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计算机应用于教育存在两种常见模式：工具模式和辅导者模式（ＣＡＩ）。该文综合了国内外关于这两种模式教学效果的理论和实证研究，设计出以画笔为工具软件的合作工具模式和合作ＣＡＩ，进行了为期一周的几何教学研究。研究采用前后测准实验设计考察不同应用模式在几何知识和推理能力方面的教学效果，以问卷调查和访谈法考察学生和教师的态度与动机，作品分析法考察学生的学习过程。实验结果表明：①合作工具模式在几何知识和推理能力方面的教学效果显著优于合作ＣＡＩ，并能有效培养学生积极的学习态度；②恰当的教学方法能大大提高工具模式的有效性；③表征的特征能影响学生的认知建构过程。