CAI的教学策略设计 (之四)

华东师范大学教育信息技术系 祝智庭 瞿 Kun
http://www.shtvu.edu.cn/zhzht/cai4.htm
管理策略
管理策略考虑的是在教学过程中如何运用组织策略和授递策略部件来实现特定的教学目标，例如，怎样控制学习路径以满足个别化教学的要求。CAI系统的管理策略实际上代表教学决策功能，其基本部件包括：
一、学生管理策略
学生管理问题在单机CAI系统中几乎不存在，但在网络CAI系统中则变的十分重要。学生管理策略重要体现的学生分组问题上，分组的目的是为了便于进行学习任务分配和学习进程调控。分组要以学生的某些特性为依据，学生特性包括性别、年龄、知识水平、认知风格等。
按认知风格（或称学习风格）管理学习是CAI系统一直追求的理想目标，然而在实践方面却有许多困难，首先是对于认知风格缺乏统一的分类，其次是对学生认知风格的测定也比较困难。格雷戈克将认知风格按具体-抽象、序列-随机二个维度考虑，分为具体-序列，具体-随机，抽象-随机，抽象-序列四种类型（表1）。
表1 学生认知风格类型（格雷戈克分类）
序列
随机
具体
喜欢通过直接的动手经验学习，希望把学习经验组织得逻辑有序。
能通过试误法，从探索经验中迅速得出结论。
抽象
善于理解以逻辑序列呈示的词语和符号信息。
善于从演讲中抓住要点，理解意思，此外，他们还能对演讲者的声调和演讲风格作出反应。
另一种观点是将学习风格分为场依存型和场独立型，认为知觉信息不仅来自外部环境，而且也来自身体内部。场依存型的学生在认知活动中，倾向于以外部环境作为信息加工的依据，容易受外部环境的影响，通常很难从包含刺激的环境中将刺激分辨出来。这种学习者总是努力使自己与环境协调，因而在形成自己的观点时会更多地考虑所处的环境，他们喜欢有人际交流的集体学习环境，较依赖于学习材料的预先组织，需要明确的指导和讲授。场独立型的学生在学习中倾向于更多利用内在的参照作为信息加工的依据，他们都有很强的各人定向，比较自信，自尊心较强，不易为环境的变化而改变。他们比较自主，必要时能对所提供的信息进行改组。这种学生能明确提出自己的目标，能更好地进行分析，愿意独立学习，各人钻研。
学生分组基本上有二种不同的策略：
(a) 同质分组: 选择一项关键属性作分组依据，将性质相近的学生放在同一组；
(b) 异质分组: 选择一项关键属性作分组依据，将性质不同的学生混合编组。
不同的分组策略适用于不同的教学管理模式。一般说来，同质分组适合于个别化教学管理模式，性质相近的学生接受同样的学习任务；异质分组合作学习管理模式，不同个性的学生在一起学习有助于互相启发，取长补短。
二、教学方法选择策略
在CAI系统设计中，如何选择CAI教学方法始终是个重要问题。影响CAI方法选择的直接因素有学习目标，学生特点，目标受众，实际设计约束等。
罗密佐斯基 (A. J. Romiszoski) 认为教学设计中方法、媒体、教学内容、学习目标、学生、教师以及环境之间是相互关联的，并且具如图1所示的关系：
图1 影响CAI方法选择的因素
考虑学习目标因素，涉及学习目标的分类问题。我们比较熟悉的有加涅的目标分类方法、布卢姆的目标分类法，这二种分类方法虽形式不同，但在很大程度上是可以沟通的：知道对应于言语信息，理解、运用、分析、 综合与评价对应于心智技能和认知策略，情感领域相当于态度，心因运动技能相当于动作技能。综合其他学者的观点，还应该考虑把人际关系技能包括在学习目标的范围之内。因此，我们可以把影响方法选择的学习目标因素分为认知领域，情感领域，心因运动技能和人际关系技能，其中认知领域又包括知道、理解、运用、分析、综合和评价。
影响CAI模式选择的诸因素中，学生特点也是很重要的一个方面，因为人们逐渐地接受了这样一种观点，即学习是一个学生主动参与的过程，是行为与能力的变化，是获得信息、技能与态度，甚至是对原有知识的纠正或调整，了解学生如何进行学习，即了解学生的特点，对CAI模式的选择是非常重要的。学生特点包括学生的文化及社会背景，学习风格，原有技能，心理特征等多方面因素。而影响学习过程的则主要是学习风格 (见表1)。
除学习风格外，原有技能即起点行为也是很重要的一个方面。但是一般来说，起点行为总是针对具体的学科内容而言的，所以我们在考虑影响模式选择的较宏观的因素时不可能具体探讨这个问题。而把学生特点定位在学习风格上。
