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摘 要:文章根据CAI技术推广与分层教学的发展趋势,分析了计算机辅助分层教学系统需求。同时,给出了基于Web的计算机辅助分层教学系统的体系结构与功能结构,并讨论了该系统的主要功能。为充分利用CAI技术的信息处理功能以辅助教师进行分层教学,从而为提高分层教学的教学效果、客观性与准确性奠定了良好的基础。
关键词:CAI;辅助教学系统;分层教学
中图分类号:G434 文献标识码:A文章编号:1673-8454(2010)22-0023-03
引言
CAI(Computer Assisted Instruction)——计算机辅助教学, 是以计算机为主要媒介所进行的教学活动。[1] 随着基础教育信息化工程的推进, 利用信息技术进行现代教育也逐渐成为我们中小学教育的一个主要手段。充分运用CAI技术能给数学教学带来极高的效率和极大的便利。与此同时,新课程标准的提出与实施要求教师在教学过程中承认学生个体差异,因材施教,于是,分层教学便应运而生了。为了适应这种发展趋势以及教育信息化的理念,基础教育的教育思想、教育方法与教育手段的更新须与时俱进。[2]
本文研究CAI与数学分层教学的整合,旨在构建基于WEB的计算机辅助分层教学系统CAHIS(Computer Assisted Hierarchical Instruction System),利用先进信息技术辅助教师进行分层教学,从而一方面提高分层教学的效果与效率,另一方面也提高了分层教学的客观性与准确性。
一、系统需求分析
1.CAI应用中的误区
在CAI的应用过程中, 我们发现不少教师存在以下误区:
(1)仅仅将CAI技术作为开发课件的辅助手段,而忽略了CAI本身所具备的信息技术特质与功能。作为一门信息技术,CAI的应用应更注重其信息收集、信息加工、信息传输与信息存储功能的效用发挥,尤其是信息加工功能。
(2)即使是将CAI技术作为开发课件的手段,我们教师也过分依赖于CAI。以教师本身的“教”为中心的PPT居多,通常只强调教师的“教”而忽视了学生的“学”,甚至是教师的“照本宣科”演变为“照课件宣科”,丢掉了教学主导者的地位,仍然没有摆脱传统的填鸭式教育模式;这样的教学难以发挥学生的主动性,也不能拓展学生的思维能力,违背了应用CAI 的初衷。[1]
而实施分层教学的主要内容就是学生分层、教学目标的分层、教学的分层、作业分层以及教学评价的分层。[3] 在现有的分层教学研究与实践情况下,上述的分层教学只是教师针对自己所教授的班级群体进行,因此这样的分层教学在学生分层依据、教学目标设置、教学评价手段运用上有一定的局限性与主观性。然而当我们的教学对象样本大到一定量的时候(如从一个班变成一个区),手工分层教学管理的效率与效果降低就可想而知了。本文研究CAI与数学分层教学的整合,旨在利用CAI技术强大的信息处理功能来辅助教师进行各个环节上的分层教学,从而提高其教学效果与效率,并增强其客观性与准确性。
2.分层教学系统的需求
符合教师与学生需求的教学才是有生命力的教学模式。笔者根据自己数年的教学经验,在充分参阅相关研究文献的基础上,将基于Web的计算机辅助分层教学系统研究需求总结如下:
(1)系统的功能需求
学生分层功能:根据分层的标准对给定的学生样本进行自动分层,且能根据学生的学习效果实时进行分层的调整。
教学目标分层功能:建立柔性的教学目标体系,具有可扩展性。
教学分层功能:这部分功能为辅助决策功能,主要为教师的目标、教学时间、作业等教学安排提供意见。
作业分层:根据教学目标、作业的难度、对应的知识点对各层学生进行作业分配。
教学评价分层功能:在每一段评价周期内,根据学生评价期初与评价期末的学习成绩与效果,对学生进行自动评价。
(2)系统的性能需求
指系统数据的可靠性与安全性。对于辅助教学系统,学生基本信息的安全性保障是系统所必须的,以防止信息外泄、不法用户的篡改等操作。系统还须保证系统数据与信息的可靠性、可维护性以及可扩充性等要求。良好的可操作性和一致的用户界面也是信息化系统所应该具备的特点。
二、系统体系结构与功能划分
本系统采用基于J2EE框架的B/S体系结构,系统体系结构如图1所示。[4]
在系统设计上,力求教师便捷、高效、客观地完成分层教学。根据系统的需求分析,开发的辅助分层教学系统CAHIS是一个开放的、可重构的、可扩充的系统。根据系统的体系结构和软件设计的模块化思想,系统的功能结构如图2所示。
系统由资料中心、学生分层、教学目标分层、作业分层、教学分层以及教学评价分层六大模块组成。
(1)资料中心有资料上传与资料下载两大功能。资料中心主要提供教学视频、教学教案、知识点剖析以及试题等的“上传/下载”。[5] 其中,CAHIS系统的特色在于,将试题与教材知识点以及教学目标联系起来,从而有利于教师根据学生所处的不同层次进行作业的分配。
