教学系统设计理论
（一）加涅的教学系统设计理论
1.核心思想
其核心思想是为学习设计教学。加涅认为，教学必须考虑影响学习的全部因素，即学习的条件。学习的条件分为内部条件和外部条件。
2.加工系统
加工系统主要由信息的接收器、感觉登记器、工作记忆和长时记忆组成。从学习环境中来的刺激作用于学习者的感受器，信息在一个感受记录器里短暂停留后，由选择性知觉经过加工输入短时记忆。如果信息在短时记忆中没有被复诵，一般保留不到20秒，且短时记忆的容量有限，一次只能记忆7个项目。需要记忆的信息须经过语义编码转化成有意义的模式进入长时记忆。长期记忆的信息经过两条途径进入反应发生器。一是长时记忆中的信息先回到工作记忆，再由工作记忆进入反应发生器，引起反应。这种条件下，人能意识到从长时记忆中提取信息。另一条途径是长时记忆中的信息直接进入反应发生器，引起反应。这种条件下，反应是自动进行的，不受人意识的控制。当信息从短时记忆或长时记忆中提取出来并传递到反应发生器去激活效应器（肌肉）时，就会导致学习者对环境可观察到的行为，至此，学习者就完成了一次学习过程。
执行控制系统的调节与控制作用主要体现在：
（1）感觉系统进行调节，使之选择适当的信息，予以注意；
（2）指导工作记忆中的信息加工方式的选择；
（3）对工作记忆和长时记忆中表征形式的选择；
（4）对长时记忆中的知识提取线索的选择；
（5）对解决任务的计划的执行予以监督。
3.预期系统
预期是指人的信息加工活动是受目的指引的。认知目的能指引认知加工方式的选择，如学习者对学习结果有什么期望，会对其如何感知外界刺激、如何编码记忆产生影响。认知加工活动的实现和预期目标的达成会带来情感的满足，由此进一步激励新的认知行为，所以预期是与信息加工活动的动力有关的系统。
在加涅看来，学习的发生要同时具备外部条件和内部条件，教学的目的就是合理安排可靠的外部条件，以支持、激发、促进学习的内部条件，这就需要对教学进行整体设计，即教学设计。因为学习的过程有许多有顺序的阶段，所以教学也有相应的阶段。
（二）瑞格鲁斯的教学系统设计理论
1.核心观点
教学设计理论就是“教学科学”，教学系统设计理论是规定性的教学理论。瑞格鲁斯还提出了关于建立教学系统设计理论知识库的构想。他把教学理论的变量分为教学条件、教学策略、教学结果，并进一步把教学策略变量细分为教学组织策略、教学管理策略和教学传输策略。
教学组织策略可以进一步分为宏策略和微策略。宏策略用于揭示学科知识内容中的结构性关系，也就是各部分之间的相互作用和相互联系。在实际教学中，它用来指导对学科知识内容的组织和对知识点顺序的排列。它是从全局考虑学科知识内容的整体性记忆中各个部分之间的关系。微策略强调按单一主题组织教学，策略部件包括定义、例题、练习等。在实际教学中，它为如何教特定的学科内容提供“处方”，考虑的是—个个概念或原理的具体教学方法。
2.细化理论
细化理论（Elaboration Theory，简称ET）的最早提出者是瑞格鲁斯，该理论的基础是认知学习理论。新知识的获取与保持在很大程度上取决于学习者原有的认知结构。奥苏贝尔是这种观点的最早提出者之一，该理论是建立在两个关于认知结构的假定的基础之上的。
知识按层次结构组织。抽象程度较高的知识处于较髙层次，随着抽象程度降低，其所处的层次也逐步降低。认知结构中的知识是相互作用、相互联系的。细化理论组织教学内容的基本原则是把更广泛、更一般的概念放在较高层次。除此之外，关注学科内容的各个部分如何彼此相关，记忆各个部分和整个学科之间的关系。
3.模式概括
（1）一个目标：指ET的全部内容都是为了达到一个目标——按照认知学习理论实现对教学内容（即当前所教学科知识内容）最合理而有效地组织。
（2）两个过程：是指ET主要通过两个设计过程来实现上述目标。一是“概要”设计，“广角”看全部。二是一系列细化等级设计，“变焦”看部分。横纵两方面：同一等级上对不同教学内容细化（复杂程度相同），同一教学内容在相继等级中细化（复杂程度不同）。
（3）四个S：选择（selection）、定序（sequencing）、综合（synthesizing）和总结（summarizing）。
选择是指从学科的知识内容中选出为了达到总的学习目标或单元的教学目标所要教的各种概念和知识点，从而为概要设计做好准备，这是细化理论的初始设计任务。
定序的目的是要使教学内容（学科知识内容）按照“从一般到特殊”的次序来组织和安排。这既是概要设计和细化系列设计的指导思想，又是设计的基本内容，应将其贯串在这两个设计过程的始终，从而保证每次细化结果的一致性。
综合是要维护知识体系的结构性、系统性，即确定各个知识点之间的相互联系。通过综合应使学习者看到各个概念之间的关联以及它们在更大的概念图中（乃至整个课程中）所处的地位。在每一级细化过程中都将有两种形式的综合发生：内部综合与外部综合。
总结对于学习的保持和迁移都是很重要的。总结可分为两种：一种是课后总结，另一种是单元总结。
（4）七种策略。它们是指为保证细化过程的有效性和可操作性，必须在细化过程中适当运用的有关教学内容组织的七种宏策略。
宏策略1：用于确定课程内容的细化顺序。
宏策略2：用于确定每一堂课的内容顺序。
宏策略3：用于确定总结的内容及总结的方式。
宏策略4：用于确定综合的内容及综合的方式。
宏策略5：用于建立当前所学新知识与学习者原有知识之间的联系（这是帮助学习者实现意义建构的关键）。
宏策略6：用于激发学习者的学习动机和认知策略，使学习者始终处于积极的信息加工状态。
宏策略7：用于实现学习者在学习过程中的自我控制。
4.应用
以某一节课的教学为例，瑞格鲁斯的教学系统设计理论的具体操作包括以下几个方面：
（1）给出本节课的概要（完成概要设计）；
（2）嵌入动机激发器帮助学习者形成学习动机；
（3）如果概要内容较抽象难懂则应进一步给出形象化的比喻（或适当的类比）；
（4）顺序呈现按照宏策略1和宏策略2的要求以及一系列细化设计结果组织起来的教学内容；
（5）运用宏策略5建立新旧知识之间的联系，以促进学习者的意义建构；
（6）根据学习情况的需要嵌入认知策略激发器，以帮助学习者提高学习质量与效率；
（7）提供本节课的课后总结；
（8）提供本节课的课后综合。
（三）史密斯和雷根的教学系统设计理论
尽管不同的学习结果需要不同的教学策略，但是教学过程一般都包括四个阶段：导入、主体部分、结论和评定。
（1）导入阶段：引起注意；建立教学目标；唤起兴趣和动机；课的概述。
（2）主体部分：回忆先前学过的知识；处理信息和例子；集中注意；运用学习策略：练习；评价反馈。
（3）结论部分：总结和复习；知识迁移；进一步激励和完成教学。
（4）评价阶段：评定作业；评价反馈和补救教学。