IIS图分析法（杨开城，2007），将教学过程切分为相互呼应的信息流（某些种类的信息流具有知识建模图属性，这个属性说明了该信息流所包含的知识内容）和师生行为序列，再按照特定规范将一组连续的信息流序列进行合并，就产生了教学环节（如图4所示，其最基本的属性是教学主题图，它是该环节所有信息流的知识建模图属性的并集，是这个教学环节的主要内容），再对这个环节标注相应的师生行为和描述信息，我们便获得了一个教学环节图。一个教学过程就是教学环节图的有向无环图，这个有向无环图就是这个教学过程的教学过程机制图。通过读图，我们便可以知晓教学中观层次的事实，这对于解释某些教学中的现象和理解教育系统的具体表现提供了数据依据。每一次教学过程都可以表征为一个教学过程机制图，一门课程的所有教学过程的教学过程机制图组合起来，在经过某种合并、标注特定的信息（比如时间、物质资源、角色、人力资源、权力、资本，等等）便可以表征课程实施的过程机制图，依此类推我们便可以获得教育系统的过程机制图。

由于设计态教育系统和运行态教育系统都可以看作是教学环节的序列，因此过程机制图既适用于运行态的教育系统，也适合于设计态的教育系统。尤为重要的是，过程机制图为进行设计态与运行态教育系统之间的对比提供了一套共同遵守的编码体系。对于教育实践而言极为重要的信息是设计态教育系统与运行态教育系统之间的差异，可二者难以直接对比。但如果能将二者都编码为过程机制图，那么便可以进行对比，二者的差异也就很直观了。设计态教育系统的过程机制图表明了教育系统中有了什么、可能引发什么，运行态教育系统的过程机制图表明了教育系统实施时发生了什么。我们总的期望是实际发生的就是我们在教育系统中预设的。因此教育系统的设计态与运行态的一致性分析对于教育工程来说是必备的工作。教育系统的设计态与运行态之间的差异将揭示在需求感知、教育系统的设计、人财物事权的实际分配等方面的缺陷，从而为快速调试教育系统提供了数据依据。

只要进行教育系统的设计态与运行态的一致性分析，我们便会发现，我们面对的是教育大数据问题。大数据的“大”是一个隐喻表达。大数据的大不是样本规模问题。大数据其实是复杂适应系统在现实中的显现。教育系统是复杂适应系统，因此教育大数据是教育系统在教育现实中的生成性表现（杨开城，2019）。一个设计态教育系统在其生存期内的全部表现，需要各个教育组织的全部样本。可是我们并不清楚，哪个教育组织实施的教育系统是典型的、有代表性的，我们只能将所有教育组织实施的教育系统看作是那个教育系统的整体生存的一部分。这种从某种角度讲的“全样本”对于教育系统而言，就是教育系统的全部表现罢了。由此可知，教育工程只能是大数据的，我们不得不在大数据情境下探索教育工程学知识。

四、小结

作为学科的教育工程学视野中的教育工程，不是指教育领域中的工程项目，也不是指社会学意义上的教育组织的工程性管理。教育工程学意义上的教育工程，是指教育系统的设计、开发、实施与维护升级的组织性实践活动，它不是一个有限生存期的工程项目，而是现代教育实践的基本形态。整个现代教育实践就是围绕着教育系统展开的工程性实践。教育现代化不但需要课程开发技术、教学设计技术等专业技术，还需要教育工程学。

参考文献：

[1]李诚忠，王序荪（1986）.教育控制论[M].长春：东北师范大学出版社社.

[2]刘庆昌（2007）.教育工学初论[J].教育理论与实践，（3）：1-6.

[3]毛祖桓（1988）.教育学的系统观与教育系统工程[M].成都：四川教育出版社.

[4]杨开城（2004）.浅论课程开发理论中的角色分析与知识组件[J].教育理论与实践，（5）：46-49.

[5]杨开城（2007）.教学系统分析技术的初步研究[J].中国电化教育，（8）：1-5.

[6]杨开城（2008）.论技术应用主义的教育技术学及其贫困[J].中国电化教育，（8）：1-3.

[7]杨开城（2014）.教育学的坏理论研究之四：教育学的理论品性[J].现代远程教育研究，（4）：29-38.

[8]杨开城（2016a）.论教育学眼中的教育实践[J].现代远程教育研究，（4）：11-20.

[9]杨开城（2016b）.以学习活动为中心的教学设计实训指南[M].北京： 电子工业出版社.

[10]楊开城（2018）.课程开发——一种技术学的视角[M].北京： 北京师范大学出版社.

[11]杨开城（2019）.教育何以是大数据的[J].电化教育研究，（2）：5-11.

[12]杨开城，陈宝军（2019）.论信息化教育的数据基础[J].现代远程教育研究，（4）： 19-25.

[13]杨开城，何文涛，张慧慧（2017）.教学过程机制图：一种理解教学的重要中介[J].电化教育研究，（1）：15-20，27.

[14]杨开城，许易（2016）.论现代教育的基本特征与教育信息化的深层内涵[J].电化教育研究，（1）：12-17，24.

[15]杨开城，王斌（2007）.从技术的本质看教育技术的本质[J].中国电化教育，（9）：1-4.

[16]查有梁（1986）.控制论、信息论、系统论与教育科学[M].成都：四川社会科学院出版社.

[17]赵国庆，杨开城（2015）.教育学要揭示什么样的教育规律？[J].现代教育技术，（9）：25-29.

[18]赵宏，杨开城（2003）.教育技术学学科体系研究[J].现代教育技术，（4）：18-23.

