教学系统设计的含义
图书《教学系统设计》出版社: 高等教育出版社; 第1版 (2006年5月1日)
教学系统设计（Instructional System Design，简称ISD），通常也称教学设计（Instructional Design），这门学科的发展综合了多种理论和技术的研究成果，参与教学系统设计研究与实践的人员由于其背景的不同，他们往往会从不同的视野来界定和理解教学设计的概念，因此人们在教学设计的定义上尚未取得完全的统一。下面是国内外比较有影响的教学设计定义：
加涅认为：“教学是以促进学习的方式影响学习者的一系列事件，而教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。”（加涅，1992）
肯普提出：“教学系统设计是运用系统方法分析研究教学过程中相互联系的各部分的问题和需求，确立解决它们的方法步骤，然后评价教学成果的系统计划过程。”（肯普，1994）
史密斯等的观点：“教学设计是指运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学资料、教学活动、信息资源和评价的具体计划的系统化过程。”（史密斯、雷根，1999）
梅瑞尔在其新近发表的《教学设计新宣言》一文将教学设计界定为：“教学是一门科学，而教学设计是建立在教学科学这一坚实基础上的技术，因而教学设计也可以被认为是科学型的技术（science-based technology）。教学的目的是使学生获得知识技能，教学设计的目的是创设和开发促进学生掌握这些知识技能的学习经验和学习环境。” (梅瑞尔，1996)
帕顿在《什么是教学设计》一文中提出：“教学设计是设计科学大家庭的一员，设计科学各成员的共同特征是用科学原理及应用来满足人的需要。因此，教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。”（帕顿，1989）
乌美娜等认为：“教学系统设计是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。” （乌美娜，1994）
何克抗等认为：“教学设计是运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学目标（或教学目的）、教学条件、教学方法、教学评价……等教学环节进行具体计划的系统化过程。”（何克抗，2001）
上述几种定义反映了人们对教学系统设计内涵理解的不同角度以及各自的侧重点，有的突出教学系统设计的系统特征，如加涅、肯普、乌美娜、何克抗等，有的侧重于学习经验与学习环境的设计与开发，如梅瑞尔，有的则从设计科学的角度出发突出了教学系统设计的设计本质，如帕顿等。
通过对这些定义的分析比较，我们认为教学系统设计主要是以促进学习者的学习为根本目的，运用系统方法，将学习理论与教学理论等的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划、创设有效的教与学系统的“过程”或“程序。教学系统设计是以解决教学问题、优化学习为目的的特殊的设计活动，既具有设计学科的一般性质，又必须遵循教学的基本规律，因此它具有如下特征：
（1）教学系统设计是应用系统方法研究、探索教与学系统中各个要素之间及要素与整体之间的本质联系，并在设计中综合考虑和协调它们的关系，使各要素有机结合起来以完成教学系统的功能。如果不考虑影响解决方案实施的各个要素及其相互之间的关系，那么设计出来的解决方案就无法达到其预期的目标。
（2）教学系统设计的研究对象是不同层次的学与教的系统。这一系统中包括了促进学生学习的内容、条件、资源、方法、活动等，教学系统设计的过程就是对这些影响教学效果的各个要素进行具体的计划的过程。
（3）教学系统设计的目的是将学习理论和教学理论等基础理论的原理和方法转换成解决教学实际问题的方案，它不是为了发现客观存在的尚不为人知的教学规律，而是运用已知的教学规律去创造性地解决教学中的问题，教学系统设计的成果或产物是经过验证的、能实现预期功能的教学系统实施方案，包括教学目标以及为实现一定教学目标所需的教学活动和实施计划以及相关的支撑材料（如教材、学习指导手册、多媒体教学软件、学习者的学习资源、评价手册及测试题等）。
教学设计的特点
