CAI的教學策略設計 (之二)
華東師范大學教育信息技術系祝智庭
授遞策略（上）
授遞策略考慮在教學過程如何開展有效的交互活動，基本策略部件包括水平適控策略、提問與反饋策略、學生控制策略和助學策略等。
當學習新知識時，學生開頭的成績水平較差，不但會產(chǎn)生錯誤，而且得到答案所花的時間也較長。但過一段時間，當他逐漸掌握后，就能將所學知識用于解決難題。學生的成績水平反映了他的學習水平。成績水平之間無須有十分清晰的界線，也不一定每位學生非得達到每個技能的各級水平，但認清各類成績之間的差異有助于我們選擇CAI過程。這些成績水平可分為：獲得、流暢建立、泛化和熟練維持 （圖1)。
圖1 知識水平進展圖
獲得水平的行為是緩慢、不完善的。這是一個起始階段的行為。需要給學生特別的關注，如從通過課件搞清楚什么樣的操作是正確的，到鼓勵學生繼續(xù)學習下去。利用塑造技術，包括提供清晰的先行材料及反饋序列都可改善學生起始階段的反應質(zhì)量。
先行材料文字必須清晰。對于一種新概念的陳述應該清晰。在獲得階段，每幀只呈現(xiàn)少量信息，或允許學生通過按鍵在幀上增加信息。將新信息用高亮顯示技術隔離出來也是大有裨益的。一旦新信息清晰地呈現(xiàn)出來，隨即通過提問要求學生做出簡單反應。
在獲得階段，對于每個反應給出的反饋是非常重要的。學生在學習新技能或事實時需要反饋信息，而且這種反饋要及時，拖延時間過長會抑制他們的學習動機，降低學生的注意力；結果應簡單明了，用詞也十分重要。
當學生開始能比較快而精確的作出反應時，他的績效還會繼續(xù)提高，因而他的行為則更有用，他回答問題和執(zhí)行任務會更迅速更準確。在流暢建立時，適當改變課件的交互活動將有助于精煉學生的行為。流暢建立的目標是將行為引入到有用的水平。在制定這個水平的計劃時，要求先行事件有所變化，不再要求給出明確的提示和指導語。
流暢建立的目標是將獲得水平的績效提高至成為有用的技能。教授流暢建立的技能與提高績效兩方面有關的的：精確性和速度。在這個水平上，經(jīng)常用到的是帶反饋的操練。流暢建立的目標是掌握先前所介紹的內(nèi)容，而不需要富于想象的應答。但在一種較具想象力的情境中，流暢操練可以提高動機，甚至可使學生提前就開始應用該技能。
在流暢建立練習中，應經(jīng)常提供些反饋，因為學生剛從獲得水平進入這一層次，雖然他的行為在某種程度上是精確的，但既不連貫也不快捷。流暢建立的操練僅僅是為學生提供一個練習已在獲得階段學到內(nèi)容的機會。
泛化是指一個學生毋需指導，自己就能夠?qū)@得的新知識用于新情景中的過程。泛化描述的是人們學習和思考的基本方式。它涉及許多方面，包括學術或非學術的。在教學中培養(yǎng)泛化是非常重要的，因為當學生達到泛化水平時，學習時間節(jié)約了，信心也會增強。
有三種通用的泛化過程：物理泛化，規(guī)則學習，類比學習。
物理泛化：亦稱基本刺激泛化或抽象，是學生學了一個反應后，在不同情景下根據(jù)物理相似性做出相同反應的過程。這種泛化是由第一次刺激與新的刺激具有相似性引起的。刺激泛化強調(diào)學習標簽（名稱），諸如將不同類型的椅子統(tǒng)稱為椅子，所有的椅子都具有相同的物理特性。這個過程也包括物理活動，就象人們會騎自己的自行車也就會騎他人的車。這種類型的泛化是令人滿意的。CAI的設計應提高泛化。這點應通過呈現(xiàn)與已介紹的材料有物理相似性的新刺激的材料，并要求在無提示的狀態(tài)下做出反應來實現(xiàn)。
規(guī)則學習泛化：規(guī)則學習（重組泛化）描述的是這樣一個過程，人們先學習了一些反應，然后可在無指導的情況下將這些反應以新的方式組成新的反應。如，當學生會辯認紅球、紅球拍、綠球時，那么不用專門學習便可以辯認出綠球拍。若再學習了第三種顏色后，無須訓練做出正確反應的次數(shù)應增加。
