积件思想的形成与理论基础
彭绍东（上海师范大学教育技术系，电化教育中心，中国上海，200234）
一.积件思想的形成
1.时代背景
多媒体计算机技术是九十年代以来计算机技术领域的新发展，它集图文声像多形态信息的采集、加工、交互、储存、输出于一体，使世界由此进入一个人机交互的多媒体化、网络化、信息化时代。信息高速公路的建成，Internet网络的风糜全球，正撕破传统的时空观，狂飙地改变人们的生产生活方式，引发了教育技术史上的一场新的革命。
之所以称多媒体计算机教育为教育技术史上的一场新的革命，主要基于下述十大方面的变革：
(1).教学信息数字化。各种图文声像教学信息的存贮记忆、高速运算、逻辑判断、自动传输等均以数字化方式进行。
(2).教学媒体交互化。包括师生与计算机间的交互、师生通过计算机网络与远程的师生交互、以及在师生的控制下计算机与其它教学媒体间的交互。
(3).教材编制积件化。指以人为中心的积件化活动型教材编制，正逐渐成为现代教材建设的重要组成部分。
(4).教学过程智能化。由于计算机辅助教学 (Computer Assisted Instruction, 简称CAI)系统大量采用了人工智能技术，使得教学过程中系统可以自动诊断学生的学习水平，自动选择教学内容,自动调整教学进度，自动选择教学策略与方法。
(5).教学操作简便化。因多媒体计算机集中了多种媒体的功能，使得教学操作对象单一、集中，尤其是操作流程可按预设程序自动进行，可大大减轻教师的劳动强度，为教学赢得宝贵时间。
(6).教学对象大众化。CAI适用于班级教学、个别自学、远程教学等多种教学方式，教学对象可以是在校学生，也可以是不同年龄、不同行业、不同岗位的成人。
(7).教学传播网络化。有课堂网、校园网、地区网、国家网、国际网等多层次,可实现虚拟教学、在线学习与信息共享。
(8).教学场所全球化。多媒体网络技术、卫星通讯技术等高科技的综合运用，使教学场所突破了时空限制，地球上不同国家、不同种族、不同语言的师生可以通过在线翻译系统进行相互讨论和学习。
(9).教学评估实时化。计算机可对教与学的情况进行自动跟踪检测与专题测试，及时给出评估分析结果,以利实时反馈。
(10).教学管理自动化。教师的课程教案管理、学生的学籍成绩管理以及其他教学任务管理可使用计算机自动进行。
2.积件思想的形成
“积件”（Integrable Ware ）是对我国CAI领域历史经验和存在问题进行长期的探讨与反思后提出的，是发展我国学校课堂计算机辅助教学的新思路。因为“事先由教学设计确定的、有固定程序的、定型情节的、模式化的、封闭的、整体的第一代教学软件（课件），不利于教师和学生的个性与创造性的发挥，不适应于千变万化的现实课堂教学。学校课堂计算机辅助教学需要从课件思想向一种更灵活的适应于不同教师不同教学情境的方向发展。”[1] 我国教育理论界基于当今世界先进的计算机软硬件技术，并从我国古代的《易经》中的哲学理念得到启发，提出了“以不变（积件）应万变（教学实际）”的思想。
那么，究竟什么是“积件”呢？积件思想有何特点？
“积件是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。”[2] 它不只是在技术上把教学资源素材库和多媒体著作平台简单叠加，而是积件库与积件组合平台的有机结合。其中积件库中的多媒体教学资料库、微教学单元库、资料呈现方式库、教与学策略库、网上环境积件资源库,为师生利用积件组合平台制作教学软件提供了充足的素材来源和多种有效途径；灵活易用开放实用的积件组合平台则是充分发挥师生创造性的有力工具。积件系统的结构可分为5层：
(1).核心层，由教师和学生组成。学生是主体，教师起主导作用，积件系统的构建、运作均以“学”和“教”的最优化为出发点和归宿。
