第一章 计算机辅助教育概况1.1 计算机辅助教育概况计算机辅助教育是计算机技术在教学领域中的应用为什么要在教育中引入计算机？信息时代的教育面临着三大矛盾：知识迅速更新与学生有限的学习时间的矛盾培养的人才如何去适应人才需求的多元化和可变性接受教育培训人员的激增与从教人员不足的矛盾一百万年的知识积累为 100％，而近三十年占 90％ 如一个大学生在学校学习的知识到社会上只用到 10％工程师需半年内进行继续学习1.1.1 计算机辅助教育概况1.计算机的特点速度快、精度高、存储容量大、具有逻辑判断能力、自动化程度高、可与通信网络互联2.计算机在各个领域中的应用数值计算（科学计算） 、数据处理、过程控制、计算机辅助系统、人工智能(AI)、计算机网 络等计算机辅助教育应用先进的计算机技术来改革教与学的过程，提供高效而又适合个别化教 育的教学手段，开拓新的教育方式，从而提高教学质量和效益，全面提高学生的素质1.1.2 计算机辅助教育的发展阶段计算机辅助教育的发展自 1958 年在美国出现之后，经历了如下表所示的发展阶段 IBM 公司 1958 年，用 IBM650 计算机开发二进制算术1961 年，研制的 CAI 系统（心理学、统计学 、德语）1966 年，与斯坦福大学联合研制的 IBM1500 系统（算术 、数理逻辑 、外语 、哲学、高 等数学、音乐理论）特点：跟踪小学生学习轨迹，得出有关小学生的学习模式和基本活动模式。
1.形成阶段(1958－70 年代末) TICCIT 教学系统 （德克萨斯大学、杨伯翰大学、MITR 公司联合开发）小型机与电视技术相结合75MB 磁盘存储系统128 个终端英语、数学等教学系统特点：将教学目标、内容组成一个大的教学单元，学生有一 定的控制活动进展的能力1.形成阶段(1958－70 年代末) PLATO 系统（伊里诺斯大学、CDC 公司联合开发）1960 年，研制的 PLATO－I1975 年，研制的 PLATO－IV（两台大型计算机组成通信网络；1100 个终端分布 200 多个 地区伊里诺斯大学 300 个终端；150 多门课程，提供 2 万人大学四年制一年的教学学时包 括（数学、天文、物理、化学、地理、历史、语言、心理学、法、德汉、日等） ）1980 年，研制的 PLATO－V（除以上外；4000 个终端分布美国及世界各地；200 多门课程， 提供 2 万人大学四年制四年的教学学时）特点：从幼儿到研究生教育，用户众多，内容丰富，教育成本低 1.形成阶段(1958－70 年代末) 其他国家 CAI 发展情况加拿大的“ 计算机辅助学习工程”由国家研究院、安大略教育研究所联合开发研制英国的“ 国家计算机辅助学习发展计划” ，每年投资二百万英镑，47 个单位 690 名教师 参加，研制了 20 多个计算机辅助学习系统。
日本香川大学自动教育系统 KANECOME－I1.形成阶段(1958－70 年代末) 美国： 1980 年用于中小学购买微机为 470 万美元1983 年迅速增加到 25700 万美元 1985 年约 24％的中学有 15 台以上的微机1989 年则有 64％的学校拥有 15 台以上的微机 英国： 1980 年提出“ 微电子教育计划” ，6 年中每年投资 800 万英镑1986 年每年又投资 400 万英镑“ 微电子教育补充计划” 日本：文部省拨出 20 亿日元（约 2000 万美元）在中小学普及应用计算机教育2.普及应用阶段（80 年代）国际信息处理联合会(IFIP)在 1971、1976、1981、1985、1990 年举行了 5 次世界计算机教 育应用会议（WCCE） ，交流计算机教育应用方面的政策、系统的研究与开发、新技术在教 育中的应用、计算机辅助教育的评价与实验研究等等除此之外，还有各种地区性与专题 性的学术会议 2.普及应用阶段（80 年代）第一时期:属于经验、理论引进阶段 第二时期:20 世纪 80 年代自发探索阶段 第三时期:90 年代 CBE 得到全面发展1.1.3 我国计算机辅助教育的发展历程一批教师依靠对计算机的兴趣，对计算机用于教学进行了探索与实践。
