计算机辅助数学教学网站上一、二、七章内容.doc

§1.1 CAI 的内涵与特征 ?????? 计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction,简称CAI)源于美国桑代克(Thorndike.EL)的程序教学。历经 50 多个春秋，随着计算机深度应用于教育，CAI 的内涵也在不断发展。其基本特征却日益凸显。下面主要概述CAI 、CAI 基本内涵及特征。 1. CAI 的基本背景 ?????? 20 世纪 70 年代末微机的出现与普及和人工智能技术的发展，引起了计算机应用于教育的第一次革命，CAI 对传统的学校教育形成了极大的冲击，声称将取代学校教育的言论甚嚣尘上，时至今日，这类论调仍不绝于耳。尽管这类论调有些夸张，但是，人们试图把计算机当成多种教育环境中的理想工具、试图用CAI改良甚至彻底革新传统学校教育的愿望，由此可窥见一斑。同时，也使人们更加重视CAI 效果的研究了。?????? 20 世纪 90 年代初，以多媒体计算机、网络和现代通讯技术等为核心的信息技术（Information Technology ，简称 IT）的出现与发展，推动了计算机应用于教育的第二次革命。凭借网络、多媒体计算机技术等具有的集成性、交互性、直观性、可编辑性等特点，再加上现代认知心理学和建构主义认识论的兴起，CAI 拥有了崭新活力，成为一种革新传统教育的利器，以至人们称e-Education 或 e-Learning 时代到来了。?????? 随着各国教育信息化的进程，人们正在更深入地对CAI进行理论与实践的研究，期望CAI就象计算机应用于商业一样富有潜力，无论发达国家还是发展中国家都基于本国的实际制定了有关CAI 的政策和具体措施，其研究范围和规模不断扩大，研究方法注重宏观与微观、理论与实验相结合。譬如，在国外，为探究CAI与学科教育的整合，美国苹果公司的教育技术专家进行了一项被称为“明日苹果教室”的10年教育改革实验研究；法国中学部学年CAI 数学课程计划持续进行了近20年的CAI 与数学教育的整合探索。在我国，尽管这方面的研究起步较晚，但也已经形成了一些共识：比如，将CAI界定为信息技术与学科教育的整合，成为信息技术应用于教育的核心。无论是基于单纯的CAI效果研究，还是基于CAI与学科教育整合的研究，人们都已经认识到，CAI 有着强大的生命力革新着传统教育，其关键并不在于计算机技术的先进性，而在于CAI 软件的质量、数量及其与学科教育的有机整合。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2. CAI 的基本内涵与特征??????? 以计算机为主要媒介解决教育问题的活动，称为计算机辅助教育，在国外称为CBE(Computer Based Education) 。这主要包括两个方面：计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction，简称CAI)和计算机管理教学(Computer-Managed Instruction，简称CMI) 。对前者，人们也使用术语CAL(计算机辅助学习，Computer-Assisted Learning)，或者CBI(Computer-Based Instruction)。实际上，CAI 、CAL、CBI 这些术语并没有本质的差别，它们的基本含义都是应用或基于计算机解决教育教学问题的一种思想或一门课程。我们主要用CAI 这个通俗的说法来统一这些术语。 随着计算机在教育中的应用越来越深入，CAI 的内涵也经历了一些发展。在1960s-1980s初期，即大型教学机器时代，CAI 是指以计算机为媒介，通过学生与机器交互而实现个别化学习方式的一种自动化教学技术。这期间的典型代表是斯金纳(Skinner)设计的、基于程序教学的教学机器。在1980s初- 1990s中期，也即PC 机时代，CAI 是指以计算机辅助或替代教师执行部分教学任务，传递教学信息，对学生传授知识和训练技能，提高教学效率和增强教学效果的现代教学技术。这期间的典型代表是安德逊(Anderson) 研制的“高中几何智能辅助教学系统(ICAI)”。?????? 在1990s 中期后，即当今的网络时代，随着学习理论的发展及其与技术的融合，CAI的形式更加多样、应用领域更加广阔，其含义更加丰富了。CAI已经是超越了过去定位为技术的范畴，已经逐渐成了一门集计算机科学、教育学、心理学、生理学等多学科交叉的新兴学科或课程。?????? 不同的人可能会对CAI的内涵做不同的概括和界定，但都不会偏离CAI的本质特征。我们认为CAI 的本质特征是利用计算机或基于计算机解决教学中的疑难杂症或提高教学效率，否则CAI 将会失去