教学方案IIS图分析张媛媛.docx

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教学方案IIS图分析张媛媛

北京师范大学学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：

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年月日

学位论文使用授权书

学位论文作者完全了解北京师范大学有关保留和使用学位论文的规定，即：

研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京师范大学。

学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。

保密的学位论文在解密后适用于本授权书。

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日期：

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导师签名：

日期：

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基于IIS图分析的教案质量评估指标体系的研究

摘　要

教案作为教师教学工作的组成部分，在现代教师的专业发展中起着重要的作用。

首先，现代教学是一个复杂的过程，教案能帮助教师最大程度地把握教学的确定性；其次，教案不同于课堂临场发挥行为，它更便于教师进行教学反思。

但是，通过文献调研，笔者发现现有教案评估方面的研究并没有切中教案的本质，也没有给出高质量的教案应该具备的客观特征及其数据依据。

教案的实质是设计态的教学系统，本文从系统论出发，对比现有教学系统分析方法的优缺点，说明对教案进行IIS图分析的必要性；通过前期关于教学系统IIS图分析法的一系列实证研究，说明对教案进行IIS图分析的可行性与有效性，从而提出基于教学系统IIS图分析法分析教案、构建教案质量评估指标体系的新思路。

1）制定详尽、准确的教案IIS图切分的操作规范

本研究首要解决的问题是如何基于教学系统IIS图分析法分析教案，即制定教案IIS图分析的操作规范，这是一个从具体到抽象的过程，笔者经过长时间、反复的研究，不仅从激活量属性上，更从表征形态、信息类型上进行了更详尽、更准确的界定，这是本研究的一个重要成果。

2）构建教案评估的特征指标

这更是一个反复迭代的过程。

首先，在前期研究的基础上，结合教学系统的要素与功能特征，从概念层面提出教案的特征指标；其次，通过对教案的IIS图分析，从教案的结构化设计及IIS图的标记信息入手，构建教案特征指标的具体量化方式，最终我们确定了教案评估的12个指标。

3）验证本研究的有效性

有效性的验证包含两个方面：

一个是教案IIS图切分操作规范的一致性研究；一个是教案特征指标量化方式的有效性研究。

通过一系列的实证分析，我们确定教案IIS图切分规范是有效的，且教案评估的9个指标在统计意义上是显著的。

4）构建教案质量评估的指标体系

对统计意义上显著的9个子指标进行主成分分析，结合教案特征指标的具体含义，遵循简洁的原则，构建一套既简洁又有效的教案质量评估的指标体系，即①整图知识点总激活量、②目标知识点激活度（目标知识点平均激活量与IIS整图知识点平均激活量的比值）、③学生参与度（目标知识点激活量）、④媒体多元性（目标知识点表征形态数均值）、⑤信息流类型完整性（信息类型数）。

关键词：

教案、IIS图分析、操作规范、指标体系

ResearchonTeachingPlan’CharacteristicIndicatorSystemBasedonIISMap

Abstract

Asapartoftheteachingwork,teachingplanplaysanimportantroleinthemodernteachers'professionaldevelopment.Firstly,modernteachingisacomplexprocessandteachingplancanhelpteachersmaximizethecertaintyofteaching;Secondly,unlikereal-timeteaching,itismoreconvenientforteacherstoreflectonteachingwiththehelpofteachingplan.However,throughliteratureresearch,Ifoundtheexistingstudiesareuntenable.Theydidn’tseizetheessenceofteachingplananddidn’tgettheobjectivecharacteristicsanddatabasisofteachingplan.

Inessence,teachingplanisthedesignedinstructionalsystem.Bycomparingadvantagesanddisadvantagesoftheexistinginstructionalsystemanalysis,thepaperpointsoutthenecessityofanalyzingtheteachingplanbasedonIISMap.And,byintegratingthepreviousempiricalresearchonIISMap,thepaperpointsoutthefeasibilityandvalidityofanalyzingtheteachingplanbasedonIISMap.Then,thepaperputsforwardanewideaofbuildingteachingplan’scharacteristicindicatorsystembasedonIISmap.