教学系统有： 华东师大“ 微机辅助教学 BASIC 语言教学系统”北京师大“ 高校课表自动编排系统”西北工大“ 排课表软件”1.80 年代初的自发探索阶段 以学科为群体进行 CAI 理论与实践的交流与研究 1987 年，成立全国计算机辅助教育（CBE）学会 1987 年华东师大，1988 年华南师大，1993 年北京大学， 1999 年西南师大，2000 年上海师大，2002 年天津大学 ，2004 年贵州师范大学， 2009 年东北师范大学1986 年，国家教委基教司成立了“ 全国中小学计算机教育研究中心 ” 2.80 年代中期的学科群体活动及政府部门介入 学校中成立了 CＡI 实验室或 CＡI 中心1993－1994 年高教司成立 CAI 协作组，组织和指导高校 CAI 的应用和研究目前我国已形成了具有一定规模的教学软件研制开发队伍，逐步形成了教学软件的登录、 管理、评审到出版的各类组织，逐步走向教育软件的商业化、社会化1999 年，制定了加快中国教育信息化的“校校通”计划3.90 年代 CBE 得到全面发展 国内比较著名的 CAI 课件研制机构和产品科利化教育软件公司：CSC 家庭教师、CSC 校长办公系统等北京树人公司：中小学教学软件北京洪恩电脑有限公司：开天辟地、万事无忧、网络学习软件、天问、震撼、辉煌。
中国科技大学基础物理中心：基础物理学，大学物理仿真实验，由高教出版社发行 3.90 年代 CBE 得到全面发展 何克抗：是指以计算机为媒介所进行的教育活动，即使用计算机帮助教师组织教学活动和 管理教学活动，帮助学生学习 师书恩：为了提高教育质量和效率, 利用计算机技术, 按照科学的方法解决教育过程中的问 题, 由此形成的一种新的教育技术称为计算机辅助教育1.2 计算机辅助教育的基本概念计算机辅助教育（CBE－Computer Based Education） 计算机辅助教育的研究领域计算机辅助教学(CAI－Computer Assisted Instruction）计算机管理教学（CMI－Computer Managed Instruction）计算机辅助教育行政管理 计算机文化(Computer Literacy)何克抗：以计算机为主要媒介所进行的教学活动，即利用计算机帮助教师进行教学活动 师书恩：是计算机辅助教育（CBE）的重要组成部分，它是教师利用计算机作为教学媒体， 为学生提供一个学习环境，学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式1.2.1 计算机辅助教学(CAI）是以计算机为主要手段所进行的教学管理活动，包括：计算机帮助教师监测和评价学生的学习进展情况收集反映学生的各种信息，提供帮助教学决策的信息指导学生的学习过程存放和管理教学材料、教学计划及学生成绩记录，并向教师作出报告，等等。
1.2.2.计算机管理教学（CMI）是以计算机为主要手段所进行的教育行政管理，包括：收集和汇总各种行政信息（财政、教师档案、学生档案、资源状况等） ，存放在数据库中， 以备行政部门查询或向上级领导报告提供有关教育工作的计划、管理、调度、规划等方面建议和决策分析 1.2.3.计算机辅助教育行政管理 这种文化修养就象现代人在文明社会中所必需具有的听、说、读、写能力和文化知识修养 一样 计算机文化可以归纳为以下几个主要方面：普及计算机知识，使学生具有较强的计算机意 识、一定的计算机应用能力和程序设计能力1.2.4.计算机文化(Computer Literacy)CAI：计算机辅助教学CMI：计算机管理教学CSCL (Computer-Supported Cooperative learning)：计算机支持的学习资源CBE 的三个重要子域 CAL（Computer Assisted leaning 计算机辅助学习） CBL（Computer Based Learning 计算机化学习） CAT（Computer Assisted Training 计算机辅助训练） CBI（Computer Based Instruction 计算机化教学） 通常可作为 CAI 的同义词，CAL 强调用计算机帮助“学”的方面甚于“教”的方面。
