基于新三论方法的多媒体课件设计研究

学习平台、虚拟实验、自主探究学习、协作学习平台、互助学习模块等方法和手段，认为在多媒体课件设计中应充分体现出新三论的整体性、层次性、非线性、协同性和开放性等特征，并在实际的多媒体课件教学中取得了良好的效果。

[关键词]多媒体课件 新三论 教学设计 协作学习

[中图分类号] G434 [文献标识码] A [文章编号]2095-3437（2013）05-0045-03

多媒体课件是计算机辅助教学的一种重要教学手段，它是在一定的教学理论指导下，根据教学目标、教学策略、教学内容和教学过程等，经过系统的教学设计，综合运用多种信息技术手段来制作的教学和学习的信息系统。多媒体课件的设计制作需要有一定的教学和学习理论作为指导，进行全面、深入、合理的教学系统的设计，并充分利用多媒体和网络等信息技术来完成。系统科学中的“老三论”和“新三论”对多媒体课件有着深远的指导意义，极大地促进了教育技术科学的蓬勃发展。

一、老三论与新三论系统方法的内容及特征

二十世纪五十年代，系统科学中的“老三论”（系统论、信息论、控制论）用于解决现代教育技术中遇到的核心问题，促进了现代教学设计新型理论的诞生，使现代教育的思想、理论、方法、形式等都得到了极大的发展。而七十年代以来，系统科学又进一步发展，由 “老三论”发展到“新三论”（耗散结构理论、协同学、超循环理论），从而出现了Blending Learning（混合式学习）、协作学习、开放式学习等新的学习模式，进一步推动了现代系统教育和教育技术的极大发展。

“老三论”是指系统论、信息论和控制论，是将对象放置在系统运行过程中并加以考察的一种方法。[1]运用“老三论”方法进行教育系统设计时，需着重从整体与部分以及整体与外部环境之间的相互作用、相互联系的辩证关系中全面和动态地研究对象，获取系统的体系结构、对象的相互关系、信息的传递过程、需要解决的问题等，以便得到最有效的系统模型来处理和解决现实问题。整体性、层次性、动态性和最优化是“老三论”方法的典型特征。整体性是指系统是由各种要素通过相互联系、相互作用形成的有机整体。例如，在设计一个教学多媒体课件过程中，遵循软件工程的原则和方法，进行课件的分析、设计、开发、实施、评价等，而这个过程其实就是反映一个教学系统进行教学活动的过程，体现出整个教学系统的整体与部分之间的相互作用和相互联系。层次性是指在系统是由若干个层次组织成的一个整体，高层次系统结构要素包含低层次系统结构。例如，课程教学里包括了理论教学、实验教学和课程设计三个层次，理论教学中又包含了前章复习、本章学习、习题练习、复习总结等层次。动态性是指任何系统总是处于不停的运动变化之中，各组成要素之间的相互联系和相互作用使系统运行过程发生动态变化，因此要以联系与发展的观点来设计系统，对不同情况给出不同的策略。最优化是系统方法始终追求的目标，在教学中经常通过教学策略的有效运用和各种技术支撑环境来优化，如有演示、讨论、辩论、情境创设、自主探究等多种不同策略的优化教学模式。“老三论”指导下的多媒体课件设计一般以教师为中心，建立完整结构的，具有层次性、过渡性和动态性的授课体系。在这一模式下，注重体现教师授课思维和方式，而忽略了处于被动一方的学生自身的学习兴趣和潜力，未能很好地发挥学生的主观能动性。

