华东师大cbe第二章.ppt

第二章第二章 计算机辅助教学计算机辅助教学教学目标l 阐述阐述CAI的基本过程及特点的基本过程及特点 l 说出在说出在CAI的发展过程中，不同流派的学的发展过程中，不同流派的学习指导理论下对教学过程产生了什么影响，习指导理论下对教学过程产生了什么影响，各自的侧重点在哪？各自的侧重点在哪？l 说出说出CAI各种教学模式的特点以及教学应各种教学模式的特点以及教学应用的场合用的场合主要内容l CAI的基本过程及特点的基本过程及特点l CAI的发展过程的发展过程l CAI的教学模式的教学模式CAI的基本过程及特点l 传统的教学过程是怎样的，其最大的弊病传统的教学过程是怎样的，其最大的弊病在哪？在哪？l 计算机辅助教学过程又是怎样的，计算机计算机辅助教学过程又是怎样的，计算机在这一教学过程中起什么作用？在这一教学过程中起什么作用？l 计算机辅助教学的特点有哪些？计算机辅助教学的特点有哪些？传统的教学过程关键：及时反馈关键：课件的设计，教学方法的体现CAI的教学过程计算机计算机学生学生继继续续或或复复习习提示或补习提示或补习测验测验思考l 计算机在这一教学过程中起什么作用？计算机在这一教学过程中起什么作用？CAI的特点l 交互性交互性l 个别化个别化l 客观性客观性l 及时反馈及时反馈l 多媒体化多媒体化CAI的发展过程l 在在CAI的发展过程中，不同流派的学习指的发展过程中，不同流派的学习指导理论下对教学过程产生了什么影响，各导理论下对教学过程产生了什么影响，各自的侧重点在哪？自的侧重点在哪？不同流派的学习理论l 以美国心理学家斯金纳为代表的行为派学以美国心理学家斯金纳为代表的行为派学习理论习理论l 以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派学以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派学习理论习理论l 建构主义学习理论建构主义学习理论行为主义学习理论的基本观点l学习的起因在于对外部刺激的反应，学习的起因在于对外部刺激的反应，学习学习是由于经验的反复练习而引起的行为比较是由于经验的反复练习而引起的行为比较持久的变化持久的变化 l只研究外在的可观察的行为，只研究外在的可观察的行为，不关心刺激不关心刺激引起的内部心理过程，认为与此无关引起的内部心理过程，认为与此无关l强化是反应之后的一种作用；正强化是作强化是反应之后的一种作用；正强化是作出合理反应的一种作用；相反，负强化是出合理反应的一种作用；相反，负强化是产生不合理反应的一种作用产生不合理反应的一种作用 行为主义学习理论对CAI的影响l 程序化教学程序化教学呈现问题呈现问题A学生回答学生回答判断判断显示正强化显示正强化反馈信息反馈信息显示负强化显示负强化反馈信息反馈信息错误错误正确正确呈现问题呈现问题B学生回答学生回答判断判断显示正强化显示正强化反馈信息反馈信息显示负强化显示负强化反馈信息反馈信息错误错误正确正确反应反应刺激刺激行为主义学习理论对CAI的影响l设计原则设计原则¡ 接近原则：反应必须在刺激后立即出现接近原则：反应必须在刺激后立即出现 ¡ 重复原则：重复练习能加强学习和记忆重复原则：重复练习能加强学习和记忆¡ 反馈与强化原则：让学习者知道反应正确与否，反馈与强化原则：让学习者知道反应正确与否，对学习颇为有益对学习颇为有益 ¡ 