計算機輔助教育概況精選課件

1、第一講 計算機輔助教育概況Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育概況計算機輔助教育是計算機技術(shù)在教學領(lǐng)域中的應用。為什么要在教育中引入計算機？信息時代的教育面臨著三大矛盾：知識迅速更新與學生有限的學習時間的矛盾。培養(yǎng)的人才如何去適應人才需求的多元化和可變性。接受教育培訓人員的激增與從教人員不足的矛盾。一百萬年的知識積累為100，而近三十年占90。 如一個大學生在學校學習的知識到社會上只用到10

2、。工程師需半年內(nèi)進行繼續(xù)學習。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育概況計算機的特點：速度快、精度高、存儲容量大、具有邏輯判斷能力、自動化程度高、可與通信網(wǎng)絡互聯(lián)。計算機在各個領(lǐng)域中的應用：數(shù)值計算（科學計算）、數(shù)據(jù)處理、過程控制、計算機輔助系統(tǒng)、人工智能(AI)、計算機網(wǎng)絡等。計算機輔助教育應用先進的計算機技術(shù)來改革教與學的過程，提供高效而又適合個別化教育的教學手段，開拓新的教育方式，從而提

3、高教學質(zhì)量和效益，全面提高學生的素質(zhì)。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育的發(fā)展階段 計算機輔助教育的發(fā)展自1958年在美國出現(xiàn)之后，經(jīng)歷了如下表所示的發(fā)展階段。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.I

4、BM公司 1958年，用IBM650計算機開發(fā)二進制算術(shù)1961年，研制的CAI系統(tǒng)（心理學、統(tǒng)計學 、德語）1966年，與斯坦福大學聯(lián)合研制的IBM1500系統(tǒng)（算術(shù) 、數(shù)理邏輯 、外語 、哲學、高等數(shù)學、音樂理論）特點：跟蹤小學生學習軌跡，得出有關(guān)小學生的學習模式和基本活動模式。1.形成階段(195870年代末) Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.TICCIT教學系統(tǒng) （德克薩斯大學、楊伯翰大學、M

5、ITR公司聯(lián)合開發(fā)）小型機與電視技術(shù)相結(jié)合75MB磁盤存儲系統(tǒng)128個終端英語、數(shù)學等教學系統(tǒng)特點：將教學目標、內(nèi)容組成一個大的教學單元，學生有一 定的控制活動進展的能力。1.形成階段(195870年代末) Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.PLATO系統(tǒng)（伊里諾斯大學、CDC公司聯(lián)合開發(fā)）1960年，研制的PLATOI1975年，研制的PLATOIV（兩臺大型計算機組成通信網(wǎng)絡；1100個終端分布20

6、0多個地區(qū)伊里諾斯大學300個終端；150多門課程，提供2萬人大學四年制一年的教學學時包括（數(shù)學、天文、物理、化學、地理、歷史、語言、心理學、法、德漢、日等）1980年，研制的PLATOV（除以上外；4000個終端分布美國及世界各地；200多門課程，提供2萬人大學四年制四年的教學學時）特點：從幼兒到研究生教育，用戶眾多，內(nèi)容豐富，教育成本低。 1.形成階段(195870年代末) Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty

7、 Ltd.其他國家CAI發(fā)展情況加拿大的“ 計算機輔助學習工程”由國家研究院、安大略教育研究所聯(lián)合開發(fā)研制英國的“ 國家計算機輔助學習發(fā)展計劃”，每年投資二百萬英鎊，47個單位690名教師參加，研制了20多個計算機輔助學習系統(tǒng)。日本香川大學自動教育系統(tǒng)KANECOMEI1.形成階段(195870年代末) Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.美國： 1980年用于中小學購買微機為470萬美元。1983年迅速

