计算机辅助技术在教育教学中的应用

目录29225摘要 一、前言自打第一台计算机面世至今，它发展速率令人震惊，主要表现在数量及的性能快速提升，但却在持续降低，越变越好。计算机生产制造、销售和服务成为了社会经济的主要产业链。这不仅为计算机广泛应用提供了资源优势，并且为辅助设计教学的形成和发展提供了坚实的基础。教育大数据的广泛应用影响了传统教学方法，有效完成了人性化教学，增加了教学范畴，提升了教学高效率，为辅助设计教学的形成和发展提供了坚实的基础。计算机技术推动人们进入一个新的“信息化时代”。21新世纪是我们迈向信息时代的新世纪，是网络时代，是全面建设获得实质性进展并加入运用的时代。电子信息技术和计算机专业的快速发展为辅助设计教学提供了有力的服务支持，推动了辅助设计教学的快速发展。伴随着计算机技术在世界范围内的快速发展，教育思想和理论的进一步智能化将计算机技术引进教育行业，并广泛应用于高等教育的各个领域已经成为大势所趋，发达国家的辅助设计文化教育日益健全，发展中国家与不发达国家也开始把辅助设计文化教育作为自己教育信息化的努力和目标。可以预见，伴随着辅助设计教学的发展，传统教学方式常出现根本性的转变。二、计算机辅助教学概述（一）计算机辅助教学的定义关于计算机辅助教学的定义众多。本文采用的计算机辅助教学（ComputerAssistedInstruction，简称CAI）定义是“用计算机帮助和代替教师执行部分教学任务，传递教学信息，向学生传授知识和训练技能，直接为学生服务”。本文所使用的辅助设计文化教育的定义概括了现阶段辅助设计现代教育理论，所以我把这一界定作为我自己的科学研究。但随着互联网技术性、vr虚拟现实等技术发展，CAI的深度和广度仍然在发展。（二）计算机辅助教学模式的分类框架“辅助设计教学模式又叫信息化管理教学模式。在我国学者从认识论和价值观两个维度思考了教育模式，给出了信息化管理教育模式的分类框架。从蔡的新定义看来，该模型是合理的区划模型，运用二维平面坐标，以个体化-集团式、老师核心-学生们核心为层面表述不一样课程教学维度（如图1），显示的计算机应用课堂教学模型分类框架。图1计算机辅助教学系统分类由图1所示，传统的CAI模式主要集中在I区，强调个别化教学，从传统的以教师为中心转换为以教为中心。到了20世纪80年代以后，由于建构主义学习理论在教育技术中的应用和多媒体技术的发展，国际上计算机辅助教学模式的研究兴趣转移到了II区，强调以学为中心。位于III区的教学模式是从传统的电化教室发展而来的，增加了多媒体教学，而虚拟教室的出现则大大扩展了其概念。90年代以后，由于网上教育的兴起，出现了计算机支持的协作学习（IV）。（三）计算机辅助教学与传统教学相比的优势在传统教学模式中，老师一般利用文字、语言表达、表演等表述向学生传授知识，直观地说，老师可能应用实体、实体模型、教学仪器设备、插画图片等教学工具，示范性或阐述必须讲解的具体内容。当然，这种教学工具在教育中是不可缺少的，却也有之局限。例如星体的运动和分子的热运动等，所说明的物件很大或过小，无法在实体中展现。一些运动过程，如波的传播过程和无线电波过程，转变迅速。可是实体模型和插画图片也没有技术，乃至不能实现；也有发展等过程。视频和影片方式能够体现运动变动的过程，但不能通过更改顺序、更改转变速率、更改显示器等形式任意控制。辅助设计教学恰好填补了以上教学工具上的不足。利用其交互功能，随意启用电脑中储存的多媒体数据，供老师挑选。它使传统式教学中难以表达内容十分生动活泼，栩栩如生直观地呈现在学生眼前，使学生课程的学习专注力更为集中化，对问题和过程的认识更加深入，记忆能力更加强大。CAI的优势能够归纳为下列三个。(1)辅助设计教学有益于突出主题，突破难点，直观抽象化。利用多媒体系统，将一些抽象化、外部经济、繁杂的变化规律真正化、具象化，使抽象化直观、艰难化，突出主题。(2)辅助设计教学有益于课堂教学容积和教学效率。辅助设计教学能够教学生专业知识，练习学生的技能和能力，有益于塑造学生的有效的方法和态度，以此来实现情感领域的教学总体目标，圆满完成德育教育每日任务。授课简易表明得话，难以吸引住学生。我们能向学生演试能够用电脑演试的教学，直观，加重学生对知识的理解，节省时间，提高教学质量。(3)辅助设计教学有利于优化课程构造，提升教学中的一些核心内容。教师上课前要通过演试来解释、表述、正确引导学生学习状况，最后对结果进行总结。