碩士學(xué)位論文論文題目教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法實(shí)證研究教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法實(shí)證研究摘要教學(xué)系統(tǒng)分析作為提高教學(xué)質(zhì)量的一種教學(xué)評價(jià)和教學(xué)研究方法，一直受到各時(shí)期國內(nèi)外研究者的廣泛重視。從最開始的基于靜態(tài)要素的教學(xué)分析到現(xiàn)在基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析，我們經(jīng)歷了對教學(xué)系統(tǒng)外觀表象的模糊的要素分析到對教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)在屬性的精確的整體把握的思維方式的變化?；谛畔⑾到y(tǒng)的教學(xué)分析方法剛剛起步，該方面研究比較有限。國內(nèi)比較典型是北京師范大學(xué)知識工程研究中心的楊開城教授提出的教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法。通過兩年多的理論探索和實(shí)證研究，取得了令人滿意的階段性成果初步建立了IIS圖分析法的操作規(guī)范；基于信息熵理論，構(gòu)造了激活量的計(jì)算算法；初步驗(yàn)證了教學(xué)效果和激活量的正相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而驗(yàn)證了IIS圖方法的有效性。該方法從教學(xué)系統(tǒng)整體功能出發(fā)，構(gòu)造出教學(xué)系統(tǒng)的概念模型，并以信息系統(tǒng)為視角引入實(shí)際的分析操作步驟?？陀^有效性是對教學(xué)系統(tǒng)建模的首要要求，只有教學(xué)系統(tǒng)中本質(zhì)核心的特征信息在模型中表露出來，我們才能利用模型把握真實(shí)復(fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)。本文在借鑒前期研究成果的基礎(chǔ)上，嘗試著把教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法應(yīng)用到更多的學(xué)科領(lǐng)域中，力圖進(jìn)一步改進(jìn)完善該方法的具體操作流程規(guī)范，進(jìn)一步提高該方法的信、效度。本研究主要完成了以下幾方面的工作1IIS圖分析法映射知識網(wǎng)絡(luò)圖的規(guī)范完善網(wǎng)絡(luò)圖的繪制規(guī)范知識網(wǎng)絡(luò)圖是信息流映射及IIS圖特征屬性的客觀載體，是整個(gè)教學(xué)分析流程的基礎(chǔ)。IIS圖分析法中的知識網(wǎng)絡(luò)圖需嚴(yán)格按照知識建模技術(shù)進(jìn)行繪制，保證知識點(diǎn)盡可能詳細(xì)具體，并與具體真實(shí)的教學(xué)過程相一致。2IIS圖分析法輸入信息流劃分的技術(shù)完善數(shù)據(jù)采樣的規(guī)范本論文根據(jù)信息流激活特征，引入信息流切分的信度公式，進(jìn)一步規(guī)范了信息流切分操作。3IIS圖分析法輸出信息的規(guī)范完善測試題的編制和教學(xué)效果計(jì)算公式經(jīng)過實(shí)證研究的探索和嘗試，引入知識推理路徑法，實(shí)現(xiàn)了測試題編制的技術(shù)化，大大提高了測試題與目標(biāo)知識點(diǎn)的匹配度；另外完善了教學(xué)效果公式，增強(qiáng)了教學(xué)效果之間的可比性。本研究共選取五門抽象程度比較高的原理類科目（第一期線性代數(shù)、基于遺傳和邏輯學(xué)；第二期博弈論和項(xiàng)目管理學(xué)），進(jìn)行了兩期實(shí)證研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果之間成正相關(guān)，進(jìn)一步驗(yàn)證了IIS圖法是有效的。關(guān)鍵詞教學(xué)系統(tǒng)分析，IIS圖分析方法，激活量，教學(xué)效果RESEARCHONIISMAPININSTRUCTIONALSYSTEMANALYSISABSTRACTTEACHINGSYSTEMANALYSISISTOIMPROVETHETEACHINGQUALITYASANECESSARYTEACHINGEVALUATIONMETHODANDTEACHINGRESEARCHTOOL,ATTRACTINGEXTENSIVEATTENTIONFROMTHEBEGINNINGOFTEACHINGANALYSISBASEDONSTATICELEMENTTOTHATBASEDONINFORMATIONSYSTEM,WEHAVEEXPERIENCEDTHECHANGESTOTHEWAYOFTHINKINGFROMTEACHINGSYSTEMOFFUZZYELEMENTSAPPEARANCEREPRESENTATIONTOANALYZINGTHEINTRINSICATTRIBUTESOFACCURATEOVERALLUNDERSTANDINGTEACHINGANALYSISMETHODBASEDONTHEINFORMATIONSYSTEMISJUSTSTARTING,BOTHDOMESTICANDFOREIGNRESEARCHAREEXTREMELYLIMITEDDOMESTICCOMPARATIVELYTYPICALISRBEINGINSPIREDANDINFLUENCEDBYTHEINFORMATIONENTROPYTHEORYTOCONSTRUCTTHERULEOFQUANTITYOFACTIVATIONPRELIMINARYVALIDATEDTHEPOSITIVECORRELATIONBETWEENTEACHINGEFFECTANDQUANTITYOFACTIVATION,ANDTHENVERIFIEDTHEEFFECTIVENESSOFTHISMETHODTHISMETHODISFROMTEACHINGSYSTEMFUNCTIONMECHANISMTOCONSTRUCTTEACHINGSYSTEM,ANDINTRODUCEDTHEPRACTICALANALYSISOPERATIONFROMTHEPERSPECTIVEOFINFORMATIONSYSTEMTHEVALIDITYOFTHETEACHINGSYSTEMMODELINGISTHEFIRSTREQUIREMENT,WECANNOTUSEMODELGRASPTHETRUECOMPLEXTEACHINGSYSTEM,UNLESSTEACHINGSYSTEMSESSENTIALINFORMATIONFEATURESISSHOWNINTHEMODELONTHEBASISOFPREVIOUSRESEARCHACHIEVEMENTSANDSYSTEMTHEORYMETHOD,THROUGHLITERATUREANALYSIS,EXPERIMENTALRESEARCHANDSOONMANYKINDSOFRESEARCHMETHODSTOAPPLYTEACHINGSYSTEMIISCHARTANALYSISMETHODTOMORETEACHINGPRACTICETOFURTHERIMPROVETHESPECIFICOPERATIONPROCESSSTANDARDS,ANDTHENFURTHERIMPROVETHERELIABILITYANDVALIDITYOFTHEMETHODMAINCOMPLETEDWORKASFOLLOWS1IISCHARTANALYSISMAPPINGKNOWLEDGENETWORKDIAGRAMCODESPERFECTNETWORKCHARTDRAWINGSPECIFICATIONKNOWLEDGENETWORKISOBJECTIVECARRIEROFINFORMATIONFLOWBEINGMAPPEDANDIISFIGURESPECIALFEATURE,ASFOUNDATIONOFTHEWHOLETEACHINGANALYSISPROCESSWHENDRAWINGIISFIGUREANALYSISSKNOWLEDGENETWORKDIAGRAMSHOULDSTRICTLYACCORDINGTOKNOWLEDGEMODELINGTECHNOLOGYTOGUARANTEETHEKNOWLEDGEMATCHDETAILEDSPECIFICTEACHINGVIDEOASFARASPOSSIBLE2IISCHARTANALYSISANINPUTINFORMATIONSEGMENTATIONTECHNOLOGYPERFECTDATASAMPLESTANDARDTHISPAPERACCORDINGTOTHEFLOWACTIVATIONATTRIBUTEPUTFORWARDRELIABILITYFORMULAOFSEGMENTATIONTECHNOLOGYTOFURTHERSTANDARDIZEDSEGMENTATIONTECHNOLOGY