教学设计自动化的定义与发展述评

[摘 要] 教学设计自动化是指在分析、设计、制作、测评教学活动方案（或系统）中，利用计算机的自动处理、传输与控制功能，发挥自动化系统的咨询、指导、决策、表征等作用，以提高教学设计绩效的过程。包括数字化、形式化、智能化三个水平层级。本文分析了教学设计自动化的重要性，界定了其含义与研究领域，对26年来国内外教学设计自动化领域的研究与发展进行了述评，分析、比较了多种教育建模语言和教学设计语言的特征。

[关键词] 教学设计自动化； 定义； 研究领域； 发展史； 教育建模语言； 教学设计语言

[中图分类号] G434 [文献标识码] A

[作者简介] 彭绍东（1964 —），男，博士，教授。主要研究方向：信息技术教育学，混合式协作学习，教学设计自动化。E-mail：pengshd@163.com。

自动化是人类追求自身劳动解放和提高劳动绩效的必然选择和发展趋势。教师的“劳动”有教学设计（备课）和上课两大基本任务，学生的“劳动”中也存在学习设计任务，信息时代教学设计的自动化已成为师生“劳动”解放和教学绩效提高的必然追求。教学设计自动化（Automated Instructional Design、Automating Instructional Design、Instructional Design of Automation，常用的是前者，简称AID，又译为自动化教学设计）研究领域，自梅瑞尔（M. David Merrill）1984年倡导以来，在美国曾引起许多教育技术专家、计算机专家的参与，至20世纪90年代中期，已产生一批著作和产品原型。其后，引起世界各国许多学者的关注，但近十余年该领域的研究与开发进展较慢。出现这种发展瓶颈的原因很多，其主要原因是对什么是“教学设计自动化”、在教学设计的哪些环节需要什么作用类型和何种水平的“自动化”尚未明晰，造成教学设计自动化理论体系的混乱和应用领域的狭隘。为此，需要对AID的含义、领域和26年来的发展历程加以认真梳理。

一、教学设计自动化的重要性、

含义界定与研究领域

（一）教学设计自动化的重要性

1． 需要教学设计自动化系统提供大量专门知识

教学设计中需要学科内容的、教育心理的、教育技术的大量知识，教学设计自动化系统中可以预先以事实加规则的形式建立相应的知识系统，以供选用。教学设计自动化系统特别有助于新教师的教学设计培训、新学科的教学设计方案构建。

2． 需要教学设计自动化系统提供创新支持

教学设计过程是一种复杂的创造性过程，教学设计自动化系统可以利用其海量存储、快速计算、多媒体表达特性，为“创造”提供资料工具、思想与方法，使教学设计中的“创造”符合学习者与知识对象的特征和满足教学的需要。

3． 需要教学设计自动化系统减轻人工劳动负担

教学设计中的繁杂工作，需要花费大量的时间精力，利用教学设计自动化工具可进行某些“批处理”与自动加工，从而减少同类教学设计过程中重复性的人工劳动负担。特别是在大型教学系统的设计中，需借助协同设计工具以提高团队设计绩效。

4． 需要教学设计自动化系统提供技术环境

可重组、网络化、标准化的教学设计制品的编制，需要大量技术规范的支持。在自动化教学设计中，设计制品构件的可共享性和可重组性，设计制品的网络交互性和标准化，需遵循大量的技术规范，这只有在自动化编制技术环境中才能实现。

5． 教育信息化的需要

教育的信息化对教学设计的自动化提出了新要求。随着传统教育向信息化教育迈进，数字化的教学资源、教学环境、教学模式与课程的设计，已成为日常需求；自动化教学设计工具的应用技能，正成为一般教师的必备素质之一。

6． 动态学习设计的需要

动态的、个性化的学习设计，需要学习设计自动化系统的支持。例如，基于计算机网络的学习中，需要利用自动化教学系统提供个别化教学方案，并实时调控整个学习活动与学习路径。

7． 教学设计领域拓展的需要

教学设计新领域的拓展，需要借助新的设计指导思想和自动化工具。如CSCL设计、移动学习设计、泛在学习设计等的有效实施，需要新的设计理论、方法和工具的支持。

（二）教学设计自动化的含义界定

教学设计自动化是指在分析、设计、制作、测评教学活动方案（或系统）中，利用计算机的自动处理、传输与控制功能，发挥自动化系统的咨询、指导、决策、表征等作用，以提高教学设计绩效的过程。包括数字化、形式化、智能化三个水平层级。[4]

狭义的教学设计自动化，强调的是教学设计的智能化，是指教学设计者在计算机技术的支持下针对教学的对象、环境、目标、需求及相关条件，自动或半自动地采用某种教学算法和推理机制，分析、设计、制作、测评教学活动方案（或系统），以提高教学设计绩效的过程。

（三）教学设计自动化的研究领域

1. 自动化教学设计的理论体系

包括教学设计自动化的基本概念与演变规律，自动化教学设计的理论基础与基本原理等。

2. 自动化教学设计的方法体系

包括教学设计中各环节所使用的方法，自动化教学设计系统的内在算法、开发方法与使用方法，教学设计自动化的管理方法与研究方法等。

3. 自动化教学设计的技术体系

包括不同层次的技术（数字化多媒体技术、形式化建模技术、智能化自动推理技术等）、不同类型的技术（如交互技术、数据库技术、自然语言处理技术、模式识别技术等）在AID中的应用，AID系统的技术架构、技术更新、技术标准、技术维护等。

4． 自动化教学设计的应用体系

AID应用系统有多种类型。从功能看，有专家系统、咨询系统、知识（信息）管理系统、电子绩效支持系统、编制工具系统五类；从存在形式看，可分为独立式（可独立运行）和嵌入式（包括AID模块）；从使用者看，可分为面向教师型和面向学生型；从应用领域看，有各学科的AID应用系统。自动化教学设计的应用体系还包括应用策略、应用原则、应用评价等内容。

二、26年来国内外教学设计自动

化领域的研究与发展述评

下面，对1984年以来国内外教学设计自动化领域研究的理论成果与代表人物、技术系统与工具、实际效果与制约因素等方面情况作一梳理，以期通过分析与总结，探寻发展规律与走向。

（一）国外教学设计自动化领域的研究与发展

1. 梅瑞尔的成分显示理论、教学处理理论与开发实例

梅瑞尔（M .David Merrill）是美国著名教育技术学家，在教学设计理论和教学自动化系统开发领域作出过杰出贡献。

梅瑞尔（1983）的“成分显示理论”（Component Display Theory，简称CDT）[2]是一种有关知识的可操作的描述性理论。该理论认为知识可具体化为行为水平（含记忆、运用、发现三种）和内容类型（含事实、概念、过程、原理四类）两个维度，由此形成了“内容—目标”二维模型。其中，将学习内容与学习目标（行为水平）结合起来，就可能有12种学习活动成分，但因事实性知识一般只要求记忆（能记住事实就能运用，也不用去发现），因而实际只有10种不同类型的学习活动成分。

梅瑞尔在CDT中还提出了一个有关教学策略的描述性理论，认为教学策略有基本呈现形式（含讲解通则（Expository Generality）、讲解实例（Expository Instance）、探询通则（Inquisitory Generality）、探询实例（Inquisitory Instance））、辅助呈现形式（指附加的促进学习的先决条件信息、情境信息、记忆术、集中注意力等）和呈现之间的联系（如例子匹配的顺序与难度范围）。