三、计算机技术辅助教学中存在问题（一）缺少开放包容的特性近些年获得了一些计算机协助教学的发展和运用。但是由于在我国计算机电子信息工程及相关领域技术革新发展比较晚，计算机教育的发展和改革创新还存在很多不足和缺点。关键在于缺乏开放式和多元性。导致这一紧缺的主要原因主要来自两方面。第一个方面是思想上的落伍和阻塞，人们对于计算机协助教学的态度仍是消沉冲突的。主要是因为他们担心计算机的参与会让课堂教学和教学纪律无法控制，所以没有充分运用和展现计算机在教学中的优点。第二个方面是技术性限定。在我国计算机协助教学的课件和软件开发技术只是以最传统式、最安全的方式进行，缺乏探索和探险的奋斗精神，缺乏对外开放和包容。（二）对计算机辅助教学的地位1.存在“辅助”变成“替代”的现象现阶段计算机协助教学缺乏协调能力，其全部反映都是由程序流程所决定的。没法解决教学中特殊的问题与安全事故，不得超过推动师生交流的某些方面。现阶段计算机协助教学愈来愈广泛，通常获得了良好的效果。可是，大多数情况下，我能替代计算机在课堂上教大家。做为作业者工作中，学生们用电脑被动学习，授课通过自学。非常明显，这种行为缺乏和学生沟通。2.对计算机辅助教学的认识有误计算机协助教学大多以“参观考察教学”的形式变成文化教育教学里的装饰物，信息科技并没有真正与课程教学结合。这主要是因为在计算机协助教学的过程当中，我们应该自身开发设计课件，课件的研发需要大量时间与精力。一位经验丰富的计算机教育学家坦率地提到了软件开发的工作经验。“CAI是一个优秀的教育媒体，但也是一项需要更多项目投资(时长、人力、金钱)和更少生产率工作。只是针对学习中的点评、查验、考察、学习等装饰设计店面的场合。”，很多院校通常是在示范课和评定课中应用计算机来支持文化教育。（三）软件开发水平有待提高1.软件开发工具单一教育局常常举行各级各类课件比赛，在其中有一些要求仅有AuthorWare和别的按照规定制作出来的课件才可以参与比赛。这类赛事其实是对辅助设计教学的误会，对辅助设计课堂教学有很大的消极作用和不正确的引导作用。2.开发体系亟待完善目前市面上的教育app总数相当多，但适合教育的app并不多。中小学校中间、普通高中中间，它们之间并没有完备的发展管理体系，重复建设突显。多数是孤军奋战，难以建立产业化文化教育。因为销售市场专业学科CAI课件匮乏，妥善处置传统式教学方法与现代教育技术的不适应显得尤为重要。现实状况是，目前很多任教多年来的老教师都有丰富的教学经历和完备的课程体系，但对他们来说，缺点取决于电子信息技术上的不足，无法随意实际操作电子计算机，使我们无法将自身宝贵的财富与现代教育技术相融合。一定模块具体内容课件的设计构思是教师设计方案教学中的重要环节，都是课件制作出来的前提条件。可是教师难以一节课都独立完成课程内容。原因是教材编写时间太长，不利于教师的整体教学设计。3.教学软件忽略了学生的主动性一般我们授课所使用的课件都是根据教学目标提早设计方案确定的，但是目前大部分课件开发设计都忽视了这一点，纯粹追求完美判断力和形象性，而忘记了学生做为行为主体存有的自觉性。只注重教师的“教”，忽略学生的“学”。每一个教学设计理论都聚焦于怎样“教”，非常少涉及到学生怎样“学”问题。根据这个基础理论定制的授课软件。学生参与教学活动的机会非常少，绝大多数被被动接受。学生的积极性和主动性无法充分发挥，不利于创造力人才培养。非常容易进到“让人传递设备”新课程标准认知误区。但是，教师也受到考试大纲千篇一律的课堂教学危害，彻底以课堂教学为核心开展课堂教学，欠缺课堂教学中最精彩“即兴发挥”。原先的“课件协助教师”变为“教师协助课件”，有时候以课件为主导，教师为协助。（四）硬件设施配置不齐全最先，从硬件配置方面来说，地域中间差距大，发展不均衡，很多教学设施不健全，无法保证执行信息技术教育所需要的最基本的硬件条件，总体上教师利用辅助设计教学开展教学改革创新从标准不错的角度看，教师设立电子器件教学课程内容只有提供一些多媒体课室，无法实现辅助设计教学的兴起和日常化。次之，虽然一些地方热衷辅助设计教学(CAI)，但很多投入的资金并没有得到有效利用，导致了资源的比较严重消耗。更不用说用以审查和示范课了，剩下的时间空着。有时候是徒劳无功的，片面强调硬件配置的不断升级，真真正正协助教学操控的手机软件一部分非常少，进而增强了硬件配置的空余室内空间，总体利用率不高，浪费资源极其比较严重。