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1、2020年8月11日星期二,面向教師教育技術(shù)能力培訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)研究,博士生：魏順平 導(dǎo)師：何克抗 教授,提綱,緒論 文獻(xiàn)研究 研究過(guò)程：ID-ES的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 推廣應(yīng)用 研究結(jié)論與展望,教師教育技術(shù)能力培訓(xùn),面向,的,教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng),研究,問(wèn)題聚焦,尋求解決方法,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),應(yīng)用實(shí)施,教學(xué)設(shè)計(jì),工具資源,緒論,研究背景 問(wèn)題的提出 研究目標(biāo),1.1 教師教育技術(shù)能力培訓(xùn)：由面授培訓(xùn)向遠(yuǎn)程培訓(xùn)的轉(zhuǎn)變,2004年12月，中小學(xué)教師教育技術(shù)能力標(biāo)準(zhǔn)頒布 2005年4月，“中小學(xué)教師教育技術(shù)能力建設(shè)計(jì)劃”啟動(dòng)。 預(yù)計(jì)到2007年底，完成1000萬(wàn)教師的培訓(xùn)。 截止到2008年10月，累計(jì)培訓(xùn)中

2、小學(xué)教師267萬(wàn)名。 開(kāi)始轉(zhuǎn)變以往以面授為主的培訓(xùn)方式，大力借助遠(yuǎn)程教育手段，開(kāi)展遠(yuǎn)程培訓(xùn)。,1.2 問(wèn)題的提出,教育技術(shù)能力培訓(xùn)的核心內(nèi)容：教學(xué)設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)程培訓(xùn)中教學(xué)設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練工具的缺失 面向教學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)呼之欲出,1.2.1 教育技術(shù)能力培訓(xùn)的核心內(nèi)容：教學(xué)設(shè)計(jì),教育技術(shù)能力的核心內(nèi)容是教學(xué)設(shè)計(jì)。（何克抗，2006） 在培訓(xùn)大綱中，教學(xué)設(shè)計(jì)的培訓(xùn)由兩部分組成，即“一節(jié)課或一個(gè)教學(xué)單元/主題”的教學(xué)設(shè)計(jì)方案的編寫(xiě)以及對(duì)編寫(xiě)好的教學(xué)設(shè)計(jì)方案的“實(shí)施或展示、研討教學(xué)” 教學(xué)設(shè)計(jì)是重點(diǎn)：培訓(xùn)目標(biāo)、培訓(xùn)教材、培訓(xùn)評(píng)價(jià)均有所體現(xiàn) 教學(xué)設(shè)計(jì)是難點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是多學(xué)科內(nèi)容的綜合；需要在短時(shí)間

3、內(nèi)掌握（約20個(gè)學(xué)時(shí)）；可能在為充分掌握相關(guān)知識(shí)前就需要編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案。,1.2.2 遠(yuǎn)程培訓(xùn)中教學(xué)設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練工具的缺失,教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科是一門(mén)方法論性質(zhì)的學(xué)科，其知識(shí)內(nèi)容以心智技能等過(guò)程性知識(shí)為主，在遠(yuǎn)程培訓(xùn)中還必須為參訓(xùn)教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。 已有網(wǎng)絡(luò)課程尚沒(méi)有提供支持參訓(xùn)教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)操練的工具。 在教學(xué)設(shè)計(jì)方案的編寫(xiě)，以編輯WORD文檔的方式完成教學(xué)設(shè)計(jì)方案的編寫(xiě)。 在對(duì)編寫(xiě)好的教學(xué)設(shè)計(jì)方案的“實(shí)施或展示、研討教學(xué)”方面的能力訓(xùn)練幾乎沒(méi)有條件開(kāi)展,1.2.2 遠(yuǎn)程培訓(xùn)中教學(xué)設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練工具的缺失,對(duì)參訓(xùn)學(xué)員的調(diào)查表明，利用WORD格式的教學(xué)設(shè)計(jì)模板編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案時(shí)遇到多