3IISCHARTANALYSISOUTPUTINFORMATIONCODESPERFECTCOMPILATIONOFTESTSANDREDESIGNEDTHECALCULATIONFORMULAOFTEACHINGEFFECTSTHROUGHEMPIRICALRESEARCHOFEXPLORATIONANDTRY,INTRODUCINGKNOWLEDGEREASONINGPATHMETHODTOPERFECTTHEDESIGNMETHODOFTESTS,WHICHGREATLYIMPROVEDTHEMATCHINGDEGREEOFREDESIGNEDTESTSWITHTARGETKNOWLEDGEINADDITIONAL，THISSTUDYHAVEPERFECTTEACHINGEFFECTFORMULA,STRENGTHENINGTHECOMPARABILITYBETWEENTEACHINGEFFECTSTHISSTUDYSELECTEDFIVEHIGHABSTRACTDEGREESUBJECTSFIRSTISSUETHELINEARALGEBRA“,“GENETIC“AND“LOGIC“SECOND“THEGAMETHEORY“AND“PROJECTMANAGEMENT“,THETWOISSUESEMPIRICALRESEARCH,EXPERIMENTALRESULTSFURTHERINDICATEDTHATQUANTITYOFACTIVATIONWITHLEARNINGEFFECTHASPOSITIVECORRELATIONANDFURTHERVERIFIEDIISGRAPHMETHODISEFFECTIVEKEYWORDSINSTRUCTIONALSYSTEMANALYSIS，IISMAP，QUANTITYOFACTIVATION,LEARNINGEFFECT目錄1研究背景與意義111研究背景112教學(xué)系統(tǒng)分析的發(fā)展歷程1121基于靜態(tài)要素的教學(xué)分析2122基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析3123基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析4124教學(xué)系統(tǒng)分析現(xiàn)狀總結(jié)513教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法6131教學(xué)系統(tǒng)建模7132編碼系統(tǒng)及切分技術(shù)8133激活量公式914研究意義102教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法實(shí)證研究1321研究目標(biāo)1322研究內(nèi)容13221各項(xiàng)具體分析步驟的進(jìn)一步完善13222分析方法有效性的進(jìn)一步驗(yàn)證1323實(shí)證研究過程13231研究設(shè)計(jì)13232文獻(xiàn)調(diào)查階段13233實(shí)證驗(yàn)證階段14234獲取知識點(diǎn)的激活量15235獲取學(xué)習(xí)效果15236計(jì)算相關(guān)系數(shù)16237可行性分析163教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法改進(jìn)完善策略1731知識網(wǎng)絡(luò)圖繪制規(guī)范1732數(shù)據(jù)采樣規(guī)范1833測試題編制規(guī)范知識推理路徑法2034知識點(diǎn)學(xué)習(xí)效果的計(jì)算方法2235教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法的自檢框架254教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法操作過程以線性代數(shù)為例3441知識網(wǎng)路圖的繪制3442目標(biāo)知識點(diǎn)的選取3543測試題的編制3644信息流的切分3645激活量的計(jì)算3846學(xué)習(xí)效果的計(jì)算3847激活量與學(xué)習(xí)效果的相關(guān)性分析395研究數(shù)據(jù)與分析406總結(jié)與展望47參考文獻(xiàn)49附錄50附錄1各學(xué)科信息流切分一致性檢驗(yàn)表格50附錄2基因表達(dá)缺陷分析后的帶有激活量標(biāo)識的IIS圖50附錄3各學(xué)科帶有激活量標(biāo)識的IIS圖52附錄4各學(xué)科知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖62致謝65正文圖表目錄表1教學(xué)分析方法變化趨勢6表2基因遺傳信息流切分信度表格20表3項(xiàng)目管理部分知識點(diǎn)測試題結(jié)果24表4項(xiàng)目管理部分知識點(diǎn)測試題變量值24表5項(xiàng)目管理部分知識點(diǎn)測試題最終學(xué)習(xí)效果表24表6各科目修改學(xué)習(xí)效果后相關(guān)系數(shù)表24表7修改后基因遺傳相關(guān)系數(shù)表28表8基因知識網(wǎng)絡(luò)的信息流切分30表9基于遺傳樣本知識點(diǎn)32表10基因遺傳缺陷分析過程33表11矩陣的性質(zhì)目標(biāo)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)效果39表12線性代數(shù)數(shù)據(jù)表格40表13邏輯學(xué)數(shù)據(jù)表格41表14基于遺傳數(shù)據(jù)表格41表15項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)表格42表16博弈論數(shù)據(jù)表格42圖1教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7圖2IIS圖實(shí)證研究流程14圖3線性代數(shù)中“方陣的行列式”知識推理路徑21圖4各科目相關(guān)系數(shù)差值統(tǒng)計(jì)描述25圖5原始“基因突變”知識網(wǎng)絡(luò)圖26圖6修改后“基因突變”知識網(wǎng)絡(luò)圖27圖7修改后激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖29圖8“基因”知識點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖29圖9“基因”知識點(diǎn)對應(yīng)測試題30圖10自檢分析后知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果的相關(guān)關(guān)系31圖11基因遺傳知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖31圖12矩陣的性質(zhì)知識網(wǎng)絡(luò)圖34圖13標(biāo)記目標(biāo)知識點(diǎn)的知識網(wǎng)絡(luò)圖35圖14矩陣的性質(zhì)信息流序列37圖15帶有激活量標(biāo)記的IIS圖38圖16線性代數(shù)知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果相關(guān)系數(shù)43圖17邏輯學(xué)知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果相關(guān)系數(shù)43圖18基因遺傳知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果相關(guān)系數(shù)44圖19項(xiàng)目管理知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果相關(guān)關(guān)系44圖20博弈論知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果相關(guān)關(guān)系45附錄圖表目錄附錄表1各學(xué)科信息流切分一致性檢驗(yàn)表格50附錄圖1基因的表達(dá)知識網(wǎng)絡(luò)激活量標(biāo)記圖50附錄圖2基因的結(jié)構(gòu)和復(fù)制知識網(wǎng)絡(luò)激活量標(biāo)記圖51附錄圖3基因的遺傳定律知識網(wǎng)絡(luò)激活量標(biāo)記圖51附錄圖4基因遺傳基因的表達(dá)帶有激活量的IIS圖52附錄圖5基因遺傳基因的結(jié)構(gòu)和復(fù)制帶有激活量的IIS圖53附錄圖6基因遺傳基因遺傳規(guī)律帶有激活量的IIS圖53附錄圖7線性代數(shù)行列式基本認(rèn)識帶有激活量標(biāo)識的IIS圖54附錄圖8線性代數(shù)矩陣的性質(zhì)帶有激活量IIS圖54附錄圖9線性代數(shù)逆矩陣帶有激活量標(biāo)識的IIS圖55附錄圖10邏輯學(xué)概念帶有激活量標(biāo)識的IIS圖56附錄圖11邏輯學(xué)判斷1帶有激活量標(biāo)識的IIS圖57附錄圖12邏輯學(xué)判斷2帶有激活量標(biāo)識的IIS圖57附錄圖13博弈論完全信息動(dòng)態(tài)博弈帶有激活量標(biāo)識的IIS圖58附錄圖14博弈論博弈論基礎(chǔ)知識帶有激活量標(biāo)識的IIS圖58附錄圖15博弈論博弈論入門帶有激活量標(biāo)識的IIS圖59附錄圖16項(xiàng)目管理項(xiàng)目成本管理帶有激活量標(biāo)識的IIS圖60附錄圖17項(xiàng)目管理項(xiàng)目時(shí)間管理帶有激活量標(biāo)識的IIS圖61附錄圖18項(xiàng)目管理項(xiàng)目管理基礎(chǔ)帶有激活量標(biāo)識的IIS圖61附錄圖19基因遺傳學(xué)科知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖62附錄圖20線性代數(shù)學(xué)科知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖62附錄圖21邏輯學(xué)知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖63附錄圖22項(xiàng)目管理知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖63附錄圖23博弈論知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果散點(diǎn)圖641研究背景與意義11研究背景隨著人們對教育教學(xué)規(guī)律認(rèn)識的不斷深入，教學(xué)分析受到各國研究者的廣泛重視。對教學(xué)過程進(jìn)行全面的分析，不僅可以評價(jià)教師的專業(yè)能力、教學(xué)水平以及課堂教學(xué)的質(zhì)量，亦能不斷地給教師和學(xué)生提供教學(xué)反饋信息，從而促進(jìn)教學(xué)水平的提高。縱觀眾多的教學(xué)分析理論，人們對教學(xué)分析的理解已經(jīng)初步達(dá)成共識，即系統(tǒng)地收集教學(xué)過程中的各種信息，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和要求對教學(xué)的相關(guān)因素進(jìn)行衡量和價(jià)值判斷的分析過程。鑒于人們認(rèn)識水平的限制，前期的教學(xué)系統(tǒng)分析側(cè)重于靜態(tài)要素分析，試圖通過分析教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成要素來窺探整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)的本質(zhì)和規(guī)律。早期這類研究對要素的劃分過于直觀含糊，但是作為教學(xué)分析產(chǎn)生和發(fā)展的必經(jīng)階段，其為后期研究奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著人們認(rèn)識水平的提高，教學(xué)系統(tǒng)分析逐漸轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的研究，主要在以下兩個(gè)方面展開基于行為系統(tǒng)的分析和基于信息系統(tǒng)的分析。前者更側(cè)重于教學(xué)中師生外顯行為的分析，試圖尋找行為與教學(xué)效果之間直接或間接的聯(lián)系；后者則開始關(guān)注教學(xué)過程中的信息流動(dòng)情況，力圖借助信息系統(tǒng)論來探求教學(xué)系統(tǒng)的某些特征和規(guī)律。較為典型的基于信息系統(tǒng)教學(xué)分析方法是教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法，該方法已經(jīng)初步建立了相應(yīng)的教學(xué)分析操作規(guī)范，初步驗(yàn)證了該方法的有效性。但I(xiàn)IS圖分析法還需要在更廣泛的學(xué)科教學(xué)范圍內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)，特別是以抽象程度較高的原理類知識為主的科目。同時(shí)，檢驗(yàn)過程中對IIS圖分析法的具體操作流程規(guī)范的改進(jìn)和完善也是非常有必要的。12教學(xué)系統(tǒng)分析的發(fā)展歷程教學(xué)分析的基本對象為教學(xué)過程，是采用分析方法對教學(xué)實(shí)踐中的問題進(jìn)行描述、解釋及價(jià)值衡量判斷的過程。同時(shí)，教學(xué)分析是一種認(rèn)識活動(dòng)，作為一個(gè)歷史的產(chǎn)物，其帶有不同時(shí)期的烙印。教學(xué)系統(tǒng)分析也經(jīng)歷了循序漸進(jìn)的產(chǎn)生和發(fā)展過程，根據(jù)各時(shí)期思維認(rèn)識水平和研究視角的不同，大體分為以下三個(gè)階段基于靜態(tài)要素的教學(xué)分析、基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析和基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析。其中，靜態(tài)要素分析作為教學(xué)分析的起源，為后期教學(xué)分析提供了良好的認(rèn)識基礎(chǔ)，基于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的教學(xué)分析則是在此基礎(chǔ)上的深入和升華。另外，基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析和基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析目前處于并行發(fā)展?fàn)顟B(tài)。121基于靜態(tài)要素的教學(xué)分析自古以來，研究者一直在試圖理解紛繁復(fù)雜的教學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律。當(dāng)面對這些復(fù)雜事物時(shí)，人們首先遇到的問題是教學(xué)是什么為了得到答案，人們對教育教學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系尚未在細(xì)節(jié)方面搞清楚并得到證明的情況下把教育教學(xué)看作一個(gè)整體，從總體上進(jìn)行觀察。作為人們認(rèn)識過程的必經(jīng)階段，這種樸素的整體思維幫助人們從宏觀上獲得一些對教學(xué)現(xiàn)象的模糊認(rèn)識，但認(rèn)識結(jié)果往往是直觀的、樸素的，停留在哲學(xué)思辨的水平，難于對教育進(jìn)行深入全面的分析研究。于是，人們開始嘗試?yán)眠€原分析的方法來認(rèn)識教育教學(xué)，開始深入到教學(xué)的內(nèi)部，從教學(xué)的組成部分上了解教學(xué)整體的性質(zhì)，比如將教學(xué)系統(tǒng)分解為教師、學(xué)生、媒體、教學(xué)內(nèi)容等要素；把教育教學(xué)分成若干子問題，試圖通過搞清楚一個(gè)子問題或部分問題來解決總問題。研究者立足不同的角度，從教學(xué)要素內(nèi)涵的分析入手，形成了眾多經(jīng)典的要素說。比較有代表性的為“三要素”說，比如，認(rèn)為教學(xué)系統(tǒng)是由教師、學(xué)生、教材組成。另一種“三要素”說認(rèn)為教學(xué)系統(tǒng)是由“人員、信息、物質(zhì)”這三個(gè)主體要素構(gòu)成。另外，還有“四要素”說，即認(rèn)為教學(xué)系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素包括教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)部及教學(xué)手段。在眾多的要素說中，李秉德先生提出的七要素說具有特殊的意義，給人以許多啟示。他所提出的七要素分別為“學(xué)生、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)反饋和教師?！?要素分析是結(jié)構(gòu)分析的基本方法之一，通過要素分析，我們不僅可以認(rèn)識教學(xué)的基本構(gòu)成，而且還可以優(yōu)化和改造教學(xué)結(jié)構(gòu)。另外，要素分析不僅重視相互獨(dú)立的要素的分析，還強(qiáng)調(diào)要素之間的相互聯(lián)系和相互影響。然而，教學(xué)系統(tǒng)的靜態(tài)要素分析天生繼承了機(jī)械還原論思維方式的一些缺陷。