教学系统设计综合多种学术理论而自成体系，是一项以实现优化学习为目的的特殊的设计活动，我们认为，这种设计活动具有以下特点：
1.教学系统设计的系统性
教学系统设计首先是把教育、教学本身作为整体系统来考察，并运用系统方法来设计、开发、运行和管理，即把教学系统作为一个整体来进行设计、实施和评价，使之成为具有最优功能的系统。因此将系统方法作为教学系统设计的核心方法是教学系统设计发展过程中研究者与实践者所取得的共识。无论是宏观教学系统设计，还是微观教学系统设计，都强调系统方法的运用。
教学系统设计过程的系统性决定了教学设计要从教学系统的整体功能出发，综合考虑教师、学生、教材、媒体等各个要素在教学中的地位和作用以及相互之间的联系，利用系统分析技术（学习需要分析、学习内容分析、学习者分析）形成制定、选择策略的基础；通过解决问题的策略优化技术（教学策略的制定、教学媒体的选择）以及评价调控技术（试验、形成性评价、修改和总结性评价）使解决与人有关的复杂教学问题的最优方案逐步形成，并在实施中取得最好的效果。
2.教学系统设计的理论性与创造性
教学系统设计作为设计科学的子范畴，它既有一般设计活动的基本特征，同时由于教学情境的复杂性和教学对象丰富的个体差异性，教学系统设计具有自己的独特性。
首先，设计活动是一种理论的应用活动，这就决定了教学系统设计必须在一定理论的指导下进行，是对学习理论、教学理论等理论的综合运用；其次，高度抽象的理论和具有丰富情境、不断发展变化的实践之间又存在一定的距离，其间的矛盾总是存在的，理论不可能预见所有的问题，现实生活中的问题有时候会需要创新性地运用理论，甚至对理论进行改造、扩充、重构，以适应原有理论未能预见的新情况、新问题。因此，教学系统设计是理论性和创造性的结合，在实践中我们既要依据教学系统设计理论来进行教学设计，又不能把理论看作教条，而应该在实践中发展理论，创造性地运用、发展教学设计理论。
3.教学系统设计过程的计划性与灵活性
教学系统设计过程具有一定的模式，这些模式往往用流程图的线性程序来表现，需要按照既定的环节流程来进行教学设计。然而，按照系统论的观点，这些要素之间的关系是非线性的，是相互影响、相互补充的。例如教师根据教学目标和学习者的特征来选择适当的教学策略和结果评价方法，同样，教学策略的实施效果评价反过来又促使教师调整教学目标和策略。因此，在实践中要综合考虑各个环节，有时甚至要根据需要调整分析与设计的环节，要在参考模式的基础上创造性地运用模式。
4.教学系统设计的具体性
教学系统设计是针对解决教学中的具体问题而发展起来的理论与方法，即是要解决实际教学中所存在的现实问题，以形成一个优化学习的教学系统。因此，教学系统设计过程是具体的，每一个环节中的工作也是十分具体的。由此可见，教学系统设计项目的成功与否有赖于各方面人员的协同工作，如教学设计人员、学科专家（包括教师）、媒体设计人员等。
教学系统设计的作用
教学系统设计既是教学中的一个重要环节，也是一项复杂的教学技术。学习教学设计具有十分重要的意义。
1.有利于教学理论与教学实践的结合
为了使教学活动高效、有序，人们一直致力于探讨教学的机制，对教学过程、影响教学的因素及其相互关系进行研究，并形成了一套独立的知识体系——教学理论。但这种理论偏重于理论上的描述和完善，对于教学的改进产生的是非直接的作用，因为理论到实践仍然是有距离的，而且实践是有丰富情境、发展变化的，有些时候也不完全能够套用现成的理论。学习理论亦是如此。正如Pgrow指出：“对于描述性的理论，说明怎样应用它比产生它要困难得多。我是一个智力正常的人，但是我花了大约14年的时间、精力来弄明白怎样将一个思想方法转变成具体的课程……我自己的体验是进行适当形式的研究来开发技能并确定适用于大多数当地条件的应用细节是实际可行的”（Pgrow，1996）被称为“桥梁学科”的教学设计学起到了沟通教学理论与教学实践的作用。一方面，通过教学设计，可以把已有的教学理论和研究成果运用于实际教学中，指导教学工作的进行；另一方面，也可以将教师的教学经验升华为教学科学，充实和完善教学理论，这样就把教学理论与教学实践紧密地结合起来。
2.有利于教学工作的科学化，促进青年教师的快速成长