4、方面的困難，希望提供智能化、資源豐富的工具。,1.2.3 教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)呼之欲出,遠(yuǎn)程培訓(xùn)中，必須為參訓(xùn)教師提供一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練工具，筆者將該工具稱(chēng)之為教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)為ID-ES ）。專(zhuān)家系統(tǒng)指的是能代替、減輕專(zhuān)家智力勞動(dòng)的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。 首先，教學(xué)設(shè)計(jì)是教育技術(shù)能力培訓(xùn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)能力方面的訓(xùn)練主要以編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案的方式來(lái)完成，因此本研究所要研制的ID-ES應(yīng)該能夠在教師編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案時(shí)提供績(jī)效支持功能。,1.2.3 教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)呼之欲出,其次，教學(xué)設(shè)計(jì)是建立在許多學(xué)科的內(nèi)容包括學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論、系統(tǒng)科學(xué)、傳播與信息理論等基礎(chǔ)上的交叉學(xué)科，有許多新知

5、識(shí)需要參訓(xùn)教師去了解、學(xué)習(xí)和掌握，由于參訓(xùn)教師往往在沒(méi)有完全掌握這些知識(shí)的情況下就需要去編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案，在編寫(xiě)過(guò)程中必然需要補(bǔ)充學(xué)習(xí)各種相關(guān)知識(shí)，因此，本研究所要研制的ID-ES應(yīng)該能夠在教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力培訓(xùn)中提供教學(xué)功能。,1.2.3 教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)呼之欲出,最后，本研究所要研制的教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)尚不能對(duì)“實(shí)施或展示、研討教學(xué)”方面的能力訓(xùn)練提供全面的支持，但是仍然嘗試提供一定的支持環(huán)境。通過(guò)教學(xué)模式（以信息技術(shù)與課程整合過(guò)程中的教學(xué)模式為主）檢索與案例觀摩功能來(lái)為參訓(xùn)教師開(kāi)展“實(shí)施或展示、研討教學(xué)”方面的能力訓(xùn)練提供的一定支持。,1.3. 研究目標(biāo),本研究的目標(biāo)是設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)具有教學(xué)設(shè)計(jì)

6、方案編寫(xiě)績(jī)效支持功能以及教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)、教學(xué)模式教學(xué)功能的教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)（ID-ES），并在這一過(guò)程中構(gòu)建一個(gè)新的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化語(yǔ)義模型，形成基于文本挖掘的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)庫(kù)半自動(dòng)構(gòu)建的理論與方法。,教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)（ID-ES）,教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具,專(zhuān)家系統(tǒng),知識(shí)型系統(tǒng),AKO,AKO,AKO,2. 文獻(xiàn)研究,教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化：理論與工具 知識(shí)型系統(tǒng)建設(shè)的理論與方法,2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化：理論與工具,教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Automated Instructional Design，簡(jiǎn)稱(chēng)AID )，指的是有效發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為教學(xué)設(shè)計(jì)人員和其他教學(xué)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程和教學(xué)開(kāi)發(fā)過(guò)程

7、中提供輔助、指導(dǎo)、咨詢(xún)、幫助或決策的過(guò)程。 2.1.1推動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化產(chǎn)生與發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)理論 2.1.2教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（AID工具）,2.1.1 推動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化產(chǎn)生的教學(xué)設(shè)計(jì)理論,教學(xué)設(shè)計(jì)是一門(mén)規(guī)定性理論科學(xué)（瑞格魯斯） 學(xué)習(xí)條件理論（加涅） 成分顯示理論（CDT）、教學(xué)處理理論（ITT）（梅瑞爾） 國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)成分顯示理論的改進(jìn)（李向榮，楊開(kāi)城；李文光；） 梅瑞爾和瑞格魯斯對(duì)學(xué)習(xí)條件理論的擴(kuò)展 教學(xué)處方理論（鄭永柏） 學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論與教學(xué)設(shè)計(jì)的嵌套關(guān)系圖（Bourdeau, J.和Mizoguchi, R. ） 教學(xué)設(shè)計(jì)語(yǔ)義模型（崔光佐）,2.1.1 推動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化產(chǎn)生的教

