毕业论文,计算机辅助教育

甘肃政法学院

本科学年论文（设计）

题 目 计算机辅助教学的研究与实现

计算机科学学院计算机科学与技术专业09级计本班

学 号：__[1**********]5 _

姓 名：_____邵超建 _ __

指导教师：_____王飞 _ 成 绩：_____________ _

完成时间：_2011 年 _11 月

目录

第一章 计算机辅助教学概况........................................... 1

1.1 计算机辅助教学的含义 ........................................ 1

1.2 计算机辅助教学的发展历史 .................................... 1

1.3 计算机辅助教学的作用和地位 .................................. 3

第二章 计算机辅助教学的应用......................................... 4

2.1 计算机辅助教学的优越性 ...................................... 4

2.2 计算机辅助教学技术的主要研究模式 ............................ 6

2.2.1 课堂辅助模式 .............................................. 6

2.2.2 个别化自主模式 ............................................ 6

2.2.3 练习检测模式 .............................................. 7

2.2.4 网络交互模式 .............................................. 7

2.2.5 游戏模式 ................................................. 10

2.3 计算机辅助教学的基本过程 ................................... 10

2.4 课件、软件与教学 ........................................... 11

第三章 计算机辅助教学应用中注意的问题与对策........................ 11

3.1 计算机辅助教学在教学中应用时应注意的问题 ................... 11

3.1.1 学校领导办学思想观念的转变 ............................... 11

3.1.2 教师的素质有待提高 ....................................... 11

3.1.3 社会各个方面的大力支持 ................................... 12

3.1.4 计算机辅助教学过程中认识误区 ............................. 12

3.2 计算机辅助教学注意问题的对策 ............................... 13

第四章 计算机辅助教学的发展........................................ 14

4.1 我国计算机辅助教学的发展概况 ............................... 14

4.1.1 信息技术的发展引起了计算机辅助教学模式的转变 ............. 14

4.1.2 学习理论的发展促进了CAI 模式的转变 ....................... 15

4.1.3 教学模式的多元化发展，引起CAI 发展的多元化 ............... 16

4.2 计算机辅助教学在发展中将要解决的基本问题 ................... 16

4.2.1 正确认识CAI 教学 ......................................... 16

4.2.2 地方中小学CAI 教学 ....................................... 17

4.2.3 学校CAI 教学建设 ......................................... 17

4.2.4教育部门要重视和利用软件在计算机辅助教学中的作用.......... 17

4.2.5 充分利用计算机网络，实现教育资源共享 ..................... 18

4.2.6 大力加强教师的计算机培训，促进计算机辅助教学的发展 ....... 18

4.3 计算机辅助教学的发展趋势 ................................... 18

4.3.1 网络化 ................................................... 19

4.3.2 智能化 ................................................... 19

4.3.3 “课程整合” ............................................. 19

结束语............................................................. 20

参考文献：......................................................... 21

计算机辅助教学的研究与实现

摘 要:随着时代的进步，电子技术的飞速发展，全球网络化进程的加快，社会各行各业中都应用到了计算机这种现代技术工具，目前我国的教育领域也已经开始运用计算机辅助教学（Computer-Assisted Instruction, 以下简称CAI ）这一现代化教学手段进行教育教学。运用计算机多媒体辅助教学可以使教学内容化静为动，调动学生的学习兴趣；变难为易，提高学生学习兴趣；使学生寓学于乐, 培养学生的学习兴趣， 与此同时，利用计算机辅助教学还可以满足学生的学习兴趣。CAI 已成为激发学生兴趣的新方法、新手段。如电化教育、现代信息技术教育、语音教育及在各学科中应用的CAI 手段已在小学、初中、高中、大学教育中得到了普及。CAI 作为一种新型的教学手段，越来越受老师和学生的欢迎。但他也不是万能的, 教师还要把握好分寸, 真正把它用到刀刃上，使CAI 为我国教育事业发挥更大的作用。 关键词：CAI; 计算机; 辅助教学; 发展

Research and implementation of the computer aided

teaching

Abstract ： With the progress of The Times, electronic technology rapid development, the global network, the quickening of the process of society in all industries are being applied to the modern Computer technology tools, at present our country's education field has also started to use Computer aided teaching (Computer-Assisted Instruction, hereinafter referred to as CAI) the modern teaching means of education teaching. Using the computer multi-media teaching can make the teaching contents for the static dynamic, arousing the students' interest in study; Become hard for easy , improve the students' learning interest; Make students to contain study in music, cultivate the students' interest in study, and at the same time, using the computer aided teaching can also meet the learning interest of the students. CAI has become a motivating students' interests of the new method, the new method. Such as electronic education, modern information technology education, education and each course in speech of the application of CAI means has set up a file in the elementary school, junior high school, high school and college education widely used. CAI as a new model of teaching means, more and more get the welcome of teachers

and students. But he also is not everything. There's mastercard, teachers must also grasp the discretion, the real use it on the blade, CAI education career for our country to play a greater role.

Keywords: CAI; computer ;aided teaching; develop

第一章 计算机辅助教学概况

1.1 计算机辅助教学的含义

将许多教学所需的信息，编成软件事先储存在计算机里。在教学过程中，教师根据需要，方便、随意和迅速地调用这些信息来为教学服务，从而使计算机成为了一种强有力的教学辅助工具，这就是广义的计算机辅助教学。

计算机辅助教学的应用范围较广，但目前在中学教学中主要有三个方面：一是计算机出题；二是标准化考试；三是多媒体辅助教学。我们这里主要讨论的是计算机的多媒体课堂辅助教学。即利用计算机处理文字、声音、图形、动画和压缩的视频信号等多种媒体信息的能力，将教学中需要展示的内容以多种媒体信息的方式制作成交互式的软件，储存在计算机里，教师根据需要可通过其交互式功能，灵活地调用信息以辅助其教学，这就是计算机多媒体课堂辅助教学，在本文中简称计算机辅助教学。