[19]赵建民，郑旭东，桑新民（2008）.教育工程学思想探源——视听教育先驱者查特斯及其学术命运[J].开放教育研究，（2）：28-31.

[20]钟柏昌（2007）.教育工程学新探——关于教育工程项目管理的研究[D].南京：南京师范大学.

[21]钟柏昌，李艺（2006a）.运用教育工程方法管理教育工程项目——教育工程学研究的新取向[J].教育研究，（8）：42-48.

[22]钟柏昌，李艺（2006b）.我国教育工程学的现状反思与发展启示[J].电化教育研究，（8）：6-10.

责任编辑 汪燕

作者：杨开城 陈洁

环境工程学信息化教学设计论文 篇2：

提升教师信息化教学力的中国路径及优化发展

摘要：在新冠病毒肆虐期间，我国率先实施“停课不停学、停课不停教”，将疫情对教育的影响降低到最低程度，其中教师信息化教学能力提升发挥了重要作用。该文对我国提升教师信息化教学能力的实践进行系统化梳理研究，并探讨再提升方向。研究表明，新世紀以来，我国统筹设计了行之有效的四大路径促进教师信息化教学能力持续提升，每一路径都彰显了统筹规划、顶层设计、专家引领、标准先行、系统组织、与时俱进的特色;智慧时代要实施教师信息化能力提升的战略转型，重点提升教师在虚实双重世界对学生进行知行创一体化培养的能力、综合新技术变革教育的能力以及适应新时代需求转变角色的能力，真正实现教师信息化教学能力的“互联网+” “人工智能+”的时代化提升。

关键词：教育信息化;教育现代化;信息化教学能力;中国经验

文献标识码：A

2020年新冠病毒以无比凶猛之势肆虐人类，打乱我国的正常教学秩序。“病毒肆虐，教育不能中断”，为了既保护广大师生的健康与生命安全，阻断新冠病毒传播链，又保障教与学的进行，我国在全世界率先部署全国范围的“停课不停学”，打响了在线教育保卫战。广大学生居家在线学习，保证了学习不间断，将新冠病毒疫情对广大学生学业的影响降低到了最低限度。2.7亿学生能够成功居家学习，成为人类教育壮举，这其中我国自从2000年起实施以教育信息化带动教育现代化战略以及高度重视教育信息化建设功不可没。我国过去擅长实体课堂教学的1700万教师，积极响应教育部“停课不停教”的号召，整体转换为在线教师。这种高水平的整体角色转变，得益于我国持续高度重视教师信息化教学能力提升。

教师是立教之本、兴教之源，信息化带动教育现代化战略的实施，关键靠教师，核心是教师要具有信息化教学能力。因此，在进入新世纪以来的20年间，我国始终将提升教师信息化教学能力，作为重要工作谋划和推进，相应形成了一整套促进教师信息化教学能力提升的政策、策略、路径和措施。然而，我国相对缺少对全国层面上教师信息化教学能力提升实践经验的总结与理论化研究，同时缺少如何在新时代再提升的系统研究。为了更好地丰富中国特色社会主义道路经验宝库，更好地弘扬中国经验，更好地促进教育信息化的发展和教育现代化的科学实现，本文对我国提升教师信息化教学能力的经验进行研究，并探讨新时代再提升的问题。

研究主要采用文献研究与社会观察相结合的研究方法，基于20世纪末以来党和国家的教育文件、国家级报刊有关全国层面的教育创新实践报道，回顾研究我国21世纪以来教育信息化以及教师工作的创新实践，研究20年来教师提升的各类举措、方式，在此基础上进行分析、总结、归纳、提炼、转化。研究发现，我国在促进教师信息化教学能力提升方面的举措，可归纳为四大路径。下面先以分析四大提升路径为主线，总结经验，归纳、提炼特色，然后探讨教师信息化教学能力时代化再提升的方向。

一、以培训促进教师信息化教学力持续提升

（一）面向基础教育教师的全员培训提升

对教师进行全员的教育信息化方面的培训，我国谋划早、决策层次高，且与时俱进。国务院在1999年初批转的教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》中要求， “中小学专任教师及师范学校在校生都要接受计算机基础知识培训”。时隔数月后，中共中央、国务院在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中将此要求进一步拓展，提出教师要“掌握必要的现代教育技术手段” “中小学专任教师以及师范学校在校生都要接受计算机基础知识和技能培训”。2010年中共中央、国务院在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 - 2020年）》中提出“强化信息技术应用。提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果”。这些具有划时代意义的教育文件表明，党和国家高度重视教师的信息化教学力——以信息技术为基础的教学能力提升。

信息技术不断发展，推动着社会数字化、多媒体化、网络化的进程，相应地使人们的学习越来越趋向数字化学习、多媒体学习和网络化学习，而这三种学习在初出现时对所有教师而言，与学生一样都是“新手”。只有首先适应并善于数字化学习、多媒体学习和网络化学习，才能用数字化手段、多媒体手段、网络化手段更好地教学生用数字化手段、多媒体手段、网络化手段学，数字移民的教师才能更好地教导数字新生代的学生。而要让广大教师在紧张的教学和繁忙家务之外抽出大量时间自主学习提升数字化教与学、多媒体教与学、网络化教与学等能力，是非常困难的。而且，在我国1700余万的各级各类专任教师群体中，中小学教师占比最高，多达1300万人，而中小学教师原有的专业背景基本是文科和理科，缺少技术和工程学科背景，要他们自主学习提升信息技术并将信息化教学能力提升到很高水平更为困难，因此国家特别重视数量庞大的中小学教师群体信息化教学能力提升的问题，为此设计专门化的培训，而且设计了循序渐进、与时俱进的多轮培训：2004年国家启动首轮全员中小学教师教育信息化方面的培训——全国中小学教师教育技术能力培训，2013年国家启动第二轮该方面的全员培训——全国中小学教师信息技术应用能力提升工程（简称“提升工程”），2019年国家启动第三轮相关全员培训——全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0。全员培训一轮紧接一轮，且每一次培训都经过周密设计。