(2)学生分层分为分层评价体系与专家打分两大功能,此模块为本系统一大特色。分层评价体系子功能为教师输入学生分层依据的接口。教师可以根据教学实际情况进行分层指标体系(包括学习能力、学习成绩、学习态度、知识结构等)的更改与重组。专家打分子功能实则为教师根据分层评价指标对学生进行打分,然后根据一定的评价方法(层次分析法AHP)对打分进行组合,从而利用CAI信息处理技术自动生成分层结果。
(3)教学目标分层为教师输入自身教学目标的接口,教师可以根据教学大纲以及具体教学实际进行教学目标体系的更改与重组(如掌握基本内容、能力拓展、思维拓展等)。
(4)作业分层分为基础题、中档题以及综合题三个子功能。系统会根据教师的教学目标,以及作业的难度、对应知识点对各层学生进行自动作业的分配。这里,系统的特色主要在于题目数据库的属性表项设置,包含了难度、知识点以及使用学生层次类型等。
三、系统的实现
本文研究的CAHIS应用J2EE开发,数据库采用SQL 2000。系统部分实现过程与界面如图3-6所示。用户首先通过输入用户名与密码登录,如图3。图4为系统管理员对系统用户基本信息的编辑与权限的分配。系统默认的首页为资料中心功能界面,如图5;用户可完成教学视频、教学教案、知识点剖析以及试题等的“上传/下载”操作。图6为学生分层界面,教师用户可以根据设置好的分层指标体系,进行权重分配与专家答复,系统将自动生成分层结果。
结束语
基于Web的计算机辅助分层教学系统CAHIS致力于充分利用CAI技术的信息处理功能辅助教师进行分层教学,从而一方面提高分层教学的效果与效率,另一方面也提高了分层教学的客观性与准确性。CAHIS的两个重要特色在于:①利用CAI信息处理功能,可以对海量学生样本基于评价方法(专家打分与AHP)进行自动分层;②通过知识点的关联为各层学生进行作业的自动分配。
参考文献:
[1]李中兴.多媒体CAI 与中学化学课程整合[J].中国教育信息化,2008,(10):30-32.
[2]梁小丹.基于Web的中学物理辅助教学系统设计与实现[J].中国教育信息化,2008,(9):51-53.
[3]冯学花.分层教学在中专数学教学中的运用[J].新教育,2009,(9):61-61.
[4]王亚民,王勇.基于J2EE的Web教学系统的设计与实现[J].技术与创新管理,2008,29(4):391-394.
[5]沈晓伟,童一飞.基于J2EE的中学数学辅导教学系统研究[J].中国教育信息化,2009,(12):70-71.
(编辑:王天鹏)
关键词:CAI;辅助教学系统;分层教学
中图分类号:G434 文献标识码:A文章编号:1673-8454(2010)22-0023-03
引言
CAI(Computer Assisted Instruction)——计算机辅助教学, 是以计算机为主要媒介所进行的教学活动。[1] 随着基础教育信息化工程的推进, 利用信息技术进行现代教育也逐渐成为我们中小学教育的一个主要手段。充分运用CAI技术能给数学教学带来极高的效率和极大的便利。与此同时,新课程标准的提出与实施要求教师在教学过程中承认学生个体差异,因材施教,于是,分层教学便应运而生了。为了适应这种发展趋势以及教育信息化的理念,基础教育的教育思想、教育方法与教育手段的更新须与时俱进。[2]
本文研究CAI与数学分层教学的整合,旨在构建基于WEB的计算机辅助分层教学系统CAHIS(Computer Assisted Hierarchical Instruction System),利用先进信息技术辅助教师进行分层教学,从而一方面提高分层教学的效果与效率,另一方面也提高了分层教学的客观性与准确性。
一、系统需求分析
1.CAI应用中的误区
在CAI的应用过程中, 我们发现不少教师存在以下误区:
(1)仅仅将CAI技术作为开发课件的辅助手段,而忽略了CAI本身所具备的信息技术特质与功能。作为一门信息技术,CAI的应用应更注重其信息收集、信息加工、信息传输与信息存储功能的效用发挥,尤其是信息加工功能。
(2)即使是将CAI技术作为开发课件的手段,我们教师也过分依赖于CAI。以教师本身的“教”为中心的PPT居多,通常只强调教师的“教”而忽视了学生的“学”,甚至是教师的“照本宣科”演变为“照课件宣科”,丢掉了教学主导者的地位,仍然没有摆脱传统的填鸭式教育模式;这样的教学难以发挥学生的主动性,也不能拓展学生的思维能力,违背了应用CAI 的初衷。[1]
