计算机辅助教学概论

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1、第1章计算机辅助教学概论,计算机辅助教学（简称CAI) Computer Assisted Instruction 是一种新型的教学形式，是现代教育技术的重要组成部分。它的产生和发展必将对21世纪教育的改革与发展产生巨大的推动作用。 本章主要讨论计算机辅助教学的产生与发展、计算机辅助教学的基本概念、教学模式和现代教育理论。,1计算机辅助教学的产生 （1）物质基础 （2）社会基础 （3）理论基础 2计算机辅助教学的发展概况 （1）1958年到1975年 （2）1976年到1980年代末期 （3）1990年以后 3我国计算机辅助教学的发展概况,11 计算机辅助教学的产生与发展,1.1.1 计算机辅

2、助教学的产生与发展,11 计算机辅助教学的产生与发展 112 计算机辅助教学的基本概念 1计算机辅助教育（CBE） 是计算机技术在教育领域中的重要应用，也是当今教育现代化的一个重要标志。它是为了提高教育质量和效率，利用计算机技术（包括硬件技术和软件技术），按照科学的方法解决教育过程中的问题，而形成的一种新的教育技术。 2计算机辅助教学（CAI） 是计算机辅助教育中的重要组成部分，是教师为了提高教学效果和效率，利用以计算机为中心的丰富的教学资源，改进传统教学，或为学生提供一个学习环境，使学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式。 3. 计算机管理教学（CMI） 是利用计算机来管理、指导和

3、研究教学的自动化教学管理技术。,11 计算机辅助教学的产生与发展113 计算机辅助教学的特点 计算机辅助教学是一种新颖的教学方式，只有了解其特点，才有可能充分发挥它的作用。与传统的班级授课相比，计算机辅助教学具有以下十分鲜明的特点。 1自定步调 6追踪效果 2难度适宜 7保存资料 3人机交流 8推广经验 4适时反馈 9效果独特 5诊断补救 10事先规划,12 计算机辅助教学的基本模式 121 传统的教学模式 1教学过程 教学过程是教师根据教学目的、任务和学生身心发展的特点，通过指导学生有目的、有计划地掌握系统的文化科学基础知识和基本技能，发展学生智力和体力，形成科学世界观及培养道德品质、发展个

4、性的过程。 2传统的教学系统 在整个教学过程中，传统 上是教师面对学生进行的教学 活动。在这一活动中，教师和 学生构成一个教学系统，教师 和学生对教学信息进行处理和 传递，以完成教与学的任务。,12 计算机辅助教学的基本模式 122 计算机辅助教学（CAI）模式 1. CAI的一般过程 CAI教学的过程，是由教师通过计算机辅导和学生通过计算机独立地学习所组成的互动式双边活动过程。多数形式的CAI教学可大致分为以下五个阶段： （1）计算机呈现信息，提出问题。 （2）学生接受信息，做出反应，回答问题。 （3）计算机判断答案，提供反馈。 （4）学生接受反馈，得到强化。 （5）计算机针对学生的学习情况

5、，做出教学决策，提出下一步教学的建议。,122 计算机辅助教学（CAI）模式 2. 常见的CAI教学模式 计算机辅助教学模式是指利用计算机进行教学活动的交互方式，也称教学策略。CAI向学生提供各种各样的教学环境，控制着各种各样的教学活动。根据CAI用于教学所采用的方式，常见的CAI教学模式有： （1）操作练习（Drill and practice） （2）个别辅导（Tutorial） （3）咨询方式（Consultation Mode） （4）模拟演示（Simulation and Demonstration） （5）问题求解（Problem Solving） （6）教学游戏（Instruct

6、ion Game）,12 计算机辅助教学的基本模式,13 计算机辅助教学系统的组成 131 CAI系统的组成方式 随着计算机辅助教学的不断发展和完善，其组成方式已由原来的单机CAI系统，发展成为网络CAI系统。下图是利用Internet和校园网建立的CAI教学系统。,13 计算机辅助教学系统的组成 132 CAI系统的组成 1CAI系统的硬件 在CAI系统中所用到的所有设备装置都称为硬件。硬件是CAI系统的物质基础。 2CAI系统的软件 系统软件是计算机硬件的灵魂，没有系统软件的计算机对于普通用户来说是无法使用的。一般来说,系统软件主要包括操作系统、各种语言和编译程序、数据库管理系统等。 3课

7、件 课件即教学软件，在用于辅助教学的计算机系统中，课件是整个系统的计划和控制部分。计算机系统所提供的教学信息，都是由课件给出的或是在课件的控制下给出的。,行为主义学习理论认为, 学习起因于对刺激的反应，而所有的反应都由刺激引发的。它的代表人物之一约翰 华生的名言“知道了反应就可以推测刺激，知道了刺激就可以预测反应。”形象地描述了行为主义的学习理论基础。 行为主义理论的设计原则： 1规定目标 4自定步调 2经常检查 5显示反应与即时反馈 3小步子和低错误率 6提示与确认 7计算机控制的学习序列,14 计算机辅助教学的理论基础,141 行为主义学习理论,从认知理论来看，教学不是知识的“传递”，而是

