教学软件开发思想和模式

摘要：面向课堂教学的多媒体教学是一线教师最为关心的现代教育技术，但软件普适性不足的问题大大制约了其发展。解决这一问题必须在软件设计开发环节建立“超越具体教学过程”的思想和模式，建议采用一线教师和专业人员共同参与的渐增型开发模式，协调好双方主体的关系。文章还探讨了“超越具体课堂教学过程”的教学软件的特点，并就两个案例进行了简要分析。

一、引言

计算机辅助教学在中小学教学中的应用，从目前来看，主要方式是在课堂教学中通过演示、示范操作或个别学习来辅助教学过程。由于大班级教学组织形式的现状和教育者的主客观条件，这种应用方式的存在具有合理性，并将在相当长时间内仍保持主导地位。而基于网络的计算机辅助教学还存在很多软硬条件上的困难。在对教师的调查中，面向课堂的教学软件也是他们的主要需求。

从目前所使用的软件资源来看，面向课堂教学的商业软件所占比例很小（商业软件主要转向“家庭教师”和辅助备课系统），学校和基层电教部门的自主开发，特别是教学实施者参与下的自主开发，是主要的软件资源来源。随着多媒体技术的发展和平台型开发工具的普及，中小学教师参与开发多媒体辅助教学软件可行性越来越高，热情也越来越高，并逐渐成为优秀教师的参考条件之一和教师掌握现代教育技术的基本要求。

但从目前的现状来看，基层教学软件开发的水平发展不快，理论支持不足，鲜有推广价值大的软件作品。

因此，本文探讨的主要对象是面向课堂教学的辅助教学软件的开发思想，主要涉及基层软件开发，但对于商业开发也具有研讨意义。

二、教学软件的课堂普适性问题

目前基层教学软件开发除去媒体制作和编程水平的局限性，首要问题表现在实施环节的课堂普遍适用性。普适性差的首要原因，是很多软件的设计和具体特定的课堂教学直接关联，因而无法适用于多数的课堂。其主要表现在：

1.固化教学过程

以板书展现为主线，分条分目呈现，“一二三四”、“引入”、“小结”，将教学的过程基本固化。或将具体问题的导入、分析、解决过程逐层展现，同样是教学过程的固化。更有甚者，一个软件覆盖一节课的教学过程，从上课问候到下课再见都一应俱全。试想，这样的软件如果换一个老师，甚至是同一个老师换一种教学思路，都将导致软件的不适用。

2.线性思维的程序设计，缺乏基本的交互性

我们知道，软件技术区别于传统媒体技术的根本特征就在于交互性。而直接体现教学过程的软件，在设计中总停留在“先什么、再什么”的思维框架中，经常创作出线性的软件，如卡式结构、翻页结构、线性动画。在线性结构的软件中，媒体是按顺序出现的，基本没有什么规范的交互，往往是单击鼠标或按任意键就到了下一页；要到达某一特定页就要先经历之前所有的过程，误操作提前进入下一页就得从头再来。线性的软件交互性差，灵活性差，不但不能广泛适应课堂教学，甚至在特定的课堂上（设计所预定的实施者）使用都存在很大问题。

3.采用简单刺激，智能化程度低

受传统教学设计的支配，软件设计中也模拟传统教学过程。具体表现如：需要板书或讲解的时候给文字信息，需要挂图或投影片的时候给图形画面，需要动作模拟的时候给动画或视频，为吸引注意加入华丽的背景或特别的声效，做练习正确错误时给千篇一律的声音或文字反馈。这样的软件往往是对传统教学过程的图解化，对于降低知识陡度，解析教学难点作用并不大，主要的功能还在于引起学生的注意，增加直观性，对学生的认知心理作用还属于“刺激─反应”型。

4.特例叠加，缺少媒体连续性

很多教学内容是研究事物的连续动态变化，比如数学中的图像变换，物理中物理参量的变化，生物中的生理活动过程等。由于教师在教学过程中往往可能通过几个特例进行研究，因此软件也被设计为几个特例的叠加，比如几个特殊值代入，或特例到特例之间的变化过程。不同的教师由于教学角度的不同，往往需要有目标的选择自己需要的特例或特殊值，甚至用整体和连续的方法研究问题，这样软件的普适性又会成为问题。只有媒体能满足全程连续的变化，并能灵活控制，才能真实展现事物运动，保证适用于更多的教学过程。目前的软件较少能够做到。

5.多级分支的浏览结构

目前教学软件开发中比较推崇的结构组织形式是多级分支，多层页面。这种形式的软件容易组织，结构清晰，容易实现模块化，但其容易出现的问题却不易觉察。由于对象散布在过多的页面上，彼此之间有联系的需求就得不到体现，更容易成为简单呈现的媒体；即使在其中实现超文本的链接，也只是简单的跳转而已。因此，只要收集和创作大量的多媒体素材，然后用多级分支结构进行组织，大型软件就做成了。这样使软件设计走向简单化，软件仅仅成为素材的浏览器。这样的软件与课堂教学虽然不是线性对应，但在媒体应用方式上依然与传统课堂教学过程相对应。
此外，过多过深的页面层级，会使课堂操作繁复，到达特定内容的线程加长，且用户容易迷航。

