計算機輔助教育-山東科技大學

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,計算機輔助教育,張琴珠 編制,學習資源,1.基本文字教材張琴珠，計算機輔助教育，高等教育出版社2003年版,2.參考文字教材何克抗，計算機輔助教育，高等教育出版社，1997。,李克東，教育技術學研究方法北京師范大學出版社，2003。,祝智庭，現(xiàn)代教育技術，教育科學出版社2002年版,3.專業(yè)雜志中國電化教育、電化教育研究、開放教育,中國遠程教育,4.相關網站：http:/（中國人工智能學會計算機輔助教育專業(yè)委員會網站）http:/（中國教育技術網站）http:/（中國中小學教育教學網）http:/（中國中小

2、學信息技術教育網）,課程簡介,本課程系統(tǒng)地介紹了計算機輔助教育研究的理論、方法、環(huán)境和手段。著重闡述了在計算機輔助教學環(huán)境中適合不同對象學習的各種教學模式和教學策略、課件設計與制作的方法、教學信息數(shù)據庫及其管理、以及計算機輔助教學中的教學法研究、教育管理和教育評價。,在本課程的教學過程中還會給出一些完整性好的和不好的教學軟件案例。學習者可以評議其中的教學設計和制作方法，取長補短，提高自己制作教學軟件的興趣和能力。,本課程所述內容，僅僅是到目前為止的研究狀況。因此，本課程提倡學習者在學習本課程有關內容的時候，還可以追蹤最新的計算機輔助教育的發(fā)展動態(tài)，將歷史發(fā)展和現(xiàn)實研究結合起來，尋找自己研發(fā)的著

3、手點。,課程要求,本課程主要介紹計算機在教育中的應用。重點介紹計算機輔助教學和計算機管理教學，同時也介紹計算機教育應用中的新技術和新發(fā)展。,通過本課程的學習，學習者對計算機輔助教育有一個比較全面的了解。掌握基本的概念與理論。,了解本領域研究和應用的最新發(fā)展，對于愿意加入計算機輔助教育研究行列者，幫助其開拓視野，找到一個研究的高起點。,掌握計算機輔助教學軟件制作的基本方法。,計算機輔助教育,概況,計算機輔助教學,系統(tǒng),計算機輔助教學,軟件設計,計算機,管理教學,計算機,輔助教學軟件,的開發(fā)和實現(xiàn),計算機輔助教育,評價,結束,本課程學習內容結構,課程安排,第1章 計算機輔助教育概況 4學時,第2章

4、 計算機輔助教學的模式和策略 6學時,第3章 計算機輔助教學的課件設計和制作 6學時,第4章 課件制作的一般工具 4學時,第5章 網絡課程的設計與制作 6學時,第6章 計算機輔助教學中的教學法 6學時,第7章 計算機輔助教育管理 4學時,第8章 計算機輔助教學中的數(shù)據庫及其管理 6學時,第9章 計算機輔助教育的評價 4學時,機動 2學時,計算機輔助教育理論(,CBE),多媒體課件、網絡課程分析,成績評定辦法,閉卷考試 (CBE理論),課件、課程設計方案等作業(yè)的提交,課堂表現(xiàn),第一章 計算機輔助教育概況,主要介紹計算機輔助教育發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和趨勢，以及計算機輔助教育能夠促進教育變革的各個方面。

5、,一、信息時代中的教育,二、計算機輔助教育發(fā)展歷史,三、計算機輔助教育的內容,四、計算機輔助教育與教育改革,1,.,科學計算,最早最重要的應用領域，可以進行十分龐大和極其復雜的用人力或其它計算工具無法解決的計算。在這類計算中，計算的系數(shù)、常數(shù)和條件比較多，具有計算量大、計算過程繁雜和計算精度要求高的特點。,廣泛應用于軍事技術、航天、航空技術以及其它尖端學科和,工程設計方面 的計算。,如,：,數(shù)學中的推理論證、建筑結構力,學分析、天體運行規(guī)律研究。,目前，在整個計算機的應用中，從事計算的比重已不足10%。,一、信息時代中的教育,（一）計算機的主要應用領域,2,.,數(shù)據處理,數(shù)據處理泛指對非科技工

6、程方面的所有計算、管理和操縱任何,形式的數(shù)據資料的處理。也就是對數(shù)字、字符、圖形、圖像、,音頻、視頻等非數(shù)值數(shù)據的處理。,數(shù)據處理的特點是：存儲數(shù)據所需要的存儲空間遠遠大于操縱,數(shù)據的程序所需要的空間。,提高了行政部門的辦公效率和領導部門的決策水平。,目前，有80%的機時用于非數(shù)值數(shù)據處理。,廣泛應用于信息管理系統(tǒng)（人事、倉庫、財務、生產、銀行等）,和辦公自動化管理系統(tǒng)（行政、經濟）。,3.,實時控制,指不需要人工干預,對事務的實時控制或過程控制。,特點是利用以計算機為核心的控制系統(tǒng),可以自動接收、采集 生產或控制過程的各種物理參數(shù),自動進行計算、校驗，然后 對生產或控制過程自動地進行適當?shù)恼{