2004年教育部颁布了《中小学教师教育技术能力标准（试行）》，这是我国首个中小学教师专业能力标准，为开启面向全国中小学教师的教育信息化培训做了基础性准备。全国中小学教师教育技术能力的全员培训，是在我国基础教育信息化由起步建设期转向应用发展期的转折关头启动的，适应了我国基础教育信息化转型发展的需要。

第二轮中小学教师教育信息化全员培训，采纳了首轮培训中好的做法，在三方面又有大的变化：一是将培训目标进化为提升教师信息技术应用能力、学科教学能力和专业自主发展能力，促进教师转变教学方式，推进基础教育课程改革，推动教师终身学习;二是提出了应用信息技术优化课堂教学能力和转变学习方式这两种不同的要求;三是基于教师教育教学工作与专业发展，将教师的信息技术应用能力划分为技术素养、计划与准备、评估与诊断、组织与管理和学习与发展五个维度。

全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0，是在我国教育信息化进入2.0后信息技术与教育教学的深度融合能力以及基于现代信息技术的教育变革力、教学创新力等逐步发展成为智慧时代教师的核心素养的背景下展开，与第二轮全员培训相比，变化很大，主要改变包括培训范围由中小学教师拓展增加了中等职业学校教师;确定了通过培训基本实现校长信息化领导力、教师信息化教学能力、培训团队信息化指导能力显著提升以及全面促进信息技术与教育教学融合创新发展的培训目标;提出充分利用新技术开展教师研修伴随式数据采集与过程性评价，以提高测评助学的精准性。

对于中小学教师教育信息化能力的培训，除了以上三轮全员培训外，还有多种专项的培训，以及在“国培计划”中还专门设有信息技术方面的培训。

进入新世纪以来，技术在教育中的应用已从少数人掌握技术为多数人教学服务，向所有的教师掌握技术为自身教学服务的发展[1]。我国对于中小学教师教育信息技术的培训，使广大中小学教师适应了这种历史变迁的要求，使广大中小学教师由信息技术门外汉成长为了能从容进行信息化教学的教师。

（二）面向高等学校教师的网络培训提升

我国对高校教师的信息化教学能力提升培训，另辟蹊径——运用平台思维，搭建网络平台，通过全国高校教师网络培训中心网络平台向高校教师展示高校名家网络授课，从而使教师既学专业和学科知识，又能得到信息化教学方法的熏陶、体验，进行很好的实践和学习。

为提升高校教师的信息化教学能力，全国高校教师网络培训中心所采取的措施主要有以下三类：

一是让广大教师通过感受和体验多种模式的网络教学，以及名家大师的多媒体教学设计，而提升信息化教学的认知能力。高校教师网络培训中心的平台上，提供了网络直播讲座、在线点播培训、同步集中培训、项目定制培训、专项培训等多种形式和模式的培训，并辅以新教师培训、优秀微课展示和试听展示课。在每半年公布一次的关于全国高校教师网络培训计划的通知（或说明）中明确指出，高校教师网络培训工作由高校教学名师奖获得者、国家精品开放课程主持人、国家级教学团队带头人、国家级特色专业负责人等担任主讲教师。包括高校教学名师奖获得者、国家精品课程或国家精品开放课程主持人在内的数以千计名家大师的讲座和交流，推动了全国范围内的优质教学资源的共享，一定程度上促进了高等教育公平。

二是让广大教师通过感受和体验开展多样的网络学习活动提升信息化教学能力。平台上的学习活动，除了正常的通过网络直播讲座、在线点播、试听展示课等视听学习之外，还提供有全国高校微课教学平台、资源分享、网络投票、作业互评、辅导答疑、主题讨论、高师社群、有奖征文等多种形式，设计有研修社区、专家工作坊和辅导员工作坊，让培训教师借助多种活动的学习与实践实现教学能力的立体化提升。此外，平台上还设计了专家在线、教学论坛、教育动态、个人中心、面授培训班等专栏或链接，以及设计了公众号、客户端等。

三是通过专门化的课程让老师学习训练后，直接提升信息化教学能力。在平台上开设了信息化教学技术、信息环境下的教学模式、在线教学资源与学习工具等方面的课程和讲座，让高校教师能够直接学习教育信息化方面的内容。平台上这方面的课程和讲座，数量多，质量高，适应了教师信息化教学能力全方位提升的学习需要。

全国高校教师网络培训，是我国利用现代化手段大规模提升高校教师队伍的特色之举，在提升教师信息化教学能力方面，彰显了现代性和名师示范性的双重特点。该网络培训方式使教师提升具有灵活性和自主性，突破了学习时空限制，时时可学，处处能学，很好地解决了工学矛盾，而且实时互动交流，保障了学习效果。

二、以竞赛激发教师信息化教学力创新提升

教育创新的主体是教师，而新时代的创新创造更多是基于最先进生产力——信息技术的创新创造。

教师的创新精神以及创造能力是需要激发的。以竞赛激发为抓手，再以榜样的力量带动，是我国提升教师信息化教学创新创造能力值得总结推广的好做法。进入新世纪，我国在全国层面上主要通过两种形式竞赛激发：一是职业院校的全国教师信息化教学能力大赛;二是全国多媒体教育软件大赛。

