3.2 教學(xué)軟件螺旋開發(fā)模型

基于教學(xué)軟件的開發(fā)過程同時包含了軟件工程和教學(xué)設(shè)計因素，體現(xiàn)出一定的系統(tǒng)方法思想。劉新陽等人基于傳統(tǒng)螺旋模型研究的基礎(chǔ)上，在參考文獻(xiàn)[7]中提出一種新型的三重螺旋模型來指導(dǎo)教學(xué)軟件開發(fā)流程，如圖2所示。

該模型分別從軟件工程視角和教學(xué)設(shè)計視角把分析、設(shè)計、實現(xiàn)和評價四項基本任務(wù)作為三重螺旋的階段性重點，歷經(jīng)最初的分析原型階段再到測試原型階段，直到最終產(chǎn)品形成階段。每一階段要求具備特定目標(biāo)，分別體現(xiàn)出教學(xué)軟件中有關(guān)教學(xué)目標(biāo)和策略的設(shè)計、軟件系統(tǒng)功能設(shè)計以及使用反饋評價三方面內(nèi)容。第一重螺旋以教學(xué)專家和程序設(shè)計人員為主，從宏觀的教學(xué)目標(biāo)及整體教學(xué)設(shè)計的角度上構(gòu)建最初的分析原型；程序員、美工編輯人員主要參與第二重螺旋開發(fā)流程，旨在從軟件詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)方面(如模塊接口編碼、編輯與制作各類多媒體元素等)開發(fā)出測試原型，可以作為教學(xué)試用產(chǎn)品。在第二重螺旋的基礎(chǔ)上，通過教師及學(xué)生的反復(fù)使用與評價，開發(fā)人員依據(jù)反饋結(jié)果找出軟件產(chǎn)品所存在的問題并加以不斷改進(jìn)與完善；第三重螺旋實現(xiàn)了對軟件細(xì)節(jié)上的進(jìn)一步優(yōu)化過程，形成最終教學(xué)軟件成品。

三重螺旋模型保證開發(fā)出的教學(xué)軟件能夠完美體現(xiàn)出教學(xué)設(shè)計思想[7]，充分發(fā)揮了參與開發(fā)過程中的各類學(xué)科專家、教育專家、程序設(shè)計人員等各類專業(yè)人員特長，也重視教學(xué)軟件的評價過程。

3.3 教學(xué)軟件原型與螺旋相結(jié)合開發(fā)模型

李為民、張軍征在參考文獻(xiàn)[8]中依據(jù)教學(xué)軟件中所含的各種媒體元素與程序編寫過程需要交叉進(jìn)行，以及初始階段教學(xué)設(shè)計過程不確定性的特點，同樣從教學(xué)設(shè)計與軟件工程思想相結(jié)合的角度，提出一種類似原型與螺旋模型相結(jié)合的開發(fā)模型，如圖3所示。

計劃、設(shè)計與開發(fā)成為該模型開發(fā)過程的三個階段，標(biāo)準(zhǔn)、評價與管理始終作為與三個階段相互作用的三大要素，成為指導(dǎo)教學(xué)軟件開發(fā)活動的準(zhǔn)則。

教學(xué)軟件原型與螺旋相結(jié)合開發(fā)模型在整體上反映的是螺旋模型開發(fā)的一個周期，模型中的計劃與設(shè)計階段均采用原型開發(fā)方法，通過反復(fù)修改予以實現(xiàn)。計劃階段從明確開發(fā)項目整體范圍、標(biāo)準(zhǔn)、項目限制條件、學(xué)習(xí)者特點分析的大范圍框架上，主要以“頭腦風(fēng)暴，集思廣益”形式探討教學(xué)軟件風(fēng)格、結(jié)構(gòu)、界面等因素，進(jìn)行反復(fù)修改原型；設(shè)計階段側(cè)重對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)與方法、教學(xué)交互等教學(xué)設(shè)計方面屬性形成一套完整描述；開發(fā)階段運(yùn)用相應(yīng)的軟件實現(xiàn)工具，從技術(shù)手段上對教學(xué)軟件所涉及到的各種多媒體素材的創(chuàng)作、編輯、程序編寫等活動過程按照并行的方式完成，實現(xiàn)軟件功能需求。標(biāo)準(zhǔn)、評價與管理三要素同時貫穿于上面三個階段，從開發(fā)人員與用戶共同遵循的產(chǎn)品目標(biāo)特征一致性原則，歷經(jīng)不斷反饋、修改與評價而形成符合要求的最終軟件產(chǎn)品，開發(fā)過程中完善的項目管理過程三個方面保證了開發(fā)質(zhì)量。該模型適合教學(xué)類軟件的開發(fā)，具備普遍性。

4 教學(xué)軟件開發(fā)趨勢——探究式教學(xué)設(shè)計過程的體現(xiàn)