7、節(jié)。,應用于現(xiàn)代工廠的生產過程的自動化控制及在軍事領域、航 天、航空領域的操作控制。,如,：,化工廠控制,配料,溫度,閥門,開關。,煉鋼廠對,加料,爐溫,的控制,。,4,.,計算機輔助系統(tǒng),計算機,輔助設計,（,CAD,）,參數(shù)設計,手冊功能,繪圖功能,（1）,數(shù)控機床,數(shù)控加工中心,計算機,輔助制造,（,CAM,）,（2）,計算機的輔助設計、輔助制造和集成,制造是21世紀制造業(yè)的主要生產模式。,具有勞動強度低、生產效率高、制造,周期短等特點。,將計算機技術用于教育之中，可以采用大量的圖形、聲音等處理手段，圖文拼茂，提高了學習興趣。而且教學的最終發(fā)展方向是多媒體、智能化的網上教學。,計算機輔助

8、教育,（,C B E,）,計算機輔助教學,（,C A I,）,計算機教學管理,（,C M I,）,（4）,集成制造系統(tǒng),（,）,設計,制造,管理,（3）,5,.,人工智能,是將人腦進行的演繹推理的思維過程、規(guī)則和采取的策略、技巧,等編制成程序，在計算機中存儲一些公理和規(guī)則，然后讓計算機,自動求解。也就是讓計算機模擬人的智能視覺、聽覺、行走,和大腦指揮等方面。,應用于推理（下棋和游戲）、機器人、專家系統(tǒng)、模擬識別、智,能檢索、自然語言處理（語音識別）、機器翻譯、定理證明等。,使儀器、儀表智能化，可大大提高它們的精確度和自動化程度及,工作效率。,用計算機程序代替實物模型做模擬試驗。也稱為虛擬現(xiàn)實。

9、這是,21世紀最有前景的新技術之一。,6,.,數(shù)據庫應用,是計算機應用的基本內容之一。,任一發(fā)達國家，從國民經濟信息系統(tǒng)和跨國科技情報網到,個人的親友通信、銀行儲蓄帳及辦公自動化與生產自動化，,均離不開數(shù)據庫的支持。,7,.,網絡應用,使一個地區(qū)、一個國家、甚至在世界范圍內的計算機與計算,機之間軟、硬件資源共享。是通信技術與計算機技術相結合,的產物。,可以大大促進地區(qū)間、國際間通信與各種信息的傳輸與處理。,改變了人的時空概念，使人之間的關系 變得更加密切。,上網,：,瀏覽、檢索信息，下載文件，實現(xiàn)全方位、全天候,的資源共享。,收、發(fā)電子郵件。,閱讀電子報紙、小說，看各種體育比賽，聽音樂會。,進

10、行網上購物。,發(fā)表自己的觀點，宣傳發(fā)明和產品。,遠程會診，可視電話。,信息時代的三大矛盾,1.知識迅速更新，怎么解決知識迅速更新與學生有限的學習時間的矛盾。,2.人才需求的多元化和可變性，培養(yǎng)的人才如何去適應這個需求。,3.要求接受教育培訓的人員激增，如何克服由此而來的從教人員不足的問題。,（二）信息時代中的教育現(xiàn)狀,計算機的引進所提供的教育新環(huán)境,1.提供高效而又適應個別化教育的教學手段。,2.開拓新的教育方式。,二、,計算機輔助教育的發(fā)展,促進發(fā)展的兩大因素,發(fā)展的三個階段,現(xiàn)階段的發(fā)展情況,發(fā)展趨勢,1.硬件的發(fā)展和普及,2.交叉學科的融入,研究試驗階段、普及應用階段和綜合發(fā)展階段,（二

11、）發(fā)展的三個階段,1.,研究試驗階段,（二十世紀50年代末70年代末）,主要進行各種類型的計算機輔助教育系統(tǒng)的研究和試用，探索各種可能的應用模式，對效果和作用進行測量與評價，并且進行了理論上的探討。,2.普及應用階段（二十世紀70年代末 80年代末）,這一階段最大的特點是微型計算機的出現(xiàn)并迅速發(fā)展和廣泛應用。微機的價廉、體積小、功耗低、可靠性高和對工作環(huán)境的要求不高等優(yōu)勢，使微機迅速在教育應用上顯示出它的價值。,3.綜合發(fā)展階段（二十世紀80年代末),這一階段交叉學科以及各種新技術的引入，計算機輔助教育開始擺脫程序教學的單一模式，進入到綜合性網絡化教育的發(fā)展階段。,（三）發(fā)展現(xiàn)狀,A 計算機多

