計算機輔助教學(xué)及CAI理論基礎(chǔ)課件

單擊此處編輯母版標(biāo)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,第一章 計算機輔助教育概論,第一節(jié)計算機輔助教育的發(fā)展概況,第二節(jié),CBE,研究的綜合性、應(yīng)用方式及技術(shù)發(fā)展,第三節(jié),CBE,的結(jié)構(gòu),第一章計算機輔助教育概論,第一節(jié)計算機輔助教育的發(fā)展概況,計算機輔助教育（,Computer-Based Education,），簡稱,CBE,一,.,傳統(tǒng)教育的弊端,傳統(tǒng)教育是指以“傳授知識”為指導(dǎo)思想的”三中心“論（教師中心、課堂中心、書本中心）的學(xué)校教育。它在信息社會的弊端：首先是學(xué)校教育的有效性。其二是學(xué)校教育的經(jīng)濟性問題。其三是傳統(tǒng)的學(xué)校教育對信息社會的適應(yīng)性問題。,二,.,計算機輔助教育的發(fā)展,計算機輔助教育興起于,20,世紀(jì),50,年代末期，是在斯金納的程序教育機器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。,1958,年，美國,IBM,公司的沃斯頓研究中心設(shè)計了第一個計算機教學(xué)系統(tǒng)。,1960,年，伊里諾斯大學(xué)烏班那分校開始籌劃一個叫,PLATO,的教學(xué)系統(tǒng)。,1963,年，美國斯坦福大學(xué)開始研究計算機輔助教學(xué)（,CAI,）。,第一章計算機輔助教育概論,第二節(jié),CBE,研究的綜合性、應(yīng)用方式及技術(shù)發(fā)展,一,.CBE,研究的綜合性,CBE,研究涉及教育學(xué)、心理學(xué)理論及信息論、控制論、系統(tǒng)論、人工智能化問題、哲學(xué)問題、計算機技術(shù)。,二,.CBE,的應(yīng)用方式,計算機在教育中的應(yīng)用主要有三個方面：科學(xué)研究、教育行政管理和計算機輔助教學(xué)。,計算機輔助教育主要有兩種方式：計算機輔助教學(xué)（,Computer-Assisted Instruction,，簡稱,CAI,）。,1.CAI,CAI,的輔助對象是學(xué)生，是由機器向?qū)W生提供教學(xué)資料和各種問題，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，以改進教學(xué)方法，改善學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。,2.CMI,CMI,的輔助對象是教師，它用來幫助教師控制和管理教學(xué)環(huán)境，指導(dǎo)教學(xué)過程。,第一章計算機輔助教育概論,第二節(jié),CBE,研究的綜合性、應(yīng)用方式及技術(shù)發(fā)展,CBE,CBE,CMI,CAI,CBE與CMI、CAI的關(guān)系圖,第一章計算機輔助教育概論,第二節(jié),CBE,研究的綜合性、應(yīng)用方式及技術(shù)發(fā)展,三,.CBE,的技術(shù)發(fā)展,1.CBE,課件將由”程序式”或“幀面式”向“生成式”發(fā)展,2.CBE,的硬件將以多媒體為主,3.,以網(wǎng)絡(luò)為中心的遠程多媒體,CAI,是,CBE,發(fā)展的主流,計算機教育網(wǎng)絡(luò)包括下列部分：,（,1,）現(xiàn)代計算機通信網(wǎng)絡(luò),（,2,）計算機輔助教學(xué)網(wǎng)絡(luò),（,3,）學(xué)習(xí)資料庫網(wǎng)絡(luò),（,4,）教育家與教師網(wǎng)絡(luò),（,5,）學(xué)習(xí)伙伴網(wǎng)絡(luò),第一章計算機輔助教育概論,第三節(jié),CBE,的結(jié)構(gòu),CBE,包括硬件、軟件和課件三部分。,一,.CBE,系統(tǒng)的硬件,1.,多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的硬件組成,2.,多媒體綜合教室的硬件組成,二,.CBE,系統(tǒng)的軟件和課件,CBE,系統(tǒng)的軟件由四部分組成：系統(tǒng)軟件（包括操作系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)管理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、程序設(shè)計語言等）、課件寫作系統(tǒng)、學(xué)習(xí)管理程序、課程軟件（即課件）。