職業(yè)教育論文-國外計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展及趨勢初探.doc

職業(yè)教育論文-國外計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展及趨勢初探1946年，第一臺電子計算機(jī)ENIAC問世：1977年，第一臺微型計算機(jī)(Microcomputer)問世，人類從此進(jìn)入了一個比19世紀(jì)工業(yè)革命更為偉大的時代信息時代。今天，計算機(jī)正在對工業(yè)化社會的方方面面不斷擴(kuò)大其影響，作為人類社會活動主要組成部分的教育也不例外。在此之前，電子革命對教學(xué)的影響大多限于研究領(lǐng)域，或直接涉及計算機(jī)（如計算機(jī)科學(xué)）的高等教育領(lǐng)域。從70年代中期起，計算機(jī)真正開始對教育直接發(fā)生巨大影響，計算機(jī)技術(shù)開始與教育相結(jié)合：計算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)、計算機(jī)輔助學(xué)習(xí)(CAL)、計算機(jī)管理教學(xué)(CMI)、計算機(jī)輔助教育管理(CAEM)、教育信息處理、教育信息數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)教育、教學(xué)咨詢等計算機(jī)在教育中的各種應(yīng)用蓬勃發(fā)展。在計算機(jī)的這些應(yīng)用之中，又以計算機(jī)輔助教學(xué)在教育中的涉及面最廣，影響也最大，而且發(fā)展也最為成熟。它的興起和發(fā)展，已經(jīng)給傳統(tǒng)的教育思想、教育理論、教育方法、教育技術(shù)和教師的職能與素質(zhì)帶來了新的變革與發(fā)展。為能更好地了解這一教育領(lǐng)域中的新興事物，有必要先澄清一些概念和說法，比如什么是計算機(jī)輔助教學(xué)？計算機(jī)輔助教學(xué)和計算機(jī)教育有什么區(qū)別和聯(lián)系？計算機(jī)輔助教學(xué)本身又有哪些形式和特點等等。計算機(jī)在教育中應(yīng)用的飛速發(fā)展，導(dǎo)致了術(shù)語的使用混亂不堪。不同的人使用“計算機(jī)輔助教學(xué)(Computerassistedinstruction:CAI)這一術(shù)語來表示不同的概念，盡管它們都和應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行教學(xué)有關(guān)，但還是應(yīng)該給出一個比較精確的定義。首先必須明白，本文所要介紹的是計算機(jī)輔助教學(xué)，而不是研究計算機(jī)。但僅靠這樣一個區(qū)分是遠(yuǎn)近不夠的，因為要把計算機(jī)作為對象來學(xué)習(xí)，就需要計算機(jī)的幫助。另外，在依靠計算機(jī)輔助學(xué)習(xí)別的學(xué)科時，不可避免地也會學(xué)到計算機(jī)本身的重要內(nèi)容，同時必須弄清，借助計算機(jī)來教學(xué)，教學(xué)的主要內(nèi)容或終極目標(biāo)并不是計算機(jī)本身。在一切應(yīng)用計算機(jī)輔助教學(xué)的領(lǐng)域中，應(yīng)當(dāng)把計算機(jī)管理學(xué)習(xí)，如輔助評估、安排程序、管理檔案、提出報告等，以及對各行各業(yè)人員計算機(jī)知識的培訓(xùn)和在教學(xué)過程中運用計算機(jī)的深入探討區(qū)別開來。因此，可以對計算機(jī)輔助教學(xué)這樣定義：在教學(xué)活動中，利用計算機(jī)及技術(shù)傳導(dǎo)教學(xué)過程中的信息，達(dá)到教育目的，完成教學(xué)任務(wù)這些被傳導(dǎo)的信息可能是學(xué)習(xí)者必須吸收的實際信息（主要是教學(xué)內(nèi)容），從計算機(jī)流向?qū)W習(xí)者，或者是有關(guān)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的反饋，或者是學(xué)習(xí)者正在使用的模式的有關(guān)信息，或者是學(xué)習(xí)者與其教師之間的信息交流。1這樣一個相對精確的定義就有可能為較詳細(xì)地研究計算機(jī)輔助教學(xué)提供了一個概念性的結(jié)構(gòu)。