基于WEB的计算机辅助教学设计工具的设计与实现

景 雯，张景安

(山西大同大学数学与计算机科学学院，山西 大同 037009)

基于WEB的计算机辅助教学设计工具的设计与实现

景 雯，张景安

(山西大同大学数学与计算机科学学院，山西 大同 037009)

从教学设计的实用性出发，先综述了教学设计、教学设计自动化、教学设计辅助工具等相关的研究发展情况，指出目前教学设计辅助工具应用领域的空白，然后针对高校工科专业的教学基础课程，运用相关的教学设计理论知识和数据库技术设计与实现了一套教学设计辅助工具，本软件工具依据课堂教学设计的过程中的步骤一步一步的引导教师进行教学设计，目标就是使课堂教学效果最优化。

教学设计；教学设计自动化；教学设计辅助工具；课堂教学

我国是在20世纪80年代中期引进教学设计理论的，至今已有30多年历史了，进入新世纪以后，我国教学设计在理论和实践两个方面都得到了迅速发展。在学校教育中，教学设计有着至关重要的作用。如何进行规范的教学设计，并且简化教学设计的过程是当前应该注重的问题。开发教学设计辅助工具就是解决这样问题的途径，其具体的目的在于：

(1)普及教学设计原理、知识

软件会将教学设计相关步骤的原理、知识及时的呈现给教师，这样可以系统的学习教学设计的相关知识，对于不会教学设计的教师来说，可以了解一下教学设计原理知识，以便更好的进行教学设计，为教学服务。

(2)降低教学设计的成本

很多学科教师都对教学设计有一定的了解，清楚教学设计可以对教学有很大的帮助，但是往往由于教学设计的复杂性而不去使用。如果用计算机来辅助教师来进行教学设计，就可以做到节约时间、减少重复劳动，也可以通过网络来与其他教师进行在线互动，这些方面都可以降低教学设计的成本。

(3)规范教学设计流程

教学设计本质上是一种分析和解决教学问题的系统方法，按照这种方法进行教学设计可以解决教学中的问题。在系统方法指导下，教学设计中的各个阶段相互联系，相互制约，都是为了教学目标而服务，避免了教师在普通的教案书写时各部分无联系的弊端。教学设计辅助工具将教学设计的过程告诉给教师，教师点击页面中的“下一步”就可以进入到下一个步骤的设计页面中。按照顺序进行设计，规范了教学设计的过程。教学设计不规范，教学的效果可能会受到影响。

(4)教学设计便捷化

教学设计辅助工具，发挥了计算机技术的优势，加快和简化了教学设计的过程，方便教师的使用。

1 研究综述

教学设计过程本身是一项复杂而繁琐的系统工程，为了让教师从繁琐的教学设计过程中摆脱出来，简化教学设计的过程，教学设计专家提出了教学设计自动化(Automated Instructional Design[1-4]，简称AID)的构想，进而发展为计算机辅助教学设计这一领域，并进行了有益的探索，设计出多种类型的教学设计辅助工具，辅助教师完成设计工作，引发了教学设计领域的变革。我国对计算机辅助教学设计工具也进行了积极的探索，但主要是从理论层面上进行探讨，缺乏可供教师实际使用的工具，尤其是缺乏与具体学科相结合的教学设计编写辅助工具，可以对教师进行更具体的指导。

何克抗教授指出：教学设计自动化可以通过以下六种途径实现[2]，如表1所示，这六种途径可以单独的构成一套系统，也可以相互配合使用，目标都是要方便教学设计者，使教学效果达到最优化。教学设计自动化可以看做是教学设计工具发展到高级阶段的产物。

表1 教学设计自动化的实现方式

教学系统化设计是由多门学科的知识所组成的，其中最为基础性的理论基础就是系统论，按照

系统论的观点，教育系统是社会系统中的一个子系统，而教学系统是教育系统中的子系统，它本身又是由许多更小的子系统构成的。根据任务和每一个子系统大小的不同，教学系统化设计的研究领域可分为三个层次，如图1所示，教学系统化设计可分为教学系统设计层次，教学过程设计层次及教学产品设计层次等。本文中开发与制作的教学设计辅助工具是属于教学设计的第三个层次——教学产品设计的范畴的，另外本文中的教学设计是针对课堂

的，是属于课堂的教学设计，是教学设计的第二个层次——教学教程设计。课堂教学设计是属于教学设计三个层次中的第二个层次——教学过程设计。把对某几个知识点或一节课的教学系统化设计称为课堂教学设计。

图1 教学设计的层次

a)课堂教学设计的过程

参照李龙教授《教学设计》[5]中适合于课堂教学形式的教学过程设计简明操作程序，课堂教学设计的过程定为以下几个步骤：

(1)根据课程标准制定的总教学目标，对教学内容进行认真分析；

(2)根据课程标准献宝的总教学目标，对教学对象进行认真分析；

(3)在分析教学内容和教学对象之后，得出一节课的教学目标和这节课各知识点的学习目标，以及这节课的知识和能力结构框架，以准确的可以测量的的语言描述出这节课的教学目标；

(4)根据这节课的教学目标，选择教学策略；

(5)根据这节课的教学目标，选择教学媒体和合适的教学活动；

(6)制定课堂教学教程结构方案，会计于教学实践；

(7)总结性评价。

2 课堂教学设计辅助工具的设计

a)系统功能描述

通过前部分的研究和分析，首先对本辅助工具的主要功能按用户的角色分类进行如下描述。

管理员功能包括：

(1)对用户登录权限进行管理；

(2)对教学设计模板进行管理，包括模板的增、删、改、查等操作；

(3)对基础数据进行维护。

教学设计者功能包括：

(1)浏览已经生成的教学设计；

(2)自主进行教学设计；

(3)导出教学设计方案；

(4)打印教学设计方案。

b)功能模块的划分

本系统包括登录模块、教学设计模板管理模块、课堂教学设计编辑模块与数据维护模块。

(1)第一层主模块：

图2 一层主模块图

(2)第二层子模块：

数据维护模块包括，数据库的备份、还原功能。

图3 二层数据维护模块图

课堂教学设计编辑模块包括教学内容的分析、学习者的分析、教学目标的编写、教学策略的选择、教学媒体的选择、课堂教学结构的设计、教学评价模块。

图4 二层教学设计模块图

3 课堂教学设计辅助工具的技术实现

a)登录模块的实现

图5 登录模块界面

b)教学设计编辑模块的实现

图6 教学设计编辑模块界面

从实际教学中遇到的问题入手论述了教学设计辅助工具的设计与实现。首先对教学设计辅助工具的理论知识和研究现状进行了梳理，然后又分析了工具的服务课程的特点、课程内知识分类的特点，将工具的适用范围定位为“以原理、规则为主的理工科基础专业课程”，将工具的功能定位为“具有引导教学设计者和全程提供帮助的教学设计模板”。

4 测试结果及讨论

在系统测试中共邀请4位教师和2位学科专家参加了《操作系统》教学设计辅助工具的在线测试。测试后，并对测试者进行了同步访谈了解系统使用后的感受和建议。

(1)系统性能

通过几轮的教学设计过程的进行，软件运行正常，界面友好，操作简便，导出的Word版的教学设计格式清楚。

〔责任编辑 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

山西大同大学科学研究项目[2012Q10]；山西大同大学教研项目[xjy201]

景雯(1979-)，女，山西永济人，硕士，助教，研究方向：计算机教育与应用。

1674－0874（2013）03－0008－02