8、学生积极主动的“获得”。教师要为学生创造良好的学习条件和环境，激发学生的学习动机，提供合理的学习策略，从而促进学生的学习，教师不再是知识的传递者，而是学习的促进者。 1用直观的形式向学习者显示学科内容结构，让学生了解教学内容中涉及的各类知识之间的相互关系。 2学习材料的呈示适合学习者认知发展水平，按照由简到繁的原则来组织教学内容。这里所说的由简到繁是指由简化的整体到复杂的整体。 3学习与理解才能有助于知识的持久和可迁移。 4向学生提供认知反馈可以确认他们的正确知识和纠正他们的错误学习。 5学习者自定目标是学习的重要促动因素。 6学习材料既要以归纳序列提供，又要以演绎序列提供。 7学习材料应体现

9、辩证冲突，适当的矛盾有助于引发学习者的高水平思维。,14 计算机辅助教学的理论基础,142 认知主义学习理论,建构主义学习理论是认知主义的进一步发展，该学习理论将学习看成是学习者主动地建构内部心理表征的过程。 建构主义学习理论认为，学习是在一定的社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，实现的意义建构的过程。“情景”、“协作”、“会话”、“意义建构”是学习的四大要素。 情景社会文化背景。 协作学习过程中发生的他人的帮助、人际间的交流、讨论活动。 会话是协作过程 的不可缺少的环节，且贯穿于协作的全过程。 意义建构学习者对当前所学内容反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内

10、在联系有较深刻的理解。,14 计算机辅助教学的理论基础,143 建构主义学习理论 （一）,建构主义学习理论强调学习者是认知主体，同时也不忽视教师的指导作用。也就是说学习是信息加工的主体，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的灌输者。同时，建构主义强调理解能力和认知结构的发展在学习过程中的决定作用。 随着建构主义学习理论的影响不断扩大，人们对建构主义的认识也越来越深刻和全面。这集中表现在两个方面：一是对知识建构过程进行了深入的研究；二是突出了学习环境的重要性，特别强调学习环境的设计，而且对学习环境的认识不再局限于物理环境，突出了

11、学习环境中软条件的建设。并把建构主义情景化学习环境的研究提到一个相当的高度，Greeno和Moore便提出了“情景是一切认知活动的基础”的观点。,14 计算机辅助教学的理论基础,143 建构主义学习理论 （二）,建构主义认识论的教学原则： 1所有的学习活动都应该抛锚在大的任务或问题中。 2支持学习者发掘问题作为学习活动的刺激物，使学习成为自愿的事，而不是给它们强加学习目标和以通过测试为目的。 3设计真实的学习环境，让学习者带着真实任务进行学习。 4设计的学习情境应具有与实际情境相近的复杂度，使学习者在学习结束后能够适应实际的复杂环境，避免降低学习者的认知要求。 5让学习者拥有学习过程的主动权。

12、教师应该为学习者提供思维挑战，激发他们自己去解决问题。 6为学习者提供有援学习环境。教师的作用是在学习者遇到问题时，为他们提供示范、教练和咨询。 7鼓励学习者体验多种情境和检验不同的观点。,14 计算机辅助教学的理论基础,143 建构主义学习理论 （三）,以建构主义学习理论为基础，建立了以下新颖的CAI教学模式： 1支架式教学（Scaffolding Instruction） 2抛锚式教学（Anchored Instruction） 3随机进入教学(Random Access Instruction),14 计算机辅助教学的理论基础,143 建构主义学习理论 （四）,目前计算机辅助教学的基础理

13、论研究受到重视。研究的内容主要集中在如下方面：1.计算机辅助教学的功能特点及教学模式；2.学习理论和相关的视听心理学、传播理论；3.计算机辅助教学的系统构成；4.计算机辅助教学与传统教学的整合等。 强调以学为中心的建构主义学习理论获得广泛认同，自主学习、协作学习、培养创造性思维等新的学习理念、学习方式正在受到越来越多的人的重视。 在CAI的未来发展中，认知理论和建构主义学习理论，会更多地成为CAI软件开发和应用的指导理论。,15 计算机辅助教学的发展趋势,1基础理论研究的趋势,从技术层面上看，目前计算机辅助教学发展主要有三个方向： （1）使用多媒体技术、虚拟现实技术等，为学生创设更接近真实的学

14、习情景。 （2）应用计算机网络技术，实现分布式教学和远程教学。Internet网络的普及，为开发能够体现建构主义理论的学习环境提供了良好的条件。 （3）应用人工智能技术，使教学系统更加智能化。 在未来的CAI发展中，多媒体、Internet互联网和人工智能在教育中的应用，会成为人们研究的热点。,15 计算机辅助教学的发展趋势,2技术发展趋势,社会发展是不平衡的，它对教育的要求和它为教育所能够提供的物质条件存在较大的差异。基于此，CAI的未来发展，在应用上将会呈现出多态性，主要表现在： （1）应用方式的多样化。 （2）多种学习资源的集成化。 （3）研究、使用和教师培训的互动。,15 计算机辅助教学的发展趋势,3应用发展趋势,简述计算机辅助教学产生的基础。 什么是CBE？什么是CAI？什么是CMI？ 简述CAI的组成结构。 简述CAI的基本原理。 简述CAI的教学模式。 简述计算机辅助教学的发展趋势。,习 题,完,