(2).平台层，它是连接两个实库(多媒体教学资料库、微教学单元库)、两个虚库 (资料呈现方式库、教与学策略库 )、一个环境资源库(网上环境积件资源库 )的重要纽带，也是教师和学生选取、加工教学资源信息，进行教学活动的操作平台。
(3).实库层，由多媒体教学资料库和微教学单元库组成。此二库的共同特征是：均为教师和学生可视听交互的并为其所支配的计算机软件材料。此二库的差异特征是：多媒体教学资料库主要由文本、图形、图像等空间像素和声音、动画、影视等时空元素组成，是以知识点为基础按一定检索和分类规则组织的素材材料。知识点的表达可以是多层次多角度多侧面的，如“心脏跳动”的表达，可以是三维动画、实物录像、心电曲线、也可只选用经放大了的有美妙节奏的“心音”。微教学单元库由许多微教学单元组成，每个微教学单元包含有一定的过程和结构。在知识难点的讲解、特定技能技巧的训练及抽象思想观念的教学中，可采用微教学单元。“课件”与微教学单元的区别在于微教学单元的结构是片断性的、可链接的，它没有多余的头尾包装与背景。
(4).虚库层，由资料呈现方式库和教与学策略库组成。此二库的共同特征是：将许多好的思想、方法、方式、策略、技巧积聚成库，以供师生灵活选用与借鉴。此二库的差异特征是：资料呈现方式库重在素材资料的表达、连接、呈现等微观层次，与具体的软件技巧相联系，常用的有飞入飞出、划入划出、淡入淡出、变色闪烁、热区超链等多种。而教与学策略库则重在课堂计算机辅助教学的整体构思上，与教法、学法和教学风格相联系，可供选用的策略主要有：讲授法、演示法、讨论法、操练法、发现法等。实库层与虚库层既有区别又密切联系，二者的关系，简言之，实库层是载体，虚库层是灵魂。
(5).环境层，主要由校园网、地区网、国家网、国际网等多层次远距离网上积件资源库组成。它决定了积件系统的开放性和自组织性。据统计，至1997年，Internet网络覆盖了包括我国在内的154个国家和地区、5千万个以上的用户，其中教育机构中的用户占57％。有人预计，到2000年将有100万个网络、1亿台计算机和10亿个用户使用Internet网络。全球网络化为积件系统的设计和运行提供了无与伦比的资源环境。教师和学生可以在教学过程中实时调用海量的世界知识宝库，甚至还可将积件库与组合平台打包外挂，供异地的师生下载使用。
系统结构决定系统功能。积件系统的多层次开放型结构决定了积件系统功能的可积性、灵活性、基元性、可繁殖性、通用性、规范性等一系列特性，这是正确理解积件思想的前提。
积件思想是对多媒体教学信息资源和教学过程进行准备、检索、设计、组合、使用、管理、评价的理论与实践的高度概括。它是从课件的经验与不足中发展出来的现代教材建设的重要思想，“是继第一代教学软件课件之后的新一代教学软件系统模式和教学媒体理论。”[3] 其内核主要体现在积件的基元性和可积性。以往的CAI课件总是有启承转收，有头有尾，自成整体，断了哪一个环节都不行，这种看似完美的软件固化了知识的联系，模式化了思维过程，机械化了教学程序，很不适应于千变万化的课堂信息交流；它排斥了教师的主导性和创造性、学生的主体性和差异性,更忽视了教学环境与学生原发展水平、最进发展区的多变性。积件则不然。积件中的积件基元就是一个基本知识点，它不囿于任何特定的教育思想、教学方法，也不局限于课程体系和教材版本，其附加的约束条件少，因而可积性(可重组性)就很大。值得强调的是:积件并不排斥教育思想与教学方法，相反，它将许许多多好的教育思想与教学方法以教学基本策略基元形式积聚成库，尤如集中古今中外优秀教育家的智慧于一炉，炉中每一粒星火都能燎原学生思维之光芒。
二、积件思想的理论基础
中国古代辩证哲学是积件思想诞生的原始底蕴。我国教育理论工作者在对光辉灿烂、博大精深的中华传统文化和思想宝库进行开掘、领悟、提炼的基础上，参照周易阴阳生八卦、八卦变万象的理念提出以基元（知识点）的无穷组合来适应千变万化的课堂。[4] 这是对课件思想的重大突破，它实现了有限与无限的统一、基本规则与无穷变幻的统一、静与动的统一。同时，积件系统结构模型图中蕴涵的阴阳五行思想，从一个朴素的层面揭示了积件系统衍变的动因和生克乘侮、胜复制化的动态联系图式。
