华东师大 第二章 计算机辅助教学的模式

郁晓华xiaohuayu_2007@126.com第二章ICT教与学应用的

理论与模式透过问题差异看到的。。。中国的高二历史课考题成吉思汗的继承人窝阔台最远打到哪里？他死于那一年？美国的高中世界史课考题如果成吉思汗的继承人窝阔台不是早死，对欧洲会产生什么变化？试从经济、政治、社会三方面分析。有个学生是这样回答的：

这位蒙古领导人如果当初没有死，那么可怕的黑死病就不会被带到欧洲去，后来才知道那个东西是老鼠身上的跳蚤引起的鼠疫。但是六百多年前，黑死病在欧洲猖獗的时候，谁晓得这个叫做鼠疫。如果没有黑死病，神父跟修女就不会死亡。神父跟修女如果没有死亡,就不会怀疑上帝的存在。如果不曾怀疑上帝的存在，就不会有意大利佛罗伦萨的文艺复兴。如果没有文艺复兴，西班牙、南欧就不会强大，西班牙无敌舰队就不可能建立。如果西班牙不够强大，意大利不够强大，盎格鲁-撒克逊，会提早200年强大，日耳曼会控制中欧，奥匈帝国就不可能存在。小插曲问题引入：学习是什么。。。有效的教学该怎么做。。。如果引进计算机，又该怎样做。。。三大经典流派的学习理论行为主义认知主义建构主义行为主义学习理论行为主义学习理论的基本观点学习是刺激与反应的联结，学习的起因在于对外部刺激的反应学习过程是一种渐进的“尝试与错误”，是由于经验的反复练习而引起的行为比较持久的变化只研究外在的可观察的行为，不关心刺激引起的内部心理过程，认为与此无关行为主义学习理论的基本观点强化是学习成功的关键反应+强化—>增强反应反应+无强化—>减弱反应反应+惩罚—>压抑反应行为主义学习理论下的教学教师向学生灌输知识，学生的任务是接受和消化知识行为主义学习理论对CAI的影响程序化教学呈现问题A学生回答判断显示正强化反馈信息显示负强化反馈信息错误正确呈现问题B学生回答判断显示正强化反馈信息显示负强化反馈信息错误正确反应刺激行为主义学习理论对CAI的影响设计原则小步子原则：将学习内容分割成若干细小的单元接近原则：反应必须在刺激后立即出现重复原则：重复练习能加强学习和记忆反馈与强化原则：让学习者知道反应正确与否，对学习颇为有益提示及其衰减原则：在减少提示的条件下，朝着期望的反应引导学生，从而完成学习认知主义学习理论认知派学习理论的基本观点学习时认知结构的组织与再组织。当要求学习者产生行为时，必然要搜索长时记忆，将搜索到的信息和技能，提取到短时记忆，与新进来的信息相结合，形成新的学习能力，或通过反应器将信息转换成动作人的知识不是由外部刺激直接给予的，而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果，是在智力参与下的认知过程学习过程被解释为每个人根据自己的态度、需要和兴趣爱好，并利用过去的知识与经验，对当前的外界刺激作出主动的有选择的信息加工过程认知派学习理论下的教学教学不是知识的“传递”，而是学生积极主动的“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。关注学习者的思维活动的变化，给其信息加工活动提供条件和空间认知主义学习理论对CAI的影响阶段序号各阶段学习过程的内容CAI提供的相应环境1警觉博得学习者的注意2期待把课程目标告诉学生3提取信息到短时记忆刺激学生回忆以前的学习4选择感觉信息呈现带有显著特性的刺激材料5语义编码引导学习6激发和反应诱发期望的行为7强化提供增进知识的反馈8激发信息的保持评价行为9形成概念增强记忆和学习的迁移单机课件化个别教学认知主义学习理论对CAI的影响设计原则逐渐分化：知识内容呈现序列从一般到具体细节分化定向与回忆：学习包括对先前信息的综合，这些先前信息必须通过回想而在记忆中被激活智力技能：提供已有的合理的学习策略，从而促进学生的学习个别化：当教学适应学习者的个别需求和特征时，学习的效率可能更高建构主义学习理论建构主义学习理论的基本观点学习者是在积极主动地建构对知识的理解，这种建构是在主客体交互作用的过程中进行的每一学习者都是在自己已有经验的基础上，以其特殊的方式在建构每一学习者都是在特定的情境下建构的每一人对事物都有独特的理解，不同人之间的交流可以影响学习者的建构认识的发展是螺旋式前进的建构主义学习理论的基本观点四个论断：知识不能由教师传递(教)，只能由学生自己建构知识不能由符号表征知识只能在复杂的学习情境中交流用传统的标准评价方法无法评定学习理解依赖于个人经验：意大利人描绘的苏州完全是威尼斯的翻版建构主义学习理论下的教学重视问题与应答方式的设计加强引导和帮助提供丰富的媒体资源设计超链接结构建构主义学习理论对CAI的影响网络化教学以学生为中心学习环境的四大要素：情景、协作、会话和意义建构建构主义学习理论对CAI的影响设计原则随机访问教学：对同一内容的学习，要在不同时间多次进行，每次的情境都是经过改组的，而且目的不同，分别着眼于问题的不同侧面自上而下(或非直线式)的教学设计：首先呈现整体性的任务，让学生尝试进行问题解决；根据知识的网络结构设计教学进程情境性教学：使学习在与现实情境相类似的情境中发生，所需要的工具往往隐含于情境当中，不需要游离于教学过程之外的测验