1.2 计算机辅助教学的发展历史

1.2.1 国际计算机辅助教学发展

美国是进行计算机辅助教学研究和应用最早的国家，所以CAI 的历史基本上是以美国CAI 发展历史为主线。近四十年来，CAI 的发展大体上经历了五个阶段。

(1) 1958--1965年

这是CAI 发展的初期阶段。在这个时期，主要是以大学和计算机公司

为中心开展的软件硬件开发研究工作，并出现了一些有代表性的系统。如：PLATO 系统。

(2) 1965--1970年

这一时期的特点是研究规模扩大，并且将以前的研究成果投入应用。斯坦福大学在1966年研制了IBM1500教学系统。

(3) 1970--1975年

这一时期，CAI 的应用范围不断扩大，并进一步趋向实用化。开发的科目除了数学，物理之外，在医学、语言学、经济学、音乐等多种学科领域均开展了CAI 的应用。

(4) 1975--80年代后期

微型计算机进入教育领域之后，形成了极大的冲击，使之成为多种教育环境中的理想工具。

(5)80年代末以后

80年代末和90年代初，多媒体计算机的出现，被称为计算机的一场革命，它具有能够综合处理文字、图像、声音、图形的能力，显示了计算机在教育方面的非凡才能，很快成为CAI 发展的重要方向。

1.2.2 我国计算机辅助教学发展的几个阶段

(1) 引进介绍国外经验、理论的准备阶段

一阶段为80年代初到80年代中后期。我国计算机辅助教学起步比较晚，加之硬件设备和理论基础薄弱，因此可以说在此之前计算机在教育、教学中的应用几乎是空白，而此时国外计算机辅助教育却发展极为迅速，成效极大。所以，为加快我国计算机辅助教学的步伐，提高发展的起点，我们采取积极引进的态度。这个阶段的文章主要是介绍、翻译国外尤其是美国和日本的先进经验和成果。文章发表在" 外国电化教育" 、" 外国之窗" 等栏目。

(2) 注重硬件配置的实施阶段

这一阶段为80年代中后期到90年代初。在对国外计算机辅助教育初步了解的基础上，一些有识之士提出我国应加快发展计算机辅助教育。《教育现代化》早在1983年第三期就刊登的《电教课要给计算机辅助教育以适当地位》。发展就需要有物质基础作为前提，所以硬件配置成为首先需要解决的问题。正巧此时计算机价格下降，在一些有条件的地区和学校配置起一定数量的微机，我国计算机辅助教育进入了具体的实施阶段。这时的文章除了继续介绍国外的一些经验、成果外，主要是介绍一些计算机的配置、购买与维护等内容。

(3) 注重软件开发的发展阶段

1994年以来，由于计算机价格不断下降，拥有计算机的学校日益增多。在全国掀起了一股学微机、用微机的高潮，为CAI 的发展提供了极好的契机。《中国电化教育》、《电化教育研究》都专门增设了" 微机教学" 、" 计算机辅助教育" 等栏目，当硬件不再是问题的时候，人们对丰富的计算机课件的要求越来越迫切。“课件”、“CAI ”等词频繁地出现在各个栏目的文章中。不仅重视课件编制，也重视课件的评价与推广发行。这一时期是教学软件兴盛的时期。CAI 的兴起是教育领域中信息革命的最有代表性的产物。标志着为适应信息社会的需要在教育领域中进行

的又一次教育革命的开始。

1.3 计算机辅助教学的作用和地位

计算机辅助教学首先改变了几百年来的一支粉笔、一块黑板的传统教学手段。它以生动的画面、形象的演示，给人以耳目一新的感觉。但就总体而言，计算机辅助教学不仅能替代一些传统教学的手段，而且能达到的传统教学无法达到的教学效果。比如利用计算机的动态特性表现一些动态画面、它的图画特性表现一些抽象的东西。这在一些辅助教学软件中已表现得淋漓尽致。如数学学科的《几何画板》、《数学实验室》等就是利用计算机的这些特点来实现良好的教学效果的。因此从计算机辅助教学的所表现出的特征来看，它具有明显的不可替代性。 计算机辅助教学除了能表现传统教学无法实现的一些生动的效果外，还可以增加课堂容容量，提高课堂密度。由于利用多媒体、网络通讯等手段，使讲解更直观、更清晰、更具吸引力。学生学得更快且印象更深。因此不论从理解或记忆的角度来看，辅助教学都能达到良好的教学效果，它能使课堂容量、课堂密度达到饱和的程度，这是传统教学所无法比拟的。此外，计算机辅助教学具有学习者和教师自由调整和控制学习进程的特点。因此，在因材施教方面也有它独到的一面。

最后，计算机辅助教学是一种以计算机软件为载体的教学，而软件的易传播性，也是引起教学方法进行变革的巨大动力。从历史的角度讲，信息的收集和传播方式的每一次变革，都有力推动了社会向前发展。而在当今的信息社会中，计算机和网络技术推动了现代社会向前发展。同样，好的教学软件，也能推动教学改革的发展。同时，一种好的教学方法也可随着软件迅速推广全国各地，这就促进了教学方法更新。我们有理由相信，计算机辅助教学，作为信息化工程的一部分，必将会体现它独特的魅力。

然而，计算机辅助教学作为一种现代化教学手段，它和传统的教学手段和方法两者究竟是什么关系，计算机辅助教学能代替传统教育模式吗？我个人认为传统教学手段和模式是多少代教育工作者通过辛勤劳动总结出的一套行之有效的方法，我们不能全盘否定。过分夸大计算机辅助教学的作用也是不恰当的。必须注意到，这种新的教学手段它有不可替代的一面，但它不能代替传统教学手段所起的作用。并且计算机辅助教学只有用在“不可替代”的情况下，才有使用价值。过多过滥使用计算机辅助教学的直观性，也会造成一些负面影响。从技术的角度

讲的确做得很好，但是如果学生由此产生依懒性，效果则适得其反。由此看来，计算机辅助教学必须使用得当，才能发挥它的特长。而且，制作计算机课件工作量大。要投入大量的人力、财力。因此制作课件必须选题得当，还要进行成本核算，注重教学效益。不能把宝贵人力财力浪费在一些低水平，低效益的重复劳动上。