我国在提升职业院校教师信息化教学能力方面，主要采用竞赛激发的办法，这与我国职业院校的特殊发展历程有关。我国职业教育起步早，但一度发展停滞，导致职业教育的基础相对薄弱，教育信息化先天条件不足，而职业院校对教育信息化的需求又相對高于其他各类教育，因此我国对于职业院校教师的信息化教学能力提升，采用以赛促进、辅以培训的方式，其实质是通过竞赛激发信息化企业与职业院校加紧探索，形成好的案例给全国职业院校的教师以示范，从而实现教师信息技术应用能力和信息化教学水平快速提升，以信息技术为重要动力，推动职业教育教学改革创新，促进教与学方式的变革，在全国形成广泛的影响，加速了职业院校教育现代化的进程。

全国职业院校信息化教学大赛源于2010年开始的全国中等职业学校信息化教学大赛，2012年将其升级为全国职业院校信息化教学大赛，相应地将参赛对象由中等职业学校教师扩展为中等和高等职业院校的教师，且比赛内容由多媒体教学软件和信息化教学设计比赛，增加为包括多媒体教学软件比赛、信息化教学设计比赛、信息化实训教学比赛和网络课程比赛等赛项。全国职业院校信息化教学大赛举办十年以来，对职业教育观念的转变、教师教学能力的提升和教与学方式的转变起到了极大的促进作用。教育信息化2.0时期，我国信息技术与教育深度融合对教育方式方法创新提出了更高要求，大赛2018年开始更名为职业院校教学能力比赛，也是对时代发展的顺应。

早在上世纪末，我国就谋划以竞赛的形式促进教师的信息化教学能力提升，相应在1998年开启了全国多媒体教育软件大奖赛，且发展成为具有重要影响、面向广大教师和技术人员、覆盖各类教育的教育信息化重要赛事。随着技术进步和社会需求的变化，我国的多媒体教育软件大赛尽管早先十多年竞赛的名称未变，但是竞赛的项目不断与时俱进，竞赛的项目共有多媒体课件、网络课程、教育教学工具类软件系统、教育资源应用案例、微课、一对一数字化学习综合课例、一对一数字化学习教学设计、学科主题社区、移动终端课件、精品开放课程、信息技术与学科教学整合课例、ScienceWord教案设计、信息技术创新教学案例、教师网络空间应用案例等若干种。2017年起大奖赛更名为全国教师教育教学信息化交流活动，以使其能够更好促进教师信息化教学能力提升的作用。

三、以国家级数字资源建设促进信息化教学能力提升

教育信息化是前所未有的创新事业。对于高速发展的教育信息化而言，几乎所有教师都是新兵，如果在教育信息化能力提升方面大家齐步走，只能是缓慢前进，因此要有鼓励教师率先教学创新探索的制度设计。通过率先创新取得经验，然后再以典型的经验带动广大教师的信息化教学能力提升。过去20年，我国持续地开展国家级的资源建设，通过顶层设计，促进全国广大教师信息化教学能力的不断提升。

在2003年、2004年、2006年，教育部开展教师教育优秀课程教材资源征集、遴选、展示活动，其优秀课程资源的主要形式包括网络课程，资源库（名师网课、课件库、案例库、试题库等），支撑网上教学的智能答疑、辅导及自动测评系统，以及相关的教师教育网站等，此活动推动了我国教师教育课程教材资源的建设。2012年、2013年在全国范围内开展优质数字教育资源征集活动，征集的资源形式包括网络课程、名师课堂、多媒体素材资源、虚拟仿真系统，2014年开始实施“一师一优课、一课一名师”活动（简称“晒课”活动）。

在以上多种活动中， “晒课”对教师信息化教学能力提升的作用最为突出，其核心是让数百万中小学教师同台“晒课”，并评选数以万计的“优课”。截止2020年5月底已有2007.74万人次的教师在国家教育资源公共服务平台上“晒课”，产生了140万堂“优课”。这两组数据表明，该活动既充分调动了广大教师的积极性，又使教师的信息化教学能力得到很好提升。对教师而言，国家级平台展示具有强吸引力和极大的挑战性，激发了教师参与活动的积极性和活力，唤起了教师对教学的新追求，最大程度地激发了教师内生发展智慧。通过多种优质资源方式方法的启发，能够迅速取他人之长补己之短，从而可在广大中小学教师中形成千帆竞发、力争上游、争先恐后、不断超越的喜人态势。

在我国高等教育领域，同样持续开展的国家级数字资源建设促进了教师数字化教学资源建设力的提升和信息化教学力的提升。最早的为2000年启动的新世纪网络课程建设工程，后来陆续有2003年启动的国家精品课程建设，2010年开始的全国高等职业教育专业教学资源库建设，2011年启动的国家级精品资源共享课、国家级精品视频公开课建设，2015年启动的高等学校在线开放课程建设，2018年启动的国家虚拟仿真实验教学项目建设等等。这些国家级的数字资源建设都给建设者带来极大挑战性，建设过程和建设成果都对教师信息化教学能力起到了显著的促进提升作用。无论是课程建设、专业资源库建设还是虚拟仿真项目建设，其对于教师信息化教学能力提升的作用都是多方面的，而且对于广大教师而言，可以利用如此丰富的资源系统学习授课方法以及学习数字化资源建设。