教學(xué)過程，是一個典型的依靠各種媒介傳導(dǎo)信息和幫助學(xué)習(xí)者對日益增長的知識進(jìn)行條理化的過程。計算機(jī)作為一種新的教學(xué)媒介物，其主要優(yōu)點是處理信息的能力既快又準(zhǔn)。那套用以控制信息的程序(Programme)可能相當(dāng)復(fù)雜，然而其處理信息卻如此神速，幾乎是瞬時即現(xiàn)。這使得計算機(jī)能夠接受學(xué)習(xí)者的種種應(yīng)答，并按照教師或?qū)W習(xí)者的指令進(jìn)行工作，同時，計算機(jī)還可以提供文字和圖像信息，以及其它形象、生動的形式。此外，計算機(jī)還可控制和調(diào)節(jié)來自其他裝置輸入的信息，例如幻燈投影儀和錄像機(jī)等。另外，更重要的一點是計算機(jī)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，通過一個結(jié)構(gòu)裝置進(jìn)行下一個更復(fù)雜的課程計劃，這就使得計算機(jī)能適應(yīng)學(xué)習(xí)者的要求，幫助他們解決困難，取得學(xué)習(xí)的進(jìn)步。計算機(jī)輔助教學(xué)有許多模式，實際上這些模式又有些重復(fù)，而且它們常常是被結(jié)合使用的：1.操練。這是最簡單的一種CAI形式：使用計算機(jī)提供給學(xué)習(xí)者一系列的練習(xí)（事先由教師或其他人員設(shè)計、編制），要求他們回答。計算機(jī)按照程序進(jìn)行應(yīng)答處理，以決定它是否“正確”，同時并提供給學(xué)習(xí)者一個信息反饋。計算機(jī)輔助教學(xué)按照學(xué)習(xí)者的控制，提供一個不重復(fù)的循環(huán)操作手段。學(xué)習(xí)者可以按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程來安排各種練習(xí)，隨著答題的正確率和速度的提高，練習(xí)可加大難度；相反，如果出錯太多，練習(xí)可降低難度。2.輔導(dǎo)。正如前面介紹的操練那樣，計算機(jī)不僅可用來顯示學(xué)習(xí)信息，還可用于決定如何開始著手學(xué)習(xí)單元教材。為了編制CAI課件，教師們（或程序設(shè)計者）必須設(shè)計在不同情況下可與學(xué)習(xí)者進(jìn)行對話的材料，同時還要考慮選定如何適合學(xué)習(xí)進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)。然后將這些規(guī)則編入計算機(jī)程序中，使計算機(jī)能模擬一個真正的輔導(dǎo)教師（即人工智能技術(shù)）。某些課題的內(nèi)容表明，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)步驟一致，那么這種學(xué)習(xí)模式可能就是一種有效的學(xué)習(xí)方法。3.模擬：學(xué)習(xí)的另一個側(cè)面涉及到現(xiàn)場實習(xí)或?qū)嵉赜^察。目前，教育和訓(xùn)練中依靠計算機(jī)設(shè)計、創(chuàng)造了不少的模擬方法，在學(xué)生不可能親臨現(xiàn)場實習(xí)時給他們提供逼真的經(jīng)歷。模擬教學(xué)可由實驗室系統(tǒng)支持（造價比較昂貴）。也可能主要采用書面材料（但不夠直觀，效果不理想）。與其他設(shè)備和媒介相比，CAI模擬的優(yōu)越性是計算機(jī)的控制靈活機(jī)動。在模擬的過程中，計算機(jī)同時還斡旋于學(xué)生與仿真系統(tǒng)之間，讓學(xué)生進(jìn)入角色，有身臨其境的感受，這時候就有點像玩仿真的電子游戲了，有一套游戲規(guī)則，還有裁判。必要時，計算機(jī)還能提供輔導(dǎo)。隨著世界計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)和教育思想、教育理論的進(jìn)一步現(xiàn)代化，教育領(lǐng)域中引入計算機(jī)技術(shù)并廣泛運用于教育的各個方面已成必趨勢。發(fā)達(dá)國家也開始把計算機(jī)輔助教學(xué)已初具規(guī)模，并日臻完善；發(fā)展中國家和不發(fā)達(dá)國家也開始把計算機(jī)輔助教學(xué)作為本國教育現(xiàn)代化的努力方向和奮斗目標(biāo)，可以預(yù)見，傳統(tǒng)教育的格局很可能會因為計算機(jī)輔助教學(xué)等技術(shù)的發(fā)展而發(fā)生根本性的變化。