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摘 要:随着计算机应用的普及和发展,计算机辅助教学在课堂中的效果越来越明显,地位越来越重要。计算机辅助教学已经成为教育科学研究的重点项目之一。计算机的特点与教授的过程在本质上是相通的,计算机在教学中的应用研究,与教学改革的研究,十分自然地走在同一轨道上。
关键词:计算机辅助教学CAI;CAI课件
1 引言
传统的教学,教师利用丰富的教学经验,经过耐心的讲解,把知识传达给学生。但传统教学的不足之处亦非常突出,研究表明,人们从听觉获取的知识能够记忆约15%,而从视觉获得的知识能够记忆约25%,如果同时使用这两种传递知识的工具,就能记忆约65%。在传统的电教媒体中,幻灯投影有像无声,录音机有声无像,录像电视虽然声像俱全,但制作需要专门的设备。计算机辅助教学(CAI)在这种背景下产生。利用计算机辅助教学,可以很容易地做到图文声像并茂,向学生提供形式多样、功能各异的感性材料、形象生动的画面,言简意赅的解说,悦耳动听的音乐,自然增加了教学的魅力,使学生能保持旺盛的学习兴趣,从而确保学习的成功。
2 CAI的概念
计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ,简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动。利用计算机作为一种教学媒体,将计算机技术运用于课堂教学、实验课教学、学生个别化教学(人-机对话式)及教学管理等各教学环节,综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术,克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。从而提高教学质量和教学效率。
3 目前CAI系统通常采用的教学模式
3.1 练习
计算机提供给学生的是已经见过的材料。基本教学方式是:计算逐个或一批批地向学生提出问题,当学生给出答案后,计算机判断其正确与否,并根据学生回答的情况给予相应的反馈(正确时给予奖励,强化学生的理解与记忆;错误时给予适当的提示与帮助),以促进学生掌握某种知识或技能。由于练习课件涵盖了许多主题及其各种水平,因此,学生既可用它来纠正错误,亦可用它来进一步学习。练习效果的好坏依赖于课件质量的好坏,而练习课件的核心是提问,包括问题的内容、形式、出现的顺序等。好的练习课件应该为强化学生获取的内容进行即时而正确的反馈,同时还能允许学生在遇到已经掌握了的材料时,可以跳过而进入新的学习。
3.2 个别指导
包括教授规则、评估学生的理解和提供应用的环境等。
研究表明,每个学生和教师单独交流的时间每天不足两分钟,一个教师教很多学生时常常无暇顾及个别学生,许多家长为自己的孩子得不到教师的个别指导而担忧,教师也被这一缺陷所困扰。计算机辅助教学软件集中了许多优秀教师的经验,用计算机给出课堂提问,能使学生从反馈信息中及时了解自己对所学知识掌握到什么程度,还能及时解决家庭作业中的困难,纠正练习中出现的错误,较好地解决了这些问题。
3.3 对话与咨询
又称为“苏格拉底”教学模式,允许学生与计算机之间进行比较自由的“谈话”。
3.4 游戏
创造一个带竞争性的学习环境,游戏的内容和过程与教学目标相联系。
课件提供一种富有趣味性和竞争性的教学环境,激发学生的好奇心,提高其学习动机和兴趣,学生才会更加主动地去接受一门知识,笔者在带学生计算机入门的时候,首先练习指法,单调重复的练习过程会让学生很快厌倦,如果以游戏的方式来让学生练习,例如金山打字通里有个警察与小偷的游戏,学生热衷于扮演警察和小偷的角色,飞快地打字,以赢得最后的胜利。CAI寓教于乐的学习方式,让学生开心并很快掌握了学习内容,从而提高学习效率。教育游戏强调教学性。好的教育游戏包括不同的难度水平、多重教育目标、信息的隐藏性和随机性.以及游戏的规则等特点。