第二章 计算机辅助教学的应用

2.1 计算机辅助教学的优越性

(1) 计算机辅助教学改变了千百年来一支粉笔、一块黑板的传统教学手段。 它以巧妙的构思、生动的画面、形象的演示，引领课堂教学进入一个全新的境界。 计算机辅助教学不仅能替代许多传统教学的手段，而且能实现传统教学手段无法 达到的教学效果。利用计算机的动态画面展示事物发展或推理的全过程、利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化、将空间的、难以想象的内容具体化。 例1 引导学生发现勾股定理时可先打开几何画板，画直角C ，如分别在直角边上取点A 、B ，让几何画板同时测量和计算AB 的长度，任意改变A 、B 的位置，计算与测量的结果总是相等，从而让学生发现并总结一般规律。

AC=2.79cm 任意拉动A 、B 的位置，观察

BC=4.90cm 计算与测量结果的关系

计算：BC 2+AC 2 =5.64cm

测量：AB=5.64cm

例2 探索直线的倾斜角与斜率的关系时，如图，执行动画时，左边的直线通过旋转而改变倾斜角，电脑同时测量α及tan α，并在右边绘出tan α随α变化而得到的图像，再进一步探讨倾斜角与斜率的关系。

图 2-1 图2-2

计算机辅助教学进入课堂，立即表现出它强大的生命力，它的存在与发展是任何势力都无法阻挡的，从它已有的作为和现实表现来看，它有着传统媒体无可替代的优越性。

(2) 计算机辅助教学除了能表现传统教学无法实现的一些生动的效果外，还可以增加课堂容量，提高学生感知新知识的速度，加深学生对知识的理解程度。由于利用计算机辅助教学手段，使讲解更直观、更清晰、更具吸引力，更容易建立新旧知识之间的联系，学生学得更快且印象更深。因此不论从理解或记忆的角度来看，计算机辅助教学都能达到良好的教学效果，它能使课堂容量大大提高，这是传统教学所无法比拟的。

(3) 计算机辅助教学能在学生和教师之间自由调整和控制学习进程。计算机具有很强的交互性，信息反馈速度很快，能够及时在教与学之间作出反映、作出调整，教师对学生的学习状况能够充分把握，甚至对每一个学生的掌握程度都可以及时测试、单独指导，因此，在因材施教方面也有计算机辅助教学(这里更倾向于计算机网络辅助教学) 独到的一面。对我们进行分层次教学提供了实施的可能性与理论依据。

(4) 计算机辅助教学以计算机为载体，具有极强的传播性，能让更多的教者与学者从中受到启发，能够反复多次使用，容易被修改和移植。它利用计算机的海量储存功能储存大量的信息，可以随时调用各时期、各阶段、各方面的资料，是信息的收集和传播方式的一次大变革，它还可以记忆学生所有的学习情况，以便学生及时更正思维方式思想方法，学生复习更是方便快捷。同时，好的教学软件，还能推动教学改革的发展，好的教学方法也可随着软件迅速推广全国各地，这就促进了教学方法的更新。因此，计算机辅助教学，作为信息化工程的一部分，也展现了它独特的魅力。

2.2 计算机辅助教学技术的主要研究模式

2.2.1 课堂辅助模式

这种教学模式是指教师利用计算机辅助其课堂教学，以突破教学内容中的重点和难点，通常是采用多媒体课件，教师面向全体学生，以多媒体信息诸如图形、图画、动画、视频图像和声音全方位地展示教学内容，使学生获得生动形象的感性材料。还可以根据教学实际情况和学生的反馈信息，及时调整教学进度、强化教学重点，以求全方位多角度地达到教学目标。这种教学模式，可以充分地发挥教师的导航和调控作用。

教学活动过程是一个传递信息和处理信息的过程。因此，首先要求教师依据教学目标对教材内容进行处理并决定用何种方式来呈现各类教学内容，这实际上是在教师头脑中作信息处理。而后，学生接受到教师本人或通过媒体提供的教学信息，并据此作出适当的反馈信息以强化对教材内容理解。有时候教师还要进行某种测量，以评价教与学是否符合预定的教学目标。

2.2.2 个别化自主模式

采用这种模式，通常是在多媒体网络教室的集中环境下，利用多媒体教学课件通过人机交互方式进行系统的学习。这些多媒体教学课件大都包含有知识讲解、举例说明、多媒体信息的演示、提问诊断、反馈评价等教学过程。学生根据教师提供的条件，提出的目标、认知的方法进行自行操作，自由选择路径，控制进程，在人机交互作用中反馈应答，纠正错误，强化感知。计算机能根据学生对所提出的问题作出正误、优劣的判断，然后确定下一步给学生呈现哪些学习资料，或者继续学习，或者引导到其他分支去复习、巩固有关旧知识，或者返回到前面展现过的内容重新学习。这种模式营造了宽松的学习氛围，激发了盎然的学习兴趣，因此，能激励学生主动探究进取，很好地体现因材施教的教学原则。

由于这种教学模式是用CAI 统代替教师的教学活动，用多媒体呈现教学内容，通过输入设备获得学生的反馈信息，并通过人机交互作用控制教学过程。因此，首先要编写出一套适宜于计算机辅助教学用的教材，并将此教材划分为若干个小单元，每一单元介绍一个概念或事实 。在设计时，必须仔细考虑各单元内容以什么形式，通过何种媒体元素呈现，在各单元中分别提出什么问题。其次要预测学生反馈的各种可能的信息，并制定对各种反应的前馈信息以强化学生理

解。信息节点的链接则可以综合考虑学生的兴趣和达成目标的决策两个方面，加以必要的导航措施。同时，在教学课件中可以结合尽可能多的教学变量，从而能够实时地满足个别化学生学习的需求，这些教学变量包括教学容量、教学顺序、显示的间隔时间和难度。学生利用多媒体教学课件进行学习，可以通过查询检索方式提取资料来解决遇到的问题。学生可分别按关键字、按名称字母、按学科类别、按媒体类型（图像、动画或声音等）按时间顺序进行检索查询。