12、媒體技術、人工智能技術、視聽數(shù)字化技術和網絡通信技術有了突飛猛進的發(fā)展，使計算機輔助教育系統(tǒng)的研制向多媒體環(huán)境和超文本信息組織的方向發(fā)展，可稱謂超媒體的新型教育技術.,專用術語的發(fā)展,CAL(Computer-Assisted Learning),計算機輔助學習,CAT(Computer-Assisted Training),計算機輔助訓練,B 網絡通信技術發(fā)展彌補了個別化學習的不足，提供了合作學習的可能，同時網絡通信又提供了遠程教育的條件.,C 人工智能技術、軟件工程方法、面向對象的程序設計方法等新技術大大促進和提高教學軟件生產的質量和效率。,D 建構主義學習理論指導將教學由教師的“教”的過

13、程過渡到學生自己“學”的學習過程。,CSCL(Computer-Supported Cooperation/Collaborative Learning),計算機支持的合作學習，強調利用計算機促進學生之間的互動作用。,E-Learning,電子化學習,Blended Learning,混合學習,原意指在傳統(tǒng)的課堂教學中，除了應用各種基于教師的學習形式如會議、實驗室、書籍等以外還結合其他多種學習方式如運用視聽媒體的學習方式與運用粉筆黑板的傳統(tǒng)學習方式相結合；計算機輔助學習方式與傳統(tǒng)學習方式相結合；自主學習方式與協(xié)作學習方式相結合等。,（四）計算機輔助教育發(fā)展趨勢,虛擬教學研究,目的是盡可能避免學

14、習者在計算機輔助教學中有機械化教學活動的感覺，提高人性化程度。,一般來說虛擬教學環(huán)境應具有下列功能：,虛擬教師、虛擬討論、虛擬實驗、虛擬演播室、虛擬圖書館、虛擬考場、虛擬管理部門、學習者申請注冊、為學習者制定學習計劃、教師授課、學習者的學習、學習評價,2.視頻點播研究及其應用,(1)下載后播放，特點：,交互性不足；,缺乏其他媒體；,無視頻內容索引；,個性化設計弱。,（2）視頻流播放：邊下載邊播放,典型工具軟件：RealSystem,3.網絡合作學習研究,發(fā)展趨勢分析,:,從程序教學,智能教學,從單純個別化 協(xié)作式,從行為主義 認知學習,從被動接收 主動探索,教師中心 學生中心,單一文本多媒體,

15、單機網絡(本地到遠程),導師伙伴,它是一門新興的學科，研究計算機在教育領域中的應用，包括所有以計算機為主要媒介進行的教育活動。目的是應用先進的計算機技術來改革教與學的過程，提高教學質量和效益，全面提高學生素質，促進教育現(xiàn)代化的發(fā)展。,CBE包括兩個重要分支：計算機輔助教學(Computer-Assisted Instruction,CAI)和計算機管理教學（Computer-Managed Instruction,CMI）。,三、計算機輔助教育的內容,1.計算機輔助教育Computer-Based Education,簡稱CBE,2.計算機輔助教育術語,計算機輔助教學：定義,指用計算機幫助或代

16、替教師執(zhí)行部分教學任務，向學生傳授知識和提供技能訓練，直接為學生服務。,相關概念:,課件（Courseware),：用于執(zhí)行教學任務的計算機程序稱為教學軟件或課程軟件，簡稱課件。,計算機輔助訓練,(,CAT，Computer-Assisted Training),：用于職業(yè)培訓的計算機輔助教學，學習目標明確，偏重于操作能力和應變能力的培養(yǎng)和訓練。,計算機輔助學習,(,CAL，Computer-Assisted Learning),:同于計算機輔助教學，更加強學生的自我學習。,計算機管理教學:,指計算機在學校管理中的各項應用。,提供較低的教育成本,創(chuàng)造比較好的教學環(huán)境,提供豐富的教學模式,3.計算機輔助教育的意義,四、計算機輔助教育與教育改革,信息社會對于教育的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)內容和培養(yǎng)方法都有新的要求.廣義來說，培養(yǎng)目標是德智體全面發(fā)展，具有高度創(chuàng)新能力和信息能力的新型人才。培養(yǎng)內容側重于使學生學會學習的方法，具有獲得知識和更新知識的能力。培養(yǎng)方法靈活多樣，能夠適合各學科滿足終身教育、全民教育的需求。,1,.,信息技術與教育變革,2.計算機輔助教育與學生教育,3.計算機輔助教育與教師教育