8、增加到25700萬美元。 1985年約24的中學有15臺以上的微機。1989年則有64的學校擁有15臺以上的微機 。 英國： 1980年提出“ 微電子教育計劃”，6年中每年投資800萬英鎊。 1986年每年又投資400萬英鎊“ 微電子教育補充計劃” 。 日本：文部省撥出20億日元（約2000萬美元）在中小學普及應用計算機教育。2.普及應用階段（80年代）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.國際信息處理聯(lián)合

9、會(IFIP)在1971、1976、1981、1985、1990年舉行了5次世界計算機教育應用會議（WCCE），交流計算機教育應用方面的政策、系統(tǒng)的研究與開發(fā)、新技術(shù)在教育中的應用、計算機輔助教育的評價與實驗研究等等。除此之外，還有各種地區(qū)性與專題性的學術(shù)會議。 2.普及應用階段（80年代）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.第一時期:屬于經(jīng)驗、理論引進階段 第二時期:20世紀80年代自發(fā)探索階段 第三時

10、期:90年代CBE得到全面發(fā)展我國計算機輔助教育的發(fā)展歷程Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.一批教師依靠對計算機的興趣，對計算機用于教學進行了探索與實踐。教學系統(tǒng)有： 華東師大“ 微機輔助教學BASIC語言教學系統(tǒng)”北京師大“ 高校課表自動編排系統(tǒng)” 西北工大“ 排課表軟件”1.80年代初的自發(fā)探索階段 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NE

11、T 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.以學科為群體進行CAI 理論與實踐的交流與研究 1987年，成立全國計算機輔助教育（CBE）學會 1987年華東師大，1988年華南師大，1993年北京大學， 2019年西南師大，2000年上海師大，2019年天津大學 ，2019年貴州師范大學， 2009年東北師范大學1986年，國家教委基教司成立了“ 全國中小學計算機教育研究中心 ” 2.80年代中期的學科群體活動及政府部門介入 Evaluation only.Created with Aspose.Slides

12、for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.學校中成立了CI實驗室或CI中心19931994年高教司成立CAI協(xié)作組，組織和指導高校CAI的應用和研究目前我國已形成了具有一定規(guī)模的教學軟件研制開發(fā)隊伍，逐步形成了教學軟件的登錄、管理、評審到出版的各類組織，逐步走向教育軟件的商業(yè)化、社會化。2019年，制定了加快中國教育信息化的“校校通”計劃3.90年代CBE得到全面發(fā)展 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P

13、rofile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.國內(nèi)比較著名的CAI課件研制機構(gòu)和產(chǎn)品科利化教育軟件公司：CSC家庭教師、CSC校長辦公系統(tǒng)等北京樹人公司：中小學教學軟件北京洪恩電腦有限公司：開天辟地、萬事無憂、網(wǎng)絡學習軟件、天問、震撼、輝煌。中國科技大學基礎(chǔ)物理中心：基礎(chǔ)物理學，大學物理仿真實驗，由高教出版社發(fā)行。 3.90年代CBE得到全面發(fā)展 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019

14、 Aspose Pty Ltd.何克抗：是指以計算機為媒介所進行的教育活動，即使用計算機幫助教師組織教學活動和管理教學活動，幫助學生學習。 師書恩：為了提高教育質(zhì)量和效率, 利用計算機技術(shù), 按照科學的方法解決教育過程中的問題, 由此形成的一種新的教育技術(shù)稱為計算機輔助教育。計算機輔助教育的基本概念計算機輔助教育（CBEComputer Based Education） Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd

15、.計算機輔助教育的研究領(lǐng)域計算機輔助教學(CAIComputer Assisted Instruction）計算機管理教學（CMIComputer Managed Instruction）計算機輔助教育行政管理 計算機文化(Computer Literacy)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.何克抗：以計算機為主要媒介所進行的教學活動，即利用計算機幫助教師進行教學活動。 師書恩：是計算機輔助教育（CBE