1）DevelopdetailedandaccurateoperatingspecificationsofanalyzingteachingplanbasedonIISmap

Inthisstudy,theprimaryproblemishowtoanalyzeteachingplanbasedonIISmap,whichisaprocessfromconcretetoabstract.ConsideringthefeaturesofIISMapandteachingplan,IdevelopdetailedandaccurateoperatingspecificationsofanalyzingteachingplanbasedonIISmap,especiallyaboutthedefinitionofinformationrepresentationtypeandinformationflowtype.Thisisanimportantoutcomeofthestudy.

2）Constructteachingplan’scharacteristicindicators

Thisisaniterativeprocess.Firstly,basedonthepreviousstudies,consideringtheelementsandfunctionalcharacteristicsoftheteachingsystem,Iproposefiveteachingplan’scharacteristicindicatorsconceptually;secondly,basedonthestructureddesignofteachingplanandthetaginformationofIISmap,Iconstructteachingplan’scharacteristicindicatorsquantitatively,namely12characteristicindicators.

3）Verifythestudy’svalidity

Validityofthestudycontainstwoaspects:

theconsistencyofteachingplan’sanalysisbasedonIISmapandthevalidityofteachingplan’scharacteristicindicators.Byempiricalresearch,weverifytheeffectivenessofteachingplan’sanalysisbasedonIISmapandget9significantindicators.

4）Buildteachingplan’scharacteristicindicatorsystem

Byprincipalcomponentanalysisforthe9significantindicators,consideringthespecificmeaningofthecharacteristicindicatorsandfollowingthesimpleprinciple,webuildabothsimpleandeffectiveteachingplan’scharacteristicindicatorsystem,thatis,①theTotalQuantityofActivation（allpoints）,②TargetPoints’DegreeofActivation,③theDegreeofStudentEngagement（targetpoints’QuantityofActivation）,④theDiversityoftheMedia（theaverageoftargetpoints’representationtypes）,⑤theIntegrityoftheInformationFlowType（thenumberofinformationflowtypes）.

KEYWORDS:

TeachingPlan,IISMap,OperatingSpecifications,IndicatorSystem

目　录

1研究背景与意义

1.1研究背景

教案作为教师教学工作的组成部分，在现代教师的专业发展中起着重要的作用。

首先，现代教学是一个复杂的过程，教案能帮助教师最大程度地把握教学的确定性；其次，教案不同于课堂临场发挥行为，它更便于教师进行教学反思。

尽管教案对于教师的工作如此重要，但是目前我们仍不清楚一份高质量的教案应该具备哪些客观的特征。

我们不能简单地认为课堂教学成功的教案是好教案，即通过评估实际的教学效果来对教案做出评估。

教学过程中掺杂着许多不可预料和不可控制的影响要素和相互作用，教案实施过程呈现的结果不一定就是教案所蕴含的，这种间接性的评判不足以评估教案的质量。

我们也不能简单的按照要素主义的逻辑分析教案，即从教案设计的各个阶段要素、教案编写的结构要素等方面展开评析，要素划分含糊、评价者难以准确把握评价尺度导致这种分析在客观性和科学性上有很大的缺陷。