3.5 模拟
用计算机模仿真实现象(自然的或人为的现象),并加以控制,如模拟化学或物理实验和飞机、车船驾驶训练等。
模拟能提供类似真实的情景,但却控制着真实情景中的一些有限因素,如危险性、费用、时间、空间。它利用计算机模拟自然科学或者社会科学的某些规律,产生各种与现实世界类似的现象供学生观察,帮助他们认识和理解这些规律和现象,它的思想基础是寻找方法去学习。模拟最显著的优点是能让学生置身于真实情景中,获得深刻的体验,而又能防止真实情景的某些局限。
3.6 问题求解
CAI有两种问题解决类型:最简单的一种是让学生利用计算机作为解决问题的工具,进行计算和方案的比较,以发展学生解决问题的能力;另一类是让学生使用已经制作好的软件包即问题解决课件,或者围绕某一问题进行讨论。让学生以多种途径运用规则和概念,得到问题的解,既要求学生不仅知道问题的正确答案,而且掌握其解答过程。在具体的教学过程中,根据教学内容表达的需要和教学目的的要求,需要在同一课程不同的内容或不同的教学环节中交叉使用这些教学模式。
4 CAI在各学科中的作用
4.1 计算机辅助教学在物理教学中的作用
物理学是以实验为基础的学科,其教学的过程也是以物理现象为基础,学生对物理上一些概念的认识、理解和掌握,必须依靠对物理现象的感知,但是某些物理现象学生不能获得完整的感性材料(如心脏的形态大小,血液的流动,人体的细胞),容易造成感知上的障碍而影响学习。利用计算机辅助教学不仅能模拟各类物理现象,而且还能通过各种手段使复杂的问题简单化,将漫长或瞬间的物理演变过程成为可以控制、有序的演化过程,能把物理内容形象、生动的展示在学生面前,调动学生主动运用多种感官参与媒体的活动。可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知于物理现象,给学生提供思维过程中必须的感受性材料,大大激发了学生的学习兴趣,活跃思维,使学生由知识的接受者转变为知识的主动发现者,探索者,从而降低了教学难度,提高了学习效率。比如在机械波和机械振动采取了多媒体教学,非常形象帮助了学生突破了难点。
4.2 CAI在历史教学中的作用
历史知识的过去性是历史知识一个最显著和最基本的特征,是指历史是一种过去的历程,历史知识的过去性即它的不可重复性。历史过程发生过以后便是事过境迁,过眼烟云,它无法像物理、化学实验那样,再次让我们去经历和体验,但历史学习者又必须尽量全面地去认识它,这是历史学习中的一个困难问题。我们只能凭借前人遗留下来的间接的历史材料来认识历史过程(包括历史遗址、历史文物、文字记载、照片以及实录性的音像材料),但无论如何我们都面临这样一个切实的问题,即前人遗留下来的历史材料是极其珍贵的,而包含各个层次的众多的历史学习者要全面地接触这些材料则是无法想象的。例如半坡遗址系统地反映了原始社会母系氏族公社的生活景象,但要使那么多的历史学习者都能莅临参观是不现实的,这必然造成很多历史学习者对这一历史事物认识的欠缺,对形成准确的历史概念是不利的。但是CAI教学可以利用其多媒体性特征,在一定程度上解决这些问题。例如历史文物或历史遗址可以摄制成录像片或拍成照片,录像片以视频采集的形式转化为AVI数字电影模式的文件,照片也可以扫描成各种图片文件(用数码相机操作则更简单),根据需要进行适当的剪辑。并配以说明性的文字或录音,编制在课件中。目前,在文化市场上有关历史过程实录或历史遗址介绍的VCD碟片也很多,这可以通过视频压缩将其转化成AVI数字电影模式的文件,在保证其客观真实性的前提下,根据需要进行编辑。加之教师的艺术性加工,形成具有系统性的课件。这样学生可以在历史课堂教学中观看到大量的与历史教学内容相关的形象材料,可以最大限度地利用现代化的信息处理技术复原历史形象的原貌,这对于学生形成清晰、准确的历史认识是很有好处的。