马克思主义哲学是积件思想的理论基石。积件思想以发展、联系、全面的观点看问题，克服了课件的机械性、简单化。积件思想是实践不断深入的产物，它反映的不仅仅是多媒体计算机辅助教学的表象，而是在感性认识基础上进行深层次的理性加工和抽象概括的结果，它揭示了CAI内在的本质和规律性，对CAI实践具有更大的指导作用。甚至对音像教材和文字教材建设也有一定的启迪作用。
系统科学理论的新发展为积件思想提供了新的原理和方法。系统科学理论包括“三论”(信息论、系统论、控制论)和“新三论”(耗散结构论、协同论、突变论)，这些理论对CAI积件系统的规则、设计、组建、使用、评估、控制具有重要的指导作用。系统观、系统分析方法、系统工程技术能为积件思想提供有力的支持。
其中值得指出的是，我国电化教育工作者提出的电化教育系统工程学理论结构体系[5] 及其在电化教育发展战略、农村电化教育系统工程、德育电教系统工程等方面的系列应用研究，与积件思想及其应用有着异曲同工之妙。按照电化教育系统工程学的三个基本原理--“系统结构功能优化原理”、“系统与环境融合原理”、“系统发展过程协调原理”：电化教育系统的设计、运行与控制，必须以其结构功能优化为系统最高发展目标；在电化教育系统的优化中，必须注重系统与环境的双向融合，从而发挥电化教育系统的全部功能；在电化教育系统由一个状态向另一个状态，由旧的序关系向新的序关系的转化中，在系统的整体设计、决策和运行中，必须通过调控措施使电教系统的发展过程整体协调与优化。积件系统是计算机辅助教育系统和电化教育系统中的一个子系统，积件系统和积件思想的提出者、应用者们，不仅开拓性地研究了积件系统的“结构”、“功能”、“过程”、“环境”，而且从理论与实践两大方面探讨了积件系统运作的任务目标，从而，从一个新的角度丰富和发展了电化教育系统工程理论。
积件思想和“教学技术”的内涵一脉相承。“教学技术（Instructional Technology）是对学习过程和学习资源进行设计、开发、使用、管理和评价的理论与实践。”[6] 可见，积件思想与教学技术的内涵有三大相通之处：一是研究对象相近。积件思想的研究对象是“多媒体教学信息资源和教学过程”，教学技术的研究对象是“整个学习过程和学习资源”。二是两者都有“理论和实践”两大任务。三是研究领域和基本观点相近。教学技术的研究领域是“设计、开发、使用、管理和评价”，突出系统过程的整体观；积件思想的研究领域是“准备、检索、设计、组合、使用、管理和评价”，突出系统结构的可重组性。
此外，积件思想还有其传播学、心理学、教育学、社会学基础，在此不一一赘述。
三、积件思想的技术基础
计算机技术的高速发展，为实现积件思想提供了强有力的技术保障。首先，硬件基础已走上成熟，大容量的存储设备可用来存储积件库中众多的教学资源(如每片CD-ROM光盘的容量达650M字节，相当于可存30本厚度1000页书的内容)，网络化、信息化的环境为教学资源的共享和交流铺垫了基础，越来越快的计算机处理器速度为教学信息的输入、存储、处理、输出提供了保障。其次，软件技术也日益成熟，以面向对象可视化的程序设计思想为基础的开发工具(如Authorware、PowerPoint、洪图、方正奥思等)越来越多，提供给师生易学易用的软件开发环境。
其中，对象链接与嵌入OLE(Object Linking and Embeding)技术是实现积件思想的核心技术。运用OLE技术设计出的应用程序(OLE服务器)能够控制其它多媒体超文本应用程序，如可将文本、图形、图像、声音、动画、影视等多媒体积件单元数据嵌入或链接到当前的教学演示中，从而实现积件库资源的交互与共享。在一些可借用的积件开发平台工具如Authorware、Powerpoint中，实现多媒体交互的界面方式就有多种，如剪贴板、热区、图标、向导、模板、搜索器、助手、打包等。
