新环境下实验教学软件设计探讨范文

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摘要：随着信息技术的发展，教学手段发生了变化。在这个背景下，教学软件的开发成为计算机时代教学方式改革的一个重点。教学软件的优势在于互动性、适应性教学、学习者控制、永不疲惫，而一个成功的教学软件应该从目的性、科学性、创新性、技术性及艺术性进行评估。教学软件设计需要规划出实际的执行步骤与工作项目。与前面提到的几类教学手段的改革不一致，良好的教学软件的设计，必须团队开发，包括三类人：教师、实践工作者以及软件人员。

关键词：教学软件；设计；新环境

教学手段的改革是随着信息传递技术的创新而不断变革的。最早，教师采用挂图形式来提高学生对教学内容的理解。随着模拟录音、录像技术的出现，音像教学片更受到学生欢迎，因为它感染力更强。电脑得到广泛用后，利用Powerpoint可以很方便的呈现多媒体信息，它不仅取代了黑板，更重要的是信息形式多媒体化，表现能力更强，更容易帮助学生分析问题，所以今天已经成为教师的基本功。多媒体技术的问世，使多媒体教学软件的开发成为计算机时代教学方式改革的一个重点。多媒体技术，尤其是网络技术在现代教育教学中应用越来越广泛，能创建新型的教学模式，改善传统课堂教学的效果[1]。因为这种方式的教学，不仅感染力更强，更重要的是可以将很多复杂问题简单化，更加便于学生对问题的理解与掌握。

一、当前存在的教学软件

在当前的“联网+教育”背景下，通过各种电脑软件的运用，强化教师教学效果，能提升学生的学习成效。一般使用教学软件如下几种。

（一）文本软件

目前，市面上常见的文本软件有MicrosoftOffice与OpenOffice等，文本软件（如Word或Writer最常用来编排文件）、汇报文件（如Powerpoint或Impress）多出现在会议上，用来呈现企业组织、政府单位、学习机构等、叙述经营概况、绩效与产能的报告，而报告人通过多媒体来整合文字、声音、影片与动画，能够加深听众的印象，通过大纲说明与重点，清楚交代报告人的观点。

（二）动画影片

教师在运行教学活动之前，先播放一段教学影片，通过提问策略，以引发学生的学习动机。教师运用多媒体影片与动画的目的在于，能加强学生的知识概念，通过连续动作来弥补文字叙述的不足。例如，力学原理可以通过动画就能清楚呈现运动方向；地震学家收集百年的全球地震数据来研制一套全球地震模拟软件，即可通过动画将百年的地震进行呈现。

（三）网页软件

目前，市面上的网页制作软件包括MicrosoftFront－page、MacromcdiaDrcamwaver、Flash等。网页制作软件特点在于，能够结合文字、声音、影像、动画，上传至服务器后能提供各界观看和分享。对于教师而言，需教导学生禁止上传色情或暴力图片，也不能随意下载版权音乐，以遵守现有法律。

（四）自由软件

教师教学活动实施中，最常用的软件如：OpenOffice.org文本处理软件、Nvu网页制作软件，丰富了教学信息教育的内涵。

（五）互动式电子白板

互动式电子白板利用USB与电脑连线，并使用投影机投射到白板上。配合电子白板相关应用软件，电脑同步显示电子白板书写的内容。电子白板内置了数字互动的功能，模拟鼠标的方式进行线上修改，同步显示、存储教学资料。

二、教学软件的优势与评价

（一）教学软件的优势

1.互动性：电脑具备双向交流的互动功能，可以人机互动，这是其他传统媒体所不能及的。

2.适应性教学：利用电脑来教学所提供的是一种个性化的自调式学习的教学方式，可以让学生依照自身的学习步调来学习。良好设计的教学软件更具有分析学习者反应与进度的能力，由此调整教学，以适应学习者的个别差异，达到适应性教学的目的。

3.学习者控制：教学软件一方面可以设计成给予学习者高度的学习者控制的形式，让学习者在教学软件中自由地游走，或是由电脑高度控制的形式，自动根据学习者的反应，来进行适应性教学。

4.永不疲惫：电脑没有情绪，不会因为学习者不懂而不耐烦，因此最常见的电脑辅助教学软件的设计均是利用电脑此项特性，让学生反复练习，直到熟练的模式。

（二）成功教学软件的评价指标

一个成功教学软件的评价指标应当包括以下几个方面：目的性、科学性、创新性、技术性及艺术性（见表1）。在以上5个指标中，其中目的性与科学性必须有教师参与。教学软件公司即便力量再强，也不可能在各个领域都有专家，都有教师。很多软件公司的工作人员没有承担过教学工作，更不可能对每个专业内容都了解。因此，没有本专业资深的教师参与教学软件设计，这个软件很难设计成一流的。对于科学性，涉及到实践工作的场景设计，非实践工作者参与不可。因为，我们绝大多数教师，都没有实践工作经验，这是我国教学工作者的缺憾。他很难准确了解实际工作，更无法精确描述实践工作中的关键环节。因此，要通过教学软件让学生达到虚拟实习、虚拟实训的目的，必须要有实践工作经验丰富的从业人员参与。而对于软件的创新性，必须是教师与软件设计人员的智慧融合，因为教师了解哪些教学内容或教学环节，是普通讲述或其他表现方式无法实现的，而软件设计人员正是化繁为简的内行。对于技术性和艺术性的达到，非教学软件公司莫属。它们有众多的IT技术人员、美工人员，这是教师无法做到的。由此可见，一个一流的教学软件是个团队工程，已经不再是教学单位或教学软件公司可以独立完成的。正是由于教学软件制作的高要求，使得今天有些高校将教学软件的制作列入了公开招标。