首先，要素的劃分標(biāo)準(zhǔn)較含糊。不同研究者從不同視角出發(fā)，可以得出不同的要素構(gòu)成，使得要素劃分有些混亂。比如，要素分析籠統(tǒng)的把教師和學(xué)生的所有屬性歸為構(gòu)成要素，我們知道并非教師和學(xué)生的全部屬性都是教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成要素。其次，要素分析開始關(guān)注要素之間的關(guān)系對教學(xué)的影響，但只是停留在理念層面，操作性不強(qiáng)，導(dǎo)致要素分析無法準(zhǔn)確全面的把握教學(xué)。最后，也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，靜態(tài)要素分析忽略從功能的角度分析系統(tǒng)，只是直觀地分析構(gòu)成系統(tǒng)的靜態(tài)要素是無法解釋系統(tǒng)的整體功能的。當(dāng)然，基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析也具有這個(gè)缺點(diǎn)。122基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析人們逐漸意識到靜態(tài)要素分析法對于理解復(fù)雜動(dòng)態(tài)的教學(xué)系統(tǒng)顯得有些力不從心，隨即開始關(guān)注教學(xué)系統(tǒng)的外顯屬性，試圖從教學(xué)過程中教師和學(xué)生的交互行為中捕獲教學(xué)的某些本質(zhì)特征和規(guī)律。比較典型的教學(xué)分析方法有ST教學(xué)分析法2、FLANDERS互動(dòng)交互法3、內(nèi)容分析法和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法4。很顯然這些教學(xué)分析方法均擺脫了靜態(tài)要素分析的束縛，逐漸嘗試關(guān)注動(dòng)態(tài)的教學(xué)過程中師生交互的外顯行為。但在如何有效獲取教學(xué)交互行為這一關(guān)鍵問題上存在一些不同看法，形成了不同的行為編碼系統(tǒng)。總的來說基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析具有如下特征1具有相應(yīng)的行為編碼體系。這種教學(xué)分析需將師生行為進(jìn)行歸類編碼，所以行為編碼體系的構(gòu)建是這種教學(xué)分析的核心。研究者通常根據(jù)自己的研究目的制定各相應(yīng)的編碼體系，需求不同，分析方法的編碼體系的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所差異，即使是同一個(gè)研究問題，研究角度不同，編碼方案也會(huì)千差萬別5。2以時(shí)間或意義單位為標(biāo)準(zhǔn)切分?jǐn)?shù)據(jù)流。最初數(shù)據(jù)采集多使用時(shí)間為單位進(jìn)行采集，比如ST分析法、FLANDERS互動(dòng)分析法都是以固定時(shí)間為單位進(jìn)行采集。內(nèi)容分析法和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)法一般采用“意義單元”這樣的切分單位。3側(cè)重于描述和預(yù)測教學(xué)整體特征?；谛袨橄到y(tǒng)的教學(xué)分析，數(shù)據(jù)編碼分析的落腳點(diǎn)一般為教學(xué)系統(tǒng)的特征描述和預(yù)測。比如，F(xiàn)LANDERS互動(dòng)交互分析法通過形成弗蘭德斯遷移矩陣來定量分析所收集的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)矩陣中各種課堂行為頻次之間的比例關(guān)系以及它們在矩陣中的分布對課堂教學(xué)模式做出判斷和預(yù)測。內(nèi)容分析法和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)法則是關(guān)注教學(xué)要素之間的關(guān)系水平，并把最終結(jié)果與已有的模型進(jìn)行比對，試圖檢查教學(xué)過程中的缺陷6。與靜態(tài)要素分析，基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析更側(cè)重于教學(xué)要素關(guān)系的細(xì)致量化分析，并初步形成一個(gè)較為規(guī)范的操作流程，具體操作包括制定編碼體系、數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)分析。通過對教學(xué)行為的定量處理和分析，來判斷教學(xué)的某些特征，有助于我們深入的理解教學(xué)過程和客觀有效的探究教學(xué)規(guī)律。但是我們可以看到基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析仍存在許多令人不太滿意的情況，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面1行為編碼體系編碼的任意性導(dǎo)致了分析結(jié)果的多樣性，進(jìn)而使得不同分析方案之間的比較變得異常困難。其中，ST分析法的編碼系統(tǒng)將教學(xué)行為分為教師行為和學(xué)生行為兩類，過于粗糙模糊，不能準(zhǔn)確的獲取有效教學(xué)行為，反映教學(xué)本質(zhì)和規(guī)律。FLANDERS互動(dòng)交互分析法也并不完善，許多語言行為還沒有細(xì)分，比如“沉默”中就大有文章，提問沒有區(qū)分問題的性質(zhì)，學(xué)生主動(dòng)說話是學(xué)生對其他學(xué)生的主動(dòng)說話還是學(xué)生對教師的主動(dòng)說話等。另外，內(nèi)容分析法和網(wǎng)絡(luò)分析法的編碼方案對信息的歸類和切分帶有很大的主觀性，最終導(dǎo)致結(jié)論的低可靠性。2數(shù)據(jù)采集基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析實(shí)施數(shù)據(jù)采集的方法主要為時(shí)間間隔和“意義單元”。時(shí)間間隔作為切分標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致人們機(jī)械的把教學(xué)過程切分為若干個(gè)四分五裂的時(shí)間段，無法保證教學(xué)過程信息流的完整性。后來研究者意識到時(shí)間切分技術(shù)的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)而采用“意義單元”為單位來采集信息流數(shù)據(jù)?？墒恰耙饬x單元”的劃分標(biāo)準(zhǔn)過于主觀模糊，很容易出現(xiàn)切分任意性。3數(shù)據(jù)挖掘分析數(shù)據(jù)的挖掘和分析是基于以上兩個(gè)方面的工作而展開的，我們可以看出基于行為系統(tǒng)的分析方法側(cè)重于從外顯的行為來認(rèn)識教育教學(xué)過程，忽略了行為背后所依附的知識信息流。把連接外顯行為和教學(xué)效果之間的學(xué)習(xí)建構(gòu)過程作為黑箱，試圖透過可視化的行為來推測教學(xué)效果輸出的可能性，而教學(xué)外顯行為與教學(xué)效果的低相關(guān)度，使得先前分析的可靠性讓人堪憂。123基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析受復(fù)雜性系統(tǒng)理論的影響，人們逐漸意識到教育是以系統(tǒng)形式存在的有機(jī)體，是按照一定的結(jié)構(gòu)組成的具有相應(yīng)教育功能的動(dòng)態(tài)的開放系統(tǒng)，由不同層次的等級結(jié)構(gòu)組成，處于永不停息的自組織的運(yùn)動(dòng)中。教育系統(tǒng)的復(fù)雜性，使研究者很快意識到先前分析方法的不足。不可否認(rèn)的是它們?yōu)槿祟愓J(rèn)識教育教學(xué)規(guī)律也做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。比如，在靜態(tài)要素分析方法中已涉及到“信息”這一結(jié)構(gòu)要素，開始探究信息要素的某些特征，也是教學(xué)系統(tǒng)中信息流動(dòng)情況的初步探索。教育系統(tǒng)的分析研究并不是要完全拋棄原有的方法，而是要在原有方法基礎(chǔ)上綜合貫通。1948年美國數(shù)學(xué)家香農(nóng)（SHANNON）發(fā)表的奠基性的論文“通信的數(shù)學(xué)理論”，掀開了狹義信息論的研究序幕，極大的促進(jìn)了信息科學(xué)的發(fā)展。