【VB开源代码栏目提醒】:网学会员在VB开源代码频道为大家收集整理了“网络教学软件中陈述性知识和程序性知识的设计策略及实.. - 小升初“提供大家参考,希望对大家有所帮助!
网络教学软件中陈述性知识和程序性知识 的设计策略及实现方法 穆 肃 华南师范大学 教育技术研究所 广州 中国 E-mail :mus163.net 在利用 Internet 和 World Wide Web 开展远程教学中,网络教学软件起到越来 越重要的作用。
其中围绕目标组织和设计教学内容,是网络教学软件有效地用于网 络学习最为重要的,因为在网络教学中,教师的教学思想和教学方法都是通过教学 内容的设计,以网页的方式来体现的。
当然各个学科、各种教学层次面对的教学内 容都不同,网络教学软件中教学内容的设计也就没有统一的标准,因此在进行网络 教学软件开发的过程中可以尝试将知识以最根本的分类方法分为陈述性知识和程 序性知识,然后用不同的策略和方法进行设计和开发。
在这篇
论文中,结合自己开 发的情况和经验,作者提出对两种不同知识进行设计和开发的策略,并概括出具体 的实现技术,并列举大量的制作实例加以说明。
关键词 网络教学软件 陈述性知识 程序性知识1 前言 利用 Internet 和 World Wide Web 开展远程教学是当今利用信息技术改革教学的一个重要方面,Internet、社区网络、校园网及其中的教学资源已经进入了平常的教学活动中。
在 Internet 环境下的教育应用中,网络教学软件起到越来越重要的作用。
基于 Internet 的网络教学软件常常因其不同的教学组织方式、繁简程度等不同,被人们称做“远程 、 、 、教学课程”“网络课程”“网络教程”“网络课件”等,但实际上都是网络化教学的软环境。
网络教学软件通常有明确的教学目标,围绕目标组织和设计教学内容,设计对学生的管理和评价,确保教学任务的完成。
在开发中,怎样进行教学内容的呈现、表达和组织对于教学软件是否可有效地用于学生网络学习最重要。
在网络教学中,教师的教学思想和教学方法都是通过教学内容的设计,以网页的方式体现的,学习者在学习活动中与网络教学软件独立地进行交互,与教学软件中的学习内容直接发生接触,而教师则通过教学内容的设计间接地与学生进行交互,所以这一环节是教和学双方通过网络教学软件进行全接触的主要部份。
当然各个学科、各种教学层次面对的教学内容都不同,网络教学软件中教学内容的设计也就没有统一的标准。
因此在进行网络教学软件开发的过程中可以尝试将知识以教育心理学的分类方法分为陈述性知识和程序性知识,然后用不同的策略和方法进行两种知识的设计和开发。
在这篇
论文中,结合自己开发的情况对此进行论述。
2 陈述性知识和程序性知识的学习 教育心理学认为学习是人的倾向(Disposition)或能力Capability的变化,这种变化的保持不能 。
人学习的实质是人原有内在能力、思想和情感的变化,教育情境中单纯归因于生长过程(加涅,1965)的学习可定义为凭借经验产生的、按照教学目标要求的、比较持久的能力或倾向的变化。
学习者学习的内容是知识,即主体通过与其环境相互作用而获得的信息及其组织(邵瑞珍,1992)。
知识可分为两大类, ,另一类是程序性知识(Procedural knowledge)一类是陈述性知识(Declarative knowledge) 。
2.1 陈述性知识 这种知识用于解答“是什么”的问题,主要以命题网络或图式的形式来表征,例如“教育技术”是什么,什么叫“抽样”等。
陈述性知识由简到繁分为三类:符号、事实和有组织的知识。
符号的学习是学会与记住事物的名称;事实的学习是学习两个或两个以上有名称的客体或事件之间关系的言语陈述,是命题的学习;有组织知识的学习是将许多单个事实连成大的整体,是一种命题网络的学习。
对于简单的陈述性知识,学习难点不在于理解而在于保持,可采用以下的策略进行巩固:复述策略、精加工策略和组织策略。