8、學(xué)設(shè)計(jì)理論,綜觀上述教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化理論方面的研究成果，一個(gè)突出的問(wèn)題是如何恰當(dāng)規(guī)定教學(xué)處方的粒度。 對(duì)教學(xué)處方的過(guò)細(xì)規(guī)定如梅瑞爾和瑞格魯斯等人的工作并只注重教學(xué)方法變量的橫向分析，將對(duì)最后教學(xué)設(shè)計(jì)方案的形成造成困難； 對(duì)教學(xué)處方的過(guò)大規(guī)定如大到一個(gè)教學(xué)模式，則會(huì)造成所開(kāi)出的處方難以精確解決教學(xué)中存在的問(wèn)題。 本研究將對(duì)教學(xué)處方的粒度折中處理。 需要對(duì)教學(xué)結(jié)果、教學(xué)條件以及教學(xué)處方做出更為合理的語(yǔ)義建模，崔光佐博士的教學(xué)設(shè)計(jì)語(yǔ)義模型提供了一個(gè)范例，但仍需根據(jù)本研究所要研制的ID-ES的獨(dú)特性予以重構(gòu)。,2.1.2 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（AID工具）（國(guó)外部分）,專(zhuān)家系統(tǒng) Merrill 等人的ID

9、 Expert、IDXelerator Spector 等人開(kāi)發(fā)的XAIDA 系統(tǒng) 咨詢(xún)系統(tǒng) Duschastel的IDAW(Instructional Design Advanced Workbench)系統(tǒng) 信息管理系統(tǒng) IDE(Instructional Design Environment)系統(tǒng)是教學(xué)設(shè)計(jì)信息管理系統(tǒng)的典型代表。 電子績(jī)效支持系統(tǒng)(EPSS) AGD、Designers Edge 和Instructional Design Ware 課件制作工具（Authoring Tools） Flash、Authorware,2.1.2 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（AID工具）,專(zhuān)家系統(tǒng)過(guò)

10、于嚴(yán)格的約束必然限制教師創(chuàng)造性的發(fā)揮。在實(shí)施過(guò)程控制的同時(shí)，還要內(nèi)置多種過(guò)程模式以供教師選用，取消嚴(yán)格的設(shè)計(jì)約束而代之以設(shè)計(jì)建議推送。 處理好教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)范性和靈活性的關(guān)系，既注重教學(xué)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，又不失教學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性，發(fā)揮教師的創(chuàng)造性。 EPSS系統(tǒng)中的Designers Edge 和Instructional DesignWare則側(cè)重于對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程的支持，提供流程約束，同時(shí)還提供了基于上下文情境的在線(xiàn)幫助、向?qū)?、自學(xué)材料等，這些功能均值得筆者借鑒。,2.1.2 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（AID工具）（國(guó)內(nèi)部分）,教學(xué)模式工具包（張際平，1996） JBMT 系統(tǒng)（基于教學(xué)策略的課件開(kāi)發(fā)平

11、臺(tái)）（汪瓊，1997） ISD EPSS Wizard（鄭永柏，1998） EPSS式專(zhuān)案本位學(xué)習(xí)系統(tǒng)（PBLS）（臺(tái)灣淡江大學(xué)教育技術(shù)系 ） 基于知識(shí)庫(kù)和EPSS 的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)（馬寧，2003） IDITC 系統(tǒng)基于活動(dòng)的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)（楊開(kāi)城，2003） 教E通（清華同方思科，2005）,2.1.2 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（AID工具）,注重教學(xué)模式庫(kù)的建立 教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)與課件制作關(guān)聯(lián)起來(lái) 教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)支持主要以填寫(xiě)表格的形式實(shí)現(xiàn)，不存在知識(shí)推理過(guò)程。,2.1.2 面向e-Learning設(shè)計(jì)的AID工具,InSite Studioe-Learning 設(shè)計(jì)環(huán)境 密西西比州