不仅如此，教育部还专门组织建设了200门教师教育的国家精品资源共享课，直接服务于教师信息化教学能力提升，其中包括现代教育技术、现代教育技术应用、课程设计与评价、小学信息技术教学设计、中学信息技术教学设计、教育资源的开发与利用等课程，这既可让高校教师在建设国家精品资源共享课、视频公开课的过程中，提升自己的教育信息化能力，又可通过建设的这些课程，让各级各类教师方便地学习提升学科知识水平和信息化教学能力。

持续多样的“国家级”课程建设，不断将教师信息化教学能力提升到新高度，而且综合来看，形成了运用课程建设提升教师信息化教学能力的中国特色：一是超前识变、积极应变、主动求变的持续进化;二是让广大教师基于实践和再实践，不断提升经验和能力的制度设计;三是以典型带动一般的示范引领;四是善抓主要矛盾，持续围绕课程建设做大文章。因为课程的教育地位独特，它既是教学内容和教学活动的主要载体及基本依据，又是实现学校教育目标的基础保证，还是专业的根基。也正因为课程对于教育是如此重要，我国还通过组织微课大赛，促进教师的教育信息化能力提升。

2010年起教育部启动高等职业教育专业教学资源库建设，与前面的国家级课程建设有同有异。“同”在专业教学资源库中包括课程， “异”在专业教学资源库中的课程是一个专业的全部课程，它的建设可以解决具体专业所有课程的在线学习，能够让专业的在线学习普遍化、普及化。对于广大教师信息化教学能力提升而言，高等职业教育专业教学资源库建设，一是让广大教师学到着眼于专业整体建设所有资源，拓展了信息化教学能力的范围;二是让广大教师在教育信息化建设中协同建设，提升了协同建设能力。

教育部实施的“教学点数字教育资源全覆盖”项目，是促进教育公平的中国创造，不仅如此，其在教师信息化教学能力提升方面，同样发挥了重要作用。人们对“教学点数字教育资源全覆盖”项目的认识，都是着眼于对学生的影响，事实上该项目既促进了参与资源建设的教师的信息化教学水平，还促进了教学点教师的信息化教学能力的提升，同时因为其资源是公开开放的，一定程度上促进了全国小学教师的信息化教学能力。

四、以多样课题类别促进教师信息化教学研究能力提升

要充分发挥教育信息化对教育现代化的带动作用，运用信息技术有效實现教育教学创新，都需要科学的方式方法，这些都需要系统、深入的研究，因此信息化教学的研究能力，成为我国教师应该具备的时代教育素养，为此国家层面上开辟了多种通道，让教师以课题的形式开展研究，将研究和创新不断推向新高度。

进入新世纪以来，我国促进教师信息化教学研究能力提升的课题研究类型有：2001年在全国教育科学规划课题中新增“教育信息技术学科”的学科类别。从上个世纪90年代末期开始，中央电化教育馆开设全国教育技术研究规划课题，2011年起更名为全国教育信息技术研究课题。2018年起，在国家自然科学基金信息科学领域增设“教育信息科学与技术”申请代码（F0701），支持用自然科学的范式、自然科学的手段研究解决教育创新发展中亟待解决的科学问题，以运用自然科学研究成果来重构教与学体系，推动我国教育改革发展和创新人才培养[2]。

以上提升教师信息化教学能力的每一路径，都具有统筹规划、顶层设计、专家引领、标准先行、系统组织、与时俱进的共性特色，走出了一条独具特色的教师信息化教学能力提升之路。

五、新时代促进教师信息化教学力再提升

（一）新时代对教师信息化教学力提出更高要求

进入新世纪，我国通过平台支持、全员培训、竞赛激发、活动促进、专项建设、课题促进等综合措施，使全国教师的信息化教学能力得到提升，成效显著，尤其是在新冠肺炎疫情大考中交了漂亮的答卷。但是，我们既要看到已经取得的成绩，将好的做法进一步发扬光大，又要看到在应对新冠肺炎疫情时期的应用，只是教学平台的转换——由学校和教室转上网络和在线，一定程度上是工具、载体的转换，而且这对应对百年一遇的特殊情况、极端情况有用，如果在常态下并不能发挥很大的优势，为此，教师的信息化教学能力提升并不能因此而沾沾自喜、“小富即安”，而必须寻求战略转型，这种战略转型既在于教师的信息化教学能力已普遍较高，更在于社会、教育、信息化、教师面对的多样的新情况、新形势、新环境，要求教师有更好的应对：

1.人类社会走向以创新创造为其最重要特征的智慧时代，教师的信息化教学能力提升要导向能够更好地培养造就具有创新创造本领的学生。

2.随着信息技术的高速发展、不断渗透发展的作用累积， “互联网+”“人工智能+”正成为各行各业发展新趋势，新技术与教育教学深度融合、信息技术变革教育将是教育的新常态，教师的信息化教学能力提升要导向变革教育教学，以逐步实现《教育信息化2.0行动计划》提出的“要达成全方位创新”的要求。

3.教育信息化已进入2.0时期，要由过去“器”“术”层面发挥作用转向新增“法”“道”层面发挥作用，教师的信息化教学能力提升要导向能够在运用教育信息化手段在模式、方式方法方面发挥作用。

4.中国特色社会主义进入新时代，中国日益走近世界舞台中央，我国教育信息化已接近无人领航的前沿区，要将教师信息化教学能力提升导向教师有引领信息化教学创新的勇气和能力。