欧洲 和美国东海岸地区倾向于使用 CAL 名称作为 CAL 的同义词或作为较高程度的计算机支持学习应用 主要指计算机在职业技能训练中的应用，如：工业训练、军事训练等其特点是学习目标 十分明确，偏重于操作能力及应变能力的培养与训练作为 CAI 的同义词或作为较高程度的计算机支持教学应用计算机辅助教育的相关概念有许多人把 CBE 和 CAI 混合使用，以 CAI 代替 CBE 的作法 CAI、CAL、CBI 三个术语之间无太大差别 需要说明的或注意事项1.3 计算机辅助教育的作用1.3.1 教师作用（1）传授知识 （2）帮助学生掌握知识和技能 （3）构造和组织测验－－ 试题库系统、联机考试 （4）教学管理1.3.2 学习伙伴作用（1）鼓励和调动学生的学习积极性 （2）启发与促进学生去“ 发现”规律和知识（3）帮助培养学生解决问题的能力 1.3.3 助手与工具作用（1）教师备课和教学研究的帮手 （2）学习中易于使用的工具 （3）实验中的“ 万能”仪器1.4 计算机辅助教育的意义计算机辅助教育给教育带来的是一场教育生产力的革命，它所引起的是整个教育观念、教 育环境、教学方法、教学组织形式、教学手段、教育中人与人的关系、教与学中各种行为 的变化。
计算机辅助教育能提供较低的教育成本 -----电子教材，模拟实验 提供丰富的教学模式 创造比较好的教学环境（1）传统教学模式传统教学提供的教学模式主要使用语言与文字，基本上属于人－人系统，采用教师－学生 的面对面教学方式 1.提供丰富的教学模式（2）常规媒体教学模式1.提供丰富的教学模式（3）计算机辅助教学模式 1.提供丰富的教学模式巨大存储容量 多种人机会话手段模拟功能 丰富的教学活动模式2.创造比较好的教学环境计算机辅助教育给教育带来了巨大改革：计算机辅助教育与学生教育计算机作为学生学习的工具计算机参与学生的素质教育网络大学的学生现状计算机辅助教育与教师教育教学目标的创新教材的创新教师的作用计算机辅助教育给教育带来了巨大改革：计算机辅助教育与终身教育E-learning 带来的职业培训网络带给老年人又一个春天人机交流给残疾人更多的自信第二章 计算机辅助教育的发展趋势2.1 理论化由于计算机辅助教育是一门新兴的交叉学科，它的发展一直受到教育心理学、计算机、信 息科学等多种学科的制约和推动，新的教育心理学理论也层出不穷，比较有代表性的有以 下几种： 2.1.1 行为主义学习理论以行为主义学习理论作为理论基础，是计算机辅助教学的初级阶段，早期的 CAI 是由“程 序教学”发展而来，以美国心理学家斯金纳为代表。
行为主义学习理论认为，人类的思维是与外界环境相互作用的结果，即“刺激——反应” ，刺激和反应之间的联结叫做强化把“强化”看作是程序教学的核心，认为只有通过强 化，才能形成最佳的学习环境，才能增强学生的学习动力 将教学内容分解为一系列小的教学单元，在强化的帮助下对教学单元的内容进行学习行为主义学习理论认为，只有在斯金纳条件反射实验的基础上，根据刺激（提问）——反 应（回答）——强化（确认）的原理，才能使强化的频率被最大限度地提高，将出错带来 的消极反应降低到最小限度一.课件设计理论学习过程被解释为被动接受外界刺激过程，教师向学生灌输知识，学生的任务是接受和消 化知识 计算机的存储器包括内存储器 和 外存储器 计算机的存储器包括 和 内存储器 外存储器计算机的存储器包括 。