而实施分层教学的主要内容就是学生分层、教学目标的分层、教学的分层、作业分层以及教学评价的分层。[3] 在现有的分层教学研究与实践情况下,上述的分层教学只是教师针对自己所教授的班级群体进行,因此这样的分层教学在学生分层依据、教学目标设置、教学评价手段运用上有一定的局限性与主观性。然而当我们的教学对象样本大到一定量的时候(如从一个班变成一个区),手工分层教学管理的效率与效果降低就可想而知了。本文研究CAI与数学分层教学的整合,旨在利用CAI技术强大的信息处理功能来辅助教师进行各个环节上的分层教学,从而提高其教学效果与效率,并增强其客观性与准确性。
2.分层教学系统的需求
符合教师与学生需求的教学才是有生命力的教学模式。笔者根据自己数年的教学经验,在充分参阅相关研究文献的基础上,将基于Web的计算机辅助分层教学系统研究需求总结如下:
(1)系统的功能需求
学生分层功能:根据分层的标准对给定的学生样本进行自动分层,且能根据学生的学习效果实时进行分层的调整。
教学目标分层功能:建立柔性的教学目标体系,具有可扩展性。
教学分层功能:这部分功能为辅助决策功能,主要为教师的目标、教学时间、作业等教学安排提供意见。
作业分层:根据教学目标、作业的难度、对应的知识点对各层学生进行作业分配。
教学评价分层功能:在每一段评价周期内,根据学生评价期初与评价期末的学习成绩与效果,对学生进行自动评价。
(2)系统的性能需求
指系统数据的可靠性与安全性。对于辅助教学系统,学生基本信息的安全性保障是系统所必须的,以防止信息外泄、不法用户的篡改等操作。系统还须保证系统数据与信息的可靠性、可维护性以及可扩充性等要求。良好的可操作性和一致的用户界面也是信息化系统所应该具备的特点。
二、系统体系结构与功能划分
本系统采用基于J2EE框架的B/S体系结构,系统体系结构如图1所示。[4]
在系统设计上,力求教师便捷、高效、客观地完成分层教学。根据系统的需求分析,开发的辅助分层教学系统CAHIS是一个开放的、可重构的、可扩充的系统。根据系统的体系结构和软件设计的模块化思想,系统的功能结构如图2所示。
系统由资料中心、学生分层、教学目标分层、作业分层、教学分层以及教学评价分层六大模块组成。
(1)资料中心有资料上传与资料下载两大功能。资料中心主要提供教学视频、教学教案、知识点剖析以及试题等的“上传/下载”。[5] 其中,CAHIS系统的特色在于,将试题与教材知识点以及教学目标联系起来,从而有利于教师根据学生所处的不同层次进行作业的分配。
(2)学生分层分为分层评价体系与专家打分两大功能,此模块为本系统一大特色。分层评价体系子功能为教师输入学生分层依据的接口。教师可以根据教学实际情况进行分层指标体系(包括学习能力、学习成绩、学习态度、知识结构等)的更改与重组。专家打分子功能实则为教师根据分层评价指标对学生进行打分,然后根据一定的评价方法(层次分析法AHP)对打分进行组合,从而利用CAI信息处理技术自动生成分层结果。
(3)教学目标分层为教师输入自身教学目标的接口,教师可以根据教学大纲以及具体教学实际进行教学目标体系的更改与重组(如掌握基本内容、能力拓展、思维拓展等)。
(4)作业分层分为基础题、中档题以及综合题三个子功能。系统会根据教师的教学目标,以及作业的难度、对应知识点对各层学生进行自动作业的分配。这里,系统的特色主要在于题目数据库的属性表项设置,包含了难度、知识点以及使用学生层次类型等。
三、系统的实现
本文研究的CAHIS应用J2EE开发,数据库采用SQL 2000。系统部分实现过程与界面如图3-6所示。用户首先通过输入用户名与密码登录,如图3。图4为系统管理员对系统用户基本信息的编辑与权限的分配。系统默认的首页为资料中心功能界面,如图5;用户可完成教学视频、教学教案、知识点剖析以及试题等的“上传/下载”操作。图6为学生分层界面,教师用户可以根据设置好的分层指标体系,进行权重分配与专家答复,系统将自动生成分层结果。
结束语
基于Web的计算机辅助分层教学系统CAHIS致力于充分利用CAI技术的信息处理功能辅助教师进行分层教学,从而一方面提高分层教学的效果与效率,另一方面也提高了分层教学的客观性与准确性。CAHIS的两个重要特色在于:①利用CAI信息处理功能,可以对海量学生样本基于评价方法(专家打分与AHP)进行自动分层;②通过知识点的关联为各层学生进行作业的自动分配。
参考文献:
[1]李中兴.多媒体CAI 与中学化学课程整合[J].中国教育信息化,2008,(10):30-32.
[2]梁小丹.基于Web的中学物理辅助教学系统设计与实现[J].中国教育信息化,2008,(9):51-53.
[3]冯学花.分层教学在中专数学教学中的运用[J].新教育,2009,(9):61-61.
[4]王亚民,王勇.基于J2EE的Web教学系统的设计与实现[J].技术与创新管理,2008,29(4):391-394.
[5]沈晓伟,童一飞.基于J2EE的中学数学辅导教学系统研究[J].中国教育信息化,2009,(12):70-71.
(编辑:王天鹏)