对于教案这一有组织的、复杂的整体或系统而言，整体的性质不能近似地看作部分之和，而应从功能分析的角度界定该系统的各个子系统[1]。

总之，按照原子论“分解”的方式来认识教学系统过于直观、武断，它分解所形成的系统结构无法解释系统的功能[2]。

我们更不能简单地认为采用定量的数据处理就能保证教案分析的科学性，教案分析的科学性在于教案本身，而非数据处理方面。

我们的目光应该从教案的外在转向内在，从教案的实质着手，探索教案的本质属性及其特征指标。

教案，教学方案的简称，是对课堂教学活动的总体规划，是教学设计的产物，其实质是设计态的教学系统，从教学系统分析的角度来分析教案是其必然的走向。

目前，我们至少可以从两个视角对教学进行细致的分析：

一种视角将教学看作是人类行为系统，分析行为与功能之间的关系；另一种视角将教学看作是具有特定功能的信息系统，分析信息流与功能之间的关系[3]。

然而前者在编码体系和科学性水平方面具有明显缺陷，如编码体系纷繁混乱、切分机械随意、结果解释乏力等[4]，从外显的行为来认识教育教学过程，忽略了行为背后所依附的知识信息流，无法在教学行为与教学效果之间建立联系。

杨开城提出的教学系统IIS图分析法是以信息系统的视角探索教学分析的典型成果。

他认为教学系统是一个信息系统，是一个教师、学生及具有信息处理能力的媒体这三个信息处理主体之间信息流动的系统[5]，由此构建了教学分析概念模型，并从信息流的属性出发考察信息流的某种特征属性与知识点学习效果之间的联系。

前期的一系列研究证明了该方法的科学性、有效性及其在教案分析上的可行性[5-9]。

故笔者将以教学系统IIS图分析法为依托，展开教案的IIS图分析研究，完善教案IIS图分析的操作规范，基于教案IIS图标记信息和教案的结构化设计，构建教案质量评估的特征指标及其量化方法，并验证其有效性，形成一套基于IIS图分析的教案质量评估指标体系，以利于后期教案的反思性研究。

1.2研究现状

如何评估教案的质量？

不少学者对此进行了探讨，笔者大致将其分为以下三种水平。

（1）定性直观水平

早期教案质量研究主要集中在两个方面，一个是教案的评价模式，另一个是教案的直观特征指标。

典型的教案评价模式有斯塔弗尔比姆的CIPP评价模式和冷志强提出的教案的三段评价法。

斯塔弗尔比姆把评价分为背景评价（Context-evaluation）、输入评价（Input-evaluation）、过程评价（Process-evaluation）和成果评价（Product-evaluation）四个主要部分。

其中，背景评价是对方案目标的合理性进行的评价和判断；输入评价是对方案的合理性、可行性、适用性所进行的评价；过程评价是对方案的实施过程进行形成性评价；成果评价是对方案实施成果进行的评价[10]。

冷志强提出从方案的试行阶段、方案的执行阶段、执行方案的相关性和有用性之反馈阶段三个阶段对教案进行评价[11]。

然而，这类评估模式虽然全面、系统地考察了教案，但只提供了理念观点和总体思路，并没有提出客观有效的特征指标体系。

后续研究者认为，教案评估的主要内容是提出好教案具备的直观特征，制定教案的定性指标。

如海外学者波新在阐述良好教案需具备的六大要素之后，简要列举了良好教案的十二项特征：

有确定的目的、有适当的指定作业、有良好的总结、顾及学生方面的个别差异、有重要的讨论问题、有重要的例证、有复习材料、有丰富的教学材料、有引起学习动机的方法、有考察成绩的方法、每段教学时间大致分配得当、注意教学上的同化原则——使新经验建立在旧经验基础上[12]；辛朋涛等人则认为，好教案应体现对教学过程的反思，应具备针对性、创新性和深刻性[13]；许劲松提出教案的评价标准包括目标定位的准确性、教学方法的多元性、手段应用的恰当性、程序设计的合理性、课后安排的拓展性、教案格式的规范性等等[14]。

然而，这些教案的评估指标中，有的无法标志教案质量，能够标志教案质量的指标含义模糊，具体操作时比较困难，大多只能采用经验性判断，具有较强的主观随意性。

（2）初步量化水平

为了克服定性评估的缺陷，提供具体的、简易的操作，有的人提出使用量化指标体系的方法对教案进行评估。

如叶澜构建的教案质量评估体系是从“教学目标”“教学内容”“教学过程”三个维度进行的，每个维度下分别对应三个二级指标，每个二级指标分别对应1、0.7和0.5三个等级，实现了评估在定性、定量上的结合[15]。

