教学系统设计理论
（一）教学系统设计概述
教学系统设计最早出现于军队和工业培训领域。20世纪60年代，教学系统设计才作为一个独立的知识体系，逐渐引入我国的学校教育中，并得到了比较快速的发展。当前，教学系统设计得到了相当广泛的应用。国内外教育领域中，不管是在课程设置、培训计划方面，还是在教材资源等方面，都相继开展了教学系统设计，并在发展过程中，逐渐收获了许多成功经验。在我国大学中的课程设计以及多媒体教材设计中，人们也越来越重视教学系统设计理论的研究。
1.教学系统设计的基本内容
（1）教学系统设计的目的
教学系统设计的目的在于优化教学和促进学习。教学系统设计的理论基础是学习论、教学论等，其内容简单说就是先明确要达到什么样的教学目的，然后对教什么（教材、课程、资源等）和怎么去教（组织、方法、传媒的使用等）及最后又怎么评价教和学的这一系统过程进行具体的设计。这一方面有助于解决在教学中碰到的实际问题，另一方面有助于教学系统预期功能的实现。
关于教学系统设计，首先，它可以直接用于教学过程，并使以印刷教材、音像教材为代表的，用于实现教学目标的教学资源得以完成合理分配。其次，它可以是围绕着一门课的大纲，也可以是围绕着一个单元或者一节课的教学计划展开的详细说明。
（2）教学系统设计的研究对象
教学系统设计的研究对象，是研究教与学过程的系统程序。首先，这一系统主要包括的内容有教学内容的选择和组织、学习目标的编写、教学活动的设计、教学方法与媒体的选择和运用。其次，关于对教学系统设计进行研究的方法，其实是应用系统的方法研究，不外乎就是围绕着教与学这两个系统中的要素与整体之间存在的联系进行探索，找出规律，并对它们之间的关系进行综合考虑和协调，以此来使各要素能够实现有机结合，使教学系统的功能得以实现。
（3）教学系统设计的作用
教学系统设计的作用是运用已知的教学规律，以教学问题为中心，寻找创造性的解决方案。
2.教学系统设计的构成要素
（1）静态要素
静态要素就是教学组织者在组织教学的过程中，通常情况下会忽略的设计要素，并且这些要素是相对稳定的。静态要素主要包括以下几点。第一，管理要素，其概念是指与管理维护存在联系的因素，包括管理者具有的素质以及管理规章的合理性等内容。第二，学习者要素，指学生所具有的综合素质，如学生应用计算机的能力、学生合理分配使用计算机的时间等。第三，技术支持要素，指教学的硬软件配置，如多媒体、网络教学系统等。第四，信息资源要素，指教学中，可支持教师和学生展开教学和学习的多媒体资源，如课件、题库，以及网络资源等。第五，物质环境要素，指那些客观存在于教室内外的具体的环境要素，包括教室里的空间结构、上课使用的桌椅的摆设以及教室的室内温度和教室外面的噪声等。第六，教学组织者要素，指教师组织课堂教学的能力，此处是指以其应用计算机的能力为代表的综合素质。
（2）动态要素
关于动态要素，其概念总结起来是指运用于教学、为教学服务的多媒体网络教学系统功能，在实现教学的过程中，由教学的组织者灵活掌握，以教学内容、目标、策略以及教学媒体为代表的诸多要素，具体内容包括以下几点。第一，教学目标要素，指学习者在教学活动后需要掌握的内容，包括应掌握的知识和技能有哪些、应培养的态度和情感是怎样的。通过可观察、可测定的行为术语，对学习者的学习成果进行准确表达。第二，教学内容要素，是指要求学生系统学习的相关内容的总合，包括需要系统学习的知识、技能以及行为经验。第三，教学策略要素，指出于要完成特定的教学目标的目的，一方面要综合考虑教学中所需采用的教学模式、方法以及组织形式，另一方面要综合考虑教学中应选择的教学媒体。第四，教学评价要素，指通过具体可行的方法对某一教学阶段里的教师教学和学生学习的结果进行评价，看是否符合之前确定的教学目标。第五，教学活动要素，即教学设计方案的具体体现，为进一步修改教学设计，提供所需实践经验。第六，教学媒体要素，即直接加入教学活动之中，在教学过程中可使用的信息传输手段。
（二）教学系统设计的基本概念
1.“艺术过程”的概念
从表面上看教学是一门技术，需要教师用专业知识和方法去完成教学任务。但从整个教学过程来看，教学更像是一门艺术，教师针对学习的每个环节进行相应的教学设计像是在进行艺术设计创作，而教师就是艺术家，不同的教师讲授相同教学内容，所执行的教学设计可以不一样。此外，因为教学设计注重对各种多媒体资源的合理利用及设计，所以教学设计可看成作为艺术家的教师在进行一项严谨的艺术创作的过程。因此，设计人员不仅要有充足的知识储备和丰富的经验，还需要具有艺术素质和创造精神。
