计算机辅助教学(第1章)(陈代武)

计算机辅助教学10/22/20241湖南人文科技学院计算机系陈代武《计算机辅助教学》开课班级：湖南人文科技学院计算机系短线自考本科班使用教材：《计算机辅助教学》

师书恩主编孟月萍等编著高等教育出版社开课学期：2005年上学期主讲：陈代武2湖南人文科技学院计算机系陈代武主要内容第1章计算机辅助教学理及其原理第2章计算机辅助教学系统第3章计算机辅助教学软件设计第4章计算机辅助教学软件的开发第5章计算机辅助教学软件的评价第6章计算机管理教学10/22/20243湖南人文科技学院计算机系陈代武第1章计算机辅助教学理及其原理1.1计算机辅助教学的发展1.2基本概念

1.3计算机辅助教学的作用1.4计算机辅助教学的基本形式10/22/20244湖南人文科技学院计算机系陈代武学习本章应掌握深刻理解计算机辅助教学产生的社会基础、物质基础和理论基础；了解计算机辅助教学的发展概况和发展方向；正确掌握计算机辅助教育（CBE）、计算机辅助教学（CAI）、计算机管理教学（CMI）等基本概念；深刻理解计算机辅助教学在教学中的作用，明确CAI中计算机以及同人类教师相比存在的优势和不足；掌握CAI的基本类型以及各种类型的特点.10/22/20245湖南人文科技学院计算机系陈代武1.1计算机辅助教学的发展—CAI的兴起

计算机辅助教学（简称CAI）ComputerAssistedInstruction，是一种新型的教学形式，是现代教育技术的重要组成部分。始于1958年。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。10/22/20246湖南人文科技学院计算机系陈代武1.1计算机辅助教学的发展—CAI的兴起

CAI产生和发展的物质基础CAI产生和发展的社会基础信息社会对教育提出的要求知识更新快，知识爆炸高度发展智力教育作出的相应的改革以学校教育为中心向终身教育转变学习和使用新技术CAI产生和发展的理论基础教育心理学的影响教学机器程序教学10/22/20247湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展—美国CAI的发展概况1958年—1970年基本情况主要是大学和计算机公司开展软件和硬件开发研究工作，并出现了一些有代表性的系统。最早开展CAI研究的是IBM公司。伊里诺斯大学的PLATO系统。运用的学习理论斯金纳的刺激—反应理论使用的模式个别指导型和操练型使用的计算机大型计算机或小型计算机。10/22/20248湖南人文科技学院计算机系陈代武三种学习理论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）10/22/20249湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展—美国CAI的发展概况1970年—1980年基本情况CAI的应用范围不断扩大，实用化。MITRE公司等开发了TICCIT教学系统PLATO-IV，PLATO-V，智能CAI的出现。微型计算机的应用APPLE公司的APPLEⅡ10/22/202410湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展—美国CAI的发展概况1980年—1990年基本情况微机进入中小学。多媒体计算机的应用能够呛处理文字、图形、声音、图像。学习理论的应用认知学习理论10/22/202411湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展—美国CAI的发展概况1990年以后基本情况虚拟现实在教育中得到了应用。Internet的教育应用，出现了网上学校和虚拟校园。学习理论的应用建构主义学习理论10/22/202412湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展—我国CAI的发展概况20世纪80年代初期起步Cromemco机和AppleⅡICAI系统。90年代中期后Internet在学校应用发展中小信息技术课程建设10/22/202413湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展方向--基础理论研究的趋势计算机辅助教学的功能特点及教学模式；学习理论和相关的视听心理学、传播理论；计算机辅助教学的系统构成；计算机辅助教学与传统教学的整合等。强调以学为中心的建构主义学习理论获得广泛认同，自主学习、协作学习、培养创造性思维等新的学习理念、学习方式正在受到越来越多的人的重视。10/22/202414湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展方向--技术发展趋势从技术层面上看，目前计算机辅助教学发展主要有三个方向：使用多媒体技术、虚拟现实技术等，为学生创设更接近真实的学习情景；应用计算机网络技术，实现分布式教学和远程教学。Internet网络的普及，为开发能够体现建构主义理论的学习环境提供了良好的条件。应用人工智能技术，使教学系统更加智能化。在未来的CAI发展中，多媒体、Internet互联网和人工智能在教育中的应用，会成为人们研究的热点。10/22/202415湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI的发展方向--应用发展趋势CAI的未来发展，在应用上将会呈现出多态性，主要表现在：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。。10/22/202416湖南人文科技学院计算机系陈代武1.2基本概念—计算机应用教学应用计算机教学：计算机科学和计算机文化使用计算机进行教学研究应用将计算机用作工具，如进行运算、统计、检索等。管理应用人事管理、工资管理、财产管理等。10/22/202417湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教育（CBE）计算机辅助教育（CBEComputer-BasedEducation）