2.2.3 练习检测模式

练习检测模式可用于单元测试或阶段测试，通过测试来检查教学效果，评价教学质量，这是当前计算机辅助教学中用得最多的模式。此模式的教学目标不是向学生传授新知识，而是让学生通过大量的练习以达到巩固所学知识和形成熟练技能的目的。因此，这种模式常有知识型和技能技巧型两种形式。

知识型的练习检测过程是：教师事先把一批经过反复论证。适合于练习检测用的题目输入计算机，然后，存入磁盘或刻成光盘。实施练习与检测时，可以采用学生上机操作、进行人机对话等方式来完成。由计算机向学生提出一系列问题，由学生自己键人答案。计算机会自动批改，自动评定成绩，并将各种教学反馈信息自动提取出来，加以分析、整理、打印成报表。通过对正确错误的判断、提示和帮助，让学生进行反复的练习，既提高了学生解决问题的能力，又可以减轻教师批改作业的重复劳动，对中小学教学尤为有效。

技能技巧型的练习检测是知识型练习检测的升华，许多教育专家对人类如何学习复杂任务的研究认为：学习者要提高学习效率，就必须能够自如地应用那些低层次的技能技巧，通常被称之为子技能技巧的自动化，对某一个学习内容的技能技巧练习得越多，人们越能自如地运用它。当一个技巧自动化之后，它在认识过程中就不会被人们所注意，从而不会影响整体思维。例如，一个音乐家在掌握了乐器演奏的技巧之后，他就可以把注意力集中在如何表现，而不会受如何使用乐器的影响，对这方面进行的研究表明：练习型应用在低层次技能技巧自动化过程中起着重要作用，从而能使学生更容易地执行一些更高层次的复杂技能技巧。比如在现在的计算机练习课件中有个叫《苹果音乐理论调App1e Music Theory 》就是典型的技能型练习范例。

2.2.4 网络交互模式

这种模式是利用计算机校园联网，在多媒体教室中进行教学，可以克服个别教学容易“迷航”，课堂演示教学缺乏“交互”的特点，集前三种学模式之长，更好地体现教学中教师的主导作用和学生的主体作用。联网教学的优势还在于：其一，使课堂教学成为真正开放的系统，通过网络与外界进行信息的交换，如在校园网中向图书资料中心查询有关信息；其二，可以超越个别教学的“人机交互”，课堂演示教学的师生全班交流、学生小组讨论，形成教师——学生群体，教师——学生个体和部分学生——另一部分学生的（非邻近课桌）相互作用，从而更大程度地活跃思维，促进人际的感情交流；其三，即时反馈信息的普遍性和科学处理，即利用网络传输检测试题并返回应答信息，量化统计，使教学评价迅速而又准确地进行，实现有效的教学调控。

由于多媒体教学环境, 彻底改变了传统的教学模式，将崭新的现代教学思想及教学模式引人教学过程，它将使教学方式与教学过程发生重要变化，这些变化表现在以下方面：

(1) 学生直接参与的学习方式是在多媒体网络环境中进行的

学生进行的多媒体资料的“演示”和学生的“操练”是网络教学环境最重要的教学方式，也就是依赖学生与计算机之间的相互作用来进行学习，学习的特点在于理解和练习。学生需要的学习资料，可以通过软盘从计算机拷贝或直接在打印机上打印出来。学生根据自己的实际接受能力，掌握知识的浓度和广度，充分发挥其主观能动性，提高兴趣和效果。

(2) 教师的指导采用屏幕播放功能来实现

在多媒体网络环境下，教师的指导主要是通过教师机的屏幕功能来实现的。通过教师机把内容播放给全体学生或某一部分学生或一组学生，同时，借助系统提供的“教鞭”（如鼠标指针）教师可在自己的屏幕上移动“教鞭”，引导学生观看重点内容。也可以直接在计算机上备课，根据教学需要组织相关的多媒体教学材料。利用有关的软件工具，将一些问题归纳、输入计算机中。由于不需要进行“板书”，可充分利用课堂上的时间，成倍的加大信息量，重要的内容还可以重复播放。

(3) 屏幕监控有效地组织教学过程

在多媒体网络环境下，通过教师控制机可随时在屏幕上自动定时轮流监看全体或某些学生的屏幕。在自动监看中，也可以将某些学生的屏幕转播给其他学生看，组织讨论，让学生利用计算机屏幕进行分析、评价，或对问题进行总结归纳。

网络系统把教学资料“演示”。教师“指导”。学生“操练”和相互“评价”融为一体。

(4) 模拟仿真模式

这种模式是利用多媒体计算机构成一种仿真实践环境，模拟某些实际过程，模仿真实现象或理论模型，以此帮助学生理解有关教学内容。在现成的计算机辅助教学课件中，模拟可以把现实世界中某个事物。某个系统或某种现象用模型的方式表现出来，从银河系到原子，从汽车行驶到飞船飞行等大多数现象都可以进行模拟，使用不同的模型和表现方式进行模拟，可以相应地加深学习者对天文学。化学。物理。生物以及地理等学科的理解。

在实际教学中，这种模式常有静态模拟和交互式模拟两种形式。

静态模拟常用于实验教学，即利用多媒体计算机的传感器，把实验的一些模拟量转化为计算机可以处理的数字量，通过调节，在显示器屏幕上演示实验的过程。因此，它特别适合于微观过程或者复杂环境变化过程的教学内容，例如有一种光合作用的多媒体课件，可以控制光线、水分、二氧化碳等，屏幕上显示光合作用的不同结果。这种模拟实验，不但费用省、花时间少和无危险而效果也很出色，有声有色，形象逼真。当化学实验将试剂注入量筒或烧杯中时，能发出音调不断变化的乐音，当实验操作错误，引起“爆炸”时，一声巨响和碎片横飞，犹如真的爆炸，给学生留下深刻的印象。另外，采用计算机进行教学演示也属静态模拟的一种教学模式，它是利用多媒体计算机来产生动态图形显示，以模拟某种动态变化现象。

