【摘要】遠程教學過程是一個系統(tǒng)。遠程教學過程的最優(yōu)化，是為了獲得系統(tǒng)中某些指標的最佳而對系統(tǒng)中的控制變量進行設計和調(diào)節(jié)，及選擇合理的方案。本文首先分析了已有的教學過程優(yōu)化理論應用于教學中存在的問題，介紹了系統(tǒng)最優(yōu)化問題的概念和解決方法；然后結(jié)合遠程教學過程的特點，對這些概念與方法進行了擴展，闡述了遠程教學過程優(yōu)化的基本框架，并給出了優(yōu)化的兩種方法；最后，針對一些遠程教學過程中的關鍵控制變量，進行了優(yōu)化設計方面的討論。

一、引言

“教學過程是學生在教師的指導下，對人類已有知識經(jīng)驗的認識活動和改造主觀世界、形成和諧發(fā)展個性的交往實踐活動的統(tǒng)一過程。”［1］教學過程的含義有多種層次：它可以是從入學到畢業(yè)的教學過程；可以是一門課程從開始到結(jié)束的教學過程；可以是一門課程中的一章、一個單元或一節(jié)課的教學過程。但是，無論在哪一種意義上，我們都可以用系統(tǒng)的觀點看待教學過程，研究教學過程系統(tǒng)的要素以及相互關聯(lián)、相互作用，使其特定指標達到最優(yōu)，這就是教學過程的最優(yōu)化的內(nèi)涵。

分析遠程教學過程，可以看出其基本要素包括：學習者與教師、教學內(nèi)容與教學技術。遠程教學過程是由這些基本要素及其相互關系組成的一個復雜系統(tǒng)。由于遠程教學過程的特殊性，使得遠程學習者在進行遠程學習時會遇到各種各樣的困難。為了提高遠程教學的質(zhì)量，就有必要對遠程教學系統(tǒng)進行有效的控制，尋求最優(yōu)的解決方案。遠程教學過程的特殊性，也使得巴班斯基和廣岡亮藏的理論不能完全適用于遠程教學過程。因此發(fā)展遠程教學過程的最優(yōu)化理論和方法是必要的。本文從系統(tǒng)最優(yōu)化的概念與方法入手，討論遠程教學過程的優(yōu)化目標，以及一些重要變量的優(yōu)化問題，為遠程教學過程的優(yōu)化提出一些基本原則。

二、方法構(gòu)建

最優(yōu)化理論原是應用數(shù)學的一個分支，本質(zhì)上是求函數(shù)極值。隨著系統(tǒng)論、控制論、信息論在各個學科領域的廣泛應用，最優(yōu)化理論如今已滲透到科學、技術、工程、經(jīng)濟、管理等諸多領域。判斷事物“優(yōu)”或“劣”的前提是要有一個評價指標，在最優(yōu)化理論中，這個指標被抽象為某種與所研究的系統(tǒng)的性質(zhì)和狀態(tài)有關的量。當其最大化（或最小化）時，我們稱系統(tǒng)為最優(yōu)的。因此，所謂“最優(yōu)”，是系統(tǒng)發(fā)展的一種狀態(tài)，在這個狀態(tài)下，人們規(guī)定的某些指標達到其可能的最大或最小值。顯然，“最優(yōu)”是與一定的評價標準相聯(lián)系的，從不同的角度看問題，“最優(yōu)”就有不同的含義。