提示及其衰减原则：在减少提示的条件下，朝提示及其衰减原则：在减少提示的条件下，朝着期望的反应引导学生，从而完成学习着期望的反应引导学生，从而完成学习l教师向学生灌输知识，学生的任务是接受教师向学生灌输知识，学生的任务是接受和消化知识和消化知识认知派学习理论的基本观点l人的知识不是由外部刺激直接给予的，而是由外人的知识不是由外部刺激直接给予的，而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果l学习过程被解释为每个人根据自己的态度、需要学习过程被解释为每个人根据自己的态度、需要和兴趣爱好，并利用过去的知识与经验，对当前和兴趣爱好，并利用过去的知识与经验，对当前的外界刺激作出主动的有选择的信息加工过程的外界刺激作出主动的有选择的信息加工过程l当要求学习者产生行为时，必然要搜索长时记忆，当要求学习者产生行为时，必然要搜索长时记忆，将搜索到的信息和技能，提取到短时记忆，与新将搜索到的信息和技能，提取到短时记忆，与新进来的信息相结合，形成新的学习能力，或通过进来的信息相结合，形成新的学习能力，或通过反应器将信息转换成动作反应器将信息转换成动作 认知派学习理论对CAI的影响l 单机课件化个别教学单机课件化个别教学阶段序号阶段序号 各阶段学习过程的内容各阶段学习过程的内容 CAI提供的相应环境提供的相应环境 1警觉警觉 博得学习者的注意博得学习者的注意 2期待期待 把课程目标告诉学生把课程目标告诉学生 3提取信息到短时记忆提取信息到短时记忆 刺激学生回忆以前的学习刺激学生回忆以前的学习 4选择感觉信息选择感觉信息 呈现带有显著特性的刺激材料呈现带有显著特性的刺激材料 5语义编码语义编码 引导学习引导学习 6激发和反应激发和反应 诱发期望的行为诱发期望的行为 7强化强化提供增进知识的反馈提供增进知识的反馈8激发信息的保持激发信息的保持评价行为评价行为9形成概念形成概念增强记忆和学习的迁移增强记忆和学习的迁移认知派学习理论对CAI的影响l设计原则设计原则¡ 定向与回忆：学习包括对先前信息的综合，这定向与回忆：学习包括对先前信息的综合，这些先前信息必须通过回想而在记忆中被激活些先前信息必须通过回想而在记忆中被激活 ¡ 智力技能：提供已有的合理的学习策略，从而智力技能：提供已有的合理的学习策略，从而促进学生的学习促进学生的学习 ¡个别化：当教学适应学习者的个别需求和特征时，个别化：当教学适应学习者的个别需求和特征时，学习的效率可能更高学习的效率可能更高 l教学不是知识的教学不是知识的“传递传递”，而是学生积极，而是学生积极主动的主动的“获得获得”。

教师要为学生创造良好教师要为学生创造良好的学习条件和环境，激发学生的学习动机的学习条件和环境，激发学生的学习动机 建构主义学习理论的基本观点l学习者是在积极主动地建构对知识的理解，学习者是在积极主动地建构对知识的理解，这种建构是在主客体交互作用的过程中进这种建构是在主客体交互作用的过程中进行的行的l每一学习者都是在自己已有经验的基础上，每一学习者都是在自己已有经验的基础上，以其特殊的方式在建构以其特殊的方式在建构l每一学习者都是在特定的情境下建构的每一学习者都是在特定的情境下建构的 l每一人对事物都有独特的理解，不同人之每一人对事物都有独特的理解，不同人之间的交流可以影响学习者的建构间的交流可以影响学习者的建构建构主义学习理论的基本观点l四个论断：四个论断：¡ 知识不能由教师传递知识不能由教师传递(教教)，只能由学生自己建构，只能由学生自己建构¡ 知识不能由符号表征知识不能由符号表征 ¡ 知识只能在复杂的学习情境中交流知识只能在复杂的学习情境中交流 ¡ 用传统的标准评价方法无法评定学习用传统的标准评价方法无法评定学习 建构主义学习理论对CAI的影响l 