总结行为主义学习理论注重于外部刺激的设计。（强化）认知主义学习理论着眼于知识结构的建立。（兴趣的培养）建构主义学习理论特别关心学习环境的设计。（与环境的交互）时间20世纪50－70年代20世纪70－90年代20世纪90年代至今学习理论行为主义学习理论认知主义学习理论建构主义、人本主义、社会化学习理论核心技术问－答式教学程序编制技术分支式课件编制技术，智能CAI技术网络技术、多媒体技术、人工智能技术教学类型程序化教学单机课件化教学网络化教学适用范围知识呈现和简单技能训练个别学习与课堂演示远程自主式学习与基于资源的学习、协作学习、问题型学习、专题型学习等，适应范围广主要优点程序编制简单，学习中不会迷航模拟部分课堂教学，可编制多分支系列课件，适应性教学课件学习资源全球一体化，能进行在线多向讨论与发现学习，能自主建构有效的学习环境，便于因材施教主要缺点教学结构呆板，学习效率低课件可修改性差，难以适应教学变化学习中易于迷航，信息传输受带宽限制

总结指导CAI的理论的多样性表明，CAI学科日趋成熟。新理论的出现并不意味着旧理论的失效，恰恰相反，它们在很大程度上是互相补充的，我们应该全面了解、合理地综合和利用各种学习理论的应用价值。案例：互联网教育行为主义：在线评估系统可以自动评分，并提供及时反馈和更正。电子解释的功能，或者协调人员，可以进一步提供难度资料的深入说明。认知主义：学习者可以控制学习的进度和顺序，以帮助新学习扩展到长期记忆。学习者通过同步或非同步的跟老师和同学的讨论，能弄清和完整学习知识的概念。案例：互联网教育建构主义：网络媒体和外界的资源网络联系在一起的，提供与课堂以外人们、观点以及信息的连接。学习是。。。联通主义(Connectivism)知识有两种。我们已然知晓，或我们知晓从何处找到相关的信息。”(SamuelJohnson)

GeorgeSiemens：学习是连接或是网络形成过程。思想、感觉、与其他人的互动、新数据和信息都可被看作节点。这些节点的聚合产生了网络。网络可以合并形成更大的网络（更大网络上的每一个节点自身也可以是另一些节点的网络）。联通主义学习下的教学学习的关键是有效联通，于是“有效联通”成为学习的新度量；通过联通学习发展什么能力？认知，动作技能，价值？形式思维，批判性思维？或许联通本身就是新的能力维度？古人月饼模具小插曲CAI的教学模式

CAI的教学模式是学习理论、计算机技术、网络技术和教学实践的有机结合，是为完成现代教学与学习任务而采用的相对稳定的，用以设计、组织、实施、评估、优化教学与学习的策略方法和结构的简化形式。CAI的基本教学模式课堂演示型指导型操练与练习型模拟型教学游戏型资源型问题解决型课堂演示型针对某一学科的教学难点与重点以图形、动画或影像的媒体形式，描述一些概念、规律、事物运动、发展、变化的过程，从而刺激学生的兴趣，增加学生对知识的感性认识用于辅助各科的课堂教学，配合课堂的讲授、讨论、练习、示范等各种教学方法教学程序基本属于直线式顺序教学，有简单的跳转和链接功能rbOs

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二、

用作图法设计凸轮廓线

1.