4.3 CAI在数学教学中的作用
许多难点的形成是因为涉及的过程、规律比较复杂、抽象,为日常生活所不多见,甚至与日常生活中获得的经验相悖。只用语言和文字这样的描述信息,学生不易接受和理解。计算机辅助教学软件可以发挥计算机的信息处理与图象输出功能,给出生动的动态形象信息来揭示复杂的过程。这就在感觉与思维之间架起了桥。
数学教学内容比较抽象,学生有的很难掌握,有的即使知道结果,却很以说出其中的道理。计算机辅助教学具有形象直观、动态演示等一些其他教学手段无法比拟的功能,形象地呈现事物的现象,具体地表达事物发展的过程,生动地揭示变化的规律,使抽象的知识转化为一定的物质形态,变得形象具体,生动活泼,能有效的突出重点,突破难点。解决由直接感觉到形象思维、直觉思维到抽象思维之间的过度。
当然,CAI 在其他各个学科中都起到了画龙点睛的作用。
5 CAI课件的制作
CAI系统工程核心是课件。由课件设计者根据教学要求用CAI写作工具或计算机语言编制而成。
计算机辅助教学可以集文字、声音、图象、动画数字电影等多种媒体材料于一体,使课件的内容丰富多采,在有限的时间内显现大量的信息,这是传统的历史课堂教学无法比拟的,更重要的是这种富于创造性的多媒体教学课件的功能与历史教学的诸多特征与要求相一致,实现了课堂教学中诸多媒体的系统组合,充分地显示出教师对历史课堂教学的主体设计作用。将教师的教学设计空间引向无限,为教学方法创新提供了条件,并突破了原有的知识教学形式,使学生对历史知识的认知整合更加有序、合理。
常见的课件制作制作有PowerPoint、Authorware、方正奥思、课件大师、几何画板和数理平台等。
6 结语
计算机在教学中的应用本身是个多学科的广泛的研究课题,需要千百万教师的创造性劳动凝聚在一起去推动它。
参考文献
[1]李科梅.信息技术教育课堂模式教学改革[J].中国电化教育,2001,(3).
[2]吴全洲.多媒体课件的教学设计研究[J].桂林师范高等专科学校学报,2005,(4).
[3]项国雄等.多媒体课件设计基础[M].高等教育出版社.2000.7.
关键词:计算机辅助教学CAI;CAI课件
1 引言
传统的教学,教师利用丰富的教学经验,经过耐心的讲解,把知识传达给学生。但传统教学的不足之处亦非常突出,研究表明,人们从听觉获取的知识能够记忆约15%,而从视觉获得的知识能够记忆约25%,如果同时使用这两种传递知识的工具,就能记忆约65%。在传统的电教媒体中,幻灯投影有像无声,录音机有声无像,录像电视虽然声像俱全,但制作需要专门的设备。计算机辅助教学(CAI)在这种背景下产生。利用计算机辅助教学,可以很容易地做到图文声像并茂,向学生提供形式多样、功能各异的感性材料、形象生动的画面,言简意赅的解说,悦耳动听的音乐,自然增加了教学的魅力,使学生能保持旺盛的学习兴趣,从而确保学习的成功。
2 CAI的概念
计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ,简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动。利用计算机作为一种教学媒体,将计算机技术运用于课堂教学、实验课教学、学生个别化教学(人-机对话式)及教学管理等各教学环节,综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术,克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。从而提高教学质量和教学效率。
3 目前CAI系统通常采用的教学模式
3.1 练习