16、）的重要組成部分，它是教師利用計算機作為教學媒體，為學生提供一個學習環(huán)境，學生通過與計算機的交互對話進行學習的一種教學形式。1.計算機輔助教學(CAI）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.是以計算機為主要手段所進行的教學管理活動，包括：計算機幫助教師監(jiān)測和評價學生的學習進展情況收集反映學生的各種信息，提供幫助教學決策的信息指導學生的學習過程存放和管理教學材料、教學計劃及學生成績記錄，并向教師作出報告，等等

17、。 2.計算機管理教學（CMI）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.是以計算機為主要手段所進行的教育行政管理，包括：收集和匯總各種行政信息（財政、教師檔案、學生檔案、資源狀況等），存放在數(shù)據(jù)庫中，以備行政部門查詢或向上級領(lǐng)導報告提供有關(guān)教育工作的計劃、管理、調(diào)度、規(guī)劃等方面建議和決策分析。 3.計算機輔助教育行政管理 Evaluation only.Created with Aspose.Slides f

18、or .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 這種文化修養(yǎng)就象現(xiàn)代人在文明社會中所必需具有的聽、說、讀、寫能力和文化知識修養(yǎng)一樣。 計算機文化可以歸納為以下幾個主要方面：普及計算機知識，使學生具有較強的計算機意識、一定的計算機應用能力和程序設(shè)計能力。4.計算機文化(Computer Literacy)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 As

19、pose Pty Ltd.CAI：計算機輔助教學CMI：計算機管理教學CSCL (Computer-Supported Cooperative learning)：計算機支持的學習資源CBE概念范疇CBE的三個重要子域 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.CAL（Computer Assisted leaning 計算機輔助學習） CBL（Computer Based Learning 計算機化學習） C

20、AT（Computer Assisted Training 計算機輔助訓練） CBI（Computer Based Instruction 計算機化教學） 通?？勺鳛镃AI的同義詞，CAL強調(diào)用計算機幫助“學”的方面甚于“教”的方面。歐洲和美國東海岸地區(qū)傾向于使用CAL名稱。作為CAL的同義詞或作為較高程度的計算機支持學習應用。 主要指計算機在職業(yè)技能訓練中的應用，如：工業(yè)訓練、軍事訓練等。其特點是學習目標十分明確，偏重于操作能力及應變能力的培養(yǎng)與訓練。作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持教學應用。計算機輔助教育的相關(guān)概念Evaluation only.Created with Asp

21、ose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.有許多人把CBE和CAI混合使用，以CAI代替CBE的作法。 CAI、CAL、CBI三個術(shù)語之間無太大差別。 需要說明的或注意事項Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育的作用教師作用學習伙伴作用 助手與工具作用（1）傳授知識 （2）

22、幫助學生掌握知識和技能 （3）構(gòu)造和組織測驗 試題庫系統(tǒng)、聯(lián)機考試 （4）教學管理（1）鼓勵和調(diào)動學生的學習積極性 （2）啟發(fā)與促進學生去“ 發(fā)現(xiàn)”規(guī)律和知識 （3）幫助培養(yǎng)學生解決問題的能力（1）教師備課和教學研究的幫手 （2）學習中易于使用的工具 （3）實驗中的“ 萬能”儀器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育的意義 計算機輔助教育給教育帶來的是一場教育生產(chǎn)力的革命，它所引起的是整個教育

23、觀念、教育環(huán)境、教學方法、教學組織形式、教學手段、教育中人與人的關(guān)系、教與學中各種行為的變化。計算機輔助教育能提供較低的教育成本 -電子教材，模擬實驗 提供豐富的教學模式 創(chuàng)造比較好的教學環(huán)境Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.（1）傳統(tǒng)教學模式 傳統(tǒng)教學提供的教學模式主要使用語言與文字，基本上屬于人人系統(tǒng)，采用教師學生的面對面教學方式。 1.提供豐富的教學模式Evaluation only.Create

24、d with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.（2）常規(guī)媒體教學模式1.提供豐富的教學模式Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.（3）計算機輔助教學模式 1.提供豐富的教學模式Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .

25、NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.巨大存儲容量 多種人機會話手段模擬功能 豐富的教學活動模式2.創(chuàng)造比較好的教學環(huán)境Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育給教育帶來了巨大改革：計算機輔助教育與學生教育計算機作為學生學習的工具計算機參與學生的素質(zhì)教育網(wǎng)絡大學的學生現(xiàn)狀計算機輔助教育與教師教育教學目標

26、的創(chuàng)新教材的創(chuàng)新教師的作用Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.計算機輔助教育給教育帶來了巨大改革：計算機輔助教育與終身教育 E-learning帶來的職業(yè)培訓網(wǎng)絡帶給老年人又一個春天人機交流給殘疾人更多的自信Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 A

27、spose Pty Ltd.1.理論化由于計算機輔助教育是一門新興的交叉學科，它的發(fā)展一直受到教育心理學、計算機、信息科學等多種學科的制約和推動，新的教育心理學理論也層出不窮，比較有代表性的有以下幾種： 行為主義學習理論 認知學習主義理論建構(gòu)主義學習理論計算機輔助教育的發(fā)展趨勢Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.行為主義學習理論 以行為主義學習理論作為理論基礎(chǔ)，是計算機輔助教學的初級階段，早期的CAI是由

28、“程序教學”發(fā)展而來，以美國心理學家斯金納為代表。 行為主義學習理論認為，人類的思維是與外界環(huán)境相互作用的結(jié)果，即“刺激反應”，刺激和反應之間的聯(lián)結(jié)叫做強化。把“強化”看作是程序教學的核心，認為只有通過強化，才能形成最佳的學習環(huán)境，才能增強學生的學習動力。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.將教學內(nèi)容分解為一系列小的教學單元，在強化的幫助下對教學單元的內(nèi)容進行學習行為主義學習理論認為，只有在斯金納條件反

29、射實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)刺激（提問）反應（回答）強化（確認）的原理，才能使強化的頻率被最大限度地提高，將出錯帶來的消極反應降低到最小限度。一.課件設(shè)計理論學習過程被解釋為被動接受外界刺激過程，教師向?qū)W生灌輸知識，學生的任務是接受和消化知識。 計算機的存儲器包括內(nèi)存儲器 和 外存儲器 。 計算機的存儲器包括 和 。 內(nèi)存儲器 外存儲器計算機的存儲器包括 和 。 行為主義學習理論Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd

30、.行為主義學習理論提供的原則接近原則：反應必須在刺激之后立即出現(xiàn)。重復原則：重復練習能加強學習和促進記憶。 反饋與強化原則：與反應正確性有關(guān)的信息可以促進學習。 提示及其衰減原則：在減少提示的條件下，朝著期望的反應引導學生，從而完成學習。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.認知主義學習理論 以認知主義學習理論作為理論基礎(chǔ)，是計算機輔助教學的發(fā)展階段。強調(diào)學習者內(nèi)部的認知過程。以瑞士心理學家皮亞杰為代表。

31、認知主義者認為學生的學習是在具有一定邏輯結(jié)構(gòu)的學習資料與學生本身所具有的某種認知結(jié)構(gòu)相互關(guān)聯(lián)、相互作用的過程中進行的。 學習過程被解釋為每個人根據(jù)自己的態(tài)度、需要和興趣愛好，并利用過去的知識與經(jīng)驗，對當前的外界刺激作出主動的有選擇的信息加工過程。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.行為主義學習理論提供的原則1981年加涅、維格和羅杰斯等人指出，學習的內(nèi)部過程與學習周期的幾個階段是一致的。若能將人-機交互過