教学既是一门科学也是一门艺术。说它是一门科学，乃是因为教学是在科学理论的指导下进行，是能够通过建立在系统论思想基础上的科学方法——教学设计使理论转化为实践；说它是一门艺术，是因为教师可以凭借自己的经验和直觉选择适合的教学策略，通过自己的言传身教取得良好的教学效果，教师在教学中所展示的人格、语言魅力以及表现出来对课堂的游刃有余都给人一种艺术般的享受。要掌握这门艺术固然有天生的成分，但对于绝大多数教师来说却不是几年内所能达到的，尤其是对于青年教师。长期以来，青年教师的培养大多通过模仿和经验积累的方式，这种师傅带徒弟式的做法有其积极意义，但是对于提高青年教师教学水平的效果却是缓慢的，因为这种“只可意会，不可言传”的艺术往往很难通过传授得到，而连教学基本技能都不高的教师在教学中是很难有艺术可言的。综合了学习理论、教学理论、系统论、传播理论等多种理论的教学设计正是克服了这一局限，将教学活动建立在系统方法的科学基础之上，使教学手段、教学过程成为可复制、可传授的技术和程序，教师通过学习可以迅速掌握教学的基本原理与方法，提高教学水平，并在实际运用中不断熟练，“熟能生巧”，最终成为一名教学专家。何况，现在的课堂更加关注学生主体性的发挥，关注现代教育技术的运用，只靠一支粉笔、一张嘴、一本教材的课堂现象已不多见，这给有丰富经验的教师也带来了新挑战，无论是青年教师还是老教师都需要更新教育观念、提高教学技能，通过教学设计则可以实现新理论、新方法的有效运用。由此可见，学习和运用教学设计的原理与技术，可促使教学工作的科学化，也为师资队伍的培养提供了一条有效的途径。
3.有利于科学思维习惯和能力的培养，提高发现问题、解决问题的能力
教学设计是系统解决教学问题的过程，按照问题解决的一般过程：发现（鉴别）问题、选择和建立解决问题的方案、试行方案及评价与修改方案，可见教学设计和传统的备课有明显的差别。在利用教学设计优化学习的过程中，设计人员一方面要善于发现教学中的问题，用科学的方法分析问题，谋求解决的方案，另一方面需要在设计、试行过程不断地反思解决方案，在这个过程中科学思维习惯得以有效的培养，发现、解决教学问题的能力也会逐渐提高。此外，这种解决问题的方法、技术和思维方式具有很强的迁移性，可用于其他相似的问题情境和实际问题。因此，教学设计所带来的不仅仅是教学设计的基本原理和必要的知识，更重要的是设计人员从中领会到的解决问题的思维方式和科学态度，他将从中学会创造性地解决问题的原理和方法。
4.有利于现代教育技术应用的不断深化，促进教育技术的发展
近年来，我国教育技术发展迅速，关注新技术应用研究的不仅仅是教育技术专业人员，教育技术实践应用的领域大大拓宽了。在这个广阔的研究与实践群体中，不乏那些仅仅将现代教育技术当作教学手段的改进、补充的人，由于对技术的盲目热衷而经历一些失败的尝试后，有人就开始怀疑一切新技术的应用，怀疑教育技术的存在价值。然而现代教育技术尤其是以多媒体和网络为核心的信息技术给教育所带来的不仅仅是手段上的革新，更重要的是对信息时代人才培养观念、人才培养方式的转变，引发了教育观念、教学内容、教学方式的深刻变革。教学设计作为教育技术学科体系的重要组成部分，是开发、管理、应用、评价其他四个研究范畴的基础，它将教学当作社会大系统中的一个子系统，强调在社会大背景下从整体出发来创设教与学的系统，关注技术要素对教学系统中其他要素（教学内容、教与学的方、评价手段等）所产生的重要影响，这使得人们对现代教育技术的认识更加深刻，关注深层次的信息技术与课程整合，关注多种学习方式的融合（即 Blending Learning 的思想）。因此，教学设计是一门将教育技术理论和思想方法运用于教学实践中的新学问，它有利于现代教育技术应用的不断深化，同时也使教育技术理论在总结实践经验的基础上得到升华与完善，从而促进教育技术的深入发展。
教学系统设计的环节
教学设计是综合多种学科理论和技术研究成果的学科，其主要理论基础有学习理论、教学理论、系统理论和传播理论等，每一种理论都从不同的视野对教学设计的形成与发展产生了重要的影响（转引自：何克抗等，2005），其中学习理论是四种理论中最重要的理论基础。尽管教学设计过程模式种类繁多，但通过对其理论基础（尤其是学习理论）进行认真分析，我们认为，教学设计主要包括主要面向教师教的传统教学设计、建构主义环境下的教学设计和“学教并重”的教学设计三类。
传统教学设计主要面向老师的教，通常包括以下几个环节：
（1）教学目标分析——确定教学内容及知识点顺序；
（2）学习者特征分析——确定教学起点，以便因材施教；
（3）在上述分析的基础上，确定教学方法、策略；
（4）在上述分析的基础上，选择教学媒体；