交互式模拟，允许学生参与模拟对象，利用听、视、触、嗅及味等所有人类感觉与计算机进行交互作用，因此，这种模拟也称之为虚拟现实，即利用计算机的多媒体技术构建一个虚拟世界，学生在这个世界中进行操作，获得几乎与真实情景中一样的经验。比如，在物理或化学实验中，学生可以调整燃料和空气混合的浓度，放电的数量以及油的粘度等，然后观察在模拟中所产生的效果。参与这各交互式的模拟，学生就可以形成自己的观点，通过做实验证实或推翻他们的观点，因此，这种交互式模拟可以让学生在问题解决过程中获得有益的经验。

在现成的教学课件中，有一个叫生物圈（Biosphere ）的生物教学课件就是一个出色的计算机辅助教学的模拟实例。它为学生提供了一个给生物分类的环境，学生到湖泊和森林区域中去采集生物样本，该区域中有全部的生物群。采集了样本之后，学生把它带进实验室，“活”的生物可以存放在生态培养皿中，也

可以使用冷藏箱和冰贮藏标本，学生可以解剖各种生物、使用放大、显微镜进行观察，甚至还可用x 光照射标本，这些所有观察结果可以记录到计算机设置的笔记本中，供以后查阅。最后，学生能把生物归类，在此时，计算机会提出相关建议，这些建议有助于学生学习分类技能。该课件还能帮助学生把这些分类技能一般化，允许他们给其它类似的生物归类。因此这类模拟教学过程对真实生物和生物标本造成的损害更少。

2.2.5 游戏模式

这种模式是利用计算机创设一种带有竞争性的学习环境——教学游戏，游戏的内容和过程与教学目标相联系，如猜字游戏、解数字游戏、拼图游戏、填充游戏、寻找游戏、打炮游戏、配对游戏等方法来学习各学科知识。对于每一次游戏的结果都通过声音或图像给予反馈强化。在这种教学游戏中，计算机可能“扮演”学生的对手，也可能“扮演”游戏的裁判员，多种方法激发学生强烈的求知欲望和求胜欲望，使学生始终沉浸在竞争的乐趣之中。教学内容的科学性、教育性、趣味性融为一体，渗透在游戏过程中。教育游戏的重要功能就是能够激发学生强烈的动机，有些课程因为学生缺乏兴趣和动机很难讲授，如果配合精心设计的计算机游戏，则情况会大改观。因此，这种模式对于调动中小学生的学习积极性有明显的作用。特别是在低幼儿童的学习中，它可以提供学生在课余时间使用，能够将娱乐、教育与科学融于一体，起到激发学生的学习兴趣与学习竞争的作用。

2.3 计算机辅助教学的基本过程

图2-3机辅助教学的基本过程

2.4 课件、软件与教学

课件是为教师实现课堂教学为目的而设计的教学软件，它包含了教师在一节课中要使用的所有知识要点，推理演绎过程，示范例题，解题的方法、过程、思路，巩固练习等信息，并能对学习情况及时作出反馈和处理，它具备完整的一堂课的特点，具备完整的教学功能，教师是课件的使用者及课堂教学的组织者、操作者。

在教学中，软件实际是指应用软件与教学软件。一般使用应用软件来编制教学软件，教学软件可以是上面所说的课件，也可以是课堂教学中因某种需要或为了达到某些特殊效果而编制的一段计算机程序，它不必是一个完整的课件，可以为某一个知识点或一个题目而单设计。

第三章 计算机辅助教学应用中注意的问题与对策

3.1 计算机辅助教学在教学中应用时应注意的问题

3.1.1 学校领导办学思想观念的转变

我们要把计算机辅助教学落到实处，首先要得到学校领导的大力支持。这需要学校领导要树立现代化的办学思想和现代教学技术的观念，了解计算机的作用和特点。只有领导的意识加强了，才能为计算机辅助教学的发展创造良好的条件，使之沿着正确的方向发展。如果说得不到领导的支持，这一切都是无稽之谈。

3.1.2 教师的素质有待提高

有了计算机，没有人会使用还是不行。在教育发展的今天对教师素质的要求是越来越高，计算机技术已经成为教师的必备的基本功之一。这就要求教师必须在钻研专业业务的同时，学会电脑的常用操作，学会自如的运用现成的电脑软件。甚至学会得心应手地设计自己所需要的教学软件，潜心探索多媒体教学的思路和方法，树立现代化的教学思想，不断的提高自己教书育人的综合素质。为了用好，用会计算机可以注意以下几点：

(1) 认识到计算机辅助教学特点和作用。

(2) 经常的使用计算机来帮助我们的教育教学工作。

(3) 自己要多通过各种途径学习计算机的基础知识和技巧。

(4) 在学习中要不断的总结问题，记录自己的操作点滴。

(5) 探索算机辅助教学和现代教学思想相结合的思想和方法。

(6) 自己的软件要不断的调试，能和其他教学软件相对比。

3.1.3 社会各个方面的大力支持

教师毕竟不是软件工程师，在技术上肯定存在这样或那样的问题，这就需要得到其他专业人员的帮助，为教师提供更新，更好的技术，提高计算机辅助教学的质量和水平。当然，得到家长和上级部门的支持和帮助，也是非常有必要的，才能够为它的发展提供良好的环境。

3.1.4 计算机辅助教学过程中认识误区

(1) 认为计算机辅助教学可以简单地代替一切手段

计算机是功能强大的工具，传统的教学手段似乎都可以用它来代替。但有必要让计算机代替一切吗？录像机放录像很方便，把带子往机子里一塞就好了，干吗非要把录像资料转到计算机中去呢？计算机转存影视文件要花很多时间，考虑到效率和效益，这时间花得不值。也有不少人喜欢把图片转存到计算机中去，如果有实物投影仪的话，这样的转存也是在浪费时间。当我们在设计课件的时候，一心想着什么环节可以用计算机，那很容易觉得每个环节都可以用计算机。