12、立大學(xué)高級(jí)媒介系統(tǒng)中心(CAVS)的高級(jí)學(xué)習(xí)技術(shù)組 Reload Learning Design Editor（Reload學(xué)術(shù)組織，2005） 支持IMS LD規(guī)范 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)可視化工具（曹曉明，2006） 為e-Learning設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)流程,2.1.2 面向e-Learning設(shè)計(jì)的AID工具,致力于數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)的形式化表示，如制定IMS LD規(guī)范，是繼數(shù)字化教學(xué)資源形式化表示之后的又一重要成就。有助于今后教育語(yǔ)義網(wǎng)的建立。 借鑒IMS LD規(guī)范在對(duì)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行形式化表示的成果，特別是對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行形式化表示的成果,2.1.2 已有AID工具對(duì)ID-ES的啟示,提供對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程的

13、支持是本研究所要研制的ID-ES需要重點(diǎn)完善的地方。 要克服以往教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)教師約束過(guò)大的不足，通過(guò)提供多種學(xué)科、多種課型的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程模式、教學(xué)模式和教學(xué)規(guī)則來(lái)提高中小學(xué)各學(xué)科教師開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性。 要克服已有教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具以教學(xué)模式為主要教學(xué)處方、導(dǎo)致教學(xué)處方粒度過(guò)大的不足，通過(guò)推送可選粒度的教學(xué)處方來(lái)提高教師開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性和創(chuàng)造性。 能在教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力培訓(xùn)中提供教學(xué)功能。 系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)功能， 教師編寫(xiě)的教學(xué)設(shè)計(jì)方案的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)功能,2.2 知識(shí)型系統(tǒng)建設(shè)的理論與方法,知識(shí)是以各種方式把一個(gè)或多個(gè)信息關(guān)聯(lián)在一起的信息結(jié)構(gòu)。 知識(shí)分為三類(lèi)，即陳述性知識(shí)、

14、程序性知識(shí)和條件性知識(shí)。 知識(shí)工程 知識(shí)的獲取 知識(shí)的表示 知識(shí)的運(yùn)用和處理,2.2.1 知識(shí)的獲取,知識(shí)獲取分主動(dòng)式或被動(dòng)式兩大類(lèi)。 本研究在建立知識(shí)庫(kù)時(shí)將綜合運(yùn)用兩大類(lèi)知識(shí)獲取方法，即采用文本挖掘的方式從文本材料中自動(dòng)獲取知識(shí)，又采用人工錄入的方式將一些未能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)傳授給知識(shí)處理系統(tǒng)。 相關(guān)技術(shù)：中文分詞、信息提取、術(shù)語(yǔ)提取、形式概念分析,2.2.2 知識(shí)的表示,知識(shí)表示是利用計(jì)算機(jī)能夠接受并進(jìn)行處理的符號(hào)和方式來(lái)表示人類(lèi)在改造客觀世界中所獲得的知識(shí)。 謂詞邏輯表示、框架表示、產(chǎn)生式表示、語(yǔ)義網(wǎng)表示、與或圖表示、Petri網(wǎng)表示、面向?qū)ο蟊硎?本研究擬采用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法、框架表示法和

15、產(chǎn)生式表示法等三種方法來(lái)表示知識(shí)。,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是用于表示知識(shí)和建立認(rèn)知模型的一種帶標(biāo)號(hào)的有向圖。,框架表示法,框架表示法是借助于以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)特定場(chǎng)合下的對(duì)象或事件序列作出估計(jì)的知識(shí)表示方式。,產(chǎn)生式表示法,產(chǎn)生式表示法是依據(jù)人類(lèi)大腦記憶模式中的各種知識(shí)塊之間的大量存在的因果關(guān)系，并以“IF-THEN”的形式，即產(chǎn)生式規(guī)則表示出來(lái)的。,2.2.3 知識(shí)的運(yùn)用和處理,知識(shí)處理學(xué)研究知識(shí)運(yùn)用中都可能用到的一些方法，包括推理、搜索、知識(shí)的管理及維護(hù)、匹配和識(shí)別等。 筆者將把建好的知識(shí)庫(kù)全面應(yīng)用教師教學(xué)設(shè)計(jì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)中，這一過(guò)程將充分應(yīng)用推理、搜索、知識(shí)的管理及維護(hù)、匹配

