第1章 計算機輔助教學(xué)概論

單擊此處編輯母版標(biāo)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(xué)概論,計算機輔助教學(xué)（簡稱,CAI),Computer Assisted Instruction,是一種新型的教學(xué)形式，是現(xiàn)代教育技術(shù)的重要組成部分。它的產(chǎn)生和發(fā)展必將對21世紀(jì)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(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展、計算機輔助教學(xué)的基本概念、教學(xué)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(xué)的產(chǎn)生,（1）物質(zhì)基礎(chǔ),（2）社會基礎(chǔ),（3）理論基礎(chǔ),2計算機輔助教學(xué)的發(fā)展概況,（1）1958年到1975年,（2）1976年到,1980,年代末期,（3）1990年以后,3我國計算機輔助教學(xué)的發(fā)展概況,11 計算機輔助教學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,1.1.1 計算機輔助教學(xué)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(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,112 計算機輔助教學(xué)的基本概念,1計算機輔助教育（,CBE,）,是計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域中的重要應(yīng)用，也是當(dāng)今教育現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志。它是為了提高教育質(zhì)量和效率，利用計算機技術(shù)（包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)），按照科學(xué)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(shù)。,2計算機輔助教學(xué)（,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(xué)效果和效率，利用以計算機為中心的豐富的教學(xué)資源，改進傳統(tǒng)教學(xué)，或為學(xué)生提供一個學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生通過與計算機的交互對話進行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)形式。,3,.,計算機管理教學(xué)（,CMI,）,是利用計算機來管理、指導(dǎo)和研究教學(xué)的自動化教學(xué)管理技術(shù)。,下一頁,上一頁,結(jié)束,11 計算機輔助教學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,113 計算機輔助教學(xué)的特點,計算機輔助教學(xué)是一種新穎的教學(xué)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(xué)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(xué)的基本模式,121 傳統(tǒng)的教學(xué)模式,1教學(xué)過程,教學(xué)過程是教師根據(jù)教學(xué)目的、任務(wù)和學(xué)生身心發(fā)展的特點，通過指導(dǎo)學(xué)生有目的、有計劃地掌握系統(tǒng)的文化科學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，發(fā)展學(xué)生智力和體力，形成科學(xué)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(xué)系統(tǒng),在整個教學(xué)過程中，傳統(tǒng),上是教師面對學(xué)生進行的教學(xué),活動。在這一活動中，教師和,學(xué)生構(gòu)成一個教學(xué)系統(tǒng)，教師,和學(xué)生對教學(xué)信息進行處理和,傳遞，以完成教與學(xué)的任務(wù)。,教 學(xué),目 標(biāo),教 學(xué),內(nèi) 容,判斷評價,信息處理,反 應(yīng),反饋,接受,呈現(xiàn),信息處理,教師,學(xué)生,傳統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng),下一頁,上一頁,結(jié)束,12 計算機輔助教學(xué)的基本模式,122 計算機輔助教學(xué)（,CAI）,模式,1,.CAI,的一般過程,CAI,教學(xué)的過程，是由教師通過計算機輔導(dǎo)和學(xué)生通過計算機獨立地學(xué)習(xí)所組成的互動式雙邊活動過程。多數(shù)形式的,CAI,教學(xué)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(xué)生接受信息，做出反應(yīng)，回答問題。,（3）計算機判斷答案，提供反饋。,（4）學(xué)生接受反饋，得到強化。,（5）計算機針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，做出教學(xué)決策，提出下一步教學(xué)的建議。,下一頁,上一頁,結(jié)束,122 計算機輔助教學(xué)（,CAI）,模式,2,.,常見的,CAI,教學(xué)模式,計算機輔助教學(xué)模式是指利用計算機進行教學(xué)活動的交互方式，也稱教學(xué)策略。,CAI,向?qū)W生提供各種各樣的教學(xué)環(huán)境，控制著各種各樣的教學(xué)活動。根據(jù),CAI,用于教學(xué)所采用的方式，常見的,CAI,教學(xué)模式有：,（1）操作練習(xí)（,Drill and practice）,（2）個別輔導(dǎo)（,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(xué)游戲（,Instruction Game）,12 計算機輔助教學(xué)的基本模式,下一頁,上一頁,結(jié)束,13 計算機輔助教學(xué)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(xué)的不斷發(fā)展和完善，其組成方式已由原來的單機,CAI,系統(tǒng)，發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò),CAI,系統(tǒng)。