“新三论”是指耗散结构理论、协同学理论和超循环理论。耗散结构理论是指一个非平衡态的开放系统通过与外界环境进行物质、能量和信息交换，从无序走向有序，最后形成一种有序的结构，而这种结构称为耗散结构。协同学理论是指在系统由无序走向有序的过程中，系统内部各要素之间相互作用会产生一种协同现象，这种协同现象对系统走向稳定有序起了关键性的作用，协同学理论对这种协同现象的形成机制和作用模式做了进一步的研究。超循环理论通过对生物领域非平衡系统自组织现象的研究进一步证实了耗散结构理论的结论。以上三种理论都是以系统为对象，研究其有序与无序、平衡与非平衡等状态的内在机制及转化条件，其关键在于系统内部各要素之间的相互作用和联系。“新三论”不仅包括了“老三论”所具有的整体性、动态性、层次性和最优化等方面外，还包括开放性、非线性、协同性与涨落性。开放性是系统形成耗散结构的首要条件，它体现出系统与环境之间不断进行的交换。非线性是指系统内部各要素间的相互联系和作用呈现非线性的关系，使得由于某种内部或者外部原因所引起的微小起伏被不断放大，逐步令系统由无序走向有序，并最终形成新的稳定有序的结构。而上述的相关效应是由系统的协同性所形成的，因此协同性是系统实现自组织的核心因素。涨落性是系统需要受到外界适当的扰动，这种影响使系统逐步达到稳定有序状态，而最终形成耗散结构。[2] “新三论”促进了多媒体教学课件由“老三论”的以教师为中心的指导思想向以“教师为主导、学生为主体”相结合的指导思想的转变。在教师具有完整性和层次性的授课系统基础上，利用多媒体、网络、数据库、虚拟现实等信息技术，提供给学生进行自我学习、交互探索、应用实践，以及相互协作学习的一个开放式的、多种交互的、具有反馈和适应性的学习平台，从而使学生在教师指导下，处于主动学习的地位，在整个学习系统中以个体和集体的方式进行多种交互的、探索的、实践的学习，达到更好的学习效果。

二、以新三论系统方法为指导进行多媒体课件设计

（一）课件内容和结构具备整体性和层次性

混合式学习（B-Learning）是一种主导—主体相结合的新型教育思想，强调发挥教师的教学主导作用，突出学生的学习主体地位。以混合式学习为指导思想，进行“学教并重”的教学设计，在课件内容和结构上，注重教师“教”与学生“学”的有机结合，强调课件的教与学的整体性。如表1所示，课件内容除了教师理论教学和实践教学栏目外，还包括学生自学栏目，以及提供师生交互学习栏目。课程教学作为一个整体，往往可以分解成若干个子目标，针对每个子目标的特点，选择不同的教授方法，并逐次地完成各个子目标，最终实现课程教学目标。在多媒体课件教学设计上，可以根据每章节的具体教学内容和特点，确定教学目标，分析学生认知现状，选择适当的教学策略，使多媒体课件能起到创设情境、突破重难点、辅助教师的“教”和促进学生的“学”的作用。如图1所示，将每一章的内容分解为3个层次和13个子模块，包括学习目标、章节内容、习题等，体现出教学的层次性和策略性。

（二）教师、学生、教学内容和教学媒体的非线性关系

非线性是指系统内部各要素间的相互联系和作用呈现非线性的关系，这种非线性关系的作用使得由于某种内部或者外部原因所引起的微小起伏被不断放大，逐步使系统从无序走向有序，并最终形成新的稳定有序的结构。一个典型的教学系统包括教师、学生、教学内容和教学媒体等四个要素，这些要素之间相互联系和相互作用形成了一些非线性关系，如教师与学生、学生与教学内容、教学内容与教学媒体等。在教学过程中，这些非线性关系不断作用和发展，使得整个教学系统由“无序”走向“有序”，最终形成一定的“稳定结构”状态，即教师和学生都完成了自己的任务，获得良好的效果。这个过程可能包括了多重交互——人机交互、师生交互、生生交互。人机交互包括学生的自主学习、自主探究、自我测试、自我评价等学习活动；师生交互包括教师对学生的在线或离线的辅导、答疑、谈心与个别指导等教学活动；生生交互包括网上的小组讨论、专题研讨以及学习伙伴之间的互教互学等活动。对于以上非线性关系中的重点关系如何在课件设计中体现出来，将做如下的一些探讨。

1.“教师、学生与教学媒体”之间的非线性关系

这种关系包括“教师与教学媒体”和“学生与教学媒体”两个方面。教师以教学媒体作为信息载体和传输媒介向学生提供教学信息，而学生也可通过教学媒体向教师反馈学习的效果。教师、学生与教学媒体之间不是一种单向的线性传输关系，而是需要三者之间的双向乃至多向互动来实现系统的有序状态。E-Learning（在线学习）是一种体现这种非线性关系的很好的学习方式。E-learning在线学习平台提供了在线课件学习、交流、提问、提交和批改作业、通告、学生教学评估和反馈等功能，如图2所示。教师和学生在这一平台中的互动得到了极大的体现，教师、学生与教学媒体所组成的系统在多向的互动中逐渐趋向稳定良好的状态。另外，教学评价、在线答疑、学习论坛等也是体现这种非线性关系的其他手段。