四、计算机技术辅助教学中存在问题的结局措施（一）建立知识库人工智能技术在辅助设计教学中运用的重要原理是将深度神经网络和认知的理论知识做为总体功能模块开展开发设计根据建立知识库，对收集到的知识实例进行筛选，设备练习自动检索，获取与分析不一样学生们对不同知识学习的能力和掌握情况，随后针对性地进行复习和强化，做到用设备替代一部分手工制作教学，缓解教师的压力目地。第一步是建立知识库，主要包含分辨、挑选和查找权威专家管理决策核心系统输入的知识。与此同时知识库完成分享作用，能够简单化和提炼出知识，精雕细琢。知识库的建立应尽可能简易，非常容易改动。（二）明确计算机辅助教学的地位1.坚持计算机为辅助教育的措施辅助设计教学能够利用电子计算机强悍的信息处理能力与技术，仿真模拟教师的教学个人行为，进行教师的那一部分工作中。但作为一种教学方式，它只是在教学起着促进作用，并不能完全替代教师的教学。辅助设计教学能够不会受到时间与空间限制，使学生想像课堂教学教学内容中无法形象化表达和解释的知识，做到传统式教学方式不能达到的教学实际效果。但教学全过程是一个繁杂的活动目标，是教师“教”“学”和学生“主题活动”的融合。仅有老师学生共同努力，才能实现高效的教学。2.加强老师的认知强化老师对辅助教学的认识和掌握，不许他们说是否有，让他们感受到辅助设计教学对教学的推动作用，有益于教学实际效果。还要提升技术技能，当他们使用娴熟后，就能在不体会到压力的情形下充分运用发挥自身的效率。（三）完善软件的开发与利用1.加强多样化软件的开发应依据应该选择对应的手机软件编写学习软件。比如，可以用几何画板探寻运动轨迹，或使用三角函数的图象。可是，在变换三角函数图像后，在编写后使用MicrosoftWord或MicrosoftPowerPoint开展制作和变换，会获得比几何画板更直观、更生动效果。Flash不仅可用作本人写作和产品的制作，还可用作教育和开发。开发出著作品牌形象、栩栩如生、有意思，有益于学生学习的积极性。因而，也可以根据开发者爱好挑选教育app的开发，也可以根据开发的教学课件种类选择适合的开发专用工具。2.完善软件的开发体系有符合要求的教学课件制作精英团队，处理技术难点。根据相互学习和指导，他们从一开始就只提出需求，慢慢独立完成设计方案，最后可以成为全能室内设计师。在全国范围内，可以选择机构全国各地各科的优秀老师，像出版发行一样专心于辅助设计课件的开发，与此同时与专业程序猿协作，形成能力相辅相成，相互学习，互利互惠，共同奋斗。不管是内部结构或是全国各地，统一开发机构，都需要建立和不断完善对应的开发步骤，产生开发运用管理体系，明确职责和责任，保护知识产权，提升营销推广，根据意见反馈方式，精雕细琢，建立激励制度。3.软件的开发多结合学生学习兴趣要高度重视教材的协调能力、开放式、扩展性。最先，并非所有的具体内容都适合辅助设计课堂教学。我们最需要做的，就是让课程去展现一些其他教育媒体无法呈现出来的情节和学生看不见的画面，让计算机技术创作者去捕获、仿真模拟这种情景，从而使得积少成多学习的过程必须有课程参与。因为我们最了解学科教学的重点和难题。课程理解了这些知识后，仅需开发专用工具简单的组成形成作用，就能形成自己的教学课件。换句话说，应当容许老师在现有教材的框架内不必处于被动地讲解和转述，反而是根据需要把这些极为重要的脚本制作有机化学地结合在一起产生教材内容。与此同时，他们也能依据课堂教学学生的具体必须，不断调整和优化教材内容，处理学生被动接受状态，真真正正节省成本，让学生快速了解。（四）完善硬件的配套设施一方面，我国要加大对西部地区的投资，另一方面，在现有环境下，如何运用比较有限的资金完成较大使用价值，是许多电子计算机工作人员存在的困难。建立多媒体信息局域网络教室里资源共享是明智的。一室多用。若不能建立互联网，可以选择建立电子器件课堂教学开展电子计算机演示。这一教室的硬件配置资金投入不太大，一般配备多媒体系统PC、大投影机、会议音响系统开展计算机课件演示课堂教学，可以向学生形象化演示理解不了的流程和抽象化。假如教室里配有数字电视系统软件，系统中的电视可以直接做为计算机显示器组织教学演示。此外，认可和加强教师技能，使之可以利用装置。除此之外，仅有提升对外开放和共享资源，才可以积极推动。五、结论本文总结了国内外计算机辅助教学发展中存在的问题，并通过对其问题进行分析制定了相应的解决建议。笔者希望通过本研究，抛砖引玉，提高计算机辅助教学的规范化和科学化。由于自己经验不足、能力有限以及时间等的限