为了能够比较准确地根据教学条件来选择CAI方法，我们需要建立教学条件诸因素与CAI方法之间的关系，这是一个比较困难的任务。本文第一作者提出的CAI模式文化分类理论(Zhu, 1986)有助于从总体上把握CAI方法的选择问题。该理论指出，教学参与者，主要是教师和学生二大类，在网络化教学过程中可扮演多种不同的角色。对于教师和学生在教学过程中应起何等作用，存在着教育哲学上的分歧。持客观主义观点者认为教师应处于中心地位，学生是相对被动的知识接受者；持建构主义观点者认为学生应处于中心地位，教师只是学生学习的帮促者。这种教育哲学上的分歧同样反映到网络教学系统的设计上来：持客观主义观点者主张利用计算机代替教师的教育功能或增强教师的教学手段；持建构主义观点者偏爱利用计算机来构造便于学生探索和发现的学习环境。
另一方面，由于网络化教学系统提供了很大的时空自由度，不仅可支持个别化教学，还可支持远程集体化教学和小组合作学习。在关于用计算机支持个别化教学抑或集体化教学的问题上，也存在着教育哲学上的差别，比较典型的是个体主义与集体主义之争。个体主义是西方国家特别是美、英等国的核心价值观，在教育中表现为普遍采取个别化的教学计划，鼓励学生个人间的竞争。一般说来，个体主义哲学统治的国家和地区比较流行个别化CAI模式，例如，前几年风行于美国中小学的ILS系统就是网络化个别CAI的代表作。 集体主义是社会主义国家和许多东方国家的传统价值观，在教育中表现为普遍采取集体化教学活动，鼓励学生间的互相帮助和合作。并非出于偶然，集体主义哲学占据优势的国家和地区比较偏爱集体化的CAI模式，例如，近年来课堂群体教学网络在我国开始流行，与我国崇尚集体主义的教育思想不无关系。
以上这些教育哲学上的差别同样反映在CAI系统的设计和应用方面。基于上述考察，我们抽取个别化-集体化和客观主义-建构主义二个维度作为区分网络化教学模式的主要变量。将这二个维度作交叉组合便产生了一个CAI文化的分类模型。如图2所示，此分类模型将CAI文化分为四类：客观主义-个体主义 (OI)， 客观主义-集体主义(OC)，建构主义-个体主义(CI)，建构主义-集体主义(CC)。在OI类CAI文化中，典型的CAI模式有计算机化测试、操练与练习、个别指导等；在OC类文化中，典型的CAI模式有计算机化微世界、教学咨询、问题求解等；模拟和游戏的情况较为复杂，有些偏向于OI文化，有些靠近OC文化。OC类CAI文化基本上是传统课堂教学方式的媒体化扩展，也部分地包括地理上分布的 “虚拟” 教室；CC类文化包括各种计算机支持合作学习方法，以及虚拟的学习伙伴系统。我们将电子通讯系统和共享的电子信息资源看作为各类CAI文化的必需支持结构。
图2 CAI文化的分类
为便于教育工作者理解各类CAI模式的教育价值，我们试图对各类CAI模式按其文化取向进行适当的观念转换。考虑由教学效率-效果和认知-情感二个连续统构成的二维空间,我们对各类CAI模式的教育价值进行适当的定位。一般说来，带个体主义倾向的CAI模式侧重于认知领域与动作技能领域的学习；带集体主义倾向的CAI模式兼有情感领域与人际技能领域的学习价值。带客观主义倾向的CAI模式适合教知识结构比较清楚的学科领域（“良构领域”）和基础性的知识，学习者对于涉及问题能够得出比较一致性的意见，学习成效属“近迁移”范围。带建构主义倾向的CAI模式适合教知识结构不太确定的学科领域和高层次的知识，学习者对于涉及问题往往得出比较发散的结果，学习成效属“远迁移”范围。图3显示各类CAI模式的教育价值取向（祝智庭，1997）。
认知，动作技能
情感，人际技能
基础知识，良构领域
一致结果，近迁移
高级知识，未知领域
发散结果，远迁移
OI类CAI模式
CI类CAI模式
OC类CAI模式
CC类CAI模式
图3 各类CAI模式的教育价值取向
值得指出的是，图3中的每个坐标轴代表二种不同价值相交的连续统而不是互斥的二极。 情感色彩浓烈的CAI方法也必须带有一定程度的认知目标，偏重于认知目标的CAI方法也可包含一定的情感因素。基础知识与高层次知识，学习效果的近迁移与远迁移之说，也都是相对而言的。
三、学习诊断
向学生提供诊断性测试来评价学生的学习成果，确定是否达到规定的学习目标。在以客观主义为理论基础的个别化CAI系统中，通常采取掌握学习法，诊断的结果仅判为“掌握”或“未掌握”。在以建构主义为理论依据的个别化CAI系统中，对学生的评价不是简单地依据其学习结果，而是注重于对学习过程的分析和评价，这对计算机化自动诊断带来一定困难。
四、学习任务分配策略
根据宏编列策略规定的学习序列，为学生个人或小组分配适当的学习任务。在个别化教学系统中，通常根据诊断结果为学生分配下一学习任务。若学生顺利通过当前目标，则为他分配新的学习任务，这叫前进处方；若学生未能达到当前目标，则给予提供复习或补习材料，这叫补救处方。因此，处方实际上涉及学习路径选择与学习进程控制问题。
五、学习评价与奖励策略
学习评价策略与激励机制有关。在CAI系统中可以运用三种不同的激励机制：
l 独立机制：对个人学习成功或失败的判定与他人的学习表现无关，一般采取参照标准的测试方法来评定学生成就。