16、和識(shí)別等各種方法。,3. ID-ES的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),3.1 ID-ES體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2 ID-ES語(yǔ)義模型的建立 3.3 教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體的建立 3.4 教學(xué)模式庫(kù)與教學(xué)設(shè)計(jì)方案庫(kù)的建立 3.5 教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)則庫(kù)的建立 3.6 ID-ES各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),3.1 ID-ES體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,3.2 ID-ES語(yǔ)義模型的建立（1）,以鄭永柏（1998）為例，他所提出的教學(xué)處方理論的理論框架可以用函數(shù)表示為：m=f(c，o)，其中教學(xué)結(jié)果（o）和教學(xué)條件（c）是自變量，教學(xué)方法（m）是因變量。這里的教學(xué)結(jié)果、教學(xué)條件以及教學(xué)方法都比較含糊，并且沒(méi)有指出知識(shí)庫(kù)在其中所處的位置，難以直接應(yīng)

17、用到教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具的開(kāi)發(fā)。 崔光佐（2008）所提出的教學(xué)設(shè)計(jì)語(yǔ)義模型過(guò)于理想化，適用的知識(shí)范圍很小，僅適用于認(rèn)知領(lǐng)域且結(jié)構(gòu)良好的知識(shí)的學(xué)習(xí)，很難做到實(shí)用化；并且在該模型中教學(xué)事件選擇與學(xué)習(xí)資源序列生成完全由計(jì)算機(jī)完成，教師的創(chuàng)作空間幾乎沒(méi)有（該模型更接近于自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型）。不過(guò)他所提出的對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)對(duì)象進(jìn)行形式化以使計(jì)算機(jī)能夠理解這些內(nèi)容及相互間的關(guān)系的思路卻是值得借鑒的。,3.2 教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化語(yǔ)義模型（2）（P41）,,3.2 ID-ES中教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的一般過(guò)程,,3.3 教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體的建立（1）,借助于知識(shí)工程師從專(zhuān)家獲取 借助于智能編輯程序從專(zhuān)家獲取 借

18、助于歸納程序從大量數(shù)據(jù)中歸納出所需知識(shí) 借助于文本理解程序從教科書(shū)或科技資料中提煉出所需知識(shí),,5.2 教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體庫(kù)的建立（2）（P47）,基本步驟 文獻(xiàn)材料選取 文獻(xiàn)材料文本處理 概念關(guān)系標(biāo)注 形式化表示與存儲(chǔ) 領(lǐng)域本體評(píng)價(jià),3.4 教學(xué)模式庫(kù)、教學(xué)設(shè)計(jì)方案庫(kù)的建立,教學(xué)模式、教學(xué)策略文本和教學(xué)設(shè)計(jì)文檔收集 模式、策略、方案建模以“教學(xué)設(shè)計(jì)方案建模”為例 教學(xué)設(shè)計(jì)方案錄入工具開(kāi)發(fā),3.4 教學(xué)設(shè)計(jì)方案建模,一個(gè)完整的教學(xué)設(shè)計(jì)方案應(yīng)該包括教材概述、設(shè)計(jì)理念（設(shè)計(jì)思想，教學(xué)設(shè)計(jì)思路）、教學(xué)內(nèi)容分析（學(xué)習(xí)內(nèi)容分析，教學(xué)重難點(diǎn)）、學(xué)習(xí)者特征分析、教學(xué)目標(biāo)分析（學(xué)習(xí)目標(biāo)分析）、教學(xué)策略選擇與

19、設(shè)計(jì)、教學(xué)資源的選擇與設(shè)計(jì)（教學(xué)媒體的選擇和利用，教學(xué)準(zhǔn)備，信息技術(shù)應(yīng)用分析）、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、教學(xué)反思等10項(xiàng)內(nèi)容,3.4 教學(xué)設(shè)計(jì)方案建模,教學(xué)設(shè)計(jì)方案除了上述十項(xiàng)主體內(nèi)容外，還需要定義一些屬性來(lái)對(duì)其進(jìn)行描述，以便讀者進(jìn)行查找。這里筆者定義“名稱(chēng)”、“作者”、“單位”、“方案出處”、“科目”、“教材版本、“年級(jí)”、“課文（章節(jié)）名稱(chēng)”、“主要教學(xué)內(nèi)容”、“主要的教學(xué)目標(biāo)”、“課時(shí)”、“教室環(huán)境”等12個(gè)屬性來(lái)描述一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)方案。,3.4 教學(xué)設(shè)計(jì)方案框架表示模型,,3.4 教學(xué)設(shè)計(jì)方案框架表示模型,一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)方案就是一個(gè)框架，它由兩個(gè)子框架即“基本信息”框架和“教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程