5.现代信息技术已为教师赋新能，教师信息化教学能力提升要导向教师能够将新赋能得到很好的释放与利用。

（二）新时代教师信息化教学能力的提升方向

新时代的教师信息化教学能力提升，要向适应教育的三大变化方面努力：

1.由小规模在线教学向大规模在线教学的转移，即将工业时代教育的规模化优势与农业时代教育的个性优势在新的时代得到融合和放大，实现超大规模+高度个性化的教育与学习。如此的转移，要求教师进行重新的细化式分工。

2.由知识传承向知行创一体培养的轉移。进行知行创一体培养，要求教师首先是知行创三项全能，并在此基础上成为学生创新的激励师、设计师、协同师，而这些都要基于信息化条件，是教师必须具有的信息化教学新能力。

3.由信息技术应用向综合运用新技术变革教育的转移。要让教师能够综合运用物联网、大数据、人工智能、区块链、AR/VR、3D打印等技术实施新时代的教学，加快建设“人工智能+教师”队伍[3]。

（三）教师信息化教学能力提升方式方法的继承与发展

新时代的教师信息化教学能力提升，除了要向适应教育的三大变化方面努力外，还要采用多样的方式将前面总结的经验发扬光大：

1.不同的教育阶段间要互学互鉴。如前所述，在教师信息化教学能力提升方面，我国不同阶段的教育采用了不同的方式方法，高等教育以网络平台培训为主，职业教育以竞赛激发为主，中小学以全员培训为主，事实上三类方式各有所长，不同教育阶段之间在该方面要相互学习，取长补短。

2.在培训内容方面要快速应对。我国教师信息化教学能力提升的许多设计，是以五年计划为周期的，由于信息化教学能力提升与极具活力、高速发展的信息技术密切相关，因此在能力提升方面的许多措施，要将周期缩短至2-3年，包括国家级的课程建设，同一规划最好过了2、3年就重新调整有关平台功能、提出新的更高的要求，现在往往是第一、第二年建设是先进的，第三、第四年建设已经不合时宜了。

3.注意源头提升。在中小学的全员培训中，不少地方的教师对培训的满意度不高，主要是对培训师的水平提出质疑，有的教师认为培训师的水平远远低于他们的水平，这是在未来培训中要从根本上解决的问题。要建立对培训师的追踪考核机制，确保选择的培训师是水平非常高、能力非常强、能对被培训教师以示范引领作用。要注意树立培训师典型，让培训师学有榜样。典型的高度决定事业的高度，典型的境界决定学习者的境界，无典型将难以激发到达很高的境界。我国中小学教师教育信息化方面的全员培训已进行若干年，但是在国家教学成果奖中运用信息技术变革教育教学模式的改革成果很少，与培训没有立起很高的标杆不无关系。

参考文献：

[1]王丽娜.探讨新时代教育信息化创新之路——第16届教育技术国际论坛综述[J]电化教育研究，2018.39（6）：35-40.

[2]陈丽，郭玉娟等.新时代信息化进程中教育研究问题域框架[J]现代远程教育研究，2018，（1）：40-46.

[3]陈琳，陈耀华.智慧时代中国教育现代化特征论[J].中国电化教育，2020，（7）：30-37.

作者简介：

陈耀华：博士，讲师，研究方向为教育信息化、学习分析（chenyaohua@njupt.edu.cn）。

作者：陈耀华

环境工程学信息化教学设计论文 篇3：

高校教师教学设计支持系统的设计

摘 要：教学并不是一个自然发生的行为，而是通过系统的设计而形成的有序过程，因此要求教师掌握一定的学习理论、教学理论和教学设计的基本知识与技能。本文提出一个针对高等学校教师“教学设计支持系统”的概念模型。这一系统主要实现两个目的：一是为高校教师提供一个获取教学设计知识的环境，二是辅助教师快速而有效地完成教学设计过程。这一系统包括四个相互关联的子系统：知识库子系统、案例库子系统、自动化设计子系统和虚拟社区子系统。

关键词：教学设计 快速原型 对象 知识管理

一、背景

在社会飞速发展的21世纪，信息技术作为现代教育手段，正广泛应用于高等教育领域，并对其产生全面影响，引发教育理念的深刻变革。在这场变革中，信息化教学设计，作为教育理念与实践之间的桥梁，其重要性日益凸显。但是一直以来，大部分高校的教师来自非师范类院校的博士、硕士，他们虽具有前沿的专业知识和较强的科研能力，但往往缺乏对教育理论的研究，缺少教学方法的实践，更缺少教学设计的系统知识。因此，如何解决对高校教师教学设计能力日益增长的需求和其自身知识不足之间的矛盾，成为亟待解决的重要问题。教学设计需要教师具有教学理论、学习理论等专业知识且要花费大量的时间和精力，为快速引导教师进入教学设计领域并减轻其教学设计负担，可以为其提供一定的教学设计支持工具来帮助他们完成教学设计。本文将提出一个教学设计支持系统（Instructional Design Supporting System，简称IDSS）的概念模型，这一系统试图实现帮助教师快速掌握教学设计知识和辅助其完成教学设计工作两大目的。