32、程與學習的內(nèi)部過程相一致，會明顯地增加軟件的有效性。為此，人們建立了與學習內(nèi)部過程相一致的相應的活動序列。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.學習過程的不同階段計算機輔助教育提供的相應環(huán)境接受引起注意期待告訴學生目標提取信息到短時記憶 刺激學生對先前學習的回憶選擇感覺信息 呈現(xiàn)刺激材料語義編碼提供學習指導反應誘發(fā)期待的行為強化提供反饋激發(fā)信息的保持評定行為形成概念增強記憶和學習遷移利用能體現(xiàn)軟件內(nèi)容且具

33、有強烈感染力的圖形序列(或圖像)，或者利用智能性的詢問，如詢問學習者的名字，當學習者回答他們的名字后，計算機顯示：“同學，我很高興和你一起學習課程!”，以此來激發(fā)學習者的學習興趣，博得學習者的注意。應當讓學生了解學習目標，知道他們學習之后將會做什么，從而激起學生對學習的期望。引導學生的期待，使他們把注意力集中到關(guān)鍵部分，為此可以對那些重要的內(nèi)容加以明顯的標記，例如采用彩色、反顯或劃底線等方法來吸引學生的注意。例如,通過測試，刺激學生回憶以前的學習，如果缺少這些預先要求的知識和技能，就在新課開始之前進行補救。同時這也使學生意識到自己已掌握的知識和技能與學習目標的關(guān)系，使他們有可能充分利用他(她)

34、的認知結(jié)構(gòu)中已有的合適的概念來同化新知識。呈現(xiàn)的刺激材料應具有鮮明的特征，以促進選擇性知覺的內(nèi)部過程。如學習概念和規(guī)則時，使用各種各樣的實例作為刺激材料；要求學生掌握規(guī)則的使用時就安排各種例題，讓學生看到這些規(guī)則的應用。對學生進行有針對性的指導，通過一系列的提示或問題，為學生提供思考問題的思路，啟發(fā)學生去尋求問題的答案，達到對新知識的理解。為了檢驗學生對新知識的理解程度，要求學生“做一下”，以表明他們已經(jīng)理解“怎么做”。在學生作出反應、表現(xiàn)出行為之后，應及時讓學生知道其反應的正確性及正確程度，即向?qū)W生提供反饋信息。對學生進行測試，并評定成績，使成功的意義建構(gòu)加以強化。為學生布置新的任務，這些任

35、務的完成必須應用已學過的概念和知識。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.建構(gòu)主義學習理論 20世紀90年代初開始以建構(gòu)主義作為理論基礎(chǔ)，計算機輔助教學走向成熟階段。 建構(gòu)主義認為：學習是建構(gòu)內(nèi)在的心理表征的過程，學習者并不是把知識從外界搬到記憶中，而是以已有的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，通過與外界的相互作用來建構(gòu)新的理解。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NE

36、T 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.建構(gòu)主義的學習觀主要有以下幾點：1）科學學習不是從零開始，而是基于原有知識經(jīng)驗背景的建構(gòu)。建構(gòu)主義認為，在學習科學課程之前，學生的頭腦里并非是一片空白。通過日常生活的各種渠道和自身的實踐，學生對客觀世界中各種自然現(xiàn)象已經(jīng)形成了自己的看法，建構(gòu)了大量的樸素概念或前科學概念。這些前概念形形色色，共同構(gòu)成了影響學生學習科學概念的系統(tǒng)。學生的前概念是極為重要的，它是影響科學學習的一個決定性的因素。前概念指導或決定著學生的感知過程，還會對學生解決問題的行為和學習過程產(chǎn)生影響。2

37、）科學學習不是接受現(xiàn)成的知識信息，而是基于原有經(jīng)驗的概念轉(zhuǎn)變。3）科學學習既是個體建構(gòu)過程，也是社會建構(gòu)過程。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.根據(jù)建構(gòu)主義學習理論和教師在學習中的角色和任務，人們開發(fā)出了一些比較成熟的教學模式，為課件軟件設(shè)計提供了實用的指導模型。支架式教學(Scaffolding Instruction)拋錨式教學(Anchored Instruction隨機進入教學(Random Access Inst