類比泛化： 類比學習（刺激等價泛化）與物理泛化相似，即學習習得了一個反應后，然后在新的情景下做出相同的反應，不同點是刺激等價不是建立在刺激間的物理相似性，而是建立在類比基礎上，如學生學到蘇聯(lián)和越南均是社會主義國家，又學到蘇聯(lián)的工資水平低，然后即可得出越南的工資水平也低，這是我們都經(jīng)歷過的基本過程。這種邏輯也許正確也許錯誤。當正確時，CAI可以使學生通過推斷與類比養(yǎng)成高效率的學習。
當教學生泛化某一技能時，我們可以特別教這個學生將這一技能應用于一新的情景。也可以向?qū)W生提一個問題，該問題的答案有賴于對技能和泛化的運用，但我們不告訴學生答案與技能之間的關系。在這兩種情況下，我們所教授的是問題解決或創(chuàng)造性。有三種適用于教學生應用以前所學技能的技術：混合練習操練，高級游戲，情境模擬。這些技術適于CAI，因為這些豐富多彩的操練、游戲、模擬可在計算機上實現(xiàn)。
混合練習操作就象用來形成流暢建立或水平維持的操練一樣，允許重復練習。但混合練習操練不同于前面那種只局限于一種情景下的訓練。例如，教乘法4´2泛化的混合練習，原來的練習題是“有四間房，每間住二個女孩，共住幾位女孩？”，現(xiàn)在可改成“每個小孩人背兩袋桔子，4個小孩共背多少袋桔子？”
高級游戲不是明確地告訴學生應用哪種技能。為教學目的設計的創(chuàng)造性游戲非常象電子游戲目標確定，但游戲規(guī)則不太清晰，達到目標的方式有賴于游戲者。游戲者選擇和應用一系列技能以便取得高分，獎勵與懲罰是由游戲自然生成的。
模擬的目的是教泛化技能，即給學生一個情景，一個要求解決問題。模擬可以是靜態(tài)的也可以是動態(tài)的。在靜態(tài)模擬中，學生的反應不會改變模擬過程；但動態(tài)模擬中，學生反應會改變模擬狀態(tài)。
在CAI中實現(xiàn)熟練維持水平的基本技術是通過周期性的復習與操練。在課件中安排復習是非常關鍵的。在一些CAI中學生好象迅速掌握了技能，但忘得也快，這不是CAI的過錯，而是課件設計不周所致。在熟練維持階段常用的復習操練與流暢建立中的操練和游戲相似，所有的操練都提供反復練習；但也有許多區(qū)別，保持操練的目的是為了復習，而流暢操練是為了改善尚且稚嫩的技能。復習操練應該使用學生在獲得、流暢建立、泛化階段用過的許多正例和反例，并且包括不同難度水平的練習。在復習操練中，不需要在每個反應后給予反饋，因為學生進入復習操練時在某種程度上已達到精確水平，反饋就不是必須的了。
提問與反饋是CAI的重要過程。雖然不同理論對它們有不同的解釋，但它們對于教學的作用是公認的。
許多學者對信息加工過程中的有關問題進行了廣泛的研究，概括這些學者的研究成果，我們可以得出這樣的結論：問題在學習過程中提供了三種功能，
(1) 吸引和保持注意
短時記憶處理信息的容量是有限的，為此學生必須有選擇地搜索重要的學習材料來限制輸入的信息量，這種現(xiàn)象稱為“選擇性注意”。人們總是最先注意那些最簡短，含義最明顯的信息。研究表明，在學習新材料前有針對性地提出問題，讓學生帶著問題去學習，有助與將學生地注意力吸引到重要的信息上，忽略無關的或不重要的信息，叢而提高學習效率。忽略非重要信息是一種“經(jīng)濟性行為”因為短時記憶最多只能處理五到九條信息，當新的信息進入短時記憶階段，原有的信息必須編碼進入長時記憶階段，或同其他信息一道被拋棄。忽略非重要信息，則意味著有更多的重要信息被編碼進入長時記憶。跟問題相結合的選擇性注意的另一作用時提醒和督促作用。它能幫助學生通過將注意力集中于相關重要信息上從而迅速作出正確的響應。
(2) 使編碼更容易
信息加工理論認為必須對信息加以編碼才能從短時記憶過渡到長時記憶。學生接受刺激后必須將信息進行聽覺上的或是語意上的編碼。聽覺編碼是學習者在用詞語表達刺激時發(fā)生的，而當學生將詞語信息轉(zhuǎn)化為圖象信息時語意編碼就發(fā)生了。學習材料前的問題能促進聽覺和語意上的編碼。問題還能提供一種“推敲”功能，在“推敲”過程中我們將附加的信息融入了上下文，研究表明問題能促使學生“推敲”，通過推敲使信息的含義更為明了，從而促進了記憶和理解。在學習材料前提出一些基于學生已有知識的問題對提高學習效率是極為有效的。
(3) 復述學習材料
問題的第三個功能是促使學生復述學習材料，對附加問題的研究表明，在一段學習材料之后提出問題，有助于記憶與問題直接相關的材料，而且不影響與問題無關的材料的學習。我們能得出這樣的結論，前置問題的作用是將學生的注意力吸引到重要的材料上來，而后置問題的功能是促使學生復述已學習的材料，從而強化記憶。研究表明通過后置問題回憶和提取信息對幫助記憶是很有效的，特別是對于學習材料結尾部分的一些內(nèi)容其效果尤為明顯。
在CAI系統(tǒng)中，問題的形式受制限于計算機對學生反應的處理能力。在非智能型CAI系統(tǒng)中，用得最多的問題類型是真假題（是非題）、選擇題、短答題、填充題、配伍題、完成題等。在設計課件時，我們要考慮問題類型與教學目標的適用性，表1是關于問題類型對教學目標適用性的基本考慮 （據(jù)Smith & Boyce，1984)。
表 問題類型對教學目標的適用性
| 學 習 結 | 果 | | 問 | 題 | 類 | 型 | |
| 能力 | 動詞 | 真假題 | 選擇題 | 短答題 | 填充題 | 配伍題 | 完成題 |
| 言語信息 | 敘述 | ´ | ´ | ´ | ´ | ´ | |
| 心智技能 A. 辨別力 | 辨別 | ´ | ´ | | | ´ | |
| B. 具體概念 | 確定 | | ´ | ´ | ´ | ´ | |
| C. 定義概念 | 劃分 | ´ | ´ | ´ | ´ | | |
| D. 規(guī)則 | 論證 | | ´ | | | | ´ |
| E. 問題解決 | 產(chǎn)生 | | | | | | ´ |
| 認知策略 | 創(chuàng)造 | | | | | | ´ |
3. 如何設計與運用問題
為了能夠在課件中合理的運用提問技術，我們就問題的設計提供如下建議：
將問題放在材料之前作為吸引機制時，應記住前置性問題會使學生將注意力集中于與問題相關的材料上，而不利于附隨材料的學習(相對同前置問題相關的材料而言)。
學習材料的安排應從簡單到復雜，而且必須建立在學生原有知識的基礎上。
為了確認學生已加工處理過呈現(xiàn)的信息，我們可以通過有些問題來考查學生，但將問題作為刺激和督促作用時應慎重。
只有在學習者無需刺激和督促的情況下也能做出完全滿意的回答時才能撤消問題。
應盡可能地采用多種回答方式來防止拼寫錯誤和解決因鍵盤輸入不熟練而引起的問題。
如果測試需要一種特殊的響應拓補結構，那么結構化響應應是一種最好的方式。
用“在空格內(nèi)填寫答案”或用“在上下文中標明答案”等類型的問題來減少主觀回答。
將問題放在相關的材料和圖表后面，使學生便于查找相關信息，同時也利于相關知識的學習和記憶。
當學生必須選擇屬性和查閱圖表使時，應將必要的信息放在屏幕上，或用箭頭符號連接問題和相關信息。
避免縮寫，盡可能完整拼寫每一個單詞和使用完整的句子。
告知學習者特殊的學習環(huán)境和預期的學習成績，應讓學習者了解求解某一問題他應付出多大的努力以及解答問題的得分情況等。
提供足夠的練習，過度練習能降低遺忘率。
在學習者首次掌握和解決某一問題時應給出恰當?shù)脑u語，予以鼓勵。
在一課結束時應讓學生對遺漏的問題和原先不會解答的問題再做一次嘗試。
當學生作出響應時應給他一種暗示使之了解自己解答正誤與否，為了在計算機上實現(xiàn)者一點，必須對學生的應答做出及時的處理并跟正確答案進行某種匹配。由于計算機識別正誤能力的限制，CAI開發(fā)者必須提供給學習者最優(yōu)的回答方式。下面是在CAI開發(fā)過程中有關學生應答輸入和正確判斷的幾點指導性建議：