还有一些研究者依据学科特点，建立了量化的学科教案质量评估指标体系[16][17]，如曹理、崔学荣制定了音乐教案质量评估指标体系，四个一级评估指标分别是“表述教学目标”、“拟定教学策略”、“选择教学媒体”、“评定教学效果”，每个一级指标分别对应三四个不等的二级指标，每个二级指标赋予相应的权重值[18]。

虽然这种教案质量评估提高了操作的信度，在一定程度上克服了判断的主观随意性，操作也比较简便，指标体系也越来越详细和完备，但多数指标仍属于模糊概念，评价者难以准确把握尺度，因此并没有完全摆脱判断的主观随意性。

另外，各项指标的有效性也缺乏验证，尤其是一级、二级指标项以及指标权重的确定，一般由少数“专家”或教师直接根据经验拟定，这至多反映了一部分群体的价值观，并不一定客观地反映了教案质量。

（3）基于定量数据的科学处理水平

针对教案质量评估指标项、评估指标权重确定的不科学、随意性较大的缺陷，研究者提出了诸多的解决方法，体现了一定的科学处理水平。

一些研究者通过比较、问卷调查、研讨等过程确定评估指标权重[19]；一些研究者直接建立评价系统的数学模型，如采用层次分析法确定评估指标权重，采用模糊综合评判法来评估教案质量等级[20-22]；还有一些研究者基于教学质量评估的非线性特征，提出利用BP神经网络建立教学评估模型[23]，或是结合统计方法与BP神经网络方法构建教案质量评估指标体系[24]。

然而这些方法的使用存在一定的瑕疵，如层次分析法中依据什么构造两两比较的矩阵？

实际情况往往仍是依据经验给定比值；又如BP算法是通过迭代处理一组训练样本，将每个样本的网络预测与实际知道的分类标号进行比较学习，但是训练样本评估的实际分类从何而来？

这又陷入了一个循环当中。

总之，在国内，教案评估的研究主要体现在教案评估的内容和手段两方面。

从内容上看，一部分研究者关注教案自身、教案实施、教案教学效果的全程性评估，一部分研究者关注教案自身、教案教学效果的评估，还有一部分只关注教案自身的评估。

诚然，全程性评估涉及教案的各个方面，但由于实施及其结果的不可预料和不可控制，这种间接性的评判不能使人信服。

从手段上看，从早期的基于经验的定性直观水平到现阶段基于定量数据的科学处理水平，尤其是对于指标体系的构建，一方面，加强了评价主体的多元性，包括专家评价、领导评价、同行评价、学生评价和自评等；另一方面，采用一些数学方法（层析分析法和模糊综合评判法）和神经网络等方法，不断试图提高指标体系的科学性、客观性和合理性。

在国外，教师很少做详细的教案，教育研究者更多关注课堂教学活动，对于教案评价方面的研究极少涉及[25]。

笔者搜到的一篇国外文献，以探究式教案评估工具的测试为核心，M.JeniceGoldston等人不仅开发了一套教案评估量表，还对量表进行测试，进行效度分析和信度分析，在一定程度上弥补了国内只专注开发量表、追求数据处理的科学性却没有对量表进行有效性检验的缺失[26]。

综上所述，到目前为止，教案质量评估的方法问题并没有得到有效地解决。

笔者认为，一种好的教案质量评估方法应该具有以下两个特征。

1）教案质量评估方法须服务于教学反思

不可否认，教案质量评估体系仍在不断完善，但是这些评估强调选优功能，评估目的只是为了分出教案的等级或分值。

教案，作为教师教学反思的载体，其质量评估应为教案找寻改进空间，从而改进教案。

2）教案质量评估的指标特征须是客观有效的

所谓具体的、客观的，是指这些信息不是想法、认识，不带主观性，容易得到大家的共识，不论是谁，都有相同的结果[27]。

只有这样，对教案的评估才有意义，才能找到改进教案的具体方法。

可是从文献中看出，尽管教案质量评估的内容越来越详细、完备，但是由于评估指标之间的界限不清晰或是评估内容本身比较含糊，在评估的时候，评估者难以准确把握尺度，存在一定的主观性。