20、”框架組成，“教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程”又由10個(gè)子框架即教學(xué)設(shè)計(jì)方案10項(xiàng)主體內(nèi)容構(gòu)成，這10個(gè)子框架又以子框架表示，如此嵌套表示下去。 基本信息框架外，其他框架都包含四個(gè)側(cè)面即四個(gè)屬性，分別是“上位框架”、“名稱(chēng)”、“類(lèi)型”、“內(nèi)容”。,3.4 教學(xué)設(shè)計(jì)方案錄入工具開(kāi)發(fā),,3.5 教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)則庫(kù)的建立,以新課程標(biāo)準(zhǔn)為素材，以適應(yīng)中小學(xué)各學(xué)科教師的使用需求。 “內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”則規(guī)定了該課程所包含的所有內(nèi)容及層次關(guān)系，并對(duì)每項(xiàng)內(nèi)容所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，可以采用的教學(xué)方法、評(píng)價(jià)方法提出了若干建議，這里面就存在三種對(duì)應(yīng)關(guān)系，即“教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)”配對(duì)、“教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法”配對(duì)、“教學(xué)內(nèi)容評(píng)價(jià)方法”配對(duì)，這三種

21、對(duì)應(yīng)關(guān)系其實(shí)就可以視作是三類(lèi)教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)則，可以作為教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)則庫(kù)的重要組成部分。,知識(shí)庫(kù)建設(shè)小結(jié),提出了較為系統(tǒng)的將文本材料轉(zhuǎn)換為知識(shí)庫(kù)的方法包括基于文本挖掘的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體半自動(dòng)構(gòu)建方法、各類(lèi)知識(shí)庫(kù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方法，并開(kāi)發(fā)了一系列的算法、工具如中文術(shù)語(yǔ)自動(dòng)提取算法、概念間關(guān)系計(jì)算機(jī)輔助發(fā)現(xiàn)算法、中文定義自動(dòng)抽取算法、教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)文檔錄入工具、課程標(biāo)準(zhǔn)錄入工具等。 利用上述方法和工具開(kāi)發(fā)一組相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)庫(kù)：包含有1211個(gè)術(shù)語(yǔ)、299條術(shù)語(yǔ)定義、近600條各種語(yǔ)義關(guān)系的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體庫(kù)庫(kù)；包含有200個(gè)優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)方案、涉及中小學(xué)22個(gè)學(xué)科的優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)方案庫(kù)；包含有1

22、07個(gè)教學(xué)模式、涉及中小學(xué)22個(gè)學(xué)科的教學(xué)模式庫(kù)；涉及中小學(xué)22個(gè)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；以及包含近15個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)模板以及各類(lèi)屬性列表的教學(xué)設(shè)計(jì)模板庫(kù)。,3.6ID-ES各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),3.6.1 教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)工具的功能流程與實(shí)現(xiàn) 3.6.2 教學(xué)設(shè)計(jì)方案庫(kù)和教學(xué)模式庫(kù)檢索功能的實(shí)現(xiàn) 3.6.3 教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體查詢(xún)功能的實(shí)現(xiàn),3.6.1 教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)工具的功能流程與實(shí)現(xiàn),,第一步：登錄“教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)”,,第二步：創(chuàng)建教學(xué)設(shè)計(jì)方案，填寫(xiě)初始化信息,,第三步：編寫(xiě)教學(xué)設(shè)計(jì)方案主體部分,,第四步：評(píng)估教學(xué)設(shè)計(jì)方案，查看評(píng)價(jià)報(bào)告,,第五步：完成教學(xué)設(shè)計(jì)方案，提交作業(yè),,3.6.2

