现代教育技术：教学软件设计过程

教学软件的开发方法和过程与一般的计算机软件开发有着许多相似的地方。但是,教学软件是为学生提供学习环境。通过与学生的交流互动使学生学到特定的知识和技能,达到预期的教学目标,因而教学功能、教学内容和教学过程的设计是教学软件设计的核心。多媒体教学软件是面向学生进行的,并且具有素材种类多、信息量大和交互性强的特点,决定了多媒体教学软件的开发有其独特的方法。

根据计算机辅助教学理论,多媒体教学软件的开发过程包括需求分析、教学设计、系统设计、脚本编写、素材准备、教学软件(或课件)制作、评价与修改和综合测试等步骤。多媒体教学软件的开发过程如图5-1所示。

图5-1　多媒体教学软件开发步骤示意图

1.需求分析

需求分析是指教学需求分析,是多媒体教学软件的第一个环节,通常选择那些适合用多媒体技术来表现的学科内容,或是在教学活动中急需解决的问题作为研究课题,论证教学软件开发的必要性和可能性。课题选择主要包含以下几项任务。

(1)选定学科课程,确定多媒体教学软件是对哪个学科的课程进行计算机辅助教学。

(2)确定教学目标,在选定的学科中确定教学内容和教学范围,明确多媒体教学软件所要实现的目的和达到的目标。这些内容的选择应有利于发挥计算机辅助教学的特点。

(3)确定教学对象,明确所制作的教学软件的使用对象、学生已经具备的知识基础和认知能力。

(4)教学软件运行环境,教学软件运行环境包括计算机的硬件环境(计算机硬件配置及对图形、声音设备的要求)、计算机的软件环境(操作系统、教学软件的存储介质)和教学软件播放环境(是课堂演示、个人计算机、计算机网络还是多媒体网络教室)。

2.教学设计

教学设计是指为了达到预定的教学目标所进行的选择哪些教学内容、教学内容都以什么样的信息形式呈现、教学过程划分的教学环节、教学活动采用哪些教学模式、检测学习效果的内容与方法等内容的安排和设计。多媒体教学软件是根据教学目标设计的计算机程序,主要依靠计算机的逻辑控制与使用者的人机交互活动来完成学习。因此,教学设计是整个教学软件设计开发过程的关键环节。一般来说,教学软件的教学设计任务主要有以下几个方面。

(1)划分教学单元。将教学内容表达为知识单元或细分为组成知识单元的知识点。

(2)选择教学模式。选择适当的教学模式,如指导、练习、模拟等。

(3)确定媒体信息的形式。确定不同的教学内容所使用的多媒体信息形式(文本、图形、动画、或声音等)。

(4)建立知识结构。确定各个教学单元或知识点之间的转移方式。

教学设计最能体现教师的教学经验、风格和教学特点,是教师教学思想的具体表现,所以在教学软件设计中占有非常重要的地位。

3.系统设计

多媒体教学软件具有存储信息量大和交互性好的特征,因此必须认真设计多媒体教学软件的系统结构,构建教学软件的总体结构、主要模块和各个子模块之间的相互联系,这样才能保证多媒体教学软件达到最佳的教学效果。软件的系统设计通常包括以下内容。

(1)确定开发环境,根据教学软件的教学设计选择的内容要求和教学模式,确定制作教学软件所需要的软硬件环境,例如所需要的媒体设备、写作系统及工具软件等。不同的工具软件在某些特定方面都有各自的优点,合理地选用工具软件对以后的教学软件编制往往可以起到事半功倍的效果。

(2)封面的设计,封面是计算机与学生的第一个交互界面,用于说明多媒体教学软件所包含的主要教学内容及其使用方法等重要信息。封面的设计要新颖、简洁,要给学生留下较深刻的印象。(www.xing528.com)

(3)建立教学单元间的层次结构,通过认真地分析教学内容,阐述教学目标,将教学内容分为一个个教学单元以及进一步细分的知识点,形成一系列的学习子目标,并按教学的要求加以组织和整理,建立学习子目标间的逻辑结构和相互间的联系,生成学习目标的层次结构。确定学习子目标内容应使用的媒体形式,或者哪些媒体的组合才能使表达更加合适,以便于在编制教学软件时能更有效地将教学内容的层次结构表示出来,使学生能够很容易地找到所需要的信息而不至于迷路。常见的多媒体教学软件的系统结构有顺序结构、层次结构和网状结构。其顺序结构和层次结构示意图如图5-2所示。

(4)确定教学单元的超链接,超链接是多媒体教学软件实现超文本和超媒体的基础。单击图像、单词或短语可以作为学生实现跳转的条件。它能从某个具体的信息或主题跳转到与其相关的另一个信息或主题,它最能体现复杂事物之间的联系。因此,在设计超链接网络结构时应该考虑到知识单元与知识点之间、知识单元与知识单元之间、知识点与知识点之间的逻辑关系和层次关系及它们之间的链接关系,从而形成一个非线性的网络结构。

