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1、计算机辅助教学 （Computer-Assisted Instruction）,任课教师：郑志平,E-mail:,大家一起讨论几个问题,你在学习的过程中用到了哪些教学媒体？ 你在学习的过程中用到了哪些计算机软件？ 它对你的学习过程起了什么作用？ 你认为与教师相比，计算机的优势和不足之 处是什么？教师的优势和不足是什么？,课本、黑板、粉笔、报刊、幻灯片、投影仪、计算机,Word、excel、powerpoint、photoshop、authorware,第1章计算机辅助教学概论,计算机辅助教学 CAI Computer Assisted Instruction 它是一种新型的教学形式，是现代教育
2、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。,计算机辅助教学实用教程,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1970年 （2）1970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 计算机辅助教学的产生与发展,一、CAI的产生,1、物质基础 计算机数目的增多，尤其是个人拥有计算机人 数的增加 1946年，第一台电子数字计算机诞生 1950年，10台 1970年，10万台 1984年，4000万台 199
3、3年，1.48亿台，其中1.35亿台为个人 智能计算机和网络的发展,一、CAI的产生,2、社会基础 信息社会对教育提出的要求 （1）解决人们学习时间、接受能力和理解能力 有限与知识激增之间的矛盾 科学知识=（数万年）10%+（近三十年）90% 联合国教科文组织,（2）解决如何培养学生善于学习、善于思维、提高创造力与传统以“传授知识”为目标的矛盾,一、 CAI的产生,教育做出的相应的改革 （1）从以学校教育为中心向终身教育转变，从培养记忆力向培养创造力转变 （2）学习使用新的科学技术（如计算机）来提高教育、学习与工作的效率,一、 CAI的产生,3、理论基础 20世纪20年代，普莱西的“机器教学”
4、 20世纪50年代，斯金纳的“程序教学” 模式：直线式（斯金纳）、分支式（克劳德）,斯金纳的程序教学法,斯金纳（1904-1990） 刺激反应强化,斯金纳箱,斯金纳的程序教学法,斯金纳的程序教学的基本过程与原则,图：程序教学的基本过程,积极反应原则 小步子原则 及时强化原则 自定步调原则 低错误率原则,一、 CAI的产生,以“电流”教学内容为例，可以设计成如下小步子： 电灯泡发亮的原因是灯丝（ ）； 电灯灯丝发热的原因是灯丝通过（ ）； 电灯变亮的原因是电流强度（ ）； 电灯变暗的原因是电流强度（ ）； 当电压增大时，电流强度就（ ）；,发热,电流,增大,减小,增大,一、 CAI的产生,二、
5、CAI的发展,1、美国CAI发展概况 1958-1970 初步研究 计算机技术：大型计算机、小型计算机 人机交互方式：文本 理论基础：行为主义 CAI软件类型：个别指导型、操练型,二、 CAI的发展,1970-1980 初步发展 计算机技术：微型计算机 人机交互方式：文本、图形及其他媒体 理论基础：行为主义 CAI软件类型：智能CAI（ICAI）,二、 CAI的发展,1980-1990 飞速发展 计算机技术：多媒体计算机 人机交互：图、文、声、视频图像 理论基础：认知主义学习理论 CAI软件类型:多种,二、 CAI的发展,1990- 广泛应用 计算机技术：多媒体技术、虚拟现实技 术、网络技术
6、人机交互：多媒体 理论基础：建构主义学习理论 CAI软件类型:多种,二、 CAI的发展,2、中国CAI发展概况 1980年代，起步 1986年，成立“全国中学计算机教育研究中心”，负责中小学CAI的应用与研究 1999年，成立“全国高等学校教育技术委员会”，开展教师的教育技术培训 20世纪，普及信息技术教育,二、 CAI的发展,3、CAI的发展方向 应用方式的多样化 多种学习资源的集成化 研究、使用和教师培训的互动,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 （Computer Based Education,简称CBE ） 是计算机技术在教育领域中的
7、重要应用，也是当今教育现代化的一个重要标志。它涉及教学、科研和管理等教育领域的方方面面。 定义：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。,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 2计算机辅助教学 （CAI：Computer Assisted Instruction） 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
