第1章 計算機輔助教學概論

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第,1,章,計算機輔助教學概論,計算機輔助教學（簡稱,CAI),Computer Assisted Instruction,是一種新型的教學形式，是現(xiàn)代教育技術的重要組成部分。它的產(chǎn)生和發(fā)展必將對21世紀教育的改革與發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。,本章主要討論計算機輔助教學的產(chǎn)生與發(fā)展、計算機輔助教學的基本概念、教學模式和現(xiàn)代教育理論。,下一頁,上一頁,結(jié)束,1計算機輔助教學的產(chǎn)生,（1）物質(zhì)基礎,（2）社會基礎,（3）理論基礎,2計算機輔助教學的發(fā)展概況,（1）1958年到1975年,（2）1976年到,198

2、0,年代末期,（3）1990年以后,3我國計算機輔助教學的發(fā)展概況,11 計算機輔助教學的產(chǎn)生與發(fā)展,1.1.1 計算機輔助教學的產(chǎn)生與發(fā)展,下一頁,上一頁,結(jié)束,11 計算機輔助教學的產(chǎn)生與發(fā)展,112 計算機輔助教學的基本概念,1計算機輔助教育（,CBE,）,是計算機技術在教育領域中的重要應用，也是當今教育現(xiàn)代化的一個重要標志。它是為了提高教育質(zhì)量和效率，利用計算機技術（包括硬件技術和軟件技術），按照科學的方法解決教育過程中的問題，而形成的一種新的教育技術。,2計算機輔助教學（,CAI,）,是計算機輔助教育中的重要組成部分，是教師為了提高教學效果和效率，利用以計算機為中心的豐富的教學資源，

3、改進傳統(tǒng)教學，或為學生提供一個學習環(huán)境，使學生通過與計算機的交互對話進行學習的一種教學形式。,3,.,計算機管理教學（,CMI,）,是利用計算機來管理、指導和研究教學的自動化教學管理技術。,下一頁,上一頁,結(jié)束,11 計算機輔助教學的產(chǎn)生與發(fā)展,113 計算機輔助教學的特點,計算機輔助教學是一種新穎的教學方式，只有了解其特點，才有可能充分發(fā)揮它的作用。與傳統(tǒng)的班級授課相比，計算機輔助教學具有以下十分鮮明的特點。,1自定步調(diào) 6追蹤效果,2難度適宜 7保存資料,3人機交流 8推廣經(jīng)驗,4適時反饋 9效果獨特,5診斷補救 10事先規(guī)劃,下一頁,上一頁,結(jié)束,12 計算機輔助教學的基本模式,121

4、傳統(tǒng)的教學模式,1教學過程,教學過程是教師根據(jù)教學目的、任務和學生身心發(fā)展的特點，通過指導學生有目的、有計劃地掌握系統(tǒng)的文化科學基礎知識和基本技能，發(fā)展學生智力和體力，形成科學世界觀及培養(yǎng)道德品質(zhì)、發(fā)展個性的過程。,2傳統(tǒng)的教學系統(tǒng),在整個教學過程中，傳統(tǒng),上是教師面對學生進行的教學,活動。在這一活動中，教師和,學生構成一個教學系統(tǒng)，教師,和學生對教學信息進行處理和,傳遞，以完成教與學的任務。,教 學,目 標,教 學,內(nèi) 容,判斷評價,信息處理,反 應,反饋,接受,呈現(xiàn),信息處理,教師,學生,傳統(tǒng)的教學系統(tǒng),下一頁,上一頁,結(jié)束,12 計算機輔助教學的基本模式,122 計算機輔助教學（,CAI

5、）,模式,1,.CAI,的一般過程,CAI,教學的過程，是由教師通過計算機輔導和學生通過計算機獨立地學習所組成的互動式雙邊活動過程。多數(shù)形式的,CAI,教學可大致分為以下五個階段：,（1）計算機呈現(xiàn)信息，提出問題。,（2）學生接受信息，做出反應，回答問題。,（3）計算機判斷答案，提供反饋。,（4）學生接受反饋，得到強化。,（5）計算機針對學生的學習情況，做出教學決策，提出下一步教學的建議。,下一頁,上一頁,結(jié)束,122 計算機輔助教學（,CAI）,模式,2,.,常見的,CAI,教學模式,計算機輔助教學模式是指利用計算機進行教學活動的交互方式，也稱教學策略。,CAI,向?qū)W生提供各種各樣的教學環(huán)境