為了研究遠程教學過程的優(yōu)化問題，我們首先介紹一下系統(tǒng)最優(yōu)化問題的概念和解決方法。所謂系統(tǒng)是隨時間、空間發(fā)展變化的一組要素及其關系構(gòu)成的整體。我們稱時間和空間因素為系統(tǒng)的自變量，自變量的集合記為X，描述系統(tǒng)狀態(tài)的要素稱為狀態(tài)變量，其集合記為Q，系統(tǒng)的狀態(tài)及發(fā)展變化，是外部因素和內(nèi)部因素相互作用的結(jié)果，這些因素是系統(tǒng)呈現(xiàn)某種狀態(tài)的原因和系統(tǒng)發(fā)展的動力。在這些因素中我們選取某些對系統(tǒng)的發(fā)展變化有顯著影響，且可以能動調(diào)節(jié)的因素作為我們控制和設計的對象，稱為控制變量，其集合記為u。衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的指標稱為目標函數(shù)，記為I。一般情況下，I是狀態(tài)變量和控制變量的已知函數(shù)，即I=f（Q，u）。系統(tǒng)的最優(yōu)化就是要確定或設計一組u，使I達到極大值或極小值。用模型可以表示為L（X，Q，u）＝0。根據(jù)這個模型，如果知道了u，就可以求出相應的Q，從而計算出I。利用這個模型和有關的數(shù)學工具，原則上可以找到I取極值的控制變量u的取值。有時，系統(tǒng)會受到一些條件的限制，這些限制條件一般不能自由調(diào)節(jié)，可以稱之為約束條件。這些約束條件以與Q，u和X相關的等式或不等式出現(xiàn)。所以，一般情況下，最優(yōu)化問題可以概括為已知系統(tǒng)的模型L（X，Q，u）＝0，要求一組滿足約束條件的u，使系統(tǒng)在I=f（Q，u）取極值的意義下達到最優(yōu)。也就是說，如果我們找到了使系統(tǒng)達到最優(yōu)的控制變量u，就相當于找到了一種優(yōu)化系統(tǒng)的解決方案。

遠程教學過程作為一個復雜的系統(tǒng)，有其特殊性，主要表現(xiàn)在：（1）遠程教學過程是一個以人為本的復雜人文社會系統(tǒng)，系統(tǒng)的狀態(tài)和影響系統(tǒng)的因素非常復雜，很多變量不能量化；（2）系統(tǒng)的發(fā)展變化是一個動態(tài)的、不確定的（模糊的）過程，很難用數(shù)學公式表示。因此，研究遠程教學過程的優(yōu)化，必須探索符合遠程教育本質(zhì)的新方法。

本文下面提出一種遠程教學過程最優(yōu)化方法的基本框架：

1．確定最優(yōu)化的目標

在遠程教學過程中，最優(yōu)化的目標可分為宏觀目標、中觀目標與微觀目標，而這些目標又可根據(jù)學習者、教師、教育機構(gòu)的要求不同而有所不同。

（1）宏觀目標：從宏觀層面、從學習者的角度出發(fā)，優(yōu)化目標可以是提高績效、實現(xiàn)終身學習、獲得更強的市場就業(yè)能力、增加提升機會等；從傳送遠程教育機構(gòu)的角度出發(fā)，優(yōu)化目標可以是增加學習者數(shù)量、增加學習者的多樣性等等。

（2）中觀目標：從中觀層面、從學習者角度出發(fā)，優(yōu)化目標可以是增加學習的靈活性，學習效果最佳；從教師的角度，優(yōu)化目標可以是有更多樣的時間表來發(fā)送課程；而教育機構(gòu)可能會將目標設定在降低成本、減少課堂需求量等方面。

（3）微觀目標：從微觀層面，學習者可能希望的優(yōu)化目標是可以與遠方老師方便地交互，所學知識可以解決某一實際問題；教師的優(yōu)化目標可能是學生掌握某種知識，技能的習得，以及情感、態(tài)度、價值觀的形成等。

因此，遠程教學過程的優(yōu)化，首先需要分析對哪個層次遠程教學過程的優(yōu)化，從誰的角度出發(fā)進行優(yōu)化，以確定優(yōu)化目標，形成最優(yōu)化問題。在這個過程中，研究系統(tǒng)的可能狀態(tài)（或者說分析系統(tǒng)的狀態(tài)變量）是確定優(yōu)化目標的基礎之一。

2．確定控制變量和約束條件

在選定目標的基礎上，根據(jù)遠程教育的基本理論，分析遠程教學過程的要素及其對優(yōu)化目標的可能影響，確定那些對目標影響顯著且可以能動調(diào)節(jié)的因素作為控制變量。顯然，不同的優(yōu)化目標，優(yōu)化的控制變量會有所不同。例如，如果優(yōu)化是以“學習者學習效果最佳”為目標，則與之相關的控制變量包含學習目標、教學策略、媒體與技術、交互、學習支持等。如果優(yōu)化是以“傳送遠程教學過程的成本最低”為目標，則主要控制變量就包括課程開發(fā)、課程傳送、交互等。