对于复杂的陈述性知识,同样可以采用以上三种策略,只是应用的目的和条件不同,例如在使用复述策略时,不再仅是简单重复,而是利用一些特殊符号、特别标志来进行强化。
2.2 程序性知识 程序性知识通常用于回答“怎么办”的问题,以产生式(production)系统表征也即是一系列的条件――活动规则来表证,例如绘制次数分布表以描述统计数据的方法,求解一元二次方程组的方法等。
程序性知识可从两个维度上进行分类,第一个维度是一般与特殊维度,用于区分专门领域和非专门领域的程序性知识;另一个维度是自动与受控维度,用于区分自动化的程序性知识和受意识控制的程序性知识。
程序性知识主要可分为两方面的内容:智慧技能和认知策略。
对于智慧技能的学习是一个辨别、概念和规则学习的过程,要采用不同的方法去强化学习。
辨别要通过刺激与反应接近、反馈和重复的方法来促进;概念的学习要通过上位学习方法、定义方法及利用变式练习来促进;规则的学习通过从规则到实例,从实例到规则的多次反复来实现。
认知策略的学习是要结合学习者内部的条件(原有知识背景,反省认知发展水平和学生动机水平)采用反复训练、变式和训练,利用可操作的训练技术来进行。
2.3 陈述性知识和程序性知识的学习 两种类型知识的不同特点和内容,决定了它们学习过程的不同,陈述性知识的学习过程分为三个阶段。
第一阶段:新信息进入短时记忆,并与原有知识建立联系; 第二阶段:新建构的意义贮存于长时记忆中,如果没有复习或新的学习的联系,这些意义可能会遗忘; 第三阶段:意义的提取和运用。
程序性知识的学习过程也分为三个阶段。
第一阶段:与陈述性知识学习相同。
例如学生在学习《教育技术研究方法》时,要学习到用次数分布表来描述数据这种方法,学生要学会这种方法的第一步就是要了解次数分布表形成方法和制作步骤的文字内容,这个过程是一个陈述性知识学习的过程,也就是说程序性知识的前身是陈述性知识。
第二阶段:通过应用规则的变式、练习,使规则从陈述性形式向程序性形式转化。
如当学生已经了解了次数分布表的形成步骤后,教师应提供示例和练习给学生,让他们通过实例和练习来将文字所讲述的方法变为一种操作的过程,并通过自己多次的应用和反复的强化,将这种方法变成一种技能。
第三阶段:为程序性知识发展的最高阶段,这时规则完全支配人的行为,技能达到相对自动化。
例如学习者在进行专业实践、毕业设计或社会实践活动中经常运用到次数分布表这一方法来描述数据,通过多次的操作运用后,在运用中就不会再过多地考虑有关的规则,而是按部就班地进行操作得出结果。
从上也可知,两种知识的学习各有特点又有一定的联系,可以通过下表来表示: 表1 知识学习的各阶段 学习阶段 Ⅰ、习得阶段 Ⅱ、巩固与转化阶段 Ⅲ、提取与应用阶段 1、 陈述性知识 回答“是什么”问题 学习类型 陈述性知识 2、 1 对外办事(智慧技能) 2、程序性知识 2、2 对内调控(认知策略)3 网络教学软件中陈述性知识和程序性知识设计的策略 网络教学软件在网络教育应用非常普及,它基于 INTNERT 和 WWW 技术,为学习者提供丰富和灵活的学习信息,使学习者通过网络进行学习。
网络教学软件以其所特有的全球性、交互性、共享性、时效性和个性开放式设计,给学习者和教者都带来益处。
在对陈述性知识和程序性知识进行设计时,除了要反映出以上的特点来之外,还要针对陈述性知识和程序性知识的特点,针对它们的基本学习过程及保持策略进行设计。
3.1、设计陈述性知识的策略 陈述性知识是一些基本符号、事实和命题,学习的目的就是要知道、理解和记忆,在必要时进行提取并加以应用。
针对这一目标,可以利用以下的策略进行陈述性知识的设计。
3.1.1 陈述性知识的表述要简单明了。
无论是一个事实,还是一个命题,学习者在网络环境中利用教学软件进行学习的过程相对课堂教学而言是较独立的,因此知识的表达一定要深入浅出,让学习者容易感知和理解。
3.1.2 对知识结构提供清楚、明确的呈现。