,第二章計算機輔助教學(xué),第一節(jié)計算機輔助教學(xué)及其構(gòu)成,一,.,計算機輔助教學(xué)的實質(zhì),計算機輔助教學(xué)的實質(zhì)是以計算機的各種特征和功能對教育信息進行傳遞和處理，從而達到輔助教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。,二,.CAI,的基本過程,1.,選擇題目,2.,計算機呈現(xiàn)資料,3.,學(xué)生接受教學(xué)信息,4.,計算機提問,5.,學(xué)生作出反應(yīng),6.,計算機評價與反饋,7.,學(xué)生接受反饋信息,8.,計算機作出教學(xué)決策,第二章計算機輔助教學(xué),第一節(jié)計算機輔助教學(xué)及其構(gòu)成,CAI中學(xué)生與計算機之間的交互活動,呈現(xiàn)序言,呈現(xiàn)教材資料,提問,評價與反饋,教學(xué)決策,選擇科目,接受教學(xué)信息,作出反應(yīng),接受反饋信息,結(jié)束,計算機,學(xué)生,第二章計算機輔助教學(xué),第一節(jié)計算機輔助教學(xué)及其構(gòu)成,三,.CAI,的特點,1.,集成性,2.,交互性,3.,個別性,4.,直觀性,5.,非線性,三,.CAI,系統(tǒng)的組成,CAI,系統(tǒng)是一個由計算機、學(xué)生、課件作者和教師（有時教師兼課件作者）構(gòu)成的人機系統(tǒng)，由硬件、軟件兩部分組成。,（一）,CAI,系統(tǒng)的硬件,主要包括主機、視頻輸入設(shè)備、音頻輸入設(shè)備、視音頻輸出設(shè)備、功能卡、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、交互界面設(shè)備。,（二）,CAI,系統(tǒng)的軟件,CAI,系統(tǒng)中的軟件主要包括監(jiān)控程序、,CAI,語言和課件三大類，此外還有一些,CAI,支持程序和實用程序。,第二章計算機輔助教學(xué),第二節(jié),CAI,的學(xué)習(xí)理論及其發(fā)展,一,.,早期的,CAI,理論,行為主義理論,1.,行為主義理論的基本觀點,2.,行為主義理論在教學(xué)上的應(yīng)用,（,1,）基本過程,（,2,）教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)原則：接近性原則、重復(fù)性原則、反饋和強化原則,（,3,）程序教學(xué),第二章計算機輔助教學(xué),第二節(jié),CAI,的學(xué)習(xí)理論及其發(fā)展,二,.,認(rèn)知心理學(xué)理論和其他理論在,CAI,中的應(yīng)用,（一）基本理論觀點,（二）有關(guān)概念,1.,認(rèn)知結(jié)構(gòu),2.,學(xué)習(xí)的劃分,（,1,）根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可把學(xué)習(xí)分為機械學(xué)習(xí)和有意義學(xué)習(xí)。,（,2,）根據(jù)學(xué)生進行學(xué)習(xí)的方式，可把學(xué)習(xí)分為接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。,3.,同化、順應(yīng),4.,有意義學(xué)習(xí)的條件,（三）認(rèn)知心理學(xué)理論在教學(xué)中的應(yīng)用,1.,教學(xué)目的,2.,過程,（四）教學(xué)原則,第二章計算機輔助教學(xué),第三節(jié),CAI,的功能模式,一,.,訓(xùn)練與練習(xí),1.,基本模式,訓(xùn)練與練習(xí)模式的基本做法是：計算機提問，學(xué)生問答。,2.,訓(xùn)練與練習(xí)模式設(shè)計的基本要求,（,1,）目標(biāo)、意圖明確,（,2,）應(yīng)用適當(dāng)?shù)慕逃龑W(xué)與學(xué)習(xí)心理學(xué)理論,（,3,）內(nèi)容具有科學(xué)性,（,4,）良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),（,5,）適當(dāng)?shù)厥褂脠D形、聲響和色彩,第二章計算機輔助教學(xué),第三節(jié),CAI,的功能模式,二,.,個別指導(dǎo),1.,基本過程,2.,設(shè)計要求（交互性和適應(yīng)性）,3.,應(yīng)注意的問題,（,1,）確定個別指導(dǎo)型課件的范圍。,（,2,）把握個別指導(dǎo)的作用。,（,3,）課件的選用與課堂教學(xué)的協(xié)調(diào)。