计算机提供给学生的是已经见过的材料。基本教学方式是:计算逐个或一批批地向学生提出问题,当学生给出答案后,计算机判断其正确与否,并根据学生回答的情况给予相应的反馈(正确时给予奖励,强化学生的理解与记忆;错误时给予适当的提示与帮助),以促进学生掌握某种知识或技能。由于练习课件涵盖了许多主题及其各种水平,因此,学生既可用它来纠正错误,亦可用它来进一步学习。练习效果的好坏依赖于课件质量的好坏,而练习课件的核心是提问,包括问题的内容、形式、出现的顺序等。好的练习课件应该为强化学生获取的内容进行即时而正确的反馈,同时还能允许学生在遇到已经掌握了的材料时,可以跳过而进入新的学习。
3.2 个别指导
包括教授规则、评估学生的理解和提供应用的环境等。
研究表明,每个学生和教师单独交流的时间每天不足两分钟,一个教师教很多学生时常常无暇顾及个别学生,许多家长为自己的孩子得不到教师的个别指导而担忧,教师也被这一缺陷所困扰。计算机辅助教学软件集中了许多优秀教师的经验,用计算机给出课堂提问,能使学生从反馈信息中及时了解自己对所学知识掌握到什么程度,还能及时解决家庭作业中的困难,纠正练习中出现的错误,较好地解决了这些问题。
3.3 对话与咨询
又称为“苏格拉底”教学模式,允许学生与计算机之间进行比较自由的“谈话”。
3.4 游戏
创造一个带竞争性的学习环境,游戏的内容和过程与教学目标相联系。
课件提供一种富有趣味性和竞争性的教学环境,激发学生的好奇心,提高其学习动机和兴趣,学生才会更加主动地去接受一门知识,笔者在带学生计算机入门的时候,首先练习指法,单调重复的练习过程会让学生很快厌倦,如果以游戏的方式来让学生练习,例如金山打字通里有个警察与小偷的游戏,学生热衷于扮演警察和小偷的角色,飞快地打字,以赢得最后的胜利。CAI寓教于乐的学习方式,让学生开心并很快掌握了学习内容,从而提高学习效率。教育游戏强调教学性。好的教育游戏包括不同的难度水平、多重教育目标、信息的隐藏性和随机性.以及游戏的规则等特点。
3.5 模拟
用计算机模仿真实现象(自然的或人为的现象),并加以控制,如模拟化学或物理实验和飞机、车船驾驶训练等。
模拟能提供类似真实的情景,但却控制着真实情景中的一些有限因素,如危险性、费用、时间、空间。它利用计算机模拟自然科学或者社会科学的某些规律,产生各种与现实世界类似的现象供学生观察,帮助他们认识和理解这些规律和现象,它的思想基础是寻找方法去学习。模拟最显著的优点是能让学生置身于真实情景中,获得深刻的体验,而又能防止真实情景的某些局限。
3.6 问题求解
CAI有两种问题解决类型:最简单的一种是让学生利用计算机作为解决问题的工具,进行计算和方案的比较,以发展学生解决问题的能力;另一类是让学生使用已经制作好的软件包即问题解决课件,或者围绕某一问题进行讨论。让学生以多种途径运用规则和概念,得到问题的解,既要求学生不仅知道问题的正确答案,而且掌握其解答过程。在具体的教学过程中,根据教学内容表达的需要和教学目的的要求,需要在同一课程不同的内容或不同的教学环节中交叉使用这些教学模式。
4 CAI在各学科中的作用
4.1 计算机辅助教学在物理教学中的作用
物理学是以实验为基础的学科,其教学的过程也是以物理现象为基础,学生对物理上一些概念的认识、理解和掌握,必须依靠对物理现象的感知,但是某些物理现象学生不能获得完整的感性材料(如心脏的形态大小,血液的流动,人体的细胞),容易造成感知上的障碍而影响学习。利用计算机辅助教学不仅能模拟各类物理现象,而且还能通过各种手段使复杂的问题简单化,将漫长或瞬间的物理演变过程成为可以控制、有序的演化过程,能把物理内容形象、生动的展示在学生面前,调动学生主动运用多种感官参与媒体的活动。可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知于物理现象,给学生提供思维过程中必须的感受性材料,大大激发了学生的学习兴趣,活跃思维,使学生由知识的接受者转变为知识的主动发现者,探索者,从而降低了教学难度,提高了学习效率。比如在机械波和机械振动采取了多媒体教学,非常形象帮助了学生突破了难点。