网络化教学网络化教学l 设计原则设计原则¡随机访问教学：对同一内容的学习，要在不同时随机访问教学：对同一内容的学习，要在不同时间多次进行，每次的情境都是经过改组的，而且间多次进行，每次的情境都是经过改组的，而且目的不同，分别着眼于问题的不同侧面目的不同，分别着眼于问题的不同侧面 ¡自上而下自上而下(或非直线式或非直线式)的教学设计的教学设计 ：首先呈现整：首先呈现整体性的任务，让学生尝试进行问题解决；根据知体性的任务，让学生尝试进行问题解决；根据知识的网络结构设计教学进程识的网络结构设计教学进程¡情境性教学：使学习在与现实情境相类似的情境情境性教学：使学习在与现实情境相类似的情境中发生，所需要的工具往往隐含于情境当中中发生，所需要的工具往往隐含于情境当中 ，，不需要游离于教学过程之外的测验不需要游离于教学过程之外的测验  总结l 行为主义学习理论注重于外部刺激的设计。

行为主义学习理论注重于外部刺激的设计 （强化）（强化）l 认知主义学习理论着眼于知识结构的建立认知主义学习理论着眼于知识结构的建立 （兴趣的培养）（兴趣的培养）l 建构主义学习理论特别关心学习环境的设建构主义学习理论特别关心学习环境的设计 （与环境的交互）（与环境的交互） l指导指导CAI的理论的多样性表明，的理论的多样性表明，CAI学科日学科日趋成熟新理论的出现并不意味着旧理论趋成熟新理论的出现并不意味着旧理论的失效，恰恰相反，它们在很大程度上是的失效，恰恰相反，它们在很大程度上是互相补充的，我们应该全面了解、合理地互相补充的，我们应该全面了解、合理地综合和利用各种学习理论的应用价值综合和利用各种学习理论的应用价值总结时间时间2020世纪世纪5050－－7070年年代代2020世纪世纪7070－－9090年代年代2020世纪世纪9090年代至今年代至今学习理论学习理论行为主义学习理行为主义学习理论论认知主义学习理论认知主义学习理论建构主义、人本主义、社建构主义、人本主义、社会化学习理论会化学习理论核心技术核心技术问－答式教学程问－答式教学程序编制技术序编制技术分支式课件编制技分支式课件编制技术，智能术，智能CAICAI技术技术网络技术、多媒体技术、网络技术、多媒体技术、人工智能技术人工智能技术教学类型教学类型程序化教学程序化教学单机课件化教学单机课件化教学网络化教学网络化教学适用范围适用范围知识呈现和简单知识呈现和简单技能训练技能训练个别学习与课堂演个别学习与课堂演示示远程自主式学习与基于资远程自主式学习与基于资源的学习、协作学习、问源的学习、协作学习、问题型学习、专题型学习等，题型学习、专题型学习等，适应范围广适应范围广主要优点主要优点程序编制简单，程序编制简单，学习中不会迷航学习中不会迷航模拟部分课堂教学，模拟部分课堂教学，可编制多分支系列可编制多分支系列课件，适应性教学课件，适应性教学课件课件学习资源全球一体化，能学习资源全球一体化，能进行多向讨论与发现进行多向讨论与发现学习，能自主建构有效的学习，能自主建构有效的学习环境，便于因材施教学习环境，便于因材施教主要缺点主要缺点教学结构呆板，教学结构呆板，学习效率低学习效率低课件可修改性差，课件可修改性差，难以适应教学变化难以适应教学变化学习中易于迷航，信息传学习中易于迷航，信息传输受带宽限制输受带宽限制CAI的教学模式l什么是什么是CAI的教学模式？的教学模式？lCAI有哪七种基本教学模式，它们各自的特有哪七种基本教学模式，它们各自的特点及基本结构如何？点及基本结构如何？lCAI有哪五种网络教学模式，它们各自的特有哪五种网络教学模式，它们各自的特点及基本步骤如何？点及基本步骤如何？CAI的教学模式l l CAI的教学模式的教学模式是学习理论、计算机技术、是学习理论、计算机技术、网络技术和教学实践的有机结合，是为完网络技术和教学实践的有机结合，是为完成现代教学与学习任务而采用的相对稳定成现代教学与学习任务而采用的相对稳定的，用以设计、组织、实施、评估、优化的，用以设计、组织、实施、评估、优化教学与学习的策略方法和结构的简化形式。