23、 教學(xué)設(shè)計(jì)方案庫(kù)和教學(xué)模式庫(kù)檢索功能的實(shí)現(xiàn),,3.6.3 教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體查詢(xún)功能的實(shí)現(xiàn),,4. ID-ES在教師教育技術(shù)能力培訓(xùn)中的推廣應(yīng)用,教師教育技術(shù)能力培訓(xùn)中與教學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)的活動(dòng)分析 模塊1、模塊2和模塊7中均有教學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)和教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)活動(dòng)。 ID-ES典型應(yīng)用設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)練習(xí) 理論知識(shí)學(xué)習(xí) 案例觀摩 ID-ES應(yīng)用實(shí)施與效果分析,4.3 ID-ES應(yīng)用實(shí)施與效果分析,應(yīng)用1：向一線(xiàn)教師個(gè)別展示ID-ES，以收集初步的反饋意見(jiàn) 應(yīng)用2：在某個(gè)培訓(xùn)班中試用ID-ES，以獲取較大范圍內(nèi)的反饋意見(jiàn) 問(wèn)卷中各個(gè)問(wèn)題的平均得分均在4分以上。對(duì)工具的“有用性”的評(píng)價(jià)

24、（T1T4）要高于對(duì)工具的“易用性”（T5T7）的評(píng)價(jià) 應(yīng)用3：在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布該工具，邀請(qǐng)已參加省級(jí)骨干培訓(xùn)班的教師及其他教師進(jìn)行公共測(cè)試,教師教育技術(shù)能力培訓(xùn),面向,的,教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng),研究,問(wèn)題聚焦,尋求解決方法,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),應(yīng)用實(shí)施,教學(xué)設(shè)計(jì),工具資源,5.研究結(jié)論與展望,研究工作小結(jié) 本研究設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)具有教學(xué)設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)績(jī)效支持功能以及教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)教學(xué)功能的教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)（ID-ES），有效解決了教育技術(shù)能力遠(yuǎn)程培訓(xùn)中教學(xué)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練工具缺乏的問(wèn)題，并在這一過(guò)程中構(gòu)建了一個(gè)新的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化語(yǔ)義模型，形成了基于文本挖掘的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)庫(kù)建設(shè)的理論與方法。,5.研究結(jié)論與展望,綜合

25、以上研究工作，本研究在以下三個(gè)方面取得了一定的創(chuàng)新： 構(gòu)建了“基于知識(shí)庫(kù)的教學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化語(yǔ)義模型”。 提出了基于文本挖掘的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)庫(kù)半自動(dòng)構(gòu)建的理論與方法。 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了首個(gè)面向教育技術(shù)能力培訓(xùn)、具有教學(xué)功能的實(shí)用教學(xué)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)。,5.研究結(jié)論與展望,本研究仍然存在四方面的不足： 一是對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)推理時(shí)各項(xiàng)輸入條件的描述不夠精確。 二是教學(xué)設(shè)計(jì)推理的輸出部分仍欠豐富。 三是教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科知識(shí)只能以文本形式表征，不夠直觀。 四是未能針對(duì)教學(xué)組織、實(shí)施、管理方面的能力訓(xùn)練提供強(qiáng)有力的支持環(huán)境。,5.研究結(jié)論與展望,研究展望 建立更為細(xì)化的教學(xué)設(shè)計(jì)初始化條件的描述模型，用于標(biāo)注這些條件的內(nèi)容體系將具體到各個(gè)學(xué)科； 在ID-ES應(yīng)用過(guò)程中，不斷回收產(chǎn)生的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，用以繼續(xù)豐富、優(yōu)化知識(shí)庫(kù)，不斷增強(qiáng)ID-ES的相關(guān)推送功能； 采用FLASH動(dòng)畫(huà)技術(shù)，以概念圖的形式直觀呈現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域本體中概念及概念間的關(guān)系 將嘗試采用游戲制作方面的技術(shù)，模擬真實(shí)的課堂環(huán)境,2020年8月11日星期二,敬請(qǐng)指導(dǎo)!謝謝！,,