l 竞争机制：个人学习成功的判定依赖于他人失败的判定，在扮角色游戏和模拟中常采取这种评定策略。
l 合作机制：个人学习成功依赖于合作者全体的努力，在计算机支持合作学习系统中一般采取这种评定策略。
以学生为中心的教学策略
前面所介绍的大多教学策略是从比较传统的指导型CAI中总结出来的，对于许多以建构主义为基础的CAI系统，在教学策略方面的研究远未达到系统性的程度。我们在此只对超媒体CAI系统和微世界CAI系统的教学策略作一简单概括。
一、超媒体CAI系统的教学策略
在以超文本/媒体为基础的CAI系统中，学生获得对学习路径的控制权，他们可以在信息空间自由航行。这类课件也可适当地仿效宏组织策略，定义多种不同的航行策略：
l 归纳：一般化，即从特殊事物往一般事物方向航行；
l 演绎：特殊化，即从一般事物往特殊事物方向航行；
l 推导：与类比相关，即将一个当前出现的事物与若干相似事物比较；
l 辩证：比较对立的事物，指出矛盾；
l 谱系式循环：从特殊事物往一般事物方向递推，最终回到当前状态；
l 趋中：从考察较广的领域缩小到考察某一特别感兴趣的事物；
l 扩散：从考察感兴趣的当前事物扩大到考察它的构成领域；
l 目标-中介递归：从所希望的目标出发，经一系列中间步骤和中介推移到起始状态；
l 目标驱动的建构：从起始状态出发，经若干步骤推移到心目中目标状态。
二、微世界系统的教学策略
微世界系统的教学策略可简单的概括为多种“对话”方法的策略运用。基本的对话策略包括：
l 探索者-对象对话: 学习者在学科内容空间教学探索性学习；
l 问答式对话: 学习者可以问关于学科内容的任何问题并得到回答；
l 信息检索: 学科数据库可以包含比问答系统多得多的内容。这种学习环境不带预定的教学目标；
l 模拟面谈：用模拟方法实现的问答式对话；
l 竞争的学习者－系统对话：在游戏或竞赛系统中，学习环境对学习者挑战；
l 竞争的学习者－学习者对话：学习者互相挑战；
l 自由角色扮演：在模拟的社会微世界中，学习者扮演预定的角色。
主要参考资料：
Brown, A.L. & Palincsar, A. S. (1989). Guided, Cooperative Learning, and Individual Knowledge Acquisition. In L. B. Resnick (Ed.), Knowing, Learning, and Instruction: Essays in Honor of Robert Glaser. Lawrence Erlbaum Associates Publishers, Hillsdale, New Jersey.
Hage, H. & Nishino, M. (1995). Guidlines for designing hypermedia teaching materials. In H. Maurer (Ed.), Educational Multimedia and Hypermedia— Proceedings of World Conference on Educational Multimedia and Hypermedia (pp. 283-288), June 17-21, Graz, Austria.
Keller, J. M. (Ed., 1983). Motivational design of instruction. In C. M. Reigeluth (Ed.), Instructional-Design Theories and Models: An Overview of their Current Status. Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates Publishers..
Reigeluth, C. M. (Ed., 1983). Instructional-Design Theories and Models: An Overview of their Current Status. Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates Publishers..
Zhu Z.T. (祝智庭, 1996). Cross-Cultural Portability of Educational Software: A Communication-Oriented Approach. University of Twente, Netherlands.
祝智庭 (1997)： CAI的概念、理论与技术：世纪之交的新视野。刊于张际平，张琴珠编《计算机与教育》， 电子工业出版社，1997年。