在遠程教學過程中，有些約束條件是自明的，如在一定階段所采用的傳輸技術（網(wǎng)絡／電視／函授）、軟硬件環(huán)境等。而有些約束條件，如學生的知識基礎等則需具體分析。

3．優(yōu)化途徑

前面已經(jīng)提到，研究遠程教學過程的優(yōu)化不能完全照搬工程技術的最優(yōu)化方法，因為遠程教學難以確定數(shù)學模型。那么，遠程教學過程如何進行優(yōu)化呢？本文提出下面兩種方法。

（1）控制變量優(yōu)化法我們雖然不知道控制變量、狀態(tài)變量與目標函數(shù)之間的具體函數(shù)關系，但是有時可以知道控制變量對目標函數(shù)的影響趨勢。例如，以“學習者學習效果最佳”為目標函數(shù)進行優(yōu)化，控制變量之一是“教學目標”。如果教學目標的選擇與學科要求、學習者的學習需求、學習者自身水平相適應，就會促進優(yōu)化目標的實現(xiàn)，反之，則會阻礙目標實現(xiàn)。再如，以“傳送遠程教學過程的成本最低”為目標，那么課程傳送技術是重要的控制變量，在現(xiàn)有情況下，選擇雙向視頻會議技術進行遠程教學，教學過程成本必然趨向升高，而采用發(fā)送教學VCD，則具有低成本的可能。因此，我們可以把對目標的優(yōu)化過程化為對控制變量的一種調(diào)節(jié)過程，調(diào)節(jié)的方向是使目標函數(shù)朝人們期望的方向發(fā)展。這個過程目標為控制變量的優(yōu)化。

（2）反饋調(diào)節(jié)法控制變量優(yōu)化法可以使我們得到使系統(tǒng)達到最優(yōu)的解決方案。把這些方案應用于實際遠程教學過程，就可以得到這些方案的反饋信息。根據(jù)反饋信息再次應用控制變量優(yōu)化法得到改進的解決方案。如此反復，最終實現(xiàn)遠程教學過程的最優(yōu)化。

三、關鍵控制變量的優(yōu)化

對于不同的優(yōu)化目標，控制變量可能不同。但是有些遠程教學過程的要素（如教學目標、模式與策略、遠程教學技術和雙向交互過程），在遠程教學的多種優(yōu)化過程中，均為關鍵的控制變量。所以，討論這些控制變量的優(yōu)化，對于遠程教學過程的優(yōu)化具有一般意義。本文分別闡述如下：

1．教學目標、模式與策略

遠程教育的學習者多數(shù)為成人，這一特點決定了整個教學過程中涉及教育性的任務需求可能并不凸顯。但是，正是這一特點，使得教學目標的優(yōu)化設計變得更為重要。遠程學習的學習者往往是主動的，如果確定的教學目標與學習者的學習動機、預設的學習目標相吻合，他們就會在學習中克服各種困難。相反，如果教學目標設置不合理，教學內(nèi)容選擇不得當，以及遠程學習的各種障礙因素，學習者對學習缺乏信心，甚至導致輟學。因此，教學目標的優(yōu)化設計應該根據(jù)各類遠程教學項目的具體情況，同時，也需要對學習者進行研究，將學科目標與學習需求相結(jié)合。根據(jù)遠程教育的學生學習自主性原則，理想的狀態(tài)應該是與學習者對教學目標進行溝通，由教師與學習者共同建立學習目標。

教學模式是指按照什么樣的教育思想、教學理論和學習理論組織教學進程。遠程教育的指導思想是“以學生為中心”。“以學生為中心”的遠程教學過程的模式有多種，如討論學習模式、探索學習模式、協(xié)作學習模式等，為了達到教學過程的最優(yōu)化，設計或方案選擇應根據(jù)實際情況選擇教學模式。

優(yōu)化遠程教學過程還應根據(jù)學習者的特點優(yōu)化教學策略。如成人學習者經(jīng)驗豐富、自主性強，因此教學過程應多創(chuàng)建學習者參與的機會，網(wǎng)絡教學中可以多使用BBS、討論區(qū)等方式給學習者提供發(fā)表見解的機會，可以將學習者的作業(yè)、作品放在網(wǎng)上彼此交流；成人學習者往往希望任務導向的學習，愿意通過學習解決具體的問題，因此在教學過程中應多提供與學習者相關的案例、情境，強調(diào)學習內(nèi)容與工作之間的結(jié)合；同時，成人學習者的學習習慣具有較大的異質(zhì)性，以及對學習缺乏自信，小心謹慎、抗拒變革、害怕失敗的特點。因此教學過程中應根據(jù)情況靈活調(diào)整內(nèi)容和方法，加強與實踐的聯(lián)系，激發(fā)他們的成就感，同時避免過度競爭。［4］