（5）进行施教，并在教学过程中作形成性评价；
（6）根据形成性评价得到的反馈对教学内容与教学方法、策略加以调整。
建构主义环境下的教学设计目的是为了促进学生自主的学，设计过程一般包括：
（1）情境创设——创设有利于学生自主建构知识意义的情境；
（2）信息资源提供——提供与当前学习主题相关的信息资源（教学资源），以促进学生的自主建构；
（3）自主学习策略设计——自主学习策略是诱导学生自主学习、自主建构的内在因素，其作用是为了调动学生学习的主动性、积极性以达到自主建构的目标；
（4）组织协作学习——通过协作交流、思想碰撞、取长补短深化学生的意义建构；
（5）组织与指导自主发现、自主探究——在建构知识意义的基础上，通过解决实际问题的发现式学习与研究性学习进一步培养学生的创新精神与实践能力。
“学教并重”的教学设计则在理论、方法和过程上都兼取两者之所长并弃其所短，既突出学生的主体地位，又重视教师的主导作用，其设计过程主要包括：
（1）教学目标分析——确定教学内容及知识点顺序；
（2）学习者特征分析——确定教学起点，以便因材施教；
（3）教学策略的选择与设计；
（4）学习情境设计；
（5）教学媒体选择与教学资源的设计；
（6）在教学过程中作形成性评价并根据评价反馈对内容与策略进行调整。
在环节（3）中已涵盖建构主义的自主学习、协作学习与自主探究等策略的设计；在环节（４）和在环节（5）中则包括了情境创设和资源提供的要求。
肯普模式
⑴ 四个基本要素：是指教学目标、学习者特征、教学资源和教学评价。肯普为，任何教学设计过程都离不开这四个基本要素，由它们即可构成整个教学设计模式的总体框架。
⑵ 三个主要问题：肯普认为任何教学设计都是为了解决以下三个主要问题：① 学生必须学习到什么（确定教学目标）；② 为达到预期的目标应如何进行教学（即根据教学目标的分析确定教学内容和教学资源，根据学习者特征分析确定教学起点，并在此基础上确定教学策略、教学方法）；③ 检查和评定预期的教学效果（进行教学评价）。
⑶ 十个教学环节：是指①确定学习需要和学习目的，为此应先了解教学条件（包括优先条件与限制条件）；②选择课题与任务；③分析学习者特征；④分析学科内容；⑤阐明教学目标；⑥实施教学活动；⑦利用教学资源；⑧提供辅助性服务；⑨进行教学评价；⑩预测学生的准备情况。
为了反映各环节之间的相互联系、相互交叉，肯普没有采用直线和箭头这种线性方式来连接各个教学环节，而是采用如图所示的环形方式来表示ID模式。图中把确定学习需要和学习目的置于中心位置，说明这是整个教学设计的出发点和归宿，各环节均应围绕它来进行设计；各环节之间未用有向弧线连接，表示教学设计是很灵活的过程，可以根据实际情况和教师自己的教学风格从任一环节开始，并可按照任意的顺序进行；图中的“形成性评价”、“总结性评价”和“修改”在环形圈内标出，这是为了表明评价与修改应该贯穿在整个教学过程的始终。
基于建构主义的以学为中心的教学设计模式
基于建构主义的以学为中心的教学设计模式是何克抗教授在1998年提出的。他在深入分析建构主义学习环境下教学设计研究所出现的忽视教学目标分析、忽视教师主导作用以及过分强调学习环境设计而忽略自主学习设计等偏向后，提出以“学”为中心的教学设计模式。
（1）教学目标分析
对整门课程及各教学单元进行教学目标分析，以确定当前所学知识的“主题”（即与基本概念、基本原理、基本方法或基本过程有关的知识内容）。
在以教为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的是要从教学大纲所规定的总教学目标出发，逐步确定出各级子目标并画出它们之间的形成关系图。由形成关系图即可确定为达到规定的教学目标所需的教学内容。在以“学”为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的，如前所述，是为了确定当前所学知识的“主题”。由于主题包含在教学目标所需的教学内容(即知识点)之中，通过教学目标分析得出总目标与子目标的形成关系图，即意味着已经列出为达到该教学目标所需的全部知识点，据此即可确定当前所学知识的“主题”。
（2）学习者特征分析
学习者特征分析关注学习者的智力因素和非智力因素，其中智力因素分析主要包括学习者的知识基础、认知能力和认知结构变量分析。
（3）学习情境创设
创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的情境。