下,圖是利用,Internet,和校園網(wǎng)建立的,CAI,教學(xué)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(luò)教學(xué)系統(tǒng),下一頁,上一頁,結(jié)束,13 計算機輔助教學(xué)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(shè)備裝置都稱為硬件。硬件是,CAI,系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。,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)、各種語言和編譯程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。,3課件,課件即教學(xué)軟件，在用于輔助教學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)起因于對刺激的反應(yīng)，而所有的反應(yīng)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(yīng)就可以推測刺激，知道了刺激就可以預(yù)測反應(yīng)?！毙蜗蟮孛枋隽诵袨橹髁x的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)。,行為主義理論的設(shè)計原則：,1規(guī)定目標(biāo),4自定步調(diào),2經(jīng)常檢查 5顯示反應(yīng)與即時反饋,3小步子和低錯誤率 6提示與確認(rèn),7計算機控制的學(xué)習(xí)序列,14 計算機輔助教學(xué)的理論基礎(chǔ),141 行為主義學(xué)習(xí)理論,下一頁,上一頁,結(jié)束,從認(rèn)知理論來看，教學(xué)不是知識的“傳遞”，而是學(xué)生積極主動的“獲得”。教師要為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件和環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，提供合理的學(xué)習(xí)策略，從而促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，教師不再是知識的傳遞者，而是學(xué)習(xí)的促進者。,1用直觀的形式向?qū)W習(xí)者顯示學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生了解教學(xué)內(nèi)容中涉及的各類知識之間的相互關(guān)系。,2學(xué)習(xí)材料的呈示適合學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展水平，按照由簡到繁的原則來組織教學(xué)內(nèi)容。這里所說的由簡到繁是指由簡化的整體到復(fù)雜的整體。,3學(xué)習(xí)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(rèn)知反饋可以確認(rèn)他們的正確知識和糾正他們的錯誤學(xué)習(xí)。,5學(xué)習(xí)者自定目標(biāo)是學(xué)習(xí)的重要促動因素。,6學(xué)習(xí)材料既要以歸納序列提供，又要以演繹序列提供。,7學(xué)習(xí)材料應(yīng)體現(xiàn)辯證沖突，適當(dāng)?shù)拿苡兄谝l(fā)學(xué)習(xí)者的高水平思維。,14 計算機輔助教學(xué)的理論基礎(chǔ),142,認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是認(rèn)知主義的進一步發(fā)展，該學(xué)習(xí)理論將學(xué)習(xí)看成是學(xué)習(xí)者主動地建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過程。,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是在一定的社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，實現(xiàn)的意義建構(gòu)的過程。“情景”、“協(xié)作”、“會話”、“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)的四大要素。,情景社會文化背景。,協(xié)作學(xué)習(xí)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)，且貫穿于協(xié)作的全過程。,意義建構(gòu)學(xué)習(xí)者對當(dāng)前所學(xué)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(xué)的理論基礎(chǔ),143 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（一）,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)學(xué)習(xí)者是認(rèn)知主體，同時也不忽視教師的指導(dǎo)作用。也就是說學(xué)習(xí)是信息加工的主體，是意義的主動建構(gòu)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(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的灌輸者。同時，建構(gòu)主義強調(diào)理解能力和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展在學(xué)習(xí)過程中的決定作用。,隨著建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的影響不斷擴大，人們對建構(gòu)主義的認(rèn)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(gòu)過程進行了深入的研究；二是突出了學(xué)習(xí)環(huán)境的重要性，特別強調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計，而且對學(xué)習(xí)環(huán)境的認(rèn)識不再局限于物理環(huán)境，突出了學(xué)習(xí)環(huán)境中軟條件的建設(shè)。