實際上，現(xiàn)階段我國遠程教育的教學過程基本上是一個以“教師為中心”的教學過程，而不是一個遠程教學的最優(yōu)過程。在學習者開始學習之前，開發(fā)教學錄像、網(wǎng)絡流媒體課件、教材，學習過程開始后，安排教師定時答疑。由于沒有考慮不同學習者的特點造成“課堂搬家”、“教材搬家”等。

2．遠程教學技術

遠程教學技術包括媒體選擇以及傳送這些媒體的技術，它們是遠程教學的重要變量。在特定的遠程教學項目中，某種技術相對于其它技術而言，也許更具優(yōu)勢。因此認真分析每種技術的相對優(yōu)缺點非常重要。當前，遠程教學中所使用的技術與媒體一般包括以下幾種類型，它們對于遠程教育機構(gòu)、教師、學習者來說有不同的優(yōu)缺點。［5］

比較傳統(tǒng)的遠程教學是異步觀看的教學錄像帶或計算機光盤、VCD的遠程教學，其優(yōu)點是不受地理位置的限制，對學習者擁有的設備要求較低，對于教學機構(gòu)來說，成本比較低。采用這種技術存在的不足之處是學習模式比較單一，學習過程缺乏教師的幫助與學習者之間的交流，教學內(nèi)容的修改也比較困難。

基于網(wǎng)絡的遠程教學的優(yōu)點是，學習者與教學機構(gòu)在時間的自由調(diào)控上更具靈活性。學習者與教師的聯(lián)系緊密。教師可以通過教學平臺、工具等追蹤學習者的學習情況。教學資源一經(jīng)開發(fā)可以重復使用，且修改容易。它的不足之處在于，對于學習者來說，采用這種技術可能存在網(wǎng)絡速度慢、網(wǎng)絡費用高、以及計算機使用等問題。對于教師而言，可能需要教師掌握HTML知識，更復雜的課程制作對課程制作人員的依賴性較大，及版權問題。對于遠程教育機構(gòu)來說，基于網(wǎng)絡的教學需要基礎設施的建設，需要高速的網(wǎng)絡，需要對教師進行培訓，因此總投資比較高。

采用雙向視頻會議技術進行教學也是近年來遠程教學的一種模式。這種技術的突出優(yōu)勢是實時性，克服了遠程師生間的空間阻隔，交流延時。這種技術的不足是，如果使用不當，無異于“傳遞課堂”，對遠程學習者的自主性有所破壞。教師對技術支持人員的依賴性比較大，教學受網(wǎng)絡傳輸情況的限制比較大。教學機構(gòu)的投資也比較大。

遠程教學技術的選擇首先要以滿足教學過程的優(yōu)化目標為前提。例如，如果優(yōu)化目標是為學習者提供最完善的學習過程，那么基于網(wǎng)絡的教學技術應該是最好的選擇；但如果將教學成本最低作為優(yōu)化教學過程的目標，那么采用郵寄教材、教學錄像帶、VCD等形式是合理的選擇。同時，技術的選擇也要考慮相關的約束條件，包括學習者的地理位置，軟硬件條件等等。例如，學習者處于中心城市、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，可以選擇基于計算機和網(wǎng)絡的教學方式，而學習者處于地市以下的縣鄉(xiāng)、經(jīng)濟欠發(fā)達和不發(fā)達地區(qū)，則采用衛(wèi)星電視、音像媒體為主的技術與媒體比較現(xiàn)實。進一步來說，在整個教學過程中，還應該根據(jù)不同的教學內(nèi)容，根據(jù)教師采用的不同教學手段與策略選擇教學技術。例如，可以將一些實驗、演示、操作等教學內(nèi)容制作成錄像帶、VCD、DVD發(fā)送給學習者，便于學習者仔細、反復地進行觀看學習；對于教師組織的探索性學習，可以為學習者提供計算機數(shù)據(jù)庫等學習資源；協(xié)作性學習可以基于網(wǎng)絡；而答疑、師生交流可采用雙向音視頻技術。