2.“科学过程”的概念
夸美纽斯和赫尔巴特提出过“教育科学”的观点，对设计的定义进行了描述，即设计是一种科学过程，以设计为中心而展开的早期探讨和研究，它们与程序教学之间有着紧密的联系。美国心理学家斯金纳（Skinner）在《学习的科学和教学的艺术》一文中，首先，对科学过程的基调进行了确定；其次，通过联结学习理论对教学过程中的教学材料和教学步骤进行安排；最后，提出教学设计者应出于要保证教学有效性的目的，致力于为设计工作找到科学基础。
许多学者对教学设计进行了划分，将其分为两个层次，即宏观层次和微观层次。
①宏观教学设计。在教学设计中，一个科学合理的决定，往往是基于比较型的经验研究的。在设计过程中，围绕着两种媒体或者方法而展开的比较，会涉及非常多的变量，这导致令人满意的设计建议难以实现。
②微观教学设计。为保证微观决定的科学合理性，除了要关心引入的教学理论、学习理论，还要注重知识概念、技能以及某种思想的传播。
3.“系统工程方法”的概念
教学实际上是一个复杂的过程，难以有固定的因果关系，如在某条件下，如果实施某种策略，不一定就能得出某种结果。在教学设计中，从工程学中引入和采纳系统方法，一方面为教学设计提供了理论上的依据，另一方面找到了在科学设计运行方面的具体操作方法。
4.“问题解决方法”的概念
教学设计人员非常关心导致教学失败的具体原因，希望找出教学实践过程中存在的具体问题，以及问题解决过程。此观点的好处是要先确定问题所在，然后把问题具体化、详细化，针对这个问题找出相应的解决计划，为解决问题而不断修改评价，抑制某些不成熟方案的产生。
5.“强调人的因素”的概念
教学设计任务的发展不仅对教师本人的综合素质提出了更高的要求，还对设计人员进行教学设计应有的素质有着更高的要求。教师和设计人员具有的素质能力，不管是事业心和态度，还是个人的教育价值观和标准等，都对设计有很大的影响。因此，教学设计要首先抓好对教师和设计人员的培养。
（三）教学系统设计模式
1.“以教为主”的教学系统设计模式
关于“以教为主”的教学系统设计模式，为其提供理论支持的理论主要有两个，一是认知主义学习理论，二是行为主义学习理论。
（1）四个基本要素，三个主要问题
四个基本要素是指教学目标、教学资源、学习者特征、教学评价。这四个要素与教学系统的设计有着紧密的联系，整个教学模式的框架就是以这几个要素为基础建立起来的。
三个主要问题包括以教学效果为中心，展开教学评价、检查以及评定预期；结合专业特点和市场需求分析教学需求，明确学生本学期必须学到什么；确定好教学目标以后，根据专业特点选择教学内容和教学资源，确定教学策略和方法，并且着重强调要围绕着学生本身的特点和个性来进行分析。
（2）较有影响力的教学内容组织编排方式
教学内容的概念是由教育行政部门或相关培训机构制定或者选择的，以教学目标为中心展开的、具有计划性的，包括了学生在学校要系统学习的知识技能、思想观点以及行为经验三方面内容的总和。教学内容的确定，概括起来主要包括以下四个步骤：一是选择与组织单元；二是对单元目标进行确定；三是分析任务；四是对所选内容进行评价。
教学内容组织编排方式，经过几十年的发展，形成了三种较有影响力的方式，分别是布鲁纳的螺旋式编排方式、奥苏贝尔主张的渐进分化和综合贯通方式以及加涅的直线式编排方式。在进行教学内容的具体安排时，可综合运用这三种方式。
教师在进行教学活动时，必须把握整体来推进教学活动，这就需要制定和选择教学策略，关于教学策略的概念，述说起来是以特定的教学目标为中心，为使其能够顺利实现而使用的教学活动的程序、方法以及形式等诸多因素的一种总体考虑。因此，教学策略的设计最能体现教学设计的创造性。当前，被广泛使用的以教为主的教学策略主要有“假设-推理策略”和“九段教学策略”等。
（3）“以教为主”的教学系统设计模式中的教学评价
关于教学评价，主要包括两种形式。一是形成性评价。其概念是指为了使教学活动获得一个更好的活动效果而对教学活动展开的评价。对教学进行形成性评价，是为及时了解每个阶段的教学情况和学生在现教学阶段学习的具体进展和不足之处，通过形成性评价而获取的教学信息反馈，可以支持教学工作的调整和改善。二是终结性评价。就其性质而言，更倾向于事后评价，主要是用于教学活动告一段落时，围绕着被评价者在教学中获得的较大成果而展开的，主要是对其进行全面鉴定、区分等级。
