建构主义理论的积件式CAI设计模式的研究

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建构主义理论的积件式CAI设计模式的研究

    摘要:本文分析了目前课件制作过程中存在的缺点,如不能根据师生的实际需要,自主选择学习内容,课件本身具有整体性、固定性和封闭性等。另外,还探讨了建构主义理论,对基于建构主义理论的积件式CAI教学设计模式进行了研究,提出了用Flash技术开发积件系统的思想。
    关键词:建构主义理论 CAI 积件系统
    一、计算机辅助教学的困境
    目前,中小学计算机辅助教学引起了社会的普遍关注。人们首先感到课堂教学软件不足;其次是计算机辅助教学中制作的课件,一般都是针对某一特定的内容,一旦课件制作完毕,就很难进行修改,教师的自主性得不到体现,因而实际应用中教学效果往往不佳;另外,传统的CAI课件缺乏研究性学习的环节,缺乏自主学习、协作学习的设计,缺乏学习环境的设计。
    优秀的课件能按某种学习理论和教学策略达到教学目的,在教师和学生的教学活动中起到一定的作用。但课件自身的基本特性(整体性、固定性、特定性和封闭性),决定了其在教学活动中的使用范围很窄,有很大的局限性。
    教学是一种特殊的认识活动,学生都是活动的主体、认识的主体,教师起着主导作用。课堂教学的精髓是师生的相互交流、相互影响。由于课件固化了教学的内容和策略、甚至固化了知识表达呈现的方式和顺序,“代替”了教师对该内容的教,“模式化”了学生对该内容的学,因而排斥了师生的相互作用和课堂教学的丰富生动性,自然会受到教师的排斥。
    因此,学校课堂教学的实践证明,传统的教学软件(课件)不利于教师和学生的个性与创造性的发挥,不适应千变万化的现实课堂教学。
    二、建构主义学习理论提供新思维
    建构主义观点是由瑞士哲学家、心理学家皮亚杰于1966年提出的。皮亚杰从生物学、心理学、逻辑学、科学史等领域吸取营养,并受到多种流派的影响,最终提出:“认识的获得必须用一个结构主义和建构主义紧密结合起来的理论说明。”从而诞生了他的图式建构学说,图式建构学说中的一个重要概念是图式,图式是指个体对世界的知觉理解和思考的方式。也可以把它看作是心理活动的框架或组织结构。
    皮亚杰反对行为主义心理学的S-R公式,提出了S-(AT)-R公式,意思是:一定的刺激(S)被个体“同化(A)”于认识结构(T)之中,才能对刺激(S)做出反应(R)。这种相互作用涉及两个基本过程──同化与顺应。“同化”是指把刺激(外部环境中的有关信息)纳入到自己已有的认知结构(图式)中,就好像消化系统将营养物吸收一样。“顺应”是指当外部环境发生变化时,个体原有的认知结构无法同化新环境有关的信息,从而使个体受到刺激或环境的作用而引起原有认知结构发生变化和创新以适应外界环境。可见,“同化”是认知结构的扩充(“图式”扩充),是量的变化;而“顺应”则是认知结构的改变(“图式”改变),是质的变化。认知个体就是通过“适应”(包括“同化”和“顺应”)使这两种形式来达到相对“平衡”持续不断地向较高水平平衡的发展:当个体能用原有“图式”去“同化”新信息时,认知处于一种“平衡”的状态,事物得到认知,“理解就意味着被纳入到适当的图式之中”;而当原有“图式”不能“同化”新信息时,(即个体不能认知事物时),平衡被打破,就会修改或创新图式(即“顺应”),以达到新的较高水平的“平衡”。个体的认知结构就是在“平衡──不平衡──新的平衡”的循环中得到不断丰富、提高和发展。这就是皮亚杰关于建构主义的基本观点(Piaget,1972)。
    图式的建构是一个不断的改组和重建过程,实际上是构成认识图式的各要素的不断生成和各要素之间相互作用、相互融合而形成的一种相对稳定的认识结构的过程。它包含了主体对客体信息的选择、反映和加工整理。当主体选择、接收的新信息与主体原有认识图式相一致时,这些新信息就被原有认识图式同化,使主体更加相信自己原有的知识和理论,同化的次数越多,图式被强化的机会和次数就越多。当来源于客体的信息与主体认识图式不一致而它的强度又是以使主体的认识图式不能同化时,主体便调整原有的认识图式,使其适应客体信息的性质和要求,图式顺应过程的每一步都意味着主体原先图式所不能同化的客体面前由主体做出自觉调整。