(2) 认为计算机辅助教学可以取代教师作用

教师是人类灵魂的工程师，教师的一言一行潜移默化着学生的言行，教师自己本身就是一个最直接，最优越的教学手段。计算机能够取代教师重复费力的工作，但却不能取代教师本身的教育作用。学生在学习中不仅是知识的交流，还有情感的交流。如果缺少情感的交流学习就会变得枯燥乏味，就会没有任何兴趣。毕竟计算机是更聪明的人制造出来的，受有控制。所以计算机它不是全能的，更不可能代替具有思想的教师。总之，计算机只是作为教师教育教学的辅助性的手段。

计算机辅助教学，大家都是摸索着干，要尽量避免走入误区。制作出好看的课件，是没有任何意义的。要讲求实际，要真正地体现出计算机的优越性，那就得使计算机的使用真正达到提高教学的效率和效益的目标。

3.2 计算机辅助教学注意问题的对策

(1) 转变教师思想观念, 使教师在授课时改变传统的教学模式，采用现代化教学手段进行教学。根据教育学原理，在教学过程中，教师起主导作用，而学生才是学习的主体，所以我们教师在教学时一定要注意到这一点，充分调动学生学习的积极性，发挥出学生学习的主动性，使其在活跃、生动的气氛中学到所学知识，提高学生学习兴趣，而CAI 就能够实现这一教学要求。为达到课堂教学开展CAI ，是靠教师自觉运用教学设计和学习理论，自己制作适合各种教学情境的教学软件，全由教师任凭自己的教学风格使用。在学校课堂教学中要充分利用计算机辅助教学，关键是教师的教育思想和教育技术修养。因此，课堂教学现代化，归根到底是教师人的现代化。这就要求教师从传统教学观念中跳出来，以实现最好的教学效果。

(2) 加大对信息技术教育的投资是开展好计算机辅助教学的物质基础。我们说采用CAI 手段进行教学能推动我们的教育事业，能提高我们的教学质量，然而这种教学方式需要更多的硬件支持，首先我们就要满足CAI 运行的物质条件，CAI 在教学中的应用最终都要靠人来实现，学校教育现代化，设备条件是重要的，但不是关键的。解决此问题首先要解决计算机辅助教学应用的物质条件，为发展我国的教育事业利用现代化教学手段已经是势在必行，因此必须要加大在此方面的经济投入，特别是经济条件比较落后的地区。这就需要我们的领导层要提高认识，转变观念，加大电教投入，使各学校都能够实现利用CAI 这一现代化教学手段进行教学，最终达到CAI 的普及应用。

(3) 提高教师素质，拓宽计算机培训层面。为充分发挥CAI 在教育教学中的作用，光有先进的设备是不够的，还要有先进设备的使用者，这些人就的我们每位教育教学一线的教师，为了达到这一目的，必须拓宽计算机培训的层面，使我们每位教师都能够接受良好的信息技术培训，以提高教师的整体素质。现我国比较发达的地区已经开始对教师进行系统的、全方位的计算机培训。而比较落后的地区还不能做到这一点，这就需要落后地区也要看到计算机辅助教学的前景，自己想办法解决教育信息闭塞的问题及教师的计算机培训方面的问题。

除提供物质保障的同时要对学科教师进行培训：

① 要培训学科教师能独立设计软件进行计算机辅助教学，首先要分析其可能性。根据目前的计算机技术的发展水平和学科教学内容的特点，实现这一目标是完全可能的培训学科教师掌握开发软件的可能性。

② 计算机辅助教学过程中常用的计算机技术的培训 。使学科教师掌握必要的计算机技术进行计算机辅助教学活动，如果对教师在这方面提出过高的要求是不现实的，甚至产生负面效应，所以必须根据中小学教学内容的特点进行分析，归纳出学科教师进行计算机辅助教学时应掌握的基本内容，由浅入深逐步进行培训，以增强学科教师的信心，使学科教师尽快掌握必需的技能技巧。

对学科教师应有如下基本要求：

① 对计算机结构和计算机原理有一般的认识，了解计算机的工作程序和“思维”方式。

② 握计算机基本操作，其中有WINDOWS 基本操作，汉字录入及排版，以及简单程序的编写。

③ 了解网络的基本原理和网络管理的基本方法。

④ 认识多媒体计算机的组成，掌握多媒体素材的使用方法。例如：声音文件的制作与处理、格式转换、图像文件的格式及转换方法、动画基本原理等。

⑤ 熟练掌握一种或多种多媒体开发工具。如：Authorware 、洪图、Toolbook 等。

⑥ 掌握现代化电教设备的操作方法。在对教师进行计算机培训的过程中要给学科教师提供设备和时间上的保证；对学科教师给予思想方法上的指导，使教师们有一个新的认识，让学科教师理解多媒体辅助教学的意义和方法，开阔教师的视野，提高他们的理论水平。只有根据学科的特点，对学科教师进行不同层次的培训才能把计算机辅助教学手段很好在融合到教学当中。

第四章 计算机辅助教学的发展

4.1 我国计算机辅助教学的发展概况

4.1.1 信息技术的发展引起了计算机辅助教学模式的转变

(1) 由个别化教学模式向课堂演示教学模式转变。我国计算机辅助教学发展的初期，硬件使用的是单机形式，以教师为中心的教学模式，教师成为教学中的指导者，学习者可以根据自己的需要直接从计算机中获取知识。由于计算机的交互性和自适应性，学习者的学习兴趣得到了提高，主动性得到了发挥。但是，在

这种模式下，教师的主导作用却受到了影响。同时，老师和学生、学生和学生之间的交流被隔断，不利于学生的全面发展，到90年代初多媒体技术日趋成熟并立即投入教、教学活动中，引起计算机辅助教学模式由单纯的个别化教学向多媒体课堂演示教学模式转变。使计算机辅助教学同传统教学模式实现了有机结合。课堂演示教学模式下，计算机可同时与教师、学生实现交互，加强了教师和学生的联系。既发挥了教师的主导作用，同时又由于多媒体的参与使得教学信息的表现方式丰富多彩，从而激发了学生的兴趣，学习的主动性被调动起来，教学效率极大提高。