教学与学习的策略方法和结构的简化形式CAI的基本教学模式l操练与练习型模式操练与练习型模式(Drill and Practice)l指导型模式指导型模式(Tutorial)l咨询型模式咨询型模式(Inquiring)l模拟型模式模拟型模式(Simulation)l游戏型模式游戏型模式(Gaming)l问题求解型模式问题求解型模式(Problem Solving)l微型世界微型世界(Microworld)操练与练习型l 教学目标不是向学生传授新知识，而是让教学目标不是向学生传授新知识，而是让学生通过做大量的习题以达到巩固所学的学生通过做大量的习题以达到巩固所学的知识和形成熟练技能的目的知识和形成熟练技能的目的l 提问是核心，问题的内容、形式、出现的提问是核心，问题的内容、形式、出现的顺序等都会影响课件的教学效果顺序等都会影响课件的教学效果l 提问与回答过程反复进行，直至到达学习提问与回答过程反复进行，直至到达学习目标 操练与练习型l操练是一种联想性的学习活动，目的在于操练是一种联想性的学习活动，目的在于促进快速记忆和反应，如单词拼写、见词促进快速记忆和反应，如单词拼写、见词生义、乘法九九表和珠算口诀等操作。

生义、乘法九九表和珠算口诀等操作l练习则属于一种掌握理论和方法的思维性练习则属于一种掌握理论和方法的思维性的学习活动，其目的在于培养和训练学生的学习活动，其目的在于培养和训练学生解决问题的技能和速度，显示运用已学到解决问题的技能和速度，显示运用已学到的知识来解决问题的全过程的知识来解决问题的全过程操练和练习的基本结构指导型l以学生个人为中心，模拟教师对学生个别以学生个人为中心，模拟教师对学生个别化教学的情景，适合传授新概念、新公式、化教学的情景，适合传授新概念、新公式、新规律等新知识为教学目标的教学活动新规律等新知识为教学目标的教学活动l 教学内容系列显示，根据不同学生的特点教学内容系列显示，根据不同学生的特点采取相应的教学策略进行自适应采取相应的教学策略进行自适应指导型的基本结构正确回答正确回答咨询型l 学生提出问题和要求，计算机回答并讲解学生提出问题和要求，计算机回答并讲解有关的教学内容有关的教学内容l 控制权掌握在学生手中控制权掌握在学生手中l 适合学生随意发现和探索知识，作为一种适合学生随意发现和探索知识，作为一种扩大学生知识面的补充学习模式扩大学生知识面的补充学习模式。

咨询型的基本结构模拟型l 对教学内容建立相应的模型进行模拟对教学内容建立相应的模型进行模拟l 基本结构主要是基本结构主要是“场景场景”的变化，这种变的变化，这种变化不能简单说对错化不能简单说对错l 学生的学习不仅是记忆，而且还包括分析、学生的学习不仅是记忆，而且还包括分析、综合、运用与评价，全面培养了学生的能综合、运用与评价，全面培养了学生的能力模拟型l 应用方法应用方法¡ 演示模拟：把计算机当作挂图和电视屏幕，通演示模拟：把计算机当作挂图和电视屏幕，通过向学生演示各种图象，动画，图表和描述进行过向学生演示各种图象，动画，图表和描述进行教学活动教学活动 ¡操作模拟：在操作训练的教学活动中，让学生通操作模拟：在操作训练的教学活动中，让学生通过计算机的模拟课件进行模拟操作，使其熟练掌过计算机的模拟课件进行模拟操作，使其熟练掌握某些操作技能技巧握某些操作技能技巧¡过程模拟：在操作模拟的基础上，让学生经历整过程模拟：在操作模拟的基础上，让学生经历整个模拟的实验过程或是研究过程个模拟的实验过程或是研究过程¡模拟训练器：模拟训练器把计算机模拟，操作器模拟训练器：模拟训练器把计算机模拟，操作器和传感器结合在一起，十分类似于实际的设备，和传感器结合在一起，十分类似于实际的设备，让学生进行各种危险的或是昂贵的操作训练让学生进行各种危险的或是昂贵的操作训练 模拟型课件的基本结构游戏型l 寓教学于游戏之中。

寓教学于游戏之中l 游戏组织强调教学性，有明确的教学目标游戏组织强调教学性，有明确的教学目标和具体的教学内容，并包含教学策略和具体的教学内容，并包含教学策略l 要有竞争目标与游戏规则要有竞争目标与游戏规则操练和练习方式的游戏型CAI的常见结构模拟方式的游戏型CAI的常见结构问题求解型l 以计算机为工具，让学生自己解决那些与以计算机为工具，让学生自己解决那些与实际较接近的问题实际较接近的问题 l 提供问题解答的环境，通常有计算问题求提供问题解答的环境，通常有计算问题求解软件包和模型问题求解软件包解软件包和模型问题求解软件包l 由计算机完成复杂或繁琐的计算任务，学由计算机完成复杂或繁琐的计算任务，学生把主要精力放在提高分析问题和解决问生把主要精力放在提高分析问题和解决问题的能力上题的能力上微型世界l微型世界是微型世界是 在在60年代后期，美国教育心理年代后期，美国教育心理学家佩珀特提出一种新的计算机教育应用学家佩珀特提出一种新的计算机教育应用观点他认为儿童是自己认知结构的构造观点他认为儿童是自己认知结构的构造者，儿童的认识不应靠教师灌输而成，而者，儿童的认识不应靠教师灌输而成，而是在与生活和现实环境的接触过程中，经是在与生活和现实环境的接触过程中，经历从具体认识到抽象认识，形成知识结构历从具体认识到抽象认识，形成知识结构的发展中得到的的发展中得到的l发现学习发现学习创设一种让学生创设一种让学生“摆弄摆弄”的极好的极好的学习环境的学习环境总结l各种模式之间是相互交叉相互联系的，因此各种模式之间是相互交叉相互联系的，因此要综合利用各种模式的长处，形成一个理想要综合利用各种模式的长处，形成一个理想的的CAI教学模式教学模式l思考：思考：¡如果要进行新知识的学习，会选择哪些类型的如果要进行新知识的学习，会选择哪些类型的CAI课件模式？为什么？课件模式？为什么？¡如果是培养学生的综合能力，又会选择哪些模式如果是培养学生的综合能力，又会选择哪些模式？为什么？？为什么？¡如果是作《微机原理》课程的如果是作《微机原理》课程的CAI课件，你又会进课件，你又会进行怎样的设计？行怎样的设计？CAI的网络教学模式l网络教学模式是计算机辅助教学模式发展网络教学模式是计算机辅助教学模式发展的新阶段，这些模式不是非常成熟，它们的新阶段，这些模式不是非常成熟，它们将随着网络教学的发展而被不断地加以改将随着网络教学的发展而被不断地加以改进、完善的进、完善的CAI的网络教学模式l 探究型学习模式：借助计算机多媒体技术、探究型学习模式：借助计算机多媒体技术、网络技术所创设的集成化、智能化的虚拟网络技术所创设的集成化、智能化的虚拟学习环境，让学习者在丰富的媒体资源空学习环境，让学习者在丰富的媒体资源空间内进行自主学习活动，通过独立思考、间内进行自主学习活动，通过独立思考、自主探索、利用资源有效解决问题的学习自主探索、利用资源有效解决问题的学习活动过程，培养学习者解决实际问题的能活动过程，培养学习者解决实际问题的能力以及独立思考的元认知技能。