,三,.,對話,四,.,模擬,五,.,游戲,六,.,問題求解,七,.,測驗,第三章有關(guān),CAI,課件的基本理論,第一節(jié),CAI,課件的定義,一,.CAI,課件的定義,CAI,課件是一種根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的，表現(xiàn)特定教學(xué)內(nèi)容，反映一定教學(xué)策略，具備一定教學(xué)功能的計算機輔助教學(xué)的教學(xué)軟件。,二,.CAI,課件的組成內(nèi)容,1.,向?qū)W習(xí)者提供的各種教學(xué)信息；,2.,用于對學(xué)習(xí)過程進行診斷、評價、處置和學(xué)習(xí)引導(dǎo)的各種信息和信息處理方式；,3.,為了提高學(xué)習(xí)積極性、制造學(xué)習(xí)動機、用于強化學(xué)習(xí)刺激的學(xué)習(xí)評價信息；,4.,用于更新學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程控制的教學(xué)策略和學(xué)習(xí)過程的控制方法。,第三章有關(guān),CAI,課件的基本理論,第三節(jié),CAI,課件的分類,按照,CAI,課件的制作水平和教育信息的產(chǎn)生、儲存方式的不同，課件可分為框面型、自動生成型、數(shù)據(jù)庫型、人工智能型等四種不同的類型。,一,.,框面型課件,特點：反映了,CAI,學(xué)習(xí)過程的基本特點，課件的制作比較簡單，學(xué)習(xí)的自由度受到一定的限制，課件設(shè)計比較繁瑣。,二,.,自動生成型課件,特點：教學(xué)程序的構(gòu)成比較簡練，課件內(nèi)存占用量大大縮小，給課件的設(shè)計、制作和使用帶來了很大的方便。缺點是課件學(xué)習(xí)后在多大程度上達到了教學(xué)目標(biāo)的要求不易判斷。,三,.,數(shù)據(jù)庫型課件,主要優(yōu)點是具有豐富的教學(xué)信息，主要問題是要建立內(nèi)容豐富的教材庫。,四,.,人工智能型課件,第四章,CAI,課件的開發(fā),第一節(jié),CAI,課件開發(fā)的一般過程,課件系統(tǒng)設(shè)計過程可分為課題定義、教學(xué)設(shè)計、課件設(shè)計和測試評價等幾個步驟。,一,.,課題定義,通常包括以下內(nèi)容：課題名稱、制作目的、使用對象、主要內(nèi)容、組成部分。,二,.,教學(xué)設(shè)計,主要包括以下內(nèi)容和環(huán)節(jié)：教學(xué)需求分析、教學(xué)邏輯設(shè)計、文字腳本的編輯。,三,.,課件設(shè)計,主要包括以下內(nèi)容和環(huán)節(jié)：制作腳本的設(shè)計、程序設(shè)計及軟件編輯。,四,.,測試評論,主要包括以下環(huán)節(jié)和內(nèi)容：試運行、修改、評價、形成課件,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,一,.,教學(xué)需求分析,1.,確定課件的目標(biāo),2.,教學(xué)內(nèi)容的選擇,3.,使用課件的對象,4.,課件運行的環(huán)境,二,.,教學(xué)邏輯設(shè)計,教學(xué)邏輯設(shè)計主要解決教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)流程或?qū)W習(xí)流程的問題。,1.,教學(xué)目標(biāo)的邏輯分析方法,（,1,）教學(xué)目標(biāo)的形成關(guān)系,一定的目標(biāo)行為往往由若干種直接的基礎(chǔ)行為的形成作為前提條件，它們之間所具有的關(guān)系為形成關(guān)系。（如下圖所示）,第四章,CAI,課件的開發(fā),設(shè)目標(biāo),B,和目標(biāo),C,是目標(biāo),A,的直接基礎(chǔ)行為，在目標(biāo),B,和目標(biāo),C,形成前，目標(biāo),A,是不可能實現(xiàn)的，因此稱目標(biāo),B,和目標(biāo),C,為目標(biāo),A,的低級目標(biāo)，目標(biāo),A,是目標(biāo),B,和目標(biāo),C,的高級目標(biāo)，目標(biāo),B,和目標(biāo),C,與目標(biāo),A,間所具有的關(guān)系為形成關(guān)系。,A,B,C,目標(biāo)的形成關(guān)系,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,將實現(xiàn)某一目標(biāo)的各級目標(biāo)及其形成關(guān)系確定后，可以將這種關(guān)系以下圖所示的形成關(guān)系圖予以表示。