二、教学设计支持系统的理论基础

1.软件工程

教学设计支持系统作为一个软件系统，首先应该遵循软件工程的基本思想与原则。Merrill等人认为，教学设计是一个工程学科 (Engineering Discipline)，因此教学系统与支持工具的开发应该与一般的软件系统和支持工具的开发相类似。[1] 在本系统的设计中，主要利用软件工程的两种思想：（1）快速原型。在快速原型开发过程中，在设计的早期阶段，首先建立一个小规模的原型来展示目标系统的关键特征。用户或客户对这一原型进行评价，进一步细化对于软件系统的要求。通过逐步改进和完善原型使其更好地满足用户需求，可以开发出用户满意的软件产品。原型进化模型将线性序列模型的原理与原型的可重复思想结合在一起，允许在系统设计与开发的早期阶段对系统的关键性特征进行试用性开发，因此更容易及早发现问题并做出调整。[2] 将快速原型思想应用到教学设计支持系统的设计与开发中，可以允许该系统具有更大的灵活性，这一点对于实现动态的教学系统设计来说至关重要。（2）对象。学习对象是基于一定标准的具有可重用特性的数字化教学资源构件。一般而言，学习对象实体具有一定的功能可以实现重用，因此可避免大量的重复劳动。学习对象背后隐含的思想是期望在新的教学系统开发中提高资源的可重用性。[3] 面向对象的软件工程为自动化教学设计提供了一种新的思考方式，例如，教学设计规律可以以一定的形式构建成一系列可重用的预设的模型，在不同的教学情况下，可以根据需要选用某些预设模型。

2.知识管理系统

教学设计本身是一个巨大的研究领域，其过程涉及从需求分析到教学解决方案的设计与实施。随着将近50年的发展，教学设计的知识正在迅速成倍增长，因此管理大量的信息与知识成为教学设计领域的核心问题之一，这一问题的解决得益于知识管理系统。同时，教学设计通常是复杂的任务或活动的集合，需要多人在不同的时间甚至是不同的地点来协作完成，知识管理系统在支持交流与协作方面的关键特征对于开发教学设计支持系统同样具有重要的意义。因此，将知识管理系统应用到教学设计系统的设计与开发中，可以使这一系统提供灵活的、易获取的信息与知识，并且提供给来自不同高校的教师参与持续合作的环境，从而增加提高教学设计与开发项目质量的可能性。[4]

3.认知学徒

认知学徒既是一种教学过程，又可以说是一种教学方法，旨在传授专家用来处理复杂问题的过程。教学设计支持系统的设计体现出认知学徒的一些核心思想。（1）情境学习，即在真实的应用情境中传授知识和技能，反映出真实问题的解决方式。在教学设计支持系统中，教师面临的任何教学设计问题都是真实的教学设计问题，而且其中的一些问题就来自于他们的日常教学。（2）示范。示范用来展示专家执行一项任务时的过程，新手通过观察执行过程，可以构建一个与这一任务相关的概念模型。在模拟示范的过程中，对于操作步骤的相应解释也要包含在内，学习者在观看演示的细节过程时可以查看相应的解释。[5] 在教学设计支持系统中提供的教学设计案例均要同时伴有详细的解释，教学设计新手在模拟设计过程的同时即可将相应的知识内化到自身的知识系统之中。（3）反思。反思可以促进学习者将自己的问题解决过程与专家或者其他人的问题解决过程进行对比。教学设计支持系统中提供的虚拟社区工具将促进新手教师就自己的设计项目与其他教师进行交流，促进其反思与成长。

三、教学设计支持系统（IDSS）的设计

教学设计支持系统是一种教学设计支持工具，用来支持教师学习教学设计知识，同时辅助教师完成基于计算机的教学系统的设计与开发。本研究设计的教学设计支持系统的基本结构包括：知识库子系统、案例库子系统、自动化设计子系统与虚拟社区子系统。知识库子系统存储关于学习、教学和教学设计的领域知识。案例库子系统提供真实的设计实例来创建一个广泛的信息环境。自动化设计子系统可以根据学科教师输入的信息，利用知识库子系统、案例库子系统和推理机来生成一定的教学设计原型。虚拟社区子系统是一个虚拟的环境，教师可以就他们的设计思想与设计项目进行交流，甚至可以合作共同完成一个复杂的设计项目。在IDSS中，知识库子系统、案例库子系统和自动化设计子系统分别处于三个层次，具有不同的功能并分别面向不同的用户。IDSS的基本结构如图1所示。

1.层次1：针对教学设计入门者的知识库系统

教学系统设计主要是运用系统方法，利用学习理论与教学理论等基本原理指导各个教学环节的具体计划，创设有效的学与教系统的过程或程序。因此，学习和教学理论对于教学设计来说是基础，不了解他们，教学设计就无从谈起。同时，教学设计也是依据一定的设计模型来完成的系统工程，教学设计模型有助于设计者将问题可视化，分割成具体的可以控制的小问题单元，使设计者可以以系统的、清晰的过程来完成设计任务。因此，在入门阶段，为使学科教师对教学设计与开发的基本知识有一个初步的了解，知识库子系统主要存储来自于心理学和哲学研究领域的关于学习与教学的基本理论与观点，以及基于不同的教学设计理论形成的一系列教学设计模型。所有这些知识以学习对象的形式加以组织，可以方便地进行添加、删除、修改和提取。对于教师而言，知识库子系统只是一个弱的教学设计支持系统和弱的教学设计学习系统。