隨著不斷深入的研究和探討，信息論的發(fā)展得到了進(jìn)一步的提高，人們逐漸嘗試著把其概念和方法推廣應(yīng)用到生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和教育學(xué)等領(lǐng)域。實(shí)踐表明，信息論對這些學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了重大而深刻的影響。隨著從信息角度研究教育的工作逐步展開，基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析研究內(nèi)容日益廣泛，并取得了一系列具有實(shí)質(zhì)意義的進(jìn)展。華南師范大學(xué)的李克東教授在系統(tǒng)科學(xué)方法在教學(xué)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用一文中對教學(xué)系統(tǒng)中認(rèn)知加工過程運(yùn)用信息論的理論進(jìn)行了信息流向分析，并采用功能模擬的系統(tǒng)科學(xué)方法來研究分析教學(xué)系統(tǒng)7。西北師范大學(xué)的俞樹煜在教育信息學(xué)構(gòu)想與構(gòu)建一文中詳細(xì)的闡述了構(gòu)建教育信息學(xué)的原則，論述了教學(xué)信息學(xué)的學(xué)科性質(zhì)及研究對象，并在此基礎(chǔ)上提出了教育信息學(xué)的理論框架。他認(rèn)為教學(xué)信息學(xué)的出現(xiàn)是人們試圖采用信息科學(xué)的基本思想、原理和方法研究教育系統(tǒng)的信息流動(dòng)現(xiàn)象，以達(dá)到把握教育規(guī)律，提高教育效益的目的。8縱觀相關(guān)文獻(xiàn)資料我們可以發(fā)現(xiàn)許多學(xué)者通過構(gòu)造信息流程圖來表征教學(xué)過程的信息流動(dòng)過程，形成了眾多教育信息系統(tǒng)傳遞模型，對于認(rèn)識理解教育教學(xué)過程中知識的傳播開辟了新的視角。但是，基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析剛剛展開，研究者往往是利用信息論中的已有的概念原封不動(dòng)的直接拿來描述教育教學(xué)活動(dòng)中的某些現(xiàn)象，或是根據(jù)信息論里面的基本原理演繹出教學(xué)信息模型。這些應(yīng)用僅僅停留在形式模仿層面，無法進(jìn)一步的深入理解教學(xué)中信息的加工處理過程，并沒有把信息論的成果有機(jī)地融于教育領(lǐng)域的研究之中，沒有形成基于信息論的教學(xué)系統(tǒng)分析的具體操作流程及方法。124教學(xué)系統(tǒng)分析現(xiàn)狀總結(jié)通過對教學(xué)系統(tǒng)分析發(fā)展歷程的回顧，可以發(fā)現(xiàn)其主要經(jīng)歷了從靜態(tài)要素分析到基于行為的教學(xué)分析，再到基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析的發(fā)展過程，各分析時(shí)期難免有部分的交叉，但其整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)還是非常清晰的。從最初把教學(xué)當(dāng)作一個(gè)整體，嘗試著通過了解教學(xué)的各種特性和表現(xiàn)來回答教學(xué)是什么。當(dāng)人們對教學(xué)的整體特性有一定的了解之后，就開始深入到教學(xué)的內(nèi)部，試圖從教學(xué)的構(gòu)成要素及各要素關(guān)系上了解教學(xué)的特征。這種了解積累到一定的程度，人們就開始把他們綜合起來，超越教學(xué)形式，轉(zhuǎn)向關(guān)注形式背后的內(nèi)容，從而獲得對教學(xué)過程、機(jī)制的深入和精確的理解。我們可以從研究思想、研究目的、研究對象和具體研究方法這四個(gè)方面總體把握教學(xué)分析方法的發(fā)展變化趨勢，具體可見ERRORREFERENCESOURCENOTFOUND表1教學(xué)分析方法變化趨勢變化趨勢研究思想從靜態(tài)還原到動(dòng)態(tài)整體研究目的從構(gòu)成要素到系統(tǒng)功能要素教師、學(xué)生、教材、媒體等關(guān)系教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式等功能教學(xué)效果研究對象從外顯行為到內(nèi)部信息具體研究方法從主觀臆斷到構(gòu)建模型教學(xué)由教師、學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容三要素組成的簡單的編碼系統(tǒng)復(fù)雜的編碼系統(tǒng)我們對教學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)識更加深入準(zhǔn)確，在理論研究領(lǐng)域和教學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域均已經(jīng)取得了一定的成果，但是我們可以看到教學(xué)分析領(lǐng)域中仍存在許多令人不太滿意的情況前期的教學(xué)分析理論和方法，大多數(shù)只著眼于要素分析，用靜止、割裂的觀點(diǎn)來分析研究教學(xué)系統(tǒng)，忽視了教學(xué)系統(tǒng)的整體功能，導(dǎo)致我們無法全面的了解教學(xué)過程；另外，側(cè)重于教學(xué)過程的外顯行為分析，試圖通過可視化的行為來評定和預(yù)測課堂教學(xué)效果，這是值得懷疑的。這些可視化行為分析的最終結(jié)果只能與某些教學(xué)模型或心理模型進(jìn)行比對，判斷教學(xué)行為存在的缺陷。其對行為背后依附的知識內(nèi)容及其建構(gòu)過程很少涉及，而這恰恰是教學(xué)系統(tǒng)中最核心的部分，由此，基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析是無法準(zhǔn)確把握教學(xué)過程中信息流動(dòng)情況?；谛畔⑾到y(tǒng)的教學(xué)分析，大部分停留在信息論和系統(tǒng)論的概念應(yīng)用階段，并沒有形成具體的可操作的規(guī)范。為了能全面、準(zhǔn)確地了解到教學(xué)過程中究竟發(fā)生了什么，為了能客觀公正的評價(jià)教師的教與學(xué)生的學(xué)，為了能促使教師本身有效的通過對教學(xué)過程的觀察和深入分析來反思和改進(jìn)自身的教學(xué)行為，客觀有效的教學(xué)系統(tǒng)分析理論和方法是必不可少的。13教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法相比其他教學(xué)分析方法，教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法處于初創(chuàng)時(shí)期，國內(nèi)外基于信息系統(tǒng)的教學(xué)分析方法的研究較為有限，國內(nèi)比較有代表性的是北京師范大學(xué)的楊開城教授提出的教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法，經(jīng)過近幾年的持續(xù)研究，取得了滿意的階段性進(jìn)展。教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法以系統(tǒng)論為方法論，從整體功能上對教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行分析。作為一種新的視角，教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法有著自己的特色，未來可以作為一種新型的教學(xué)評價(jià)和研究的方法。131教學(xué)系統(tǒng)建模隨著教育教學(xué)的發(fā)展，研究者逐漸意識到教育教學(xué)是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，無法通過簡單的要素或是行為分析來深入的理解教學(xué)系統(tǒng)。建模方法應(yīng)運(yùn)而生，它是人類在認(rèn)識世界和改造世界的實(shí)踐過程中的一大創(chuàng)造，同時(shí)也是分析教育教學(xué)等復(fù)雜系統(tǒng)的最常用方法。建模方法是建立在對教學(xué)系統(tǒng)深入認(rèn)識的基礎(chǔ)之上的。IIS圖分析法認(rèn)為“教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)信息系統(tǒng)，是一個(gè)教師、學(xué)生及具有信息處理能力的媒體這三個(gè)信息處理主體之間信息流動(dòng)的系統(tǒng)。”