(2) 由课堂演示教学模式向多媒体网络教学模式转变。进入90年代后期，随着信息技术突飞猛进的发展、信息高速公路的开通，计算机辅助教学模式又由原来的个别化教学，课堂演示发展为协作式多媒体网络教学。在计算机网络通讯工具的支持下，学生们可以突破地域和时间上的限制，进行同伴互教，小组讨论，小组练习，小组课题等合作性学习。教师可以通过网络随时检查学生的学习情况，解答学生的疑难问题，给学生布置作业。这种教学有的在局域网内进行，有的在INTERNET 上进行。因此资源的共享度极大提高，使教学呈现开放型，远距离教学更为方便可行。

4.1.2 学习理论的发展促进了CAI 模式的转变

CAI 的编制是以学习理论为指导的。理论基础不同，决定了CA1的模式也大不相同。学习理论经历了从行为主义、认知主义到建构主义的发展脉络，理论基础的转变引起CAI 模式的改变。

(1) 行为主义理论下CAI 的模式。行为主义学习理论包含两个基本观点。第一，学习过程是尝试与错误的过程；第二，学习过程是刺激——反应——强化的过程。在这一理论指导下，要求CA1的编制要注重“即时反应”／重复重现”。“及时反馈和强化”。因此， 80年代初到80年代未，我国CAI 模式主要有操练与练习、个别辅导、模拟或游戏等，这一时期的CAI 由于产生较早，为人们所普遍认识和接受，我们就不作过多的介绍。

(2) 认知主义理论下CAI 的模式。认知主义否定了“刺激与反应的联结”，强调人的认知过程是人的内部活动过程，是学习者在积极主动地建构对知识的理解，学习是“调节——平衡的反复”这样一种认知模式，学习的结果是认知结构的重组和更新。在认知理论的影响下，“问题解决型”CA1成了80年代未90年

代前期我国最受重视的软件类型，CAI 的主要目的是培养学习者分析问题、解决问题的能力，培养学习者探索知识的能力和创造性思维。它注重学习者已有的知识结构和认知特点，注重学习者与学习环境的相互作用，通过创造一定的问题空间，引导学习者进行问题的解决。与行为主义下的CAI 相比，无论从教学目标。软件类型还是程序编制的水平都有了质的变化。

(3) 建构主义理论下CAI 的模式。建构主义是认知主义的进一步发展。它强调“情境”，“协商”、“会话”和“意义建构”。人最有效的学习是在特定情境下通过相互协作主：动进行意义建构。在此基础上，90年代中后期CAI 的主要：模式有“协作式”、“学徒式”、“随机通达教学”等。这些模式强调创设一定的学习情境，突出学习者的主体地位和合作学习对于意义建构的关键性。因此，多媒体技术、网络技术和超文本链接成为此时CAI 实现的主要技术手段。多媒体技术的运用使得CAI 的信息以文本、图形、声音、动画等丰富多彩的形式呈现；超文本的使用使CAI 教学方式更符合人类的思维特点；网络技术的使用扩大了资源的共享范围，而且使合作学习成为可能。此时的CAI 正朝着智能化方向发展。但是，由于时间较短，研究还不很深入。

4.1.3 教学模式的多元化发展，引起CAI 发展的多元化

不同的计算机辅助教学模式需要有不同的软件以支持、但“课件本身具有教学目标的特定性、教学内容的完整性、教学模式的固定性和教学结构的封闭性”等特点，决定教学活动中使用范围有一定的局限性，不能适应灵活多样的教学模式。针对这一缺陷，“积件”、“群件”思想应时而生。《电化教育研究》从1997年第一期陆续连载了黎加厚的《从课件到积件，我国学校课堂教学计算机辅助教学的新发展》为CAI 向一种更为灵活的，适应不同教师和不同教学情境的方向发展提出了很好的设想和建议。课件、群件、积件等多元化发展将成为CAI 的必然趋势。

4.2 计算机辅助教学在发展中将要解决的基本问题

既然计算机辅助教学中存在着种种现实问题，广大教育工作者就应该迎难而上，用一种积极的态度，协调各方面齐心协力把计算机辅助教学推向深入。

4.2.1 正确认识CAI 教学

针对于CAI 教学认识上的种种错误倾向，各教育主管行政部门应该统一思想，采取行之有效的措施，澄清认识，去伪存真，还计算机辅助教学一个真正的面目。广大教育工作者应该理清思路，重新认识，舍弃错误理论，接受新论点新思想。

4.2.2 地方中小学CAI 教学

针对于地方中小学资金缺乏，设备落后，心有余而力不足的局面，国家教育局、各地方政府、教育主管部门应该在政策上适当倾斜，统筹安排，采取多种措施和方案，在人力、财力、物力方面给学校以大力的支持，或政府设立专项资金加强专项投入，或呼吁社会捐助共同解决资金难题，或减免学校的部分开支自筹资金等方法，总之，不要让当代中小学生的教育在我们身上吃亏。

4.2.3 学校CAI 教学建设

各个学校方面，应自主加快学校CAI 教学资源库的建设，加强计算机辅助教学的使用力度和效度，各学校应结合学校课堂教学的实际，有计划、有组织、有步骤地建设学校CAI 教学资源库，这是开展计算机辅助教学的一个重要措施，也是目前计算机辅助教学发展的关键。学校CAI 教学资源库的建设主要应包括以下两个方面。

(1) 购买软件与教学资源

软件的购买包括以下几个内容，结合学校教学和管理的实际购买部分教学管理软件，如备课系统、武大华软等应用软件；结合学校软件开发的实际，购买多媒体开发工具，如Authorware 、Flash 、Director 、3DSMAX 、方正奥思、青鸟师友、课件大师等开发工具；除上述软件外，还需购买部分百科知识类和各学科的光盘素材库，加快和辅助计算机辅助教学软件的开发。