2.层次2：针对教学设计新手的案例库子系统

专家与新手的差异比较研究发现，在问题解决过程中区别专家与新手的主要因素并不是因为专家拥有更多的一般问题解决策略，而是其拥有大量的关于特定问题状态及其相应解决方案的知识。[6] 因此，案例库子系统主要针对教学设计新手。为尽快实现新手向专家的转变，该子系统中提供了大量已经完成的设计实例。在这一子系统中，学科教师允许查看已经完成的大学课程设计实例，其中既包括成功的案例，又包括不成功的案例。每一案例将详细阐释一个设计过程如何展开，为什么设计这样的学习活动等内容，其中示范并解释设计过程与潜在的教学设计规律之间的关系是案例分析中的一个核心问题。通过案例分析，学科教师置身于大量的案例情境中并可以从多个角度来分析案例。已完成案例也存在一个主要的缺陷，即他们并不能强迫学科教师仔细地分析他们。出于这一原因，除提供已完成的案例之外，在案例库中也提供了一些部分完成的实例。这些部分完成的实例一般提供一个初始状态和目标状态，并且提供部分解决方案，而教师必须自己完成剩下的部分以完全解决问题，通过此种方式可以推动教师深刻地分析与加工设计案例。总之，在第二层次，对于学科教师来说，整个的案例设计计划清晰透明，可以使他们透彻地掌握设计过程，从而顺利地进入到第三层次。案例库子系统是一个强大的学习系统，但却是一个弱的教学设计支持系统。

3.层次3：针对教学设计专家的自动化设计子系统

学科教师作为一名教学设计者，不可避免会遇到重复的需求，这些需求可被看作是可重用的对象。例如，在入门课程中教授一个基本的概念，是每一个教师经常会遇到的教学事件。对于这类教学事件有一个已经成熟的教学方法：呈现定义、正例、反例，提供练习的机会、利用新的正例与反例对概念的应用进行测试。[7] 因此IDSS系统的第三层结构整合知识库、案例库与数据库三个子系统。知识库与案例库中的数据以学习对象的形式进行存储，并使用if-then-else 的条件规则表达形式。数据库中则存储与特定设计任务相关的具体信息，主要包括学生的基本信息（如年龄、预备知识、学习态度等）、学习材料和内容、学习环境、多媒体资源等。教师提出具体的设计任务，并加以详细描述，系统从知识库、案例库和数据库子系统中搜索相关信息，并利用推理机产生基于这些描述的设计方案。然而，这里需要强调几点：首先，教学不是一门精确的科学，在一定意义上说，教学活动是个性化的艺术活动，因此，当面对某一设计问题时，可以产生多种设计方案，而不仅是一种方案，教师可以从中选择对他来说最合适的一种；第二，在教学过程中，随着学生学习表现的变化对设计方案做出一些调整是不可避免的。因此，教学设计方案应该允许设计活动过程具有更大的灵活性，以实现适应性教学。自动化教学设计子系统是一个强大的支持系统，但却是一个弱学习系统，它可以帮助教师完成教学设计方案但是却不能使他们了解为什么要这样做。

4.虚拟社区子系统

只有当个体充分融入到教学设计过程时，IDSS系统中的可重用性与自动化的价值才能真正体现出来。因此，除提供动态的教学设计环境之外，IDSS系统中利用虚拟社区系统用来实现信息的共享与交流。实现虚拟社区的工具如下：（1）交流工具（communication），BBS、E-mail、聊天室等，帮助教师实现同步与异步的交流；（2）分享与交换工作文档与作品的合作工具（collaboration）；（3）协调工具（coordination）用来在教师之间分配设计项目、快速而有效地安排会议、发布通知和会议议程等；（4）管理工具（control），便于社区管理员对成员进行审核管理，也便于各成员针对所发表的知识文件进行知识分享的权限管理。

四、结论

本文提出一个教学设计支持系统的框架结构。这一系统并不像其它的智能自动化教学系统，虽然它整合了部分自动化功能，但是它的主要目标是创建一个环境来帮助教师尽快地掌握教学设计知识，在此基础上，再通过自动化教学设计子系统来辅助教师完成教学设计过程。我们提出这样一种结构基于两点原因。首先，从技术的视角来看，目前人工智能的发展仍有局限，在专家知识与基于规则的系统表征之间仍有差距。因此，实现完全的自动化教学设计系统目前来说还是不可能的。第二，也是更重要的原因，是从教育的角度来看。我们认为教学设计或是教学是高度复杂与灵活的活动，因此产生一个固定不变的教学设计项目是不可能的，也是不正确的。同时，只有教师充分了解关于教学的知识，他们才能把握教学的本质，并灵活而有效地应对它。基于知识库的教学设计支持系统的最合适的结构应该是一个混合的系统，既为专家提供开放式的工具，为新手提供建议系统和问题解决案例库。[8]

参考文献：

[1]J. Michael Spector, Celestia Ohrazda (2004). Automating instructional design: Approaches and limitations, Handbook of research on educational communication and technology: second edition, 685-700.

[2]Timothy J. Ellis, William Hafner, Frank Mitropoulos (2004). Automating Instructional Design with eCAD 34th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference.

[3]Ian Douglas (2001), Instructional design based on reusable learning objects: applying lessons of object-oriented software engineering to learning systems design, 31st ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference.

[4]J. Michael Spector (2002), Knowledge Management Tools for Instructional Design, ETR&D, Vol. 50, No. 4, 37–46.

[5]Brent G. Wilson (1996). Cognitive teaching models, Handbook of research in instructional technology.

[6]John Sweller, Jeroen J. G. van Merrienboer, Fred G. W. C. Paas (1998). Cognitive Architecture and Instructional Design, Educational Psychology Review, Vol. 10, No. 3.

[7]Merrill, M. D. (1993). An integrated model for automating instructional design and delivery Automating instructional design: Concepts and issues (pp. 147–190).

[8]J. Michael Spector, Celestia Ohrazda (2004). Automating instructional design: Approaches and limitations, Handbook of research on educational communication and technology: second edition, 685-700.

作者：赵立影　邱飞岳