二為對世界范圍的計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀有一個大致的了解，特介紹幾個較有代表性國家的情況，同時也希望能為我國的計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展提供一點借鑒經(jīng)驗。（一）美國高科技的飛速發(fā)展，各類計算機(jī)在各級各類學(xué)校中的普及，為美國計算機(jī)輔助教學(xué)的開展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)：1970年只有34.4%的初中擁有并使用計算機(jī)，到了1975年這個數(shù)字已增加到58.2%。1983年的一個全國性調(diào)查表明：在美國85%的高中和42%的小學(xué)已至少擁用一臺微機(jī)。1986年，公立學(xué)校每40名學(xué)生擁用一臺計算機(jī)，1989年這個比例下降到了15:1。2在擁有計算機(jī)的各級各類學(xué)校中，已程度不同地開展了計算機(jī)輔助教學(xué)嘗試，聯(lián)邦政府和各種社會性的教育服務(wù)組織也都開展了這方面的研究和嘗試。同時，還開展了對各級教師使用計算機(jī)的培訓(xùn)。第一臺計算機(jī)誕生于美國，計算機(jī)輔助教學(xué)也首先興起于美國。這方面的第一個巨大成果是PLATO。這是伊利諾斯大學(xué)一群專業(yè)人員腦力勞動的產(chǎn)物。這也是世界上第一套計算機(jī)多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的最初版本是一個精致的終端，它帶有與大型計算機(jī)連接的觸摸感應(yīng)屏幕。為PLATO開發(fā)的含數(shù)千種教材的課程庫涉及了所有教學(xué)層次的廣泛課題。教學(xué)方式基本是對計算機(jī)提出的問題進(jìn)行回答。學(xué)生回答時可觸摸屏幕的適當(dāng)部位，或按下健盤上所需按鈕便可。雖然PLATO系統(tǒng)其中一些課件質(zhì)量很高，但也有一些平庸之作。1982年，微型計算機(jī)開始嶄露頭角，PLATO對此作出反應(yīng)，把某些課件存入適宜于單臺微機(jī)運行的軟磁盤，開始涉足PC機(jī)領(lǐng)域。另一個，也是完全不同的軟件開發(fā)例子是LOGO語言。這是70年代由西摩帕珀特及其馬薩諸塞技術(shù)研究所的同事們研制的。這套語言的基礎(chǔ)是教學(xué)，它具有直接制圖能力，同時具有很強(qiáng)的處理符號能力。最初的結(jié)果表明，它為廣泛的年齡層次所理解的接受，現(xiàn)已被6歲兒童和大學(xué)生使用，并為試用的教學(xué)工作者所稱道。由于微機(jī)的迅猛發(fā)展，LOGO語言也已開發(fā)了特殊版本以用于幾種最流行的微機(jī)。與PLATO不同之處是：PLATO完全提供課題范圍廣泛的常規(guī)課程，而LOGO則向用戶提供友好的、靈活的和易于控制的計算機(jī)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可廣泛用于各種教學(xué)過程中的問題求解。在中小學(xué)計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展中，特別值得一提的是：ScottForesman&CO開發(fā)的計算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)（軟件）。3這套軟件幾乎囊括了中學(xué)階段數(shù)學(xué)教育的所有內(nèi)容。同時，軟件還提供了豐富的面向?qū)W生和面向教師的試題庫。由于其全面的教學(xué)內(nèi)容，豐富友好的教學(xué)界面和簡便易行的操作規(guī)則，在70年代廣泛使用于從學(xué)校第八年級到第十二年級。雖然它早期只在美國被使用，但在80年代初期起，已被引入其他許多國家（我國的一些教育科研部門也曾引進(jìn)這一軟件，但僅限于對其的分析、研究，最終并沒有向?qū)嶋H教學(xué)推廣）。此外，美國的各個中小學(xué)還根據(jù)本校的情況，由教師設(shè)計、制作了許多優(yōu)秀的計算機(jī)輔助教學(xué)軟件，并在實際教學(xué)中取得了較好的效果，但由于這些輔助教學(xué)軟件不是由專門人員編制，缺乏通用性和擴(kuò)展性，有推廣價值的并不多。