4.2 CAI在历史教学中的作用
历史知识的过去性是历史知识一个最显著和最基本的特征,是指历史是一种过去的历程,历史知识的过去性即它的不可重复性。历史过程发生过以后便是事过境迁,过眼烟云,它无法像物理、化学实验那样,再次让我们去经历和体验,但历史学习者又必须尽量全面地去认识它,这是历史学习中的一个困难问题。我们只能凭借前人遗留下来的间接的历史材料来认识历史过程(包括历史遗址、历史文物、文字记载、照片以及实录性的音像材料),但无论如何我们都面临这样一个切实的问题,即前人遗留下来的历史材料是极其珍贵的,而包含各个层次的众多的历史学习者要全面地接触这些材料则是无法想象的。例如半坡遗址系统地反映了原始社会母系氏族公社的生活景象,但要使那么多的历史学习者都能莅临参观是不现实的,这必然造成很多历史学习者对这一历史事物认识的欠缺,对形成准确的历史概念是不利的。但是CAI教学可以利用其多媒体性特征,在一定程度上解决这些问题。例如历史文物或历史遗址可以摄制成录像片或拍成照片,录像片以视频采集的形式转化为AVI数字电影模式的文件,照片也可以扫描成各种图片文件(用数码相机操作则更简单),根据需要进行适当的剪辑。并配以说明性的文字或录音,编制在课件中。目前,在文化市场上有关历史过程实录或历史遗址介绍的VCD碟片也很多,这可以通过视频压缩将其转化成AVI数字电影模式的文件,在保证其客观真实性的前提下,根据需要进行编辑。加之教师的艺术性加工,形成具有系统性的课件。这样学生可以在历史课堂教学中观看到大量的与历史教学内容相关的形象材料,可以最大限度地利用现代化的信息处理技术复原历史形象的原貌,这对于学生形成清晰、准确的历史认识是很有好处的。
4.3 CAI在数学教学中的作用
许多难点的形成是因为涉及的过程、规律比较复杂、抽象,为日常生活所不多见,甚至与日常生活中获得的经验相悖。只用语言和文字这样的描述信息,学生不易接受和理解。计算机辅助教学软件可以发挥计算机的信息处理与图象输出功能,给出生动的动态形象信息来揭示复杂的过程。这就在感觉与思维之间架起了桥。
数学教学内容比较抽象,学生有的很难掌握,有的即使知道结果,却很以说出其中的道理。计算机辅助教学具有形象直观、动态演示等一些其他教学手段无法比拟的功能,形象地呈现事物的现象,具体地表达事物发展的过程,生动地揭示变化的规律,使抽象的知识转化为一定的物质形态,变得形象具体,生动活泼,能有效的突出重点,突破难点。解决由直接感觉到形象思维、直觉思维到抽象思维之间的过度。
当然,CAI 在其他各个学科中都起到了画龙点睛的作用。
5 CAI课件的制作
CAI系统工程核心是课件。由课件设计者根据教学要求用CAI写作工具或计算机语言编制而成。
计算机辅助教学可以集文字、声音、图象、动画数字电影等多种媒体材料于一体,使课件的内容丰富多采,在有限的时间内显现大量的信息,这是传统的历史课堂教学无法比拟的,更重要的是这种富于创造性的多媒体教学课件的功能与历史教学的诸多特征与要求相一致,实现了课堂教学中诸多媒体的系统组合,充分地显示出教师对历史课堂教学的主体设计作用。将教师的教学设计空间引向无限,为教学方法创新提供了条件,并突破了原有的知识教学形式,使学生对历史知识的认知整合更加有序、合理。
常见的课件制作制作有PowerPoint、Authorware、方正奥思、课件大师、几何画板和数理平台等。
6 结语
计算机在教学中的应用本身是个多学科的广泛的研究课题,需要千百万教师的创造性劳动凝聚在一起去推动它。
参考文献
[1]李科梅.信息技术教育课堂模式教学改革[J].中国电化教育,2001,(3).
[2]吴全洲.多媒体课件的教学设计研究[J].桂林师范高等专科学校学报,2005,(4).
[3]项国雄等.多媒体课件设计基础[M].高等教育出版社.2000.7.