对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计

已知凸轮的基圆半径rb，凸轮角速度

和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。

①选比例尺

l，作位移曲线和基圆rb。

②等分位移曲线及反向等分各运动角，确定反转后对应于各等分点的从动件的位置。3

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③确定反转后从动件尖顶在各等分点占据的位置。

设计步骤④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。

操练与练习型教学目标不是向学生传授新知识，提供大量的练习题目，主要作用是训练、强化学习者某方面的知识和能力。习题具有较高的知识覆盖率，题目的难易程度按照考核目标的层次、等级设计，使之能较可靠地考核学生的能力水平。提问是核心，问题的内容、形式、出现的顺序等都会影响课件的教学效果。提问与回答过程反复进行，直至到达学习目标。模拟型利用计算机模拟实验室的实验，计算机在屏幕上提供虚拟的实验环境，通过学习者的参与操作，体验、观察所模拟实验过程的现象、规律、结果或测量数据等。基本结构主要是“场景”的变化，这种变化不能简单说对错。生态微世界：模拟公园教学游戏型基于学科的知识内容，寓教学于游戏之中。游戏组织强调教学性，有明确的教学目标和具体的教学内容，并包含教学策略。要有竞争目标与游戏规则。把挑战与幻想转换成玩者的学习动机，吸引学生的兴趣游戏对于提高智力活动的敏捷性、竞争意识和团队精神，以及多学科知识与技能的综合应用等都有益处。点击进入新场景一块地图碎片航海知识模拟游戏——海盗---找到地图碎片---得到珍宝---过关需要回答知识问题资源型不反映具体的教学过程，其作用是供学生在课外进行资料查询，供老师根据教学需要选择有关片断，在课堂上进行辅助教学。控制权掌握在学生手中。适合学生随意发现和探索知识，作为一种扩大学生知识面的补充学习形式。

CAI的网络教学模式探究型问题型协作型教授型案例型探究型借助计算机多媒体技术、网络技术所创设的集成化、智能化的虚拟学习环境，让学习者在丰富的媒体资源空间内进行自主学习活动，通过独立思考、自主探索、利用资源有效解决问题的学习活动过程，培养学习者解决实际问题的能力以及独立思考的元认知技能。世界饥荒问题

http://www.manteno.k12.il.us/drussert/WebQuests/HallOvandoRobinson/INTRO.HTML历史学家研究该国或该地区的历史、地理和人口状况，确定造成目前这种饥饿状况的各种因素。调查每个国家的面貌，除了确定上面这些因素，还要了解每个国家的出生率和死亡率、男性和女性的生活期望值、儿童的道德水准以及其它相关的重要统计资料。政治学家调查造成该国饥饿问题的政治、法律和经济因素，确定临危饥荒国家的政府形态和影响这些国家的人物及其他因素。要了解世界各国的概况，请看CIA世界实录。营养学家确定饥饿对人口造成的影响，包括疾病、营养不足以及克服营养不足的食物源；根据世界卫生组织关于营养良好的基本标准和对有关国家营养不良症流行情况调查，得出自己的看法。

新闻记者报道食物缺所带来直接后果的最新情况，包括人员伤亡，该国家该地目前的救济活动，食品援助运输工作，以及进行中的救援行动计划。问题型以问题驱动学生学习的一种方式，学生学习知识从问题开始，以问题为导向，整个学习过程是在不断探索研究中发现问题、解决问题。问题型教学模式旨在使学习者投入于问题中，致力于问题解决，通过解决问题，理解问题背后隐含的关系和机制，使学习者建构起广泛而灵活的基础知识，发展有效的问题解决技能，培养自主学习和终生学习的能力。问题化教学美国老师教学《灰姑娘》如果在午夜12点的时候，灰姑娘没来得及跳上她的南瓜马车，将会出现什么样的情况？如果你是灰姑娘的后妈，会不会阻止她去参加王子的舞会？如果灰姑娘因为后妈不愿意她参加舞会就放弃了机会，她能成为王子的新娘吗？如果你们当中有人觉得没有人爱，或者像辛黛瑞拉一样有一个不爱她的后妈，你们要怎么样？。。。（守时）（母爱）（争取）（爱自己）上课铃响，学生，老师进教室。老师：今天上课，我们讲灰姑娘的故事。大家都预习了吗？学生：这还要预习？老得掉渣了。老师：灰姑娘是格林童话还是安徒生童话？他的作者是谁？哪年出生？作者生平事迹如何？学生：......书上不都写了吗？不会自己看啊？老师：这故事的重大意义是什么？学生：得，这肯定要考的了。老师：好，开始讲课文。谁先给分个段，并说明一下这么分段的理由。学生：前后各一段，中间一段，总分总.......老师：开始讲课了，大家认真听讲。学生：已经开始好久了...............老师：说到这里，大家注意这句话。这句话是个比喻句，是明喻还是暗喻？作者为什么这么写？学生：n人开始睡觉...............老师：大家注意这个词，我如果换成另外一个词，为什么不如作者的好？学生：又n人开始睡觉...............老师：大家有没有注意到，这段话如果和那段话位置换一换，行不行？为什么？学生：我又不是你，我怎么会注意到啊？又n人开始睡觉....老师：怎么这么多人睡觉啊？你们要知道，不好好上课就不能考好成绩，不能考好成绩就不能上大学，