9并把除了信息處理和信息流動(dòng)之外的其他要素均劃入教學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境要素，比如學(xué)生的先決知識技能、師生關(guān)系、學(xué)生的動(dòng)力水平等。教學(xué)系統(tǒng)的建模如圖1所示學(xué)生對信息的處理IPL學(xué)生對信息的處理IPL媒體對信息的處理IPM教師對信息的處理IPT教學(xué)信息集IISX1X2X3X4Y2Y3Y4Y1環(huán)境環(huán)境環(huán)境環(huán)境圖1教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過圖1我們可以看出教學(xué)系統(tǒng)建模完成了兩個(gè)任務(wù)一是劃定教學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境的界線。我們是從教學(xué)的整體功能出發(fā)來確定系統(tǒng)與環(huán)境的界限的。二是確定系統(tǒng)功能的耦合結(jié)構(gòu)。圖中用IPL（學(xué)生對信息的處理）、IPT（教師對信息的處理）和IPM（媒體對信息的處理）來表示信息處理主體對信息的加工情況；X和Y分別表示各信息處理主體的信息輸入和輸出。另外還把IPL、IPT和IPM的信息輸出Y集中起來，進(jìn)一步抽象概括出一個(gè)信息的共享集IIS（INSTRUCTIONALINFORMATIONSET）。IIS充分的體現(xiàn)了知識的共享和社會(huì)建構(gòu)的特征屬性。這一教學(xué)系統(tǒng)模型的建立為后續(xù)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。132編碼系統(tǒng)及切分技術(shù)把自然語言表征的信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成易于處理操作的另一種編碼體系，并使新編碼體系可以更清晰地反映教育教學(xué)系統(tǒng)的某些功能特征，這是編碼系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。前文介紹的眾多基于行為系統(tǒng)的教學(xué)分析方法，它們的編碼系統(tǒng)往往過于粗糙模糊，切分技術(shù)比較呆板單一，一般是根據(jù)時(shí)間間隔或是主觀性過強(qiáng)的“意義單位”來切分信息流。雖然新編碼體系也反映了教學(xué)系統(tǒng)的某些特征，如教學(xué)模式、教學(xué)交互關(guān)系等結(jié)構(gòu)特征，但無法深入涉及教學(xué)系統(tǒng)的功能特征。信息流編碼的核心任務(wù)就是確定信息流的屬性，通過研究我們發(fā)現(xiàn)信息流屬性有很多，例如時(shí)間、貢獻(xiàn)者、操作、信息類型、表征形態(tài)、語義、對應(yīng)的知識網(wǎng)絡(luò)、信息質(zhì)量等。根據(jù)這些屬性我們可以得出信息流的表征格式IPX_N。研究視角的不同會(huì)導(dǎo)致各屬性關(guān)注度的差異性，比如，ST分析法側(cè)重于對教師和學(xué)生行為在課堂中的比例關(guān)系，因此“貢獻(xiàn)者”這一屬性是信息流的本質(zhì)屬性。而IIS圖分析法關(guān)注的是信息流對某個(gè)知識點(diǎn)激活水平，因此知識網(wǎng)絡(luò)子圖是信息流的本質(zhì)屬性。本質(zhì)屬性的確定為后面的切分技術(shù)奠定了良好的規(guī)范基礎(chǔ)。前期研究已初步制定了信息流的劃分規(guī)則如下。101IPX_N取值一旦發(fā)生變化，即當(dāng)信息流的貢獻(xiàn)者發(fā)生改變時(shí)，信息流需要進(jìn)行切分。例如IPX_N的取值由IPT（IPL）變成IPL（IPT）時(shí)，信息流發(fā)生切分。2屬性發(fā)生改變時(shí)，信息流發(fā)生切分。這一屬性來自于教學(xué)設(shè)計(jì)理論的目標(biāo)分類理論，因此通過確定信息流對應(yīng)知識的目標(biāo)層次即可確定操作取值。3屬性一旦發(fā)生變化，信息流發(fā)生切分。可以根據(jù)信息流所依附的載體來確定信息類型的取值。比如，教師通過講解某個(gè)知識點(diǎn)概念的定義，那么這時(shí)信息流的信息類型就為“知識語義”。當(dāng)然信息還可以通過“目標(biāo)描述”“情境”“事實(shí)和范例”“答案”“管理指令”“其他相關(guān)信息”“其他不相關(guān)信息”來傳達(dá)。其中僅有“事實(shí)和范例”“知識語義”“答案”三個(gè)信息類型具有對應(yīng)的知識網(wǎng)絡(luò)子圖，其他的信息類型是沒有的。4屬性并不影響信息流的切分，且每個(gè)表征形態(tài)是可以復(fù)選多樣的?，F(xiàn)階段的研究側(cè)重于信息內(nèi)容的分析，對其表征形態(tài)沒有深入討論。5屬性一旦變化，信息流發(fā)生切分。作為IIS圖法信息流的本質(zhì)屬性，它在信息流切分技術(shù)中的舉足輕重地位是顯而易見的。很顯然知識網(wǎng)絡(luò)圖會(huì)影響到信息流切分的效度。其中最為關(guān)鍵的問題就是如何繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖以便于進(jìn)行信息流的切分映射，這部分將會(huì)下文（第3章的第1節(jié)）進(jìn)行詳細(xì)的論述。6屬性并未列入前期研究。信息質(zhì)量會(huì)對教學(xué)效果具有不可忽視的影響，后續(xù)研究可以從定性和定量的角度進(jìn)一步探討如何保證信息流外部特征和內(nèi)部有效性這兩者間的一致性，進(jìn)而獲得信息質(zhì)量的對教學(xué)效果的影響水平。根據(jù)以上切分規(guī)則，把信息流序列映射到知識網(wǎng)絡(luò)圖上，實(shí)現(xiàn)編碼體系的轉(zhuǎn)化，下一步我們就需要構(gòu)造出能反映教學(xué)系統(tǒng)功能的特征屬性。133激活量公式我們依據(jù)信息流屬性值的變化把教學(xué)視頻或教學(xué)方案切分成由眾多信息項(xiàng)組成的信息序列，然而通過這種序列結(jié)構(gòu)我們無法看到知識的共享建構(gòu)過程及其蘊(yùn)含的教學(xué)意義。為此，我們需要借助一種能清晰地表達(dá)這一過程和意義的結(jié)構(gòu)來探求教學(xué)系統(tǒng)的本質(zhì)和規(guī)律，這一結(jié)構(gòu)就是帶某種特征屬性標(biāo)識的知識點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖。通過前期實(shí)證研究，已經(jīng)構(gòu)造出激活量這一特征屬性來衡量信息流對某個(gè)知識點(diǎn)的激活水平。作為量化的教學(xué)系統(tǒng)功能表征屬性，激活量可以幫助我們客觀有效的預(yù)測和評價(jià)教學(xué)過程。教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法是以單個(gè)知識點(diǎn)為樣本，通過把信息流映射到知識網(wǎng)絡(luò)圖，再根據(jù)激活擴(kuò)散規(guī)則獲得知識點(diǎn)的激活量水平，這些知識點(diǎn)的激活量屬性對于揭示教學(xué)過程中存在的問題具有簡潔明快的特點(diǎn)。本研究關(guān)注的是單個(gè)知識點(diǎn)的激活量水平與學(xué)習(xí)效果的關(guān)系，知識網(wǎng)絡(luò)圖的總體激活量與學(xué)習(xí)效果的關(guān)系后續(xù)研究會(huì)涉及。前期研究，根據(jù)信息熵理論構(gòu)造出了單個(gè)知識點(diǎn)的激活量計(jì)算公式如下11RDDNDF2LOG/2L遺忘系數(shù)F，心理學(xué)相關(guān)研究表明人類的記憶組塊為72，即短時(shí)間內(nèi)，我們的工作記憶的能力是有限的因此，規(guī)定當(dāng)某一知識點(diǎn)與激活該知識點(diǎn)的前一個(gè)信息項(xiàng)相隔7個(gè)信息項(xiàng)以內(nèi)時(shí)F1，7個(gè)以上時(shí)FK1/2K1,其中K等于這兩個(gè)信息項(xiàng)之間信息項(xiàng)的個(gè)數(shù)減去7。激活熵LOG（D2），D是該結(jié)點(diǎn)已知的度，即已知邊的條數(shù)；激活熵是根據(jù)信息論中最大熵原理得出的。激活熵單次積累并不是一個(gè)與知識點(diǎn)相關(guān)的常量，而是伴隨知識點(diǎn)的信息流激活而改變的變量。并且激活熵的累積只與已知關(guān)系相關(guān)，當(dāng)關(guān)系還未被激活時(shí)是無法預(yù)知目標(biāo)知識點(diǎn)可能性空間的。復(fù)雜度LOG（N（DD2），其中N是該結(jié)點(diǎn)未知邊的種類，D是該結(jié)點(diǎn)的總度。