進(jìn)入80年代中期，隨著微型計算機(jī)進(jìn)一步普及美國高等院校內(nèi)也掀起了一場推廣使用計算機(jī)的熱潮（這次熱潮被某些美國人炫耀為“高等教育的計算機(jī)革命”）。將計算機(jī)廣泛用于教學(xué)過程，最主要的形式是計算機(jī)輔助教學(xué)，并呈現(xiàn)了許多教學(xué)形式。首先，計算機(jī)輔助教學(xué)幫助學(xué)生掌握史實、規(guī)則、原理，是學(xué)習(xí)語言規(guī)則、課程原則、學(xué)科要素的理想途徑，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比有明顯的優(yōu)勢。其次，高等院校的教師利用計算機(jī)來提高學(xué)生的思維水平。他們讓計算機(jī)程序扮演蘇格拉底式的角色，在不斷進(jìn)行的對話中連續(xù)向?qū)W生提出新的問題，并且?guī)缀醪幌驅(qū)W生提供任何答案，從而提高學(xué)生思維能力，改進(jìn)思維方法。被稱“專家系統(tǒng)”的計算機(jī)程序是提高學(xué)生思維能力和推理能力的另一途徑。這種程序已頻繁使用于醫(yī)學(xué)院的教學(xué)工作。學(xué)生不僅可以觀察計算機(jī)是如何解決疑難雜癥的，而且可以隨時打斷計算機(jī)的診斷過程進(jìn)行插話，要求它解釋其推理步驟以及說明得出結(jié)論的理由。這樣，學(xué)生就獲得了富有經(jīng)驗的“計算機(jī)醫(yī)生”的指導(dǎo)，并能深入探討各種問題。另外，美國高等院校還在教學(xué)過程中充分發(fā)揮了計算機(jī)的模擬功能。在醫(yī)學(xué)院，可以讓計算機(jī)模擬一個活生生的病員，學(xué)生向它提出各種問題、從中獲取診斷疾病的數(shù)據(jù)和信息。計算機(jī)還能模擬某些過分危險、過分遙遠(yuǎn)、過分昂貴或人類無法直接感受的環(huán)境，例如，通過計算機(jī)可以模擬月球環(huán)繞地球的運行軌跡，從而了解引力運行軌跡的作用等等。計算機(jī)輔助教學(xué)在高等教育中的運用，促進(jìn)了教育思想和方法的現(xiàn)代化，更適應(yīng)了高等專業(yè)教育的個別化特點。網(wǎng)絡(luò)化是美國計算機(jī)輔助教學(xué)的一大優(yōu)勢和特色。“無機(jī)不聯(lián)”正是當(dāng)今美國計算機(jī)使用情況的真實寫照。因為計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，才大大提高了計算機(jī)信息的共享和利用率。全世界最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Internet網(wǎng)創(chuàng)建于1969年。據(jù)1994年統(tǒng)計，該網(wǎng)已覆蓋全美90%的計算機(jī)用戶（美國所有高校均已加入這一網(wǎng)絡(luò)）和全世界140多個國家，共聯(lián)結(jié)了大約一百萬臺計算機(jī)服務(wù)器（不包括各種終端、工作站）和數(shù)千萬用戶。在教育領(lǐng)域，Internet也已大顯身手，并繼續(xù)大有作為。Internet不但擁有從小學(xué)一年級到當(dāng)前科學(xué)最前沿的所有知識資源，還提供了在校學(xué)生和教師通過網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)屏幕上進(jìn)行公共討論的場所。4Internet還用于遠(yuǎn)距離教學(xué)，通過其四通八達(dá)、覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)和瞬間千里的傳輸速度縮短了教育之間的距離，在紐約的教師可以同時為在洛杉磯和舊金山的學(xué)生講課（中國清華大學(xué)物理系的博士生也可通過Ieternet獲得麻省理工學(xué)院物理學(xué)權(quán)威的指導(dǎo)）。同時，Internet也將在促進(jìn)邊遠(yuǎn)地區(qū)教育發(fā)展中扮演重要角色。在美國幾乎每一所高等院校都已建立了自己的為本校或本社區(qū)教育服務(wù)的專門化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生、教師和其他研究人員在教學(xué)科研中可通過網(wǎng)絡(luò)獲取、交流更多的信息獲得更完善的服務(wù)。