(2) 结合教学实际，自己开发制作教学软件

结合课堂教学实际，学科教师要在计算机专业人员的帮助下自己动手开发制作教学软件，建立学校各学科的教学资源库，这是解决教学软件不足的重要途径之一，是解决教学软件问题的一个重要措施。

4.2.4教育部门要重视和利用软件在计算机辅助教学中的作用

积件思想的产生标志着人们对计算机辅助教学的认识上升到一个新的阶段，

是我国计算机教育应用领域中观念的一个重要改变，预示着我国学校课堂计算机辅助教学即将发生一场新的转折。是保证计算机辅助教学软件实用性的新设计思想传统的课件是以教学内容的单元、章节为单位进行开发制作，其突出的不足是不能适应所有教师的教学，积件是改进传统课件不足的一种重要的新设计思想，是计算机辅助教学的一场革命。积件设计是以建立积件库为核心教学软件的开发，建立由教学信息的积件库和积件平台组成的教学系统。积件设计是计算机辅助教学发展的转折点，标志着计算机辅助教学的发展进入新的阶段。

积件应该是我们开发制作计算机辅助教学软件的重要模式。在教学软件的开发中，重点就是有目的性地和充分使用各学科的教学积件库。而教学积件库的建立需要各级教育部门的共同努力。

4.2.5 充分利用计算机网络，实现教育资源共享

随着网络技术的发展与普及，充分利用网络资源是计算机辅助教学的重要方面之一。新的教学软件和广泛地教学资源在网上不断涌现，丰富了计算机辅助教学的软件资源。利用网络教育资源，加强交流，既有利于缩小教育的地区差异，又有利于丰富和提高学校的计算机辅助教学的资源和水平，同时，也是未来教学的一种重要方式之一。

4.2.6 大力加强教师的计算机培训，促进计算机辅助教学的发展

教师的计算机培训应该视为是一个长期的计划，教师计算机的培训应分层循序渐进地进行，对于有一定计算机基础的教师，应着眼于多媒体开发工具的培训，参与软件的制作，计算机水平相对较低的教师应把计算机辅助教学的使用作为自己的主要方向。在教师的培训中，教师要克服畏难情绪，要有计划性，要有目的性。学习和掌握一定的计算机知识并非难事，随着多媒体开发工具的不断升级，开发工具的学习和使用非常简单，一般教师经过几个星期的学习，即可掌握多媒体开发工具的使用。如PowerPoint 、Authorware 、Director 等。一般学校可以制定符合实际的解决方案，加强本校教师的计算机培训，积极推进计算机辅助教学的发展。促进教学向现代化转变，提高教育教学效益。

4.3 计算机辅助教学的发展趋势

目前我国已认识到计算机辅助教学在教育教学中的重要作用，无论是从经济

上还是在教师培训上都在采用积极的态度：对CAI 软件的开发作理论上、技术上和应用方面的深入研究，是促进CAI 不断发展的基础工作，此方面已给予充分重视。同时也正在不断地解决CAI 软件使用中的问题，其中教师的培训是一个关键。不仅要使教师掌握CAI 软件的具体的使用方法，更重要的是观念的转变，以教学改革促进CAI 的应用，反之又通过CAI 的应用促进教学改革。CAI 是在教育教学改革中产生和发展起来的，它本身带有鲜明的革新品格。用传统的方法、其它的媒体，甚至人类教师本身无法或难以实现的目标，通过计算机资源的合理应用，将使问题得到圆满地解决。因此，明确CAI 软件的研究和应用的根本目的在于改革教学、提高学生的培养质量，而不在于为了形式上的使用，把研究、应用和教师培训有机地结合起来，以研究促进应用，反过来又以应用促进研究，使其形成互动机制，是保证CAI 发展的正确途径。

4.3.1 网络化

网络化进程的加快，信息资源无比丰富，我们可以利用网络资源来制作自己的软件和课件；视频技术在教学中的应用，我们可以把自己优秀的课例通过视频编辑后在网上发布，也可以从网络上观看其他地方的优秀课例及对自己有用的资料，最终实现通过网络的交流。

4.3.2 智能化

CAI 正向着智能化方向发展，虚拟的社会学习系统，计算机作为导师、同学，同时作为教师与学习伙伴、学员，利用这一点我们可以只利用一条网线、一台计算机、就可以实现在网络上的学习和交流，并且可以采用“面对面”的、“超越时空”的形式进行学习和沟通，如我们现在对北京师范大学网络学院学科内容的学习就是采用此种方法进行的。

4.3.3 “课程整合”

近年来国内外的计算机辅助教学实验表明：即使有了合适的软件，教师对技术也比较熟悉，教师也并不一定能很好地应用这些软件来支持自己的教学。因此，如何在教育中适当地使用技术，使技术充分发挥作用，提高教学效率、突破重点难点，甚至在技术的支持下改革现有的教学方法、教学内容和教学观念，就是又一个极为重要的课题。这些也就是“课程整合”问题。

所谓“课程整合”，就是要把各种技术手段完美、恰当地融合到课程中——就象在教学中使用黑板和粉笔一样自然、流畅。要达到“课程整合”的目标，老师不仅要熟练掌握技术手段，更重要的是要深刻了解教育的本质，了解本学科教学的根本目的，了解教学中的难点所在，了解传统教学的优点和局限性，结合技术所提供的能力更好地进行教学活动。

课程整合是一个长期而艰巨的任务。然而，随着课程整合实验的深入进行，必将提高教师使用现代技术的意识和现代教育观念，必将大大提高教学效率，必将改变传统的教学模式，进而大大推动中小学教育改革的进程。

结束语

计算机辅助教学的产生和发展的时间还很短，仍处在探索、实验和研究阶段。如何看待计算机辅助教学的问题，还有各种不同的见解。但我们的目的是明确的，我们要借助这一现代化的工具让我们的教育事业蒸蒸日上。面对各种不同的观点，我们要取长补短，摸索出一条适合实际情况的路子来。在当前的教学中建立起客观、准确、公平、公正的评估原则。早日找到计算机辅助教学的正确方向，让计算机辅助教学的科研工作更上一层楼。

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