人工智能技术的日益成熟，为积件思想的进一步发展展示了诱人的前景。如积件组合平台的自学习性，它可在师生使用组合平台的过程中，自动识别、理解、记忆师生的知识特性、操作方式、能力水平、目标取向，能不断自我调整其内部结构，使界面具有更好的人性化的交互性。同时，可自动控制积件库中“基元”的增、删、调，自动根据教育心理学记忆规律和教育经验选择适当难度的内容和适当方式，帮助学生复习旧知学习新知。随着计算机技术、人工智能技术的进一步发展，未来具有视听模式识别能力和图文声像表达能力的机器人式的智能教学机也可望投入使用。
四、关于“积件”名称的选取
积件反映了一种发展计算机辅助教育的思路，具体名词用什么是一个次要的问题，关键是这种发展思路。在计算机教学领域，先后出现过教学程序、课件、插件、构件、元件、基件、部件、群件、积件等一系列名称与概念，辨析这些名称与概念的差异有助于理解“积件思想”的涵义。
总的来说，这些名称与概念是随着计算机教学实践的不断深入与认识水平的不断提高而涌现的。它们反映了不同时期计算机在教育中的应用水平 、理论基础与基本观念的变化。这在计算机辅助教育的两次转折中有明显的分界线：一是八十年代中期以前，在行为主义学习理论支撑下，计算机在教学中主要起“刺激--反应”和“模拟”、“替代”作用，教学软件多为BASIC语言程序，这一时期的高频用词是“程序”。二是八十年代后期至九十年代中期，在认知学派理论的指导下，计算机在教学中主要起“系统认知”作用，教学软件多采用高级编程语言和系统工具按教学设计的原理方法编制，一个教学软件的运行就相当于一堂完整的课，这一时期的高频用词是“课件”。三是九十年代中期以后，在人本主义学习理论和素质教育理论的影响下，随着多媒体计算机超文本技术的广泛应用，人们已经越来越不满足于课件的特定性、线性性与封闭性，努力探求一种能灵活应用可分可合的教学软件来，于是涌现了插件、构件、元件、基件、部件、群件、积件等一系列新的教学软件形式与表达用词。这一现象，好比我国春秋时期的百家争鸣、西方文艺复兴时期的学派纷呈以及当前汉字编码方案的万“码”奔腾。它反映出创新思想的活跃、学术的繁荣、事业的兴旺。但对人们的交流有某种不便，用词的规范和统一又成为大家的共同心愿。笔者认为，从字词结构来看，“元件”、“基件”、“部件”、“群件”等是一种形容词修饰结构，突出了“件”的多少与层次，缺乏“动”感，其内涵的表达似乎尚未充分。而“插件”、“构件”、“积件”是一种动词修饰的结构，均有“动”感。但“插件”表现的是一种在“框架”中的“插”，“构件”表现的是一种在“结构”中的“添”、“构”，似乎尚未完全摆脱“课件”的影子。“积件”则如同“积木”，可积可散、可分可聚、可插可构，能较好地表达90年代后我国学校课堂计算机辅助教学领域发展的新思维。 同时，按照积件思想的涵义，积件系统在具体课堂教学中应用的临时组合可称为一种临时课件，或者说课件就相当于积件系统中的“微教学单元”，因而积件与课件的关系是一种继承与发展的关系。这是“插件”、“构件”难以表达的。因此，相对来说，“积件”二字不失为一种较好的用词。此外,从中小学教学实践中还涌现了诸如“自助餐式教学软件”、“超市自选式教学软件”等名称，不胜枚举，反映了我国计算机辅助教学向积件思路发展的历史潮流。
参考文献:
[1]、[2]、[3]、[4].黎加厚, 从课件到积件:我国学校课堂计算机辅助教学的新发展, 电化教育研究,1997.3-4期
[5].彭绍东， 电化教育系统工程导论， 中小学电教，1991.5期
[6].伊俊华,庄榕霞, 简评教育技术的定义, 中国电化教育,1997.7期.