,G,G4,G3,G2,G1,2,4,5,1,6,3,R,R：前提行為,G：目標(biāo),高,低,形成關(guān)系圖,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,（,2,）邏輯分析法,以邏輯分析的方法決定實現(xiàn)給定目標(biāo)的形成關(guān)系，并以形成關(guān)系圖的形式給出各級目標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)，這種方法稱為目標(biāo)邏輯分析法。,邏輯分析方法的實質(zhì)是通過對目標(biāo)行為或教材的分析，尋找各種要素、項目或內(nèi)容間的邏輯層次關(guān)系，并根據(jù)這種關(guān)系對教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)序列化。,其主要缺點是在邏輯分析中往往忽略了教學(xué)對象學(xué)習(xí)者的心理活動過程。,（,3,）決定教學(xué)序列,目標(biāo)分析的最終目的在于決定達到給定目標(biāo)的教學(xué)序列。教學(xué)序列是教學(xué)項目在時間軸上展開的一維序列。,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,2.,教學(xué)目標(biāo)分析,目標(biāo)分析要求以分析的方法求出實現(xiàn)給定目標(biāo)的各種不同水平的低級目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上作出相應(yīng)的目標(biāo)形成關(guān)系圖。,（,1,）制定教學(xué)目標(biāo),教學(xué)目標(biāo)應(yīng)按目標(biāo)分類的方法制定，包含兩種不同水平的目標(biāo)高級目標(biāo)和低級目標(biāo)。制定從高級向低級方向進行。制定時應(yīng)注意：,目標(biāo)的妥當(dāng)性。,目標(biāo)的明了性。,（,2,）目標(biāo)細分化,目標(biāo)分析的基本工作是目標(biāo)的細分化、系列化。通過尋求與各級目標(biāo)有形成關(guān)系的低級目標(biāo)，求得指定課題的目標(biāo)層次結(jié)構(gòu)。,從給定的教學(xué)目標(biāo)求得相應(yīng)低級目標(biāo)的基本方法是課題分析法和教材分析法。,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,3.,目標(biāo)層次關(guān)系的確定目標(biāo)矩陣,目標(biāo)矩陣可以給出各低級目標(biāo)按水平的分類和指定課題的目標(biāo)層次關(guān)系和形成關(guān)系。,（,1,）制定教學(xué)目標(biāo),（,2,）直接低級目標(biāo),直接低級目標(biāo)是一種為實現(xiàn)某種目標(biāo)的具有直接意義的低級目標(biāo)。,（,3,）目標(biāo)矩陣,（,4,）按目標(biāo)水平分類,（,5,）形成關(guān)系圖,第四章,CAI,課件的開發(fā),第二節(jié)教學(xué)設(shè)計過程分析,三,.,文字腳本的編輯,文字腳本是關(guān)于教學(xué)軟件“教什么”、“如何教”和“學(xué)什么”、“如何學(xué)”的文字描述，包括教學(xué)目標(biāo)的分析、教學(xué)內(nèi)容和知識點的確定與分類、學(xué)習(xí)者特征的分析、學(xué)習(xí)模式選擇、學(xué)習(xí)環(huán)境與情景創(chuàng)設(shè)、教學(xué)策略的制定以及媒體的選擇與設(shè)計等。,第四章,CAI,課件的開發(fā),第三節(jié)課件設(shè)計,腳本是計算機輔助教學(xué)或輔助學(xué)習(xí)軟件設(shè)計與實現(xiàn)的依據(jù)，包括文字腳本和制作腳本兩部分。,制作腳本是在文字腳本的基礎(chǔ)上，依據(jù)先進的教育科學(xué)理論和教學(xué)設(shè)計思想，將文字腳本改編成適于計算機表現(xiàn)的形式，完成交互界面的設(shè)計和媒體表現(xiàn)方式的設(shè)計。,一,.,制作腳本的內(nèi)容,1.,注明計算機飛屏幕上要顯示的內(nèi)容，包括文字、圖形、動畫、圖像和影像等。,2.,音響系統(tǒng)中所發(fā)出的聲音，包括聲音文件的文件名、聲音文件的內(nèi)容、文件輸出順序及其控制方式等。,3.,計算機屏幕上所有信息的輸出順序、在屏幕上的位置以及輸出和轉(zhuǎn)換的控制等。,二,.,制作腳本的一般格式,三,.,制作腳本實例,第四章,CAI,課件的開發(fā),第四節(jié)課件的測試及評價,一,.,課件的評價,課件的