3．雙向交互

交互是遠程教學過程的一個重要因素。盡管遠程教與學的過程可能是時空分離的，但是這種分離并不表示教學機構(gòu)與教師開發(fā)出以學生為中心的教學資源，則教的過程就宣告結(jié)束；也不表示學生的自主學習是完全脫離教師指導的學習。從教學過程的定義可以看出，教學過程實質(zhì)上是一個師生交互的過程。約翰?丹尼爾認為，在遠程教育系統(tǒng)中，包括學生獨立進行的學習活動，即“獨立活動”和促進學生同其他人的交往活動，即“交互作用”。遠程教育系統(tǒng)是在交互交流和獨立活動之間完成的，通過學生獨立的學習活動和與其他人的交互作用之間的平衡來完成全部遠程課程的學習。這種平衡在遠程學習系統(tǒng)中具有決定作用。他認為，反饋功能在相互交流中至關重要。遠程學習學生只是松散地結(jié)合在學習機構(gòu)的社會系統(tǒng)中，因此對其歸屬感不強。戴維?西沃特認為“包含完成教師在面授教育中的所有功能的完善的教學包”并不存在，因為任何“教學包”都不可能完全反映教師和學生之間錯綜復雜的交互作用。他要求遠程教育系統(tǒng)在教育機構(gòu)與學生之間建立一種交互作用的模式，這種模式通過學習材料是不能提供的［6］。

遠程教育中的交互類型大約可以分為四種：教師與學生的交互、學生與學生的交互、學生與學習內(nèi)容的交互，以及在網(wǎng)絡學習環(huán)境下，學生與學習界面的交互。應該說，優(yōu)化的工作可以從技術、課程開發(fā)、人員等多個層面展開。

在技術層面，不同的技術提供的交互性不同，因此應根據(jù)遠程教育項目的目標、學生的學習條件、機構(gòu)的財政情況等選取適當?shù)闹С纸换サ募夹g，以實現(xiàn)雙向通信與交互的最優(yōu)化。

在課程開發(fā)層面，霍姆博格的有指導教學會談理論認為，應該注重在文字教材、計算機課件及網(wǎng)絡課程中的模擬會話功能的設計。優(yōu)化設計的方法包括：清晰而具體地闡明教學目標；采用任務驅(qū)動的方式組織教學內(nèi)容；為學生設計明確的學習活動；詳細地分析學生學習中的問題并給與解答；結(jié)合實際設置習題與測驗；提供豐富的參考資源供學生拓展學習；采用模擬對話寫作風格等等。對于網(wǎng)絡課程或計算機輔助教學課程，優(yōu)化設計還應該注意界面設計，使學生與界面良好互動，包括突出個性化的設計界面，設置合理的網(wǎng)絡導航等。

在人員層面，遠程教學中的教師、輔導教師、教學管理人員應該向?qū)W習者提供最優(yōu)化的通信與交互服務。交互的內(nèi)容包括提供學科知識、管理與咨詢信息及個人情感支持等。為此，學生學習支持服務系統(tǒng)應充分考慮為學生提供信息、技術、學習的技巧與方法及學術知識與學習方法診斷、反饋和評價等幫助，以及為學習者建立伙伴、“學習者社會”，提供熱線電話、網(wǎng)絡站點、FAQ、聊天室、在線會議等交互手段。

【參考文獻】

［1］李秉德主編.教學論［M］.北京：人民教育出版社，1991．

［2］巴班斯基著，吳文侃譯.教學教育過程最優(yōu)化［M］.北京：教育科學出版社，2001．

［3］鐘啟泉編譯.現(xiàn)代教學論發(fā)展［M］.北京：教育科學出版社，1988．

［4］陳向明編著.在參與中學習與行動──參與式方法培訓指南［M］.北京：教育科學出版社，2003．

［5］FranceBelanger，DianneH.Jordan著，丁興富等譯.遠程學習的評估與實踐──技術、工具和技巧［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2003．

［6］德斯蒙德?基更著，丁新等譯.遠距離教育基礎［M］.北京：中央廣播電視大學出版社，1996．