三、教学软件的制作：以公共管理为例

（一）教学软件制作存在的问题与解决路径

电脑辅助教学与多媒体在电脑上的应用，一直是教育、信息与相关软件开发商所注意的焦点，如何开发出适合学习者学习，并且能够达到教学目标的多媒体教学软件，也是相关人员所努力的目标。不过，电脑辅助教学与多媒体的结合，真的为我们创造了许多能够实际应用于教学，并能提升教学质量的软件吗？当我们对电脑辅助教学寄予厚望时，却发现一些软件质量粗糙或缺乏数学原则、界面设计不良，无法配合课程目标、与硬件设施不相容等诸多问题，造成可用的教学软件不多。例如，大多数教学系统采用ASP技术进行开发，并在Windows操作系统上运行，但出现了代码的可移植性较差、执行效率不高等问题[2]。究其原因，对教学设计不重视、缺乏正确软件发展步骤、人员分工不清是主要问题。因此，在教学软件的开发商以系统化的教学设计观点是分析与设计的依据，并详细规划出实际的执行步骤与工作项目，才能为教学软件的发展奠定稳固基础。在进行教学软件的使用者界面设计工作时，除了必须对使用者界面的基本概念与设计知识有相当的了解以外，为了避免“闭门造车”的情况，还必须了解界面设计工作在整个软件的发展步骤中扮演何种角色？与其他发展步骤有何关系？界面设计者如何与其他工作人员协调与合作？总体而言，界面设计包括几个步骤：1.分析，包括需求分析、学习者分析、现有资源分析、系统规格与发展工具调查与确认、制定教学目标。2.设计，包括课程内容、教学策略、教学活动、故事情境、系统流程、使用者手册等方面。3.制作，包括软件媒体制作、系统整合、使用者手册制作、系统维护手册。4.评估修正，包括形成性评估、总结性评估、计划总结报告。在软件内容架构方面，可以采取个别指导法的设计。这种方法指的是，教师所扮演的是指导学习的角色，利用分支式的设计，在每一个小学习单元完成后给予学生某些问题，并由电脑分析学生的反应（将学生所做的反应与程式中预设的反应做比较），再根据对学生反应所做的分析，给予适当的反应与回应，以达到适应性教学的目的。一些模拟型教学软件通过软件预设的引导活动与学生自主活动交织的探究学习流程，也是学生自主控制的结构化的教学程序[3]。

（二）教学软件设计的保障

传统教学手段有一个共同特点，即都是以教师为主体，教师按照自己教学目的、教学要求，自行设计，可以不需要软件公司帮助就可以做好。虚拟仿真技术的出现，为智能化教学环境的建设奠定了技术基础。也就是可以通过虚拟仿真平台的创建，整合各类实验教学资源与学科专业知识，使整合在同一平台上，达到与真实相一致的教学、实习、实训的教学目的和要求。与前面提到的几类教学手段的改革不一致，虚拟实验教学平台的建设，必须团队开发。这个团队包括三类人：教师、实践工作者以及软件人员。依据以上论述，公共管理教学软件的制作团队需要由以下几方面人员的参与：1.公共管理教学的教师：提出教学脚本，包括教学目的、教学要求、教学的主要内容，以及必须用虚拟技术或交互技术表现的教学问题等。2.公务员：公务员可以提供与教学内容相关的公共管理典型案例、相关的政府业务活动与关键环节或流程等，以便虚拟教学软件的实际管理业务的情景模拟、操作性训练的设计。3.软件公司，软件公司在今天的公共管理教学软件的制作中，起到举足轻重的作用，是制作实体、设计者、团队的组织者。一个教学软件制作的水平，与教学软件公司的以上三项功能的发挥极为相关。遗憾的是我国尚未有这样的公共管理教学软件团队的出现。

四、结束语

近年来，信息技术的快速发展，对教学产生广泛与深远的影响。网络上广泛的信息成为学生学习的丰富资源，网络上的讨论区也成为学生交换观念的场所，成为远程教学的重要工具。电脑辅助教学已不再是一种个别化教学的方式，而且许多电脑辅助教学软件是设计给小团体通过合作学习的方式来进行学习活动。此种发展方向，与网络科技的进展或多媒体投影机的发展，以及近年来建构主义理念强调合作学习与社会化学习的趋势，可以说是相辅相成的。建构式科学探究教学思想认为，知识是学生主动建构的，不是被动接受的。学生获取知识应经历的活动在程序上可以分为三个部分，并且这些活动在实际学习中难以截然区分，是反复出现、互相交叉、互相融合的[4]。以虚拟教师系统为例，它是以电脑辅助教学为基础而发展出来的互动式远程教学系统，即利用电脑软件设计出来一套以电脑网络为基础的教学管理系统，模拟教室上课的情境。

参考文献：

[1]谢振华.辅助教学软件在《流体力学》教学中的实践[J].教育教学论坛，2016（40）：273-274.

[2]苏日娜，李晨，范剑波.基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现[J].宁波工程学院学报，2007（4）：82-87.

[3]张军征，樊文芳.模拟软件促进科学课程探究学习的作用分析[J].现代教育技术，2012（4）：37-38.

[4]丁邦平.探究式科学教学:类型与特征[J].教育研究，2010（10）：81-84.

[5]刘善伟,熊展.《测量学》实验教学仿真软件设计与实践[J].高教学刊，2017（17）：84-86.

[6]王志强.高校三维软件类课程的教学模式现状探究———以江西省为例[J].高教学刊，2017（17）：62-64+68.

[7]吕翠美，凌敏华.智能软件在水文统计教学中的应用研究[J].高教学刊，2017（06）：66-68.

作者：陈美 单位：湖北工业大学