中小學(xué)的各種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也廣泛建立起來了，每所中學(xué)都有其校內(nèi)的局域網(wǎng)或和其他學(xué)校相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)，不同地區(qū)、不同學(xué)校學(xué)生和教師可以進(jìn)行教學(xué)交流或者跨地區(qū)、跨學(xué)校教學(xué)。時至今日，美國依然是最多在教育領(lǐng)域利用計算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)的國家。（二）英國英國可稱為是一個把計算機(jī)用到教育中來的先行者。早在七十年代，政府就開始了這方面的宣傳和介紹，并付諸行動，積極支持學(xué)校計算機(jī)輔助教學(xué)的開展。官方的大力支持和資助，是英國計算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展的一個優(yōu)勢和特點。1978年，教育與科學(xué)部制定了第一個促進(jìn)在學(xué)校教育中運用計算機(jī)等微電子技術(shù)的計劃；1980年，人力服務(wù)委員會(ManpowerServicesCommission)在年度的報告中強(qiáng)調(diào)了學(xué)校教育系統(tǒng)中運用計算機(jī)技術(shù)的重要性；同年，在教育與文化科學(xué)部的支持下，微電子教育計劃(MEP:MicroelectronicEducatiouProgramme)正式實施；1981年、1982年和1984年，貿(mào)易和工業(yè)部三次資助學(xué)校購置微型計算機(jī)，與此相呼應(yīng)，一個被稱為“學(xué)校軟件(SoftwareinSchools)”計劃也在1986年實施。5同時，為了更好地促進(jìn)計算機(jī)運用于教學(xué)實際，政府頒布法令，采取各種措施加強(qiáng)各級各類學(xué)校中的教師計算機(jī)知識和計算機(jī)輔助教學(xué)方面的指導(dǎo)和培訓(xùn)。目前這項工作正積極而卓有成效地進(jìn)行。正因為有了政府和社會各界的支持，計算機(jī)在英國中小學(xué)教育中的運用取得了令人矚目的成就，并形成了計算機(jī)輔助教學(xué)的理論和實際操作體系。起初，一些中學(xué)購置了當(dāng)時還比較昂貴的計算機(jī)只是為了給學(xué)生介紹這種高科技產(chǎn)品，有的學(xué)校則為了中學(xué)高年級同學(xué)的課外活動增加些新意。而時至今日，英國的絕大多數(shù)中小學(xué)中已經(jīng)基本上普及了計算機(jī)，它不僅能夠應(yīng)用于象數(shù)學(xué)、科學(xué)（即物理、化學(xué)、生物和技術(shù)一類的與計算有關(guān)的學(xué)科），而且還可以用于地理、經(jīng)濟(jì)、歷史、語言和體育教學(xué)中，甚至藝術(shù)、音樂，也漸漸離不開計算機(jī)的幫助。在英國的中小學(xué)，計算機(jī)用于教學(xué)中主要有以下幾種方式：1.教師與計算機(jī)，無學(xué)生參與。這主要是指教師備課中對CAI分析和準(zhǔn)備。只有教師預(yù)先對教學(xué)軟件內(nèi)容和操作了如指掌，才能準(zhǔn)確有效地發(fā)揮計算機(jī)在教學(xué)中使用的優(yōu)勢。2.計算機(jī)控制學(xué)生。這主要是指由計算機(jī)向?qū)W生作概念上的說明或講述一個實驗過程，這往往是作為課上教師講授內(nèi)容的補(bǔ)充和擴(kuò)展。其作用類似于錄像教學(xué)。3.教師、全體學(xué)生與計算機(jī)。這往往是用于課堂教學(xué)，計算機(jī)充當(dāng)教師的“助手”，用演示來說明一些概念或過程。由于計算機(jī)能模擬出許多實際上難以做出的模型和過程，因而計算機(jī)屏幕上顯示的模型可使教師的講解更加生動和準(zhǔn)確。4.學(xué)生控制計算機(jī)。這是一種最為常見的CAI形式。主要用來讓學(xué)生做練習(xí)、做實驗和其它一些課外學(xué)習(xí)。在這一教學(xué)過程中，學(xué)生是主角，他們可以根據(jù)自己的判斷，選擇教學(xué)的方向，獨立地解決計算機(jī)給出的各種問題。這種方法可以培養(yǎng)獨立思考、發(fā)