在陈述性知识的学习中,概念的学习存在一个概念同化的过程,也有概念关联和区分的问题,在概念的学习中新旧概念之间有下位关系、上位关系和并列结合关系等,这些都带来了知识点之间的种种关联,这是陈述性知识学习中要掌握的一个重要方面,因此在设计时,要提供清晰的结构图来呈现这些知识点之间的关系。
开发时,通常可用 ISM 结构分析法得出知识点关系图,然后以图像的形式呈现给学习 ,起到导航的作用。
者,还可以将知识结构图设计成教学内容部份的站点地图(WEB MAP)3.1.3 设计多种层次的学习,让学习者可以对同一知识进行多次重复,增强理解和记忆。
在网络教学软件中可以对同样的知识提供提纲式的简要学习,提供详细的阐述和深入的介绍,还可以开发一个陈述性知识概要的查询检索系统,提供有关事实、概念、命题的简要表述,并通过链接连接到有关事实、概念、命题详细讲述的网页。
学习者通过多途径的反复学习,可以使知识得到巩固,学习效果更好。
3.1.4 提供知识的详细资料、示例、做出推论等,让学习者能够深刻理解知识,便于长期保持知识。
在中学语文《威尼斯》一课的网络教学软件设计中,对课文中描述到的威尼斯的景致和建筑物都提供详细的资料进行展开,并提供威尼期地图及有关图像资料,让学习者深入体会课文的陈述文字,促进知识的精加工,提高学习的效果。
3.1.5 提供多种学习工具,让学生用类似平时学习常用的方法来促进复杂陈述性知识的保持。
例如:提供书签,让学习者随时在网络学习中做学习笔记,并可以保存、编辑、输出;设计特殊符号标记功能,让学习者对学习内容中的重要部份,感兴趣的地方做上标记;提供动态知识结构图,让学习者直观了解自己当前所学知识在整个知识体系中的位置,从而对知识有整体把握。
3.2 设计程序性知识的策略 程序性知识是一系列条件――活动的规则,人们学习这种知识的目的与学习陈述性知识完成不同,不单要记住规则的文字表述,更重要的是运用这些规则,将规则与人的行为建立一种自觉的联系,甚至达到一种自动的状态,形成智慧技能和认知策略。
因此对于程序性知识的设计时要促进学习者练习和巩固所学的规则,并使学习者能主动地使用这些规则,在设计中可以使用以下的策略。
3.2.1 对程序性知识的表达条理化,操作性强,并注意层次分明。
从陈述性知识和程序性知识的学习过程来看,程序性知识学习的第一阶段与陈述性知识一样,因此对于程序性知识的设计也应注意表达得简单明了、结构清楚等。
除此之外,程序性知识要与行为直接联系起来,因此表达和呈现时要将表达式的内容表述得操作强,条理清楚,同时用一定的标志、符号或颜色将这些条理突出出来,使学习者可以直接感受到程序性知识内部的层次和条理,便于学习后的实际运用。
例:在学习生成次数分布表这一程序性知识时,先要将次数分布表的形成方法分成几个清楚的步骤,然后将每一步骤以简洁的文字进行表述,然后对每一步中最关键的地方加上下划线,对每一步的序号用与其它文字不同的颜色进行修饰,突出重点所在,通过这样的方法让学习者领会生成次数分布表步骤,在练习和实际运用中能按部就班地操作。
3.2.2 提供实例,并提供从例子到规则和从规则到实例的可逆学习途径,使学生能体会规则的运用。
这理所谈的例子与陈述性知识学习中的例子不同,那些例子用于提供情景、例证和形象化说明,而程序性知识学习中的例子是运用和行为的示范,例子的作用在于让学习者通过例子来学习使用规则,因此这些的例子要设计为可交互的,通过学习者自己思考,动手演练,在与网络教学软件的交互中完成从例子到规则和从规则到实例的学习。
3.2.3 对同一规则设计多种练习和变式,让学习者了解规则可能的变化,促使程序性知识由陈述文字变为行为方法。
对于练习的设计首先要有连续性,通过一系列彼此联系的练习让学生完成知识的转化。
其次不同学科的程序性知识有自己对应的训练方法,如代数的“爬山法”,几何中的“手段――目的分析”等,因此在设计练习和变式时,对应不同的程序性知识设计练习和变式训练也很重要。
同时练习的进行方式应具有过程性,通过一定步骤的人机交互来完成。
中学语文作文网络教学软件《春》中,要求学生利用其中所提供的写景的方法和有关范文,选择春天的某一景物进行描写,然后通过网络传送给教师,并发布校园 BBS 上。