因此，不同的评估者往往会得出不同的评估结果。

无论是服务于教学反思还是创建客观有效的评估指标，教案质量评估都需要基于系统化分析操作进行。

系统化分析使得反思有了细致的数据依据，也使得指标定量计算有了数据的基础。

1.3教学系统IIS图分析法

教案是对课堂教学活动的总体规划，是教学设计的产物，而教学设计是一个从教学目标、知识内容、学习者特征等出发构造教学系统的过程，因此，作为教学设计的产物，教案的实质是设计态的教学系统。

那么，教案质量评估其实质就是教学系统的分析和评估。

教学系统分析，是指以系统论为背景，将教学活动看作一个系统，对这个系统的构成要素、结构、运行过程进行分析，来揭示这个系统的功能、性质和特征的过程。

目前，我们至少可以从两个视角对教学系统进行分析，一种是将教学系统看作是人类行为系统，分析师生行为及其之间的关系；另一种是将教学系统看作是具有特定功能的信息系统，由信息流的局部特征推断教学的整体属性，揭示信息流与教学功能之间的关系[3]。

从行为系统的角度对教学系统进行分析的典型方法有，适于真实课堂或视频的S-T分析法、VICS分类分析法、Flanders互动分析法等，然而这些分析方法均是以时间间隔为单位进行数据采集的，且不说这些方法的科学性水平及其实践意义如何，教案是设计态的教学系统，与实施态不一样的是，它不可能也没有预设具体时间的交互行为，所以这些方法是不可行的；很多文本分析方法也可以用于教案分析，如内容分析法、话语分析法、社会网络分析法等，这些方法往往以“意义单元”为切分单位，而“意义单元”的划分标准模糊，产生的“意义单元”中意义没有具体的依附体，使产生意义组合很容易出现任意性[6]；另外，这些方法只是从师生外显的言语行为来认识或描述教学系统，忽略了行为背后所依附的知识信息流，无法在行为与效果之间建立明确的联系，得出的结论对教学的指导意义也不大。

随着信息论的广泛应用，越来越多的研究者意识到教育教学与信息存在着实质性的联系，并认识到教学系统是一个信息系统[28-32]，但具体的、可操作的方法却少有研究，教学系统IIS图分析法就是这方面探索的成果。

该方法关注的是教学系统中教师、学生和信息媒体这三类信息处理主体输出的教学信息集合IIS（InstructionalInformationSet）的标记信息与教学功能之间的关系，试图由这些教学过程中的信息流局部特征推断教学的整体属性[5]，已有一系列实证研究验证了该方法的有效性与可行性。

下面对教学系统IIS图分析法的相关原理及实证进行详细说明。

1.3.1教学系统的概念模型

杨开城认为，教学系统是一个信息系统，是一个教师、学生、具有信息处理能力的媒体这三个信息处理主体之间信息流动的系统，因此，表征教学系统的概念模型必须能反映教师、学生、信息媒体这三类主体之间信息流动的关系，且能反映这种多主体之间的信息流动对于社会性知识建构的贡献，可用如图1所示的概念模型对教学系统进行建模[3]：

图1教学系统的概念模型

其中，IPT、IPL和IPM分别代表教师、学生、信息媒体这三个信息处理主体对信息的加工处理，{X}和{Y}表示他们信息处理过程的输入和输出。

由三个信息处理主体的信息输出{Y}的集合，可抽象概括出一个教学信息集IIS（InstructionalInformationSet），表征了知识的共享性。

与信息处理无直接联系的其他要素则归为教学系统的环境要素，例如学生的先决知识技能、师生关系以及学生