6、，控制著各種各樣的教學活動。根據(jù),CAI,用于教學所采用的方式，常見的,CAI,教學模式有：,（1）操作練習（,Drill and practice）,（2）個別輔導（,Tutorial）,（3）咨詢方式（,Consultation Mode）,（4）模擬演示（,Simulation and Demonstration）,（5）問題求解（,Problem Solving）,（6）教學游戲（,Instruction Game）,12 計算機輔助教學的基本模式,下一頁,上一頁,結(jié)束,13 計算機輔助教學系統(tǒng)的組成,131 CAI,系統(tǒng)的組成方式,隨著計算機輔助教學的不斷發(fā)展和完善，其組成方式已由原

7、來的單機,CAI,系統(tǒng)，發(fā)展成為網(wǎng)絡,CAI,系統(tǒng)。下,圖是利用,Internet,和校園網(wǎng)建立的,CAI,教學系統(tǒng)。,Internet,主干網(wǎng),I S P,電話網(wǎng)/寬帶網(wǎng),校園網(wǎng),單位局域網(wǎng),CERNET,用戶終端,用戶終端,用戶終端,CAI,網(wǎng)絡教學系統(tǒng),下一頁,上一頁,結(jié)束,13 計算機輔助教學系統(tǒng)的組成,132 CAI,系統(tǒng)的組成,1,CAI,系統(tǒng)的硬件,在,CAI,系統(tǒng)中所用到的所有設備裝置都稱為硬件。硬件是,CAI,系統(tǒng)的物質(zhì)基礎。,2,CAI,系統(tǒng)的軟件,系統(tǒng)軟件是計算機硬件的靈魂，沒有系統(tǒng)軟件的計算機對于普通用戶來說是無法使用的。一般來說,系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、各種語言和編

8、譯程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。,3課件,課件即教學軟件，在用于輔助教學的計算機系統(tǒng)中，課件是整個系統(tǒng)的計劃和控制部分。計算機系統(tǒng)所提供的教學信息，都是由課件給出的或是在課件的控制下給出的。,下一頁,上一頁,結(jié)束,行為主義學習理論認為,學習起因于對刺激的反應，而所有的反應都由刺激引發(fā)的。它的代表人物之一約翰,華生的名言“知道了反應就可以推測刺激，知道了刺激就可以預測反應?！毙蜗蟮孛枋隽诵袨橹髁x的學習理論基礎。,行為主義理論的設計原則：,1規(guī)定目標,4自定步調(diào),2經(jīng)常檢查 5顯示反應與即時反饋,3小步子和低錯誤率 6提示與確認,7計算機控制的學習序列,14 計算機輔助教學的理論基礎,141 行為主義學

9、習理論,下一頁,上一頁,結(jié)束,從認知理論來看，教學不是知識的“傳遞”，而是學生積極主動的“獲得”。教師要為學生創(chuàng)造良好的學習條件和環(huán)境，激發(fā)學生的學習動機，提供合理的學習策略，從而促進學生的學習，教師不再是知識的傳遞者，而是學習的促進者。,1用直觀的形式向?qū)W習者顯示學科內(nèi)容結(jié)構，讓學生了解教學內(nèi)容中涉及的各類知識之間的相互關系。,2學習材料的呈示適合學習者認知發(fā)展水平，按照由簡到繁的原則來組織教學內(nèi)容。這里所說的由簡到繁是指由簡化的整體到復雜的整體。,3學習與理解才能有助于知識的持久和可遷移。,4向?qū)W生提供認知反饋可以確認他們的正確知識和糾正他們的錯誤學習。,5學習者自定目標是學習的重要促動因

10、素。,6學習材料既要以歸納序列提供，又要以演繹序列提供。,7學習材料應體現(xiàn)辯證沖突，適當?shù)拿苡兄谝l(fā)學習者的高水平思維。,14 計算機輔助教學的理論基礎,142,認知主義學習理論,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構主義學習理論是認知主義的進一步發(fā)展，該學習理論將學習看成是學習者主動地建構內(nèi)部心理表征的過程。,建構主義學習理論認為，學習是在一定的社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，實現(xiàn)的意義建構的過程?！扒榫啊?、“協(xié)作”、“會話”、“意義建構”是學習的四大要素。,情景社會文化背景。,協(xié)作學習過程中發(fā)生的他人的幫助、人際間的交流、討論活動。,會話是協(xié)作過程 的不可缺少的環(huán)節(jié)，且貫穿

11、于協(xié)作的全過程。,意義建構學習者對當前所學內(nèi)容反映的事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的內(nèi)在聯(lián)系有較深刻的理解。,14 計算機輔助教學的理論基礎,143 建構主義學習理論（一）,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構主義學習理論強調(diào)學習者是認知主體，同時也不忽視教師的指導作用。也就是說學習是信息加工的主體，是意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο?。教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的灌輸者。同時，建構主義強調(diào)理解能力和認知結(jié)構的發(fā)展在學習過程中的決定作用。,隨著建構主義學習理論的影響不斷擴大，人們對建構主義的認識也越來越深刻和全面。這集中表現(xiàn)在兩個方面：一是對知識建構過程