2.“学生、学生与教学媒体”之间的非线性关系

这种关系包括了“学生与教学媒体”和“学生与学生”两个方面。学生作为学习的主体，不仅仅是从教师那里简单地获取知识，更多的应该是主动地完成知识的获取。获取的方式也不仅仅是从书本中简单地读取，而是从信息技术实现的教学媒体中进行人机交互和自主探索形式的学习。此外，学生和学生之间也可以相互帮助，共同学习。虚拟实验是一种模拟实验过程的软件环境，学生可以按照实验提示操作模拟的仪器，并可以看到实验过程中产生的结果和数据，如图3所示。自主探究学习是学生发挥主观能动性，完成自我学习和自我探索的一种有效的方式。例如，在基本完成理论课程后，学生可探索性地进行应用设计的实践。以设计一个温度控制系统为例，学生可按照系统实现的标准过程，根据设计要求和任务，进行设计分析、编写设计方案、建立系统模型，实现软硬件的设计以及最后系统的仿真，如图4和图5所示。充分利用信息技术来构造虚拟的、互动的教学媒体，实现人机之间的良好互动，达到学生自我学习的效果。

（三）学生与学生的协同性关系

“新三论”中的协同学理论认为，系统内部各要素之间非线性相互作用所引起的协同现象，是系统实现自组织的核心因素。学生之间的协作学习实际上就是协同关系在教学过程中的具体体现。例如，学生刚开始学习某个新事物时，对其了解与认识处于一种无序状态，在经过适当的学习引导，按小组或团队的方式协作学习，使所有学生都对新事物完成理解与掌握，从而使得这一学习系统从“无序”转化到“有序”的状态。例如，基于项目的小组协作学习与探究，对给定的项目，按软件工程思想和方法进行分解，制定项目进度，任务分工，相互帮助、协作完成等，如图6所示。另外，百度网站提供的“知道”栏目也是一种协同学习的体现。可以仿照此形式建立“互助学习”模块，如图7所示。每个人可以提出问题，由大家回答，并从中选择最佳答案，给予回答者一定的奖励，这也是竞争学习与合作学习的一种体现。

（四）课件系统的开放性

开放性是系统形成耗散结构的首要条件，它要求系统与环境之间不断进行物质、能量和信息的交换。正是因为有了开放性，才出现了多媒体教学、网络教学等更多的教学形式，同时也使学生学习的方式从课堂走向了网络学习、移动学习等更广泛的空间。在课件中开放性的设计具有重要的意义。开放性的设计很多，例如，建立C语言开源代码平台，作为一个学习C语言的网络资源，不论是教师或学生都可以对里面的信息资源进行增添和修改。例如，建立一个课程的WAP网站和学生博客网站，学生可以充分利用移动设备来随时随地地学习，还可以建立自己的博客，记录学习的过程和感受，与更多的学习者分享和讨论学习的经验等。

三、结束语

作为教育工作者，对于如何运用现代教育理论和技术，服务于教学的研究，是我们不断研究、探索的课题。教育作为一项复杂的系统工程，多媒体课件只是其中的一种有效的手段。笔者主要参与了《电子测量与仪器》、《操作系统》、《控制工程基础》等多门课程的多媒体教学课件的设计与制作，课件在实际的教学中取得了良好的效果，并参加了第九届和第十届全国多媒体课件大赛均获得了一等奖，其中《电子测量与仪器》课件还获得了第七届广西高等教育教学软件大赛一等奖和最佳技术实现奖。希望本文对于“新三论”在多媒体课件设计中的探索思路和方法的探讨能对多媒体教学起到抛砖引玉的作用。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 冯国瑞.系统论、信息论、控制论与马克思主义认识论[M].北京：北京大学出版社，1991：116-142.

[2] 何克抗.运用“新三论”的系统方法促进教学设计理论与应用的深入发展[J].中国电化教育，2010，（1）：7-18.

[3] 陈洪升.“新三论”多媒体课件研究[J].中国大学教学，2009，（12）.

[4] 魏青松.多媒体课件设计浅议[J].教育研究，2010，（10）.

[5] 曲文智.多媒体课件设计与“新三论”[J].中国现代教育装备，2010，（12）.

[责任编辑：雷 艳]