建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境下或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的形象有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化当前学习到的新知识，赋予新知识以某种意义；如果原有知识与经验不能同化新知识，则要引起“顺应”过程，即对原有认知结构进行改造与重组。总之，通过“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构。而同化与顺应离不开原有认知结构中的知识、经验与表象，情境创设则为提取长时记忆中的这些知识、经验与表象创造了有利条件。在传统的课堂讲授中，由于不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，不能激发联想，难以提取长时记忆中的有关内容，因而将使学习者对知识的意义建构发生困难。
（4）信息资源设计与提供
信息资源的设计是指，确定学习本主题所需信息资源的种类和每种资源在学习本主题过程中所起的作用。对于应从何处获取有关的信息资源，如何去获取（用何种手段、方法去获取）以及如何有效地利用这些资源等问题，如果学生确实有困难，教师应及时给以帮助。
（5）自主学习设计
自主学习设计是整个以“学”为中心教学设计的核心内容。在以学为中心的建构主义学习环境中常用的教学方法有支架式教学法、抛锚式教学法和随机进入教学法等。根据所选择的不同教学方法，对学生的自主学习应作不同的设计。
（6）协作学习设计
设计协作学习环境的目的是为了在个人自主学习的基础上，通过小组讨论、协商，以进一步完善和深化对主题的意义建构。整个合作学习过程均由教师组织引导，讨论的问题皆由教师提出。合作学习环境的设计通常有两种不同情况：一是学习的主题事先已知；二是学习主题事先未知。多数的合作学习是属于第一种情况，但是第二种情况在教学实践中也会经常遇到。
（7）学习效果评价设计
包括小组对个人的评价和学生本人的自我评价。评价内容主要围绕三个方面：
自主学习能力；
合作学习过程中做出的贡献；
是否达到意义建构的要求。
这一步应设计出使学生不感到任何压力、乐意去进行，又能客观地、确切地反映出每个学生学习效果的评价方法。
“主导—主体”教学设计的过程模式
由于“主导—主体”教学系统设计不论是从理论基础还是从实际的设计方法上看，都是以“教”为主和以“学”为主这两种教学系统设计相结合的产物，因此要想理解和掌握“主导—主体”教学系统设计的理论与方法并不困难，只需了解以教为主ID和以学为主ID的理论基础，再把前面所介绍的有关以教为主ID和以学为主ID的具体设计方法与步骤结合起来，并加以适当的补充就可以了。
主导主体教学设计过程模式具有以下特点：
（1）可根据教学内容和学生的认知结构情况灵活选择“发现式“或“传递—接受”教学分支；
（2）在“传递—接受”教学过程中基本采用“先行组织者”教学策略，同时也可采用其他的“传递—接受”策略（甚至是自主学习策略）作为补充，以达到更佳的教学效果；
（3）在“发现式”教学过程中也可充分吸收“传递—接受”教学的长处（如进行学习者特征分析和促进知识的迁移等）；
（4）便于考虑情感因素（即动机）的影响：在“情境创设”框（左分支）或“选择与设计教学媒体”框（右分支）中，可通过适当创设的情境或呈现的媒体来激发学习者的动机；而在“学习效果评价”环节（左分支）或根据形成性评价结果所作的“教学修改”环节（右分支）中，则可通过讲评、小结、鼓励和表扬等手段促进学习者三种内驱力的形成与发展（视学习者的年龄与个性特征决定内驱力的种类）。
由于具有两个分支（右分支对应“传递—接受”教学，左分支对应“发现式”教学），所以显然它应能支持以教为中心和以学为中心这两类不同教学模式的教学设计。此外，由于这两个分支既有公共部分又可相互跳转，因而还可方便地实现双主教学模式的教学设计要求。考虑到教学过程中教师可以选择多种不同的具体教学策略，例如“合作学习”策略还可进一步细分为“竞争”、“协同”、“伙伴”和“角色扮演”等不同子策略，“自主学习”策略也可进一步细分，加上有些策略之间可以相互跳转且有多条不同的出口通路，因而上图能够适用于多种多样的教学情况。