42 计算机辅助教学(CAI)..pdfVIP

中小学信息技术教学法——4.2计算机辅助教学（CAI）

发布时间：2010-04-1607:32

第四章信息技术与教学课件设计

第二节计算机辅助教学（CAI）

计算机辅助教学是将计算机作为教学媒体，学生通过与计算机

的交互对话进行学习的一种教学形式。也就是说，教师把计算机系统

中所包含的各种媒体包括系统资源、数据媒体、交互媒体、网络媒体

等整个地进行逻辑集成与调度，为学生创设一个交互式的学习环境，

尤其是在信息技术的教学中，教师开发的教学课件，应该要尽可能地

创设出与真实情境相近的学习环境，逐步地引导学生通过交互与探

究，理解原理、**********作技能和步骤。

计算机辅助教学应该能做到：

（1）学生拥有多种控制，包括课程结构控制、知识内容控

制、交互方式控制等；

（2）实现因材施教，针对学生的不同能力调整学习进度与内

容；

（3）根据教学目标的要求，以不同的表现形式，吸引、引

导、集中学生的注意力，提高教学效果；

（4）收集学生在学习过程中的执行信息并保存这些信息，以

期进一步利用。

虽然，就整个教学过程来说，计算机在一些教学环节上不同程度地发

挥作用，但应该明确教师在计算机教学过程中，起的是设计师与指导

员的作用，他是一个必不可少的角色。

图4-2是一个计算机基础教程辅助教学课件，可以帮助大家了

解课件的一些功能。

图教学课件功能与环境示例

4-2

一、CAI与心理学实验

CAI的发展受到两个心理学实验的影响：教学机器和程序教

学。

随着机器自动化的发展，人们试图尝试用机器来进行重复繁琐

的工作。1924年美国心理学家锡德尼•普莱西设计了一台自动教学机

器，可以自动送出多个供选择的问题，并跟踪学习者的回答。虽然因

技术所限，这台机器未能引起人们的普遍重视，但是它的原理与后来

发展起来的程序教学有着密切的联系。

程序教学是20世纪50年代发展起来的。当时美国教育心理学

家斯金纳根据对动物实验引出的**********作条件反射和积极强化的

理论，在普莱西教学机器的基础上，提出了学习材料程序化的想法，

并设计了教学机器和程序教学，后来发展成不用教学机器只用程序教

材的“程序教学”。

在程序教学中，教师根据教学逻辑和学习心理规律，将教学内

容编制成供学生“自学”的程序教材，用于引导学生按照一定的逻辑

顺序进行学习。在这种教学活动中，教师的“教”与学生的“学”是

在不同的时间和空间中进行的，学生直接与所谓的程序教材交互，根

据自身的基础来确定学习的步骤。程序教材由一系列的小段组成，这

些小段称为帧（Frame）。在每一帧学习材料的后面有一个问题，要求

学生回答，并根据回答的结果提供一个附加帧，使每一个学生能以与

自己能力相适应的速度和方式进行学习。

到了20世纪50年代后期，程序教学形成了两种模式：直线式

和分支式。

直线式将学习材料形成的帧组织成一个线性序列，要求每个学

生按照相同的帧串进行学习，帧间的顺序是预先设定好的，以使帧间

包含尽量少的附加信息。由于简单，再加上帧间信息量少，学习者很

容易成。

分支式认为编制一种使学生全避免错误的程序几乎是不可能

的，必须根据学生可能出现的各种错误来编制程序。因此在分支式

中，每一帧后，有多个选择问题供学生问答，对于选择错误答案的学

生，引导其学习补救材料，以弄明白错误原因；对于选择正确答案的

学生，引导其学习下一帧。

直线式与分支式的区别如图4-3所示。

这两种模式对后来发展起来的计算机辅助教学都有着直接的影

响。不同的模式反映了对学习过程的不同的心理学理论观点。而存储

和处理信息的计算机，是实现这些教学方法的理想工具。正是在这些

理论的指导下，计算机成了辅助教学的重要工具，从而产生了计算机

辅助教学。

二、CAI学习理论基础的三次大演变

自从1958年美国IBM公司研制成功的第一个CAI系统宣告

CAI开始进入教育课堂以来，CAI的学习理论基础曾有过三次大的演

变：