力以及独立思考的元认知技能CAI的网络教学模式l问题型教学模式：是以问题驱动学生学习问题型教学模式：是以问题驱动学生学习的一种方式，学生学习知识从问题开始，的一种方式，学生学习知识从问题开始，以问题为导向，整个学习过程是在不断探以问题为导向，整个学习过程是在不断探索研究中发现问题、解决问题问题型教索研究中发现问题、解决问题问题型教学模式旨在使学习者投入于问题中，致力学模式旨在使学习者投入于问题中，致力于问题解决，通过解决问题，理解问题背于问题解决，通过解决问题，理解问题背后隐含的关系和机制，使学习者建构起广后隐含的关系和机制，使学习者建构起广泛而灵活的基础知识，发展有效的问题解泛而灵活的基础知识，发展有效的问题解决技能，培养自主学习和终生学习的能力决技能，培养自主学习和终生学习的能力 CAI的网络教学模式l计算机网络环境下的协作学习，即计算机网络环境下的协作学习，即CSCL（（Computer—Supported Cooperative Learning）：是指在计算机）：是指在计算机多种通讯技术的支持下，由处于不同地理多种通讯技术的支持下，由处于不同地理位置的多个学习者，在交互与合作中共同位置的多个学习者，在交互与合作中共同完成某项学习任务与学习活动。

学习者根完成某项学习任务与学习活动学习者根据合作主题，借助网络通讯工具结成学习据合作主题，借助网络通讯工具结成学习伙伴，协商设计合作方案，讨论探索，展伙伴，协商设计合作方案，讨论探索，展开合作行动，最终完成学习任务开合作行动，最终完成学习任务 CAI的网络教学模式l教授型教学模式：是指在网络技术的支持教授型教学模式：是指在网络技术的支持下以教师讲授为主的教学方式，按教学的下以教师讲授为主的教学方式，按教学的时间特性，教授型教学模式主要有实时讲时间特性，教授型教学模式主要有实时讲授与非实时讲授两种类型授与非实时讲授两种类型 l基于网络环境下的案例教学：是指借助计基于网络环境下的案例教学：是指借助计算机网络向学习者提供案例研究的学习环算机网络向学习者提供案例研究的学习环境，该学习环境中包含从实际案例中选取境，该学习环境中包含从实际案例中选取的资料，让学习者以调查员的角色去调查的资料，让学习者以调查员的角色去调查案情，通过对资料的收集、分析、决策，案情，通过对资料的收集、分析、决策，做出对问题的解决，得出可行的结论做出对问题的解决，得出可行的结论 总结总结l将教学模式从认识论和价值观两个维度进将教学模式从认识论和价值观两个维度进行考察行考察¡ 认识论：客观主义认识论：客观主义 —— 建构主义建构主义¡ 价值观：个体主义价值观：个体主义 —— 集体主义集体主义个人学习个人学习集体学习集体学习教教为为中中心心学学为为中中心心客观主义客观主义建构主义建构主义个体主义个体主义群体主义群体主义探究学习探究学习微世界微世界问题求解问题求解虚拟实验室虚拟实验室教学测试教学测试操练与练习操练与练习个别指导个别指导模拟与游戏模拟与游戏智能导师系统智能导师系统课堂信息处理课堂信息处理计算机支持合作学习计算机支持合作学习虚拟教室虚拟教室认知工具认知工具虚拟学伴虚拟学伴案例学习案例学习情景化学习情景化学习虚拟学社虚拟学社协同实验室协同实验室基于资源的学习基于资源的学习电子讲演电子讲演课堂作业课堂作业情景演示情景演示小组讨论小组讨论任务l 上机：搜索不同类型的课件任意上机：搜索不同类型的课件任意3个个 l 课件作品制作开始启动：选择一个创作的课件作品制作开始启动：选择一个创作的主题，进行创意主题，进行创意。