教学是动态的过程，总的来说，对教学系统进行设计的过程是比较灵活的，应根据阶段问题灵活应对、适时调整。在这一模式中，教师要在教学风格基础上结合自身的教学实际情况，对教学设计的各个环节，以任意的顺序进行安排。在整个教学过程中，要将评价与修改贯穿其中。
2.“以学为主”的教学系统设计模式
（1）教学系统设计模式环节
建构主义为“以学为主”的教学系统设计模式提供了指导理论，主要包括以下方面：其一，以教学目标为中心展开的分析；其二，学习情境创设；其三，自主学习设计；其四，以学习者具有的特征为中心展开的分析；其五，协作学习设计；其六，信息资源的设计与提供；其七，学习效果评价设计。
以建构主义教学理念为基础的设计模式中，对学习者特征的分析有着非常重要的地位，在这一环节中，学生除了是学习的主体，还是意义的主动建构者。而关于学习者特征分析的主要目的，总结起来是以学生现有的能力与知识水平为出发点，来设计出与学生相适应的教学内容和问题，一方面以恰当的方式对学生的学习进行指导，另一方面向学生提供丰富的学习资源。
（2）自主学习策略的设计
在建构主义理论指导下的教学活动，非常重视学生自主学习策略的设计。这里讲的自主学习策略，是指教师为了使学生的有效学习能够更上一层楼，以学习环境氛围中各元素的模式和方法为中心而展开的设计和安排。自主学习策略的核心，除了要充分调动和发挥出学生学习的主动积极性，还要注意体现出学生的学习主体作用。
教师在展开自主学习策略的设计时，要充分考虑两个方面的因素，即主观因素和客观因素。首先，主观方面是指学生自己本身原有的客观能力，如自己特有的记忆力、思维能力、想象力等认知能力和知识结构等。不管是认知能力，还是认知结构，它们都属于智力因素，在主观方面，还包含着非智力因素，在这两类因素中，智力因素对学生进行学习策略的选择而言，是起着主导作用的。其次，客观方面是指知识内容的特征，并且这一特征对学习策略的选择有着决定性的作用。
建构主义学习中，在重视学习主体——学习者的同时，也没有忽视教师在教学过程中具有的指导作用。教师无论在怎样的情况下，都具有控制、管理教学过程，以及帮助和指导学生学习的职责。由于学生是独立的个体，在认知和建构的过程中具有明显的个体差异，即使是采用一样的学习路径，他们所面对的困难也不尽相同，在这种状况下，教师要依据具体情况、具体问题，适时做出有针对性的反馈。因此，教师在教学过程中，要格外注意对学生的学习进行适当的引导和启发，目的是促使学生走向意义建构。
（3）“以学为主”的教学系统设计模式中的教学评价
仅仅以客观的教学目标为依据的建构主义评价是不全面的，因此，要将学习任务的整体性评价，以及学习参与度的评价等内容，纳入评价的范畴，也就是在对学生学习结果的优劣进行检测时，采用让学生完成真实任务的方式，使学习结果的检验是在实践中进行的。源于建构主义的评价意味着使用的工具多是自我分析和元认知工具，而对于强化和行为控制工具的使用方面来说，则有一些弱化了。
3.“教师主导与学生主体相结合”的教学系统设计模式
两种教学系统设计相结合之后，就形成了“教师主导与学生主体相结合”的教学系统设计模式，也就是说“教师主导与学生主体相结合”的教学系统设计模式是建立在“教”和“学”的基础之上的一种产物。而这种设计模式，一方面对教师在教学中的主导作用进行强调，另一方面也没有忽视学生在学习过程中的主体地位。
不管是从理论基础的角度出发，还是从实际设计方法的视角出发，此教学系统设计模式的目的都是使“以教为主”和“以学为主”两种教学系统设计模式切实进行优势互补、更好地激发学生的学习热情、挖掘出学生的学习潜力、培养学生获得知识的能力，并以此使学生取得最佳的学习效果，以达到教育教学的目的。
“教师主导与学生主体相结合”的教学系统设计，不管是从方法的角度出发，还是从具体实施步骤来讲，它都是“以教为主”和“以学为主”的教学设计方法和步骤的综合。在这种教学系统设计模式中，教师可以根据实际的教学内容进行设计，也可以在学生已有的认知结构的基础上灵活地进行教学设计，这种设计可以是“以教为主”，也可以是“以学为主”。因为它具有公共部分和相互跳转的特性，所以在实际教学前，可以使该教学设计实现“教师主导与学生主体相结合”，接着在实际教学中，就可以相应地采用“以教为主”或“以学为主”的教学策略。