從以上開發(fā)模型可以得出，教學(xué)軟件開發(fā)過程遵循系統(tǒng)方法的思想，要求用戶在使用過程中對軟件產(chǎn)品自身功能實現(xiàn)與教學(xué)設(shè)計兩個層面對產(chǎn)品原型的不斷評價與反饋。作為一種認(rèn)知性的學(xué)習(xí)工具，教學(xué)軟件作用效果不能純粹用軟件功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)來衡量，教學(xué)設(shè)計過程是否科學(xué)合理是無法在功能實現(xiàn)上直接反映出來的。對于輔助教學(xué)過程、優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)的一種教學(xué)軟件系統(tǒng)，教學(xué)設(shè)計是用來保證軟件的教學(xué)性好壞的重要指標(biāo)，通過學(xué)習(xí)者積極的探究與體驗才能更好地體現(xiàn)教學(xué)軟件的教學(xué)功能。作者認(rèn)為未來教學(xué)軟件的開發(fā)趨勢需要在軟件教學(xué)設(shè)計層面上體現(xiàn)出探究式教學(xué)設(shè)計思想，對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)思維能力、提高學(xué)習(xí)效率有很大的好處。

探究式學(xué)習(xí)是情境學(xué)習(xí)的一種類型，在教師引導(dǎo)下提出學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)的情況下，自主探究解決問題的過程[9]。其指導(dǎo)思想旨在以學(xué)生為主體，在教師的指導(dǎo)下自己通過閱讀、觀察、實驗、思考、討論等途徑獨立或團(tuán)隊形式進(jìn)行探究，自覺主動地探索，掌握教學(xué)內(nèi)容，找出規(guī)律，形成自己的概念。參考文獻(xiàn)[10-11]不同程度地提出了由國外相關(guān)教育機(jī)構(gòu)所開發(fā)的包含設(shè)計、管理與傳遞在線協(xié)作學(xué)習(xí)活動功能為一體的學(xué)習(xí)活動管理系統(tǒng)(簡稱LAMS)具備了學(xué)生探究式學(xué)習(xí)特點。教師事先根據(jù)教學(xué)設(shè)計的內(nèi)容，在基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過該系統(tǒng)提前設(shè)計好學(xué)習(xí)活動的序列。引導(dǎo)學(xué)生在課內(nèi)或課外的學(xué)習(xí)環(huán)境里，通過學(xué)習(xí)活動的實施，掌握相關(guān)知識和技能的功能。在教學(xué)設(shè)計層面上，該系統(tǒng)所具備最顯著的特點是教師進(jìn)行探究式教學(xué)設(shè)計。學(xué)生通過LAMS在線學(xué)習(xí)，改變了以往的單向純接受式學(xué)習(xí)方式，而采取主動思考、探索與發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)方式，達(dá)到對所學(xué)知識內(nèi)容的分析、篩選和二次加工能力要求。華中師范大學(xué)信息技術(shù)系趙呈領(lǐng)等人在對傳統(tǒng)的探究式教學(xué)設(shè)計研究的基礎(chǔ)上，針對LAMS進(jìn)一步提出了“拋出任務(wù)與展示目標(biāo)、嘗試任務(wù)與自主探究、交流任務(wù)與合作探究、完成任務(wù)與評價總結(jié)”[12]四個階段的探究式教學(xué)設(shè)計的主要過程。該過程通過教師課前把精心設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容巧妙隱藏在學(xué)習(xí)目標(biāo)中，學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)和教師提供的共享學(xué)習(xí)資源，采取自主或合作的方式通過觀察、閱讀、思考、交流等學(xué)習(xí)活動進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，遇到問題自主尋求解決辦法。教師使用LAMS的實時交互功能，跟蹤并監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程，同時依據(jù)學(xué)生所完成的學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)果，及時做出評價總結(jié)(包含過程性和總結(jié)性總結(jié))。

教學(xué)軟件的教學(xué)設(shè)計層面中融入探究式教學(xué)設(shè)計過程，將增強(qiáng)學(xué)生的主體地位，使其自主學(xué)習(xí)能力得到極大提高，同時也提高對教師的教學(xué)設(shè)計要求。作為探究式教學(xué)活動的設(shè)計者和活動過程的引導(dǎo)者與組織者，教師可以更好地把握教學(xué)全過程，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動向，通過及時反饋學(xué)生學(xué)習(xí)狀況調(diào)整教學(xué)過程，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在探究式教學(xué)設(shè)計過程中，教師如何根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點，組織不同程度的探究活動；探究式教學(xué)設(shè)計過程如何有效結(jié)合其他教學(xué)設(shè)計方式，在軟件功能層面上實現(xiàn)等問題將成為未來教學(xué)軟件教學(xué)設(shè)計過程中所要考慮的重要因素，也是未來教學(xué)軟件開發(fā)趨勢。如何更好地開發(fā)教學(xué)軟件并服務(wù)于教學(xué)過程，還需要在教學(xué)實踐中進(jìn)一步思考與探索。

教學(xué)軟件開發(fā)過程有機(jī)融合了軟件工程與教學(xué)設(shè)計過程，分別從教學(xué)與軟件的視角來探討并處理教學(xué)過程和軟件產(chǎn)品之間的關(guān)系，開發(fā)出符合教學(xué)規(guī)律、反映教學(xué)策略的教學(xué)軟件，需要努力尋找教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)對象之間最佳的結(jié)合點，尋求符合學(xué)生思維方式及認(rèn)知結(jié)構(gòu)與規(guī)律，并且為其提供相應(yīng)方法、技術(shù)上的支持。教學(xué)軟件開發(fā)過程模型的探討對于分析教學(xué)軟件產(chǎn)業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義，同時對于提高當(dāng)前教學(xué)軟件的開發(fā)質(zhì)量、價值評測以及未來教學(xué)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦具有建設(shè)性指導(dǎo)意義。

 

 

STM32/STM8

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