當采用完全匹配的判斷準則時，應預測輸入的類型和提供可替代的正確答案，預期的錯誤答案和不可預料的答案。
盡可能用鍵盤來輸入學生的應答信息。
排除導向型和軌跡型的空格輸入，將多結構型的空格輸入轉(zhuǎn)換為單一型的空格輸入。
在提供正確解答和反饋之前應限制學生回答次數(shù)。
對于有兩種正確解答的問題只給一次回答機會，因為第二次回答時正確答案已很明顯。
提供學習者一系列可自由選擇程序控制項，如返回，下頁，繼續(xù)，幫助，退出等等。
反饋是計算機在用戶作出應答后所呈現(xiàn)的任何信息。這種計算機和人之間的交流可能是簡單的信息，如“yes”，“no”或“答案c是錯誤的”，或者是比較精確的詳盡解釋，如為什么學生的答案是錯誤的，如何獲得正確的答案等。反饋可能是一個生動的圖表，或是一個聽覺上用來表明回答正確與否的信號，如蜂鳴聲。
信息反饋的功能在表現(xiàn)上有兩種方式，(a)告知學習者回答是正確的還是錯誤的，是完全正確的還是部分正確的；(b)糾正學習者的錯誤或幫助學習者自己糾正錯誤。確認和糾錯是反饋的本質(zhì)特征，它們是CAI課件中影響學習成績最重要的因素。
在CAI界曾經(jīng)有一種普遍的觀點，認為反饋必須及時，不及時的反饋是低效的，甚至對學習起阻礙作用。事實并不盡然，有研究表明在技能獲得階段，即時反饋與延時反饋都同樣能促進學習，況且在促進長時記憶保持方面，延時反饋的效果甚于即時反饋。有關開發(fā)教學反饋的建議大多是經(jīng)驗之談，我們將這些建議分為三類，
(1) 一般性考慮
應答特定： 有效的反饋應該是應答特定的，它提供的信息是專門針對學習者錯誤的，從而使學習者有機會糾正誤解。
避免誤導：錯誤應答后的反饋在極大程度上影響學生下一步的行為，反饋應集中糾正學生概念上的錯誤認識。幫助學生正確理解和掌握概念，以利于下一步的學習。
對于完全匹配類型的問題，應提供預期的學生應答信息。并且提供可替代的正確答案。
在反饋中使用學習者的姓名。人們尚未證實這種試圖吸引學生注意力的技術能促進學習，但學生似乎喜歡在反饋中看到自己的姓名。
將反饋信息放在學生輸入信息下方，或與之靠近，以引起學習者的注意。
在視覺上同時呈現(xiàn)問題、學生的回答和反饋信息。
通過高亮度、特殊字體、顏色變換等技術將學生的注意力吸引到重要的反饋信息上。
在一段或一組應答結束后應提供概括性的反饋。
(2) 正答后的反饋
如果回答正確，只給出一個簡短的證實信息作為反饋。如果學生對某一問題作出了正確回答，我們一般認為他已掌握了這一問題，此時，詳盡的反饋信息是不必要的。
盡可能在上下文和問題中再現(xiàn)正確答案以強化學生記憶。信息加工理論認為，在上下文或問題中看到正確答案有助于長時記憶。
對部分正確的回答應提供包含幫助學生完全正確回答的信息。
(3) 錯答后的反饋
對預期的錯誤回答提供反饋時，應詳細地告知該答案為何是錯誤的。因為錯誤回答后的反饋信息在極大程度上影響學生的下一步行為，因而反饋中的指導性信息也顯得特別重要，簡單的諸如：“不，你錯了！”，“請再試一次！”不能幫助學生糾錯。在這種情況下詳細的指導性反饋信息是必要的。
反饋信息應正確簡練。避免采用幽默、調(diào)侃、標新立異的語言，在這種情況下學生甚至會故意給出錯誤的解答，從反饋信息中獲得娛樂。
發(fā)生類似的錯誤或作出一系列相關的錯誤回答時，應給出更為詳盡的反饋信息。
主要參考資料
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Wager, W. & Wager, S. (1985). Presenting questions, processing responses, and providing feedback in CAI. Journaof InstructionaDevelopment, 8(4), 2-8.
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