并把建構(gòu)主義情景化學(xué)習(xí)環(huán)境的研究提到一個相當(dāng)?shù)母叨龋?Greeno,和,Moore,便提出了“情景是一切認(rèn)知活動的基礎(chǔ)”的觀點。,14 計算機輔助教學(xué)的理論基礎(chǔ),143 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（二）,下一頁,上一頁,結(jié)束,建構(gòu)主義認(rèn)識論的教學(xué)原則：,1所有的學(xué)習(xí)活動都應(yīng)該拋錨在大的任務(wù)或問題中。,2支持學(xué)習(xí)者發(fā)掘問題作為學(xué)習(xí)活動的刺激物，使學(xué)習(xí)成為自愿的事，而不是給它們強加學(xué)習(xí)目標(biāo)和以通過測試為目的。,3設(shè)計真實的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者帶著真實任務(wù)進行學(xué)習(xí)。,4設(shè)計的學(xué)習(xí)情境應(yīng)具有與實際情境相近的復(fù)雜度，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)結(jié)束后能夠適應(yīng)實際的復(fù)雜環(huán)境，避免降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知要求。,5讓學(xué)習(xí)者擁有學(xué)習(xí)過程的主動權(quán)。教師應(yīng)該為學(xué)習(xí)者提供思維挑戰(zhàn)，激發(fā)他們自己去解決問題。,6為學(xué)習(xí)者提供有援學(xué)習(xí)環(huán)境。教師的作用是在學(xué)習(xí)者遇到問題時，為他們提供示范、教練和咨詢。,7鼓勵學(xué)習(xí)者體驗多種情境和檢驗不同的觀點。,14 計算機輔助教學(xué)的理論基礎(chǔ),143 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（三）,下一頁,上一頁,結(jié)束,以,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,為基礎(chǔ)，建立了以下,新穎的,CAI,教學(xué)模式：,1支架式教學(xué)（,Scaffolding Instruction）,2拋錨式教學(xué)（,Anchored Instruction）,3隨機進入教學(xué)(,Random Access Instruction),14 計算機輔助教學(xué)的理論基礎(chǔ),143 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（四）,下一頁,上一頁,結(jié)束,目前計算機輔助教學(xué)的基礎(chǔ)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(xué)的功能特點及教學(xué)模式；,2.,學(xué)習(xí)理論和相關(guān)的視聽心理學(xué)、傳播理論；,3.,計算機輔助教學(xué)的系統(tǒng)構(gòu)成；,4.,計算機輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的整合等。,強調(diào)以學(xué)為中心的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論獲得廣泛認(rèn)同，自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維等新的學(xué)習(xí)理念、學(xué)習(xí)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(rèn)知理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，會更多地成為,CAI,軟件開發(fā)和應(yīng)用的指導(dǎo)理論。,15 計算機輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢,1基礎(chǔ)理論研究的趨勢,下一頁,上一頁,結(jié)束,從技術(shù)層面上看，目前計算機輔助教學(xué)發(fā)展主要有三個方向：,（1）使用多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更接近真實的學(xué)習(xí)情景。,（2）應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)分布式教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)。,Internet,網(wǎng)絡(luò)的普及，為開發(fā)能夠體現(xiàn)建構(gòu)主義理論的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了良好的條件。,（3）應(yīng)用人工智能技術(shù)，使教學(xué)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(yīng)用，會成為人們研究的熱點。,15 計算機輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢,2技術(shù)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(yīng)用上將會呈現(xiàn)出多態(tài)性，主要表現(xiàn)在：,（1）應(yīng)用方式的多樣化。,（2）多種學(xué)習(xí)資源的集成化。,（3）研究、使用和教師培訓(xùn)的互動。,15 計算機輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢,3應(yīng)用發(fā)展趨勢,簡述計算機輔助教學(xué)產(chǎn)生的基礎(chǔ)。,什么是,CBE？,什么是,CAI？,什么是,CMI？,簡述,CAI,的組成結(jié)構(gòu)。,簡述,CAI,的基本原理。,簡述,CAI,的教學(xué)模式。,簡述計算機輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢。,下一頁,上一頁,結(jié)束,習(xí) 題,