这个过程中,写作方法是一种程序性知识,教学软件中提供的有关春天的不同景物(春雨、春花、春风、春天的树等),都是有关春天景物的不同变式,学习者通过选择不同的变化情境进行写作练习,就能使文字性的写作方法真正地体现在自己的写作活动中,并通过写不同情境得到迁移和灵活运用,最后形成一种认知策略。
3.2.4 设计即时的反馈和多种多样的师生交互方法,使学生在学习程序性知识时得到及时的指导。
学习陈述性知识时,学习者遇到不理解、不明白之处,可以自己思考并可等待教师的辅导来解决,但程序性知识学习时,学生要将程序性知识的文字转化为操作和行为,每一个行为和每一次操作发生错误或产生障碍,学习过程就会中断,因此在学习这类知识时,特别需要教学软件中设计对学生操作和练习的即时反馈,对学生的行为提供直接和有效的指导信息,对学生提供继续学习的指导。
对于学习过程中不确定性问题的解答,则通过设计即时帮助工具来解决。
如:即时呼叫工具。
该个应用程序的工作原理如下:设定图标于程序性知识点的学习和练习处,学生想寻求教师帮助时点击图标, 、这时应用程序提取当前知识点的编号,如为“1001”“KL003”等,然后将这一编号传送到对应数据库中,并从数据库中匹配出该知识点的教学负责教师及其网络 ICQ、E-mail,然后通过 ICQ 呼叫该教师,若教师在线则可以及时与学生进行交互,给予辅导;若教师不在线,则应用程序将学生的信息和知识点内容通过 e-mail 发给教师,由教师邮件系统来提示教师与学生进行联系。
4 实现网络教学软件中陈述性知识和程序性知识开发的方法 对于网络教学软件来说,能运行在 Internet 中,安全、稳定、可靠、速度快是必要的,因此不论以什么样的技术来实现对陈述性知识和程序性知识的设计都同样要遵循这些基本要求。
4.1 实现陈述性知识开发的方法 陈述性知识教学的部份主要是一些用于呈现信息的网页,实现技术最简单。
这些网页的服务端是服务器上的 IIS、WEB SEVER,客户端和管理员端设计不用教学软件开发者操心,用户可直接利用 INTERNET游览器使用网络教学软件。
因此,教学软件设计者只需将网页制作并链接好,放在服务器上或提供映射即可。
实现这种网页设计的方法基本有两种:4.1.1 利用普通的多媒体开发工具进行开发 利用现有的多媒体开发工具,采用适合于网络环境的多媒体信息格式, )按设计 (如:GIF,MPEG 等,进行开发。
开发完成之后,将教学软件以 WEB PACKGER 方式进行打包,生成适合于在 INTERNET 上运行的文件,然后放入服务器中,同时提供对应的播放插件。
用户端下载并安装插件后就可以用浏览器来进行学习了。
这种方法对于使用以前设计好的普通教学软件最有效,它可以节约再次开发的时间、人力和物 ,客户端没有可能进行任何升级,教师力,但这种方法开发的网络教学软件是完全静态的(指信息内容)要进行修改和更新都需将用多媒体开发工具进行编辑到最后放入服务器中的所有工作重新做一次,非常繁琐,不灵活。
4.1.2 利用 FrontPage,Dreamweaver 等网页编写工具来编制前台页面,用数据库做后台来进行开发 结合使用 Firework,Flash 等进行素材处理软件,这种方法可以快捷地开发出呈现陈述性知识的动 。
在开发中,网页的外形由网页开发工具制作,知识点的具体内容放到数态网页(这里是指信息的动态)据库中,开发中将页面内容与数据库中数据的关系对应好,然后将网络教学软件送到 WEB 服务器上即可。
当教师需要对教学内容和知识表达等方面进行更新时,只需将更新信息准备好,比如将文字内容制作成.txt 文件,将有图表制作好,将图像生成为 GIF 图,将声音信息制作为.AI 文件等,然后将它们交给系统管理员,或通过网络教学软件中原先设定好的上传方法等传送给服务器端,加入到数据库中即可。
在学习者刷新页面时,知识内容就得到更新,新的知识内容也就提供给了学习者。