這里理解的復(fù)雜度區(qū)別于先前描述意義上固定的復(fù)雜度，知識網(wǎng)絡(luò)圖的被信息流激活是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，若是還是采用先前的定義，會(huì)有些不合適。因此，我們這里的復(fù)雜度是根據(jù)知識網(wǎng)絡(luò)圖的變化而動(dòng)態(tài)變更的。擴(kuò)散衰減系數(shù)R，知識網(wǎng)絡(luò)圖中各知識點(diǎn)是有機(jī)整體，因此當(dāng)某個(gè)知識點(diǎn)被激活時(shí)，周圍相鄰的知識點(diǎn)的激活量也會(huì)被影響，若此信息項(xiàng)直接激活，則R1，若該結(jié)點(diǎn)是經(jīng)過一次擴(kuò)散激活，則R1/D，由此類推，若該結(jié)點(diǎn)是經(jīng)過二次擴(kuò)散激活，則R1/D/D。表示一個(gè)知識點(diǎn)的激活量是所有信息項(xiàng)對該知識點(diǎn)的激活量的總和。14研究意義教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖方法中首先把連貫的教學(xué)信息流經(jīng)過編碼切分之后，接著映射到知識網(wǎng)絡(luò)IIS圖上，生成帶有某特征屬性標(biāo)記的IIS圖。帶有不同標(biāo)記的IIS圖反映了不同的IIS功能特征屬性，這些屬性與教學(xué)效果有著直接或間接的聯(lián)系。前期IIS圖法實(shí)證研究不僅完善了信息流具體分析操作流程、信息流表征方式和信息流切分規(guī)則，而且通過激活熵、擴(kuò)散衰減、學(xué)習(xí)復(fù)雜系數(shù)三個(gè)變量構(gòu)造了知識點(diǎn)特征屬性知識點(diǎn)激活量，來反映教學(xué)效果的情況12。林凡選擇了學(xué)科結(jié)構(gòu)差異較大的兩門學(xué)科作為實(shí)驗(yàn)科目，分別是理工類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和文科類的教學(xué)設(shè)計(jì)，并通過實(shí)證研究獲得了這兩門課程中知識點(diǎn)激活量與學(xué)習(xí)效果的相關(guān)系數(shù)分別為0551和0460，均具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，初步驗(yàn)證了知識點(diǎn)的激活量與學(xué)習(xí)效果為正相關(guān)關(guān)系，初步驗(yàn)證了該方法的有效性。教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法的理論意義在于不僅豐富和完善了教學(xué)理論，而且還是研究教學(xué)系統(tǒng)的方法論的探索。IIS圖分析法是將自然語言表征的信息流切分映射到IIS圖上，運(yùn)用圖中標(biāo)識的特征屬性值來反映教學(xué)系統(tǒng)的某些特征。該方法避開邏輯思辨和簡單的實(shí)證研究，通過建模技術(shù)和對教學(xué)信息流動(dòng)過程的細(xì)致量化分析，深入的揭示了教學(xué)系統(tǒng)的某些本質(zhì)特征和規(guī)律。教學(xué)系統(tǒng)分析是教學(xué)設(shè)計(jì)必不可少的條件，同時(shí)也是教學(xué)設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ)。IIS圖分析法作為教學(xué)設(shè)計(jì)理論的有機(jī)組成部分，關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)部的信息流動(dòng)及其整體的特征以及信息流與系統(tǒng)功能之間的關(guān)系，幫助研究者深入理解經(jīng)過教學(xué)設(shè)計(jì)后產(chǎn)生的各種復(fù)雜的教育現(xiàn)象及其效應(yīng)，引導(dǎo)人們逐漸深入地理解教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一步促進(jìn)了教學(xué)理論的發(fā)展。13從系統(tǒng)論的角度來研究教學(xué)，可以克服在教學(xué)研究中存在的孤立、靜止及過于簡單化的不足，并且可使教學(xué)研究從靜態(tài)要素的描述水平提高到系統(tǒng)功能分析的高度，使教學(xué)規(guī)律的認(rèn)識更為深入全面。IIS圖分析法嘗試著把系統(tǒng)論成果有機(jī)的融于教學(xué)系統(tǒng)的研究中，力圖擺脫概念的簡單應(yīng)用層面，逐漸把系統(tǒng)論思想轉(zhuǎn)變?yōu)榉椒ㄕ摴ぞ?，形成具體可操作性的教學(xué)分析流程規(guī)范。由此可見，IIS圖分析法中系統(tǒng)建模與分析將是把系統(tǒng)論思想轉(zhuǎn)變?yōu)榉椒ㄕ摰暮玫拈_端。從實(shí)踐意義上來講，IIS圖分析法不僅是客觀有效的評價(jià)教學(xué)的新思路，而且還是教師自我反思的客觀依據(jù)。1作為一種新型的教學(xué)評價(jià)和教學(xué)研究工具教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法不再基于觀察者的整體直覺，而是基于細(xì)致的量化分析，不需要通過課后測驗(yàn)，而是直接考察教學(xué)過程本身來評價(jià)教學(xué)，而且這種方法的操作性很強(qiáng)。先前的教學(xué)評價(jià)方法主要基于觀察者的主觀印象，評價(jià)的有效性很大程度上取決于觀察者的經(jīng)驗(yàn)和水平，要想實(shí)現(xiàn)客觀有效地指導(dǎo)教學(xué)會(huì)存在一些難度。若采用IIS圖分析法不僅可以有效降低主觀性因素的干擾，而且分析操作流程清晰明確，易于實(shí)施。由此，其將可以作為一種新型的教學(xué)評價(jià)和教學(xué)研究工具。142促進(jìn)教師反思，提高教學(xué)質(zhì)量隨著對教師成長的日益關(guān)注，人們逐漸意識到反思在教師成長過程中舉足輕重的地位。正如美國學(xué)者波斯納所指出沒有反思的經(jīng)驗(yàn)是狹隘的經(jīng)驗(yàn)，頂多只能形成膚淺的知識。如果教師只滿足于獲得教學(xué)經(jīng)驗(yàn)而不是對其進(jìn)行深入的思考，那么教師的發(fā)展將受到很大的制約。15一名新手教師可以通過課堂視頻信息，了解教學(xué)過程中究竟發(fā)生了什么，分析評價(jià)自己的教和學(xué)生的學(xué)，來反思和改進(jìn)自身的教學(xué)行為，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。客觀有效的教學(xué)分析方法對于教師的有效反思則是必不可少的。IIS圖分析法具有明顯的科學(xué)性特征，作為分析教師行為的重要客觀參照，促使教師本身有效的通過對教學(xué)過程的觀察和深入分析，來反思和完善教學(xué)行為。該方法必將成為教學(xué)系統(tǒng)缺陷分析的重要工具，對于提高教師自我反思水平和提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。前期研究所取得的階段性成果對順利開展后續(xù)研究具有重大意義，但我們并不滿意前期研究的數(shù)據(jù)結(jié)果，從理論上講其還有較大的改進(jìn)空間。另外，教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法研究還處于起步階段，各方面的操作規(guī)范還需進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。特別是在以下幾個(gè)方面IIS的映射知識網(wǎng)絡(luò)圖的規(guī)范網(wǎng)絡(luò)圖的繪制規(guī)范通過研究發(fā)現(xiàn)，映射信息流的知識網(wǎng)絡(luò)圖的繪制會(huì)影響信息流的切分，進(jìn)而影響知識點(diǎn)激活量，最終影響與教學(xué)效果的相關(guān)關(guān)系。而前期的研究并沒有對該方面進(jìn)行規(guī)范約束。IIS的輸入信息流劃分的技術(shù)數(shù)據(jù)采樣的規(guī)范通過上面編碼系統(tǒng)與切分技術(shù)部分，我們可以發(fā)現(xiàn)前期研究只是對某些比較容易切分屬性進(jìn)行了解釋，而對于信息流切分信度等關(guān)鍵問題并沒有涉及。IIS的輸出信息的規(guī)范測試題的編制和教學(xué)效果的計(jì)算測試題的編制和教學(xué)效果均屬于輸出部分，其中測試題的編制信效度直接影響著教學(xué)效果。因此，測試題的編制顯得尤為重要，如何保證測試題所考察的知識點(diǎn)與選定目標(biāo)知識點(diǎn)是高度一致。