8、学 （CMI：Computer Managed Instruction） 是利用计算机来管理、指导和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 112 计算机辅助教学的基本概念 3. 计算机管理教学 目前，人们对CMI的理解有两种： 从狭义上看，认为CMI就是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统，它的功能包括管理教学计划和教学资源，以及帮助教师构造测验和评分等； 广义上看，则认为CMI就是计算机在学校管理中的各项应用，包括教学管理、学校行政管理、学校其它资源管理等等。,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,11 计算机辅助教学的产生与发
9、展 112 计算机辅助教学的基本概念,4、几个名词 计算机辅助学习 CAL（ Computer-Assisted Learning） 计算机管理学习 CML（Computer-Managed Learning） 导师、工具、学生 TUTOR TOOL TUTEE,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,4、几个名词 课件(Courseware)的定义: 1】按照原国家教委98年元月下发的计算机辅助教学软件制作规范的定义,课件是指“实现和支持特定课程的计算机辅助教学软件及配套的教学资料”。 2】CAI活动中,呈现教学内容,接受学生的要求和回答,指导和控制教学活动的程序
10、及有关的教学资料称之为“课件“。-何克抗，计算机辅助教育（高等教育出版社），1997年7月第一版，P22页,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,4、几个名词 3】课件是为进行教学活动,采用计算机语言、写作系统或其它写作工具所编制的计算机软件，以及相应的文档资料。从其结构看，主要有固定结构型课件和智能型课件。-师书恩，计算机辅助教育（北京师范大学出版社），1994年2月版，P39页。 4】课件是指专门为进行教学活动而设计的计算机软件,包括用于控制和进行教育活动的程序、帮助开发维护程序的文档资料以及帮助教师和学习者使用程序学习的课本和练习册等。（来自互联网）,12
11、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 121 传统的教学模式,教 学 目 标 教 学 内 容,判断 评价 信息 处理,反 应,反馈,接受,呈现,信息处 理,教师,学生,传统的教学系统,
12、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，做出教学决策，提出下一步教学的建议。,图1 “传统教学”与“计辅教学”模式比较,图2 计算机辅助教学的典型流程,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
13、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：,12 计算机辅助教学的基本模式,122 计算机辅助教学（CAI）模式,12 计算机辅助教学的基本模式,1】、帮助教师备课型 基本功能 （1）为教师提供教学用的各种参考资料； （2）为教师提供用于考试的试题及相应的答案； （3）为教师提供优秀教师的教学方法样例； （4）为教师提供制作演示型CAI软件的平台，使教师能够制作课堂上使用的多媒体教学软件。,122 计算机辅助教学（CAI）模式,12 计算机辅助教学的基本模式,2
14、】、 课堂演示型模式 可以让老师在课堂讲解时,借助于计算机演示一些微观现象或者是动态图形,或是把抽象的内容形象化。这类CAI课件，比较适于表现： （1）其他手段难于表现的微观现象； （2）真实实验中有危险的现象； （3）真实实验中要很长或极短时间才能观察到的现象； （4）过去所发生的事件或是过程； （5）需要反复观察的动态过程或现象；,122 计算机辅助教学（CAI）模式,12 计算机辅助教学的基本模式,3】个别化学习型 个别化CAI主要是为学习者提供或创建一个个别化学习的学习环境，学习者通过与计算机的交互完成教学内容的学习。个别化学习CAI可以使得学习者根据自身的条件进行自主化的学习，比如可
15、以通过自定进度、自定时间等灵活的形式完成学习。 操练和练习（Drill and Practice） 通过反复的练习而获得知识和技能，适用于完成小的任务。 对话（Dialogue） 强调教师与学生之间的对话，有两种类型：个别指导（Tutorial）和询问（Inquiry Dialogue）。,图 操练与练习：小学加法运算,122 计算机辅助教学（CAI）模式,12 计算机辅助教学的基本模式,3】、个别化学习型 游戏（Games） 通过熟练地使用一套规则而试图成功地实现目标的过程。包括娱乐游戏和教学游戏。 特征： （1）目标 （5）幻想性 （2）规则 （6）安全性 （3）竞争 （7）娱乐性 （4）
16、挑战性 计算机辅助测试（Computer-Assisted Testing） 利用计算机进行测试，是CAI不可缺少的部分，也是CMI的一个重要应用。,122 计算机辅助教学（CAI）模式,12 计算机辅助教学的基本模式,3】、个别化学习型 模拟（Simulation） 通过模拟或再现真实世界的某些方面，一般用于教学生如何操作或维修实际的设备。 问题解答（Problem Solving） 培养学生将问题公式化和求解的能力。 发现学习（Discovery Learning） 教师将学生置于构造好的环境之中，并给他们提供探索、分析和掌握新概念和原理的工具，使学生在这种环境中主动获取知识。 信息检索（Infor