    因此,作者通过对图式和图式的建构含义的理解,认为在建构主义的指导下,作为课件,也可模仿图式和图式的建构过程,将教学内容分成许多的知识单元,制成相应的积件(类似图式)放入教学资源库,教师和学生根据教学需要,通过恰当选择、组织教学资源库的资源而形成教学课件(类似图式的建构)。当学习者发现有相关的素材或微教学单元子课件与积件库内的素材相似或相近时,可以将其纳入素材库,以进一步同化原有图式;当学习者遇到新知识或由于教材的更新、教学情境的变化等,无法通过原有组合课件的学习和原有的图式去同化时,即平衡被打破,就会创造和修改新图式,需要对积件库进行更新,对积件重新组合和构建,即图式的顺应,从而建构出新的图式。当不同的学习主体根据自己的需要、自主选择积件内容进行组合课件时,所生成的课件是不同的,显然,所学习的结果也不同,所建构的知识的意义也不同。
    三、积件式CAI设计模式的研究
    积件(Integrableware)技术是教师和学生根据教学需要,通过恰当组织教学资源库的资源而形成教学课件的一种技术;广义上讲,积件是一个软件系统。
    积件系统主要由积件库和积件组合平台构成。积件库的实体包括多媒体教学资料库和微教学单元库。多媒体教学资料库包括与教学有关的各种媒体信息,比如文字、图片、声音、动画等。微教学单元是基于学科基本知识点而设计的“小课件”,是制作CAI课件的“零件”,只能完成特定的教学功能,比如帮助师生解决某个教学难点、帮助学生掌握某个知识技能、为学生探究认知而创设的学习环境。积件设计的原则有:
    (1)知识单一性和完整性原则:即每一个积件仅展示一个完整的“知识点”。
    (2)积件的多样性原则:每一个积件仅展示一个完整的知识点,但可以存在多个积件展示同一个知识点,这就是积件多样性原则。
    积件的多样性原则,使得师生在使用积件时,可以随机选择不同的积件进行学习,但却殊途同归,它实现了“随机进入学习法”的教学模式。
    (3)积件的一致性原则:即积件展示的内容中采用的公式、变量、符号和单位等应一致。
    积件组合平台是供教师和学生组合积件库内的资源形成课件,并最终用于教学使用的软件环境。目前为止,还没有开发出一个真正的积件组合平台,能用来制作课件的软件工具可以看成积件组合平台。比如FlashMx、Authorware、PowerPoint、Director、等多媒体制作软件;或用Visual Basic、Visual C++、.NET、FlashMx等程序开发的平台,但要有支持对象的链接与嵌入(OLE)和支持ActiveX控件的功能,教师可以自己选取一种适合自己的软件。
    四、Flash积件模式应用研究
    在图式和图式建构理论的指导下,不妨尝试用Flash技术开发积件系统。
    Flash积件系统功能框架
    图1  Flash积件系统功能框架的建立
    Flash技术开发积件与积件系统的强大优势
    可以在Flash平台中自制素材,可以将现有的各种素材通过“导入”方法收集。
    可以用SWF Browser工具,分析和提取出SWF作品中的影片、图片、声音等素材。
    文件容量小。Flash能发布多种格式,如.gif、.exe、.html、.mov、.swf等格式。
    Flash作品通用性好。目前常见课件制作的软件(PowerPoint、Authorware方正奥思、课件大师等)都能方便调用Flash作品,而这点其它同类软件无法做到的。
    播放方便。Flash作品能直接在IE上播放──不需要专门的播放软件。
    建积件库的优秀表现。它有内部强大的资料库,用户也可以直接制作资料库。
    Flash具有友好的接口功能,它有强大的ActionScript脚本语言功能,能在独立文件之间传递数据,能与各种脚本语言进行数据转换,已支持使用XML(可扩展标识语言),为实现功能设计与内容制作的分解提供了很好的条件。
    调用其它形式积件的优越性。Flash有较强的FS Command命令,如调用其它网页形式的积件可以用命令GET URL (“网址”),使用“获取”URL指令可以在特定的窗口打开特定URL所指向的文件,并指定此链接的文件在浏览器中打开的方式;调用其它.EXE形式的积件(如幻灯片、Authorware平台上制作的课件等形式)可以用命令FS Command (“exec”,“调用程序的具体路径”);调用Flash制作的.SWF文件可用命令:LoadMovieNum (“文件名.swf”,1)。
    参考文献
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