4.脚本编写

脚本是教学软件开发的直接依据。在多媒体教学软件的教学设计和系统设计环节中确定了教学软件开发的思想方法,但在开发教学软件过程中还有许多描述CAI教学软件的细节问题需要通过脚本来向设计人员说明。例如,怎样向学生讲解和提问、如何接收学生的回答、如何判断学生回答的正确程度、如何分析出现错误的原因并给出相应的反馈等,在教学软件的教学设计、系统设计和流程框图中是难以详细描述的。

图5-2　顺序结果和层次结构示意图

教学软件脚本是由学科教师按照教学的思路和要求对教学软件的教学内容进行描述的一种形式。也是软件制作者开发教学软件的直接依据。编写脚本工作就是具体规定每个单元中计算机向学生传送什么信息、从学生处得到信息后又如何判断和反馈,以及学生如何控制和选择学习内容等详细的描述。

5.素材准备

在教学软件的脚本完成之后,接下来的工作就是准备素材。恰当选择多媒体教学软件的素材能使教学软件的表现力更加丰富、生动活泼,有利于激发学生的学习动机,有助于学生由感性认识到理性认识的升华。素材包括文本、图形、图像、动画、声音、视频等。制作素材需要花费大量的时间和精力,素材的准备工作主要包括文本的录入,图形、图像的制作与后期处理,动画的编制和视频的截取等。素材要根据教学需要和教学内容来准备,以理想的形式呈现教学内容,满足学生听得懂、看得清、记得牢的要求,不能选择那些不符合教学规律和教学内容的素材。

制作素材费时费力,要尽量使用原先已有的素材。但是,如果没有合适的素材就应当自己去制作。

6.教学软件制作

当教学软件的文字、声音、图形、图像、动画、视频等多媒体素材准备好以后,就要根据实际情况选定多媒体创作工具。利用某一创作平台或某种高级语言对各种素材进行编辑,按照前面的教学设计所确定的教学软件结构和脚本设计的具体内容将各种素材有机地结合在一起,制作成交互性强、操作灵活、视听效果好的多媒体教学软件。一般来说,编写好的教学软件要经过反复多次凋试运行,直到每个教学单元的设计都符合预先的设计要求为止。

7.评价与修改

在教学软件编制过程中,随时都可能对前面工作的环节进行评价与修改。在教学软件完成后,需要组织人员对教学软件是否达到设计要求进行全面的分析和测试。首先检查这个已经形成的教学软件的教学单元设计、教学设计、教学目标等是否都已达到要求。对教学软件信息的呈现、交互性、教学过程控制、素材管理和在线帮助进行评估,经过多次反复调试、修改、完善才能趋于成熟。然后再对这个符合设计要求的教学软件做出评价。对教学软件的评价是多方面的,不仅要从教学对象角度考虑,而且还应考虑美学效果,同时兼顾教学软件的实用性、有效性和其他因素。因此,参加教学软件评价的人员除了参与本教学软件设计的有关人员外,还应有一些专门的评价人员,如教学软件的使用者、有丰富经验的教学人员和教学软件编制人员等。通过试用,发现在编写调试阶段未能发现的技术错误和不足,修改教学软件,使之能够达到要求的教学目标。

教学效果的评价分析应分为两部分进行：一部分是分析教学软件本身对教学效果的影响,使教学软件开发者清楚地看到软件结构、素材质量、交互设计及编写质量对教学效果的影响,从而发现问题的所在,改进教学软件的不足之处；另一部分是学习内容与媒体内容的选择对教学效果的影响——对学习内容进行深入细致的分析,有助于选择最佳的媒体内容,设计出更好的教学过程。而这些内容的修改又将会对软件结构的设计、素材的准备和程序的编写本身产生很大的影响。因此,详细分析影响教学效果的因素对教学软件的开发有着重要的意义。

通过评价,对所开发的教学软件进行全面分析和测试。最后教学软件的设计人员需要根据评价意见和鉴定对教学软件酌情进行评价后调试,教学软件才进入产品的成型阶段。上述评价属于形成性评价。

8.教学软件产品的成型

通过评价调试后的教学软件需要经受一个时期的试用考验,教学软件在计算机辅助教学中的大量使用和教学效果测试可以暴露其内在的不足,以便进一步完善修改。

在试用中对教学软件所做的变更多半是完善功能和细节调整。教学软件设计人员应广泛征求用户的意见,进行反复的修改完善。

课件经过反复测试修改、教学应用实践之后,要达到既定教学目标和良好教学效果,还需要通过专家组进行评价鉴定。通过这一总结性评价,最后形成产品推广使用。