用这种方法进行设计,可在网络教学软件中放入大量的、多种形式的信息,以及必要的交互,完全可以达到陈述性知识学习和巩固的要求。
并且由于这种方法开发出的网络教学软件形式多样,运行速度快,更新便捷,因此成为进行陈述性知识设计的最有效方法。
4.2 实现程序性知识开发的方法 实现程序性知识开发的难点不在知识的表述和呈现上,而在于促进知识的转化,使程序性知识从文字变为学习者操作和行动上,它的开发可从下两个方面来实现。
4.2.1 综合利用网络数据库技术及网页开发工具来进行学习过程的组织,并提供反馈和指导。
在陈述性知识的开发中,综合使用这两种技术是为了能使学习内容动态化,在这里要实现学习过程的动态化,即利用网页开发工具制作前台用以呈现必须的信息,更重要的工作是数据库的建设,其中除包含知识内容外,还有对应不同学习步骤的学习指导,常见问题解决方法,常见错误及其纠正方法等。
学习者在学习过程中对于程序性知识进行练习和变式训练时会进行人机的交互,这时教学软件通过数据库中已有的数据进行判断,并给出相应的反馈信息,对知识的转化进行指导。
这种开发中,主要运用到 CGI 和 ASP 技术来实现客户和服务器之间的交互。
基本工作过程是:提供动态访问,使用户可发出含有动态生成及参数的请求,WWW 服务器在接到请求后由后台的服务进程和数据库进行处理,生成相应的结果,返回给服务器,再由服务器将后台处理结果传送给用户,因此学习者可以通过统一的界面得到动态或静态的信息。
4.2.2 用高级语言或脚本语言等开发程序性知识的训练过程或应用工具。
程序性知识学习的最高境界是学习者能自觉地运用规则,顺利地完成操作或实践,要实现这一目标,常常需要一定的训练方法,使转化成为行为的知识得以巩固。
通常的开发方法是用高级语言或脚本语言开发应用程序,帮助学习者进行行为的操练和反复运用。
在线方式:当教师希望学习者在网络教学软件中直接使用这些应用程序时,开发者可以用 JAVA、JAVASCRIPT 、
VB SCRIPT 等设计嵌入式应用程序,与知识表述和练习等统一组合在网络教学软件的网页上。
这样开发使教学软件使用的连贯性较好,运行速度也较快,但只能在在线情况下使用。
离线方式:如果教师希望学习者能将应用程序下载,在离开教学系统和 INTERNET 之后的情况下也能进行训练和应用,则可以用 VC、
VB、DELPHI 等开发应用程序,用户下载应用程序后,无论是在线还是离线都可随时使用。
这样开发的另一个益处在于:学习者在实践中,可借助这些工具软件运用程序性知识,将程序性知识的执行计算机化、简化、准确化,避免了不必要的重复劳动和错误。
例如:在学生通过普通网页学习和掌握了次数分布表的形成规则后,学习者已可以通过操作一步步地制作出次数分布表,学习者下一步的任务是将这一知识进行运用,解决实际问题,因此可设计一个次数分布表生成工具给学习者使用。
左图为次数分布表生成工具,该应用程序用DELPHI 来开发,大小为 573K,学习者可以下载到本机上使用。
学习者在实际工作和学习中可以利用这一软件来生成次数分成表,减免了不必要的计算和绘图,同时生成结果更标准化,可进行输出并直接用于数据 ,分析。
在主界面中,学习者输入数据(如图一所示)然后利用下面提供的功能按钮得到数据分布的情况及有关参数(如图二所示),还可以生成曲线(如图三所 ,利用所学过的知识可以直接对数据进行分析了。
示) 图一 应用程序主界面图 图二 应用程序生成结果示例 1 图三 应用程序生成结果示例 25 结论 通过使用不同的策略和方法对不同类型的知识进行设计,既突出了知识的特点,又使学习过程更有效,能促进学习效果的保持。
同时由于在网络教学软件设计中灵活地运用各种技术,软件内容丰富,灵活,更新容易,运行速度较快,更适合于学习者的网络学习活动。
参考文献 《学校学习的认知心理学》1、E.D.加涅等著: ,1993 年(2 版)2、邵瑞珍主编: ,上海教育出版社,1997 年 《教育心理学》3、J.Magid 等著,李廉译;《WEB 服务技术指南》,机械工业出版社,1997