是计算机技术在教育领域中的重要应用，也是当今教育现代化的一个重要标志。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。CBE主要包括两个方面计算机辅助教学（CAI）；计算机管理教学（CMI）。10/22/202418湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学（CAI）CAI（Computer-AssistedInstruction）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。10/22/202419湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机管理教学（CMI）CMI(Computer-ManagedInstruction）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。广义上说，是指计算机在学校管理中的应用。如教学管理、学校事务管、图书管理等。狭义上说，是指利用市计算机指导整顿秩序个教学过程的教学管理系统。10/22/202420湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学的特点计算机辅助教学是一种新颖的教学方式，只有了解其特点，才有可能充分发挥它的作用。与传统的班级授课相比，计算机辅助教学具有以下十分鲜明的特点。自定步调难度适宜人机交流适时反馈诊断补救追踪效果保存资料推广经验效果独特事先规划10/22/202421湖南人文科技学院计算机系陈代武1.3计算机辅助教学的作用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。10/22/202422湖南人文科技学院计算机系陈代武传统的教学的基本过程教育目标和课程目标内容的详细说明内容分析行为目标教学设计发送评价10/22/202423湖南人文科技学院计算机系陈代武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。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10/22/202424湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学系统的组成CAI系统的硬件在CAI系统中所用到的所有设备装置都称为硬件。硬件是CAI系统的物质基础。CAI系统的软件系统软件是计算机硬件的灵魂，没有系统软件的计算机对于普通用户来说是无法使用的。系统软件主要包括操作系统、各种语言和编译程序、数据库管理系统等。课件：课件即教学软件，在用于辅助教学的计算机系统中，课件是整个系统的计划和控制部分。计算机系统所提供的教学信息，都是由课件给出的或是在课件的控制下给出的。10/22/202425湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学的基本原理教师计算机学生教学软件教学中的信息其它辅导学生通过计算机进行学习把具有教学功能的软件（课件）配置到计算机上，计算机将扮演人类教师角色，与学生构成教学系统，完成规定的教学任务。10/22/202426湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学的基本过程选择学习内容计算机呈现教学信息学生接收教学信息计算机提问学生反应判断和反馈反馈和强化作用作出教学决策10/22/202427湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机辅助教学的基本过程计算机学生图2CAI的基本过程学习新课或原内容10/22/202428湖南人文科技学院计算机系陈代武教师的具有的能力（与计算机相比）作出计划的能力开发的能力建立与学生的联系综合信息的能力回答学生的询问在行为和价值方面做出样板情况交流同多个人组成小组一起工作督促学生学习适应变化着的要求10/22/202429湖南人文科技学院计算机系陈代武教师的不足（与计算机相比）花在个别学生身上的时间不够充分；没有足够的时间开发教学材料；有效地评定和追踪学生的成绩方面的困难；不客观地评价学生的成绩。10/22/202430湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机的优势执行速度快；准确地工作；收集和管理信息；促进学生学习；重复执行某项任务不厌烦；能够较好地实现个别化教学和协作学习；能够提供丰富多彩的多媒体学习资源；能够展示通常情况下有危险或无法看到的现象。10/22/202431湖南人文科技学院计算机系陈代武计算机的局限性不能产生自发的回答；不能有效地与众多学生同时工作；不能示范一定类型的行为；……10/22/202432湖南人文科技学院计算机系陈代武1.4计算机辅助教学的基本形式帮助教师备课型；课堂演示型；个别化学习型；协作学习型；整合型。10/22/202433湖南人文科技学院计算机系陈代武帮助教师备课型CAI软件为教师提供教学用的各种参考资料；为教师提供用于考试的试题及相应的答案；为教师提供优秀教师的教学方法样例；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示教学软件。10/22/202434湖南人文科技学院计算机系陈代武课堂演示型CAI软件其它手段难以表现的微观现象；真实实验中有危险的现象；真实实验中要很长或极短时间才能看到的现象；过去的过程或事件；需要反复观察的动态现象。10/22/202435湖南人文科技学院计算机系陈代武操练与练习型模式(DrillandPractice)对话（Dialogue）模拟型模式(Simulation)游戏型模式(Gaming)计算机辅助测试（Computer-AssistedTesting简称CAT）问题求解型模式(ProblemSolving)发现学习（DiscoveryLearning）信息检索个别化学习型CAI软件10/22/202436湖南人文科技学院计算机系陈代武教学目标不是向学生传授新知识，而是让学生通过做大量的习题以达到巩固所学的知识和形成熟练技能的目的。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。个别化学习型CAI软件--操练与练习型10/22/202437湖南人文科技学院计算机系陈代武操练是一种联想性的学习活动，目的在于促进快速记忆和反应，如单词拼写、见词生义、乘法九九表和珠算口诀等操作。练习则属于一种掌握理论和方法的思维性的学习活动，其目的在于培养和训练学生解决问题的技能和速度，显示运用已学到的知识来解决问题的全过程。个别化学习型CAI软件--操练与练习型10/22/202438湖南人文科技学院计算机系陈代武操练和练习的基本结构10/22/202439湖南人文科技学院计算机系陈代武对话有两种：一是计算机控制的对话，称个别辅导；另一是学习者控制的对话，称为询问。个别化学习型CAI软件—对话型10/22/202440湖南人文科技学院计算机系陈代武指导型课件的结构

10/22/202441湖南人文科技学院计算机系陈代武学生提出问题和要求，计算机回答并讲解有关的教学内容。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模式。咨询型10/22/202442湖南人文科技学院计算机系陈代武咨询型课件的常见结构10/22/202443湖南人文科技学院计算机系陈代武模拟是在控制状态下对真实世界的再现。模拟的分类传授知识的模拟物理模拟过程模拟传授技能的模拟程序模拟环境模拟个别化学习型CAI软件—模拟型10/22/202444湖南人文科技学院计算机系陈代武模拟型课件的基本结构10/22/202445湖南人文科技学院计算机系陈代武模拟的优势模拟与现实相比提高安全性；能修改时间范围；模拟能让学生控制现实的一些方面；能提供比真实环境更有利于学习的环境。模拟与其它方法（个别指导、操练等）相比增强学习动机有利于学习的迁移提高学习效率10/22/202446湖南人文科技学院计算机系陈代武游戏是通过熟练地使用一套规则而试图成功地实现目标的过程。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