12、進行了深入的研究；二是突出了學習環(huán)境的重要性，特別強調(diào)學習環(huán)境的設計，而且對學習環(huán)境的認識不再局限于物理環(huán)境，突出了學習環(huán)境中軟條件的建設。并把建構主義情景化學習環(huán)境的研究提到一個相當?shù)母叨龋?Greeno,和,Moore,便提出了“情景是一切認知活動的基礎”的觀點。,14 計算機輔助教學的理論基礎,143 建構主義學習理論（二）,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構主義認識論的教學原則：,1所有的學習活動都應該拋錨在大的任務或問題中。,2支持學習者發(fā)掘問題作為學習活動的刺激物，使學習成為自愿的事，而不是給它們強加學習目標和以通過測試為目的。,3設計真實的學習環(huán)境，讓學習者帶著真實任務進行學習。,4設計

13、的學習情境應具有與實際情境相近的復雜度，使學習者在學習結(jié)束后能夠適應實際的復雜環(huán)境，避免降低學習者的認知要求。,5讓學習者擁有學習過程的主動權。教師應該為學習者提供思維挑戰(zhàn)，激發(fā)他們自己去解決問題。,6為學習者提供有援學習環(huán)境。教師的作用是在學習者遇到問題時，為他們提供示范、教練和咨詢。,7鼓勵學習者體驗多種情境和檢驗不同的觀點。,14 計算機輔助教學的理論基礎,143 建構主義學習理論（三）,下一頁,上一頁,結(jié)束,以,建構主義學習理論,為基礎，建立了以下,新穎的,CAI,教學模式：,1支架式教學（,Scaffolding Instruction）,2拋錨式教學（,Anchored Instr

14、uction）,3隨機進入教學(,Random Access Instruction),14 計算機輔助教學的理論基礎,143 建構主義學習理論（四）,下一頁,上一頁,結(jié)束,目前計算機輔助教學的基礎理論研究受到重視。研究的內(nèi)容主要集中在如下方面：,1.,計算機輔助教學的功能特點及教學模式；,2.,學習理論和相關的視聽心理學、傳播理論；,3.,計算機輔助教學的系統(tǒng)構成；,4.,計算機輔助教學與傳統(tǒng)教學的整合等。,強調(diào)以學為中心的建構主義學習理論獲得廣泛認同，自主學習、協(xié)作學習、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維等新的學習理念、學習方式正在受到越來越多的人的重視。,在,CAI,的未來發(fā)展中，認知理論和建構主義學習理論

15、，會更多地成為,CAI,軟件開發(fā)和應用的指導理論。,15 計算機輔助教學的發(fā)展趨勢,1基礎理論研究的趨勢,下一頁,上一頁,結(jié)束,從技術層面上看，目前計算機輔助教學發(fā)展主要有三個方向：,（1）使用多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術等，為學生創(chuàng)設更接近真實的學習情景。,（2）應用計算機網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)分布式教學和遠程教學。,Internet,網(wǎng)絡的普及，為開發(fā)能夠體現(xiàn)建構主義理論的學習環(huán)境提供了良好的條件。,（3）應用人工智能技術，使教學系統(tǒng)更加智能化。,在未來的,CAI,發(fā)展中，多媒體、,Internet,互聯(lián)網(wǎng)和人工智能在教育中的應用，會成為人們研究的熱點。,15 計算機輔助教學的發(fā)展趨勢,2技術發(fā)展趨勢,下一頁,上一頁,結(jié)束,社會發(fā)展是不平衡的，它對教育的要求和它為教育所能夠提供的物質(zhì)條件存在較大的差異?；诖?，,CAI,的未來發(fā)展，在應用上將會呈現(xiàn)出多態(tài)性，主要表現(xiàn)在：,（1）應用方式的多樣化。,（2）多種學習資源的集成化。,（3）研究、使用和教師培訓的互動。,15 計算機輔助教學的發(fā)展趨勢,3應用發(fā)展趨勢,簡述計算機輔助教學產(chǎn)生的基礎。,什么是,CBE？,什么是,CAI？,什么是,CMI？,簡述,CAI,的組成結(jié)構。,簡述,CAI,的基本原理。,簡述,CAI,的教學模式。,簡述計算機輔助教學的發(fā)展趨勢。,下一頁,上一頁,結(jié)束,習 題,