另外，先前教學(xué)效果計(jì)算公式較為簡單，考慮到各測試題之間的難度系數(shù)不同，如何設(shè)置更具有可比性的教學(xué)效果計(jì)算公式成為擺在我們面前的重要問題。基于以上的疑問，本次研究通過把教學(xué)系統(tǒng)IIS圖法應(yīng)用到更多的學(xué)科，擬選擇線性代數(shù)基因遺傳邏輯學(xué)項(xiàng)目管理博弈論五個(gè)科目，進(jìn)一步來檢測該方法的有效性。同時(shí)，在實(shí)證研究的過程中，不斷摸索完善分析流程規(guī)范的可操作性方法。2教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法實(shí)證研究21研究目標(biāo)在多個(gè)學(xué)科內(nèi)進(jìn)一步檢驗(yàn)IIS圖分析法中關(guān)于知識點(diǎn)激活量與其學(xué)習(xí)效果成正相關(guān)的研究假設(shè)，進(jìn)一步改進(jìn)和完善IIS圖分析法的操作規(guī)范。22研究內(nèi)容221各項(xiàng)具體分析步驟的進(jìn)一步完善把教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖方法推廣到更多的學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中，在實(shí)踐的過程中對具體分析步驟進(jìn)一步的修改和完善。IIS的映射知識網(wǎng)絡(luò)圖的規(guī)范網(wǎng)絡(luò)圖的繪制規(guī)范IIS的輸入信息流劃分的技術(shù)數(shù)據(jù)采樣規(guī)范IIS的輸出信息的規(guī)范測試題的編制和教學(xué)效果的計(jì)算222分析方法有效性的進(jìn)一步驗(yàn)證采用改進(jìn)完善后的具體操作規(guī)范，通過多門學(xué)科進(jìn)一步驗(yàn)證IIS圖分析法的相關(guān)性假設(shè)知識點(diǎn)的激活量與其學(xué)習(xí)效果成顯著正相關(guān)。激活量的定義見133節(jié)的介紹，學(xué)習(xí)效果的定義詳見34節(jié)。23實(shí)證研究過程231研究設(shè)計(jì)根據(jù)研究目的不同，本研究分為以下兩個(gè)階段232文獻(xiàn)調(diào)查階段查閱大量教學(xué)分析的相關(guān)文獻(xiàn)，掌握教學(xué)分析產(chǎn)生和發(fā)展的歷程，并對比總結(jié)現(xiàn)有較為典型的國內(nèi)外教學(xué)分析方法的現(xiàn)狀。同時(shí)深刻理解系統(tǒng)論與信息論的思想和原理，把他們作為方法論指導(dǎo)，在前期研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)完善教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法。233實(shí)證驗(yàn)證階段知識點(diǎn)激活量計(jì)算公式的驗(yàn)證改進(jìn)1選擇實(shí)驗(yàn)科目內(nèi)容，選擇依據(jù)從知識體系的特征考慮，先前選取的實(shí)驗(yàn)科目數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識主要是操作性智慧技能類知識，教學(xué)設(shè)計(jì)知識主要屬于抽象度不是很高的原理類知識。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該方法的普遍適用性，可以考慮抽象度比較高的原理類知識。鑒于以上考慮，我們選定的科目內(nèi)容為1邏輯學(xué)2線性代數(shù)3基因遺傳學(xué)4博弈論5項(xiàng)目管理學(xué)根據(jù)教學(xué)任務(wù)量，通過兩次實(shí)證研究來收集數(shù)據(jù)。其中第一期講解的科目為邏輯學(xué)線性代數(shù)基因遺傳；第二期講解博弈論和項(xiàng)目管理兩門學(xué)科。2招募學(xué)生志愿者（被試）招募16名北京師范大學(xué)在校學(xué)生（本科生、研究生）作為此次研究的被試。為了保證研究的信度和效度，招募學(xué)生被試的條件為1非以上選定學(xué)科專業(yè)的學(xué)生2對該研究感興趣的學(xué)生3對講授內(nèi)容感興趣的學(xué)生4態(tài)度認(rèn)真的學(xué)生234獲取知識點(diǎn)的激活量1熟悉科目內(nèi)容繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖并撰寫教學(xué)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)所選科目內(nèi)容繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖并撰寫教學(xué)方案。與學(xué)科專家討論教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，以保證教學(xué)順利進(jìn)行。2講授課程并錄制教學(xué)過程。利用微格教學(xué)的方法控制教學(xué)過程，增加師生互動(dòng)，特別是學(xué)生對于信息的輸入。圖2IIS圖實(shí)證研究流程3利用教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖法對教學(xué)視頻分析，形成各知識點(diǎn)的激活量。在這個(gè)過程中通過利用前期研究所提出的具體分析操作規(guī)范來對收集的教學(xué)視頻進(jìn)行分析，同時(shí)要關(guān)注操作規(guī)范在具體分析應(yīng)用過程中存在的問題，以便對其進(jìn)行修改和完善。235獲取學(xué)習(xí)效果學(xué)生對目標(biāo)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)效果的計(jì)算需要滿足以下要求1選擇一系列處于相同目標(biāo)層次的目標(biāo)知識點(diǎn)。我們主要從兩個(gè)維度來進(jìn)行選擇1目標(biāo)知識點(diǎn)的操作類型2目標(biāo)知識點(diǎn)在知識網(wǎng)絡(luò)圖中的所處的位置。具體選擇依據(jù)1激活的操作類型也就是學(xué)生的心理操作類型相同。不同心理操作類型的激活水平是不同的，因此，選取相同操作類型的知識點(diǎn)才能保證樣本的效度。2知識點(diǎn)類型相同。在條件允許的情況下，盡可以能的選取知識點(diǎn)類型相同的知識點(diǎn)作為我們的樣本知識點(diǎn)，這主要是考慮到不同類型的知識點(diǎn)激活水平的差異性。3知識點(diǎn)相互之間不出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象。這樣做可以有效的保證知識點(diǎn)間相互獨(dú)立，使得選取的知識點(diǎn)具有典型性。2針對選定的目標(biāo)知識點(diǎn)制作測試題（學(xué)科專家深度訪談）測試題類型的選定，為了考查學(xué)生的理解應(yīng)用原理的能力，測試題類型以選擇題和匹配題為主。并通過與學(xué)科專家討論測試題的信效度，提高測試題的質(zhì)量水平。3課前、后測試學(xué)生236計(jì)算相關(guān)系數(shù)用SPSS軟件分析所獲得的IIS圖的知識點(diǎn)激活量與目標(biāo)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)效果的相關(guān)性。237可行性分析林凡經(jīng)過兩年的研究初步形成了教學(xué)系統(tǒng)分析IIS圖的理論體系，并通過各種實(shí)證研究方法驗(yàn)證了該方法的可用性和有效性，同時(shí)探索出一套教學(xué)分析各個(gè)步驟的具體技術(shù)。因此，該研究是可行的。3教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法改進(jìn)完善策略教學(xué)系統(tǒng)模型是對現(xiàn)實(shí)教學(xué)過程的摹寫，拋開教育系統(tǒng)中次要、非本質(zhì)的部分，抽出主要的、本質(zhì)核心的特征屬性進(jìn)行研究，將影響教學(xué)效果的重要因素、關(guān)系、狀態(tài)、過程等突出地顯露出來，進(jìn)而分析和認(rèn)識復(fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)。16教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法促使教學(xué)研究從哲學(xué)思辨的母體中慢慢獨(dú)立出來而獲得其發(fā)展的動(dòng)力，為探索教學(xué)本質(zhì)和規(guī)律打開了真正的科學(xué)之門