以上教学软件中普遍存在的普适性的缺陷，可能带来以下问题：

1.软件设计水平停滞不前

很多热情参与软件开发的教师，在若干次开发实践后，始终在低水平、低效益上徘徊，难以有新的突破，逐渐失去开发热情。

2.软件一对一适用，难以广泛推广

一个软件对应一个人或一种教学过程设计，不能广泛适用不同的教师和不同的教学设计，因而无法推广。

3.重复开发的必然性

由于软件和具体教学过程相对应，使得重复开发成为必然，几乎每一个课堂多媒体辅助教学的实施者都需要“量身定制”自己的软件。很多老师迷惑，为一节课，下几天、甚至几个月的功夫值吗？如果对每一课（或很多课）进行这样的开发是不现实的，那么教师运用现代教育技术岂不走向了穷途末路？此外，重复开发的另外一个理由是，对已有软件的质量并不接受。

4.基层开发软件的交流和共享难以突破

除了小农经济思想作怪，软件普适性差成为影响软件交流和共享的主要因素。试想，拿到别人的软件，通常无法上到课堂上，顶多是观摩参考借鉴，共享的意义就会大打折扣，交流的热情也会消退。现在互联网上的很多大型教育网站、个人站点都提供辅助教学软件上传和下载，为基层软件开发交流提供了有效的方式，但软件本身难以共享，却是更难以解决的。

从笔者下载的大量辅助教学软件来看，基本上都是针对课堂教学的，其中多数设计制作水平比较初级不说，直接对应具体教学过程的又占了相当多数。

三、传统媒体的开发思想和模式是问题产生的根源

辅助教学软件所运用的是软件技术，是一个有别于传统媒体技术的交互式系统。但就目前的计算机辅助教学软件开发的主流理论来看，却较少运用软件工程理论，而是遵循普通媒体制作的基本方法，集中体现在对“脚本”的重视。其开发模式可以表述为“教学设计——脚本编写——编码实现”，与软件开发的一般模式“需求分析——软件设计——软件编码”是有明显区别的。

对于“脚本”的解释是，表演戏剧、拍摄电影等所依据的底本。它本身是一个依据时间轴的规定性解释系统，由脚本到媒体是一个“实现”直观化、可视化的过程。我们一般强调由有经验的学科教师来编写脚本，并强调必须是“分镜头脚本”，解析为一个画面如何布局，对象何时以何种方式出现，用户发出什么动作后系统发生什么动作；用什么方式进入下一个画面，再重复这一套。依据这样脚本的作品当然更像一个传统媒体作品。

同时，脚本来源于“教学设计”。教学设计在这里指的是某个人的或某种特定的教学设计，实质上是教学过程的设计。教学过程“转换”为脚本，脚本再“实现”为软件，这样的软件必然与具体教学过程相关，失去了不同教学设计的选择。

由此看来，教学软件与具体教学过程相关的问题，源于传统媒体的开发思想和模式。实现与具体课堂教学过程无关的教学软件开发思想，还需要借助软件工程的一般原理，用符合软件工程的方法指导开发工作。

当然，软件工程通常是开发“大”程序的方法、工具和管理模式；而基层通常的教育软件开发还只能称之为“小”软件，不可能完全对应软件工程的规范流程。但软件开发就是软件开发，并不是传统的媒体制作，它无论怎样的“小”，其基本思想必须能体现软件开发的思想。其关键就在于必须能够超越具体的课堂教学过程，使软件能适应更多的课堂和教学实施者。

四、“超越具体课堂教学过程”的教学软件开发思想与模式

“超越具体课堂教学过程”是指课堂教学软件从内容上指向教学专题，而非课堂教学程序，功能上能较好的覆盖课堂教学需求又能独立于教学过程而存在，以便于广泛适用于相关课堂教学的软件开发思想。

1.面向专题的软件选题

软件开发要超越具体的教学过程，首先要改变其设计的面向对象，由面向教学过程转为面向教学专题。因此软件选题的对象不是一堂课，而是一个任务；可以是一个章节的教学内容，也可以是跨章节的相关要素，我们统称为专题。针对专题的软件就可以形成课堂教学的平台型软件，可以充分支持课堂教学而不局限教学过程。

比如，数学中的图像变换问题，物理中的落体与抛体问题，生物中细胞分裂问题等，都是一些典型的重点和难点内容，有必要作为专题来研究，同时是一些能够“可视化”的适宜媒体表现的专题。

软件选题对于成功的开发具有关键意义，需要进行必要性、可能性和软件价值的论证。在严格的大型开发管理中要形成“软件计划任务书”。

2.教学需求分析作为软件设计的依据

教学需求就是预期在课堂教学中，都需要什么样的媒体、什么的媒体组织形式、什么样的操作方式、对象或参量间什么样的动态变化关系等。它不对应某个具体的教学过程，但可以对所有教学设计中可能被用到的特性（内容的或功能的）加以分析，对教学需求要素尽可能的发掘，筛选其中有意义的要素，尽可