计算机辅助教学 (2)精选文档.ppt
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1、计算机辅助教学本讲稿第一页,共九十一页一、计算机辅助教学的基本原理一、计算机辅助教学的基本原理n n传统的教学系统n n计算机辅助教学的基本原理n n不同流派的学习指导理论n nCAI的三大特点本讲稿第二页,共九十一页关键:及时反馈传统的教学系统教学目标教学内容诊断评价信息处理反应反馈呈现接受信息处理教师教师学生学生传统的教学系统传统的教学系统本讲稿第三页,共九十一页 把具有教学功能的软件(课件)配置到计算机把具有教学功能的软件(课件)配置到计算机上,计算机将扮演人类教师角色,与学生构成教上,计算机将扮演人类教师角色,与学生构成教学系统,完成规定的教学任务。学系统,完成规定的教学任务。计算机辅
2、助教学的基本原理本讲稿第四页,共九十一页关键:课件的设计,教学方法的体现Start呈现教学信息选择学习内容提出问题接受教学信息判断与反馈反应进一步决策接受反馈 强化补习End计算机学生CAI的基本过程的基本过程本讲稿第五页,共九十一页不同流派的学习理论不同流派的学习理论n以美国心理学家斯金纳为代表的行为派以美国心理学家斯金纳为代表的行为派学习理论。学习理论。n以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派学习理论。学习理论。n建构主义学习理论建构主义学习理论。本讲稿第六页,共九十一页时间:时间:20世纪世纪20年代年代60年代年代创始人:美国心理学家华生创始人:美国心理学
3、家华生主要人物:华生、桑代克、斯金纳主要人物:华生、桑代克、斯金纳行为派学习理论行为派学习理论桑代克桑代克本讲稿第七页,共九十一页n以美国心理学家斯金纳为代表。以美国心理学家斯金纳为代表。n认为学习的起因在于对外部刺激的反应,认为学习的起因在于对外部刺激的反应,不关心刺激引起的内部心理过程,认为不关心刺激引起的内部心理过程,认为与此无关。人类学习过程被解释为被动与此无关。人类学习过程被解释为被动接受外界刺激过程,教师向学生灌输知接受外界刺激过程,教师向学生灌输知识,学生的任务是接受和消化知识。识,学生的任务是接受和消化知识。本讲稿第八页,共九十一页认知派学习理论认知派学习理论皮亚杰皮亚杰布鲁纳
4、布鲁纳本讲稿第九页,共九十一页n以瑞士心理学家皮亚杰为代表。以瑞士心理学家皮亚杰为代表。n认为人的知识不是由外部刺激直接给予的,而是认为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由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果。学习过程被解释为每个人根据自己的态度果。学习过程被解释为每个人根据自己的态度、需、需要和兴趣爱好,并利用过去的要和兴趣爱好,并利用过去的知识与经验,对当知识与经验,对当前的外界刺激作出主动的有选择的信息加工过前的外界刺激作出主动的有选择的信息加工过程。程。认知派学习理论认知派学习理论本讲稿第十页,共九十一页 90年代兴起建构主义的学
5、习理论,认年代兴起建构主义的学习理论,认为学习者的知识应该是他们与环境的交互为学习者的知识应该是他们与环境的交互作用中自行建构的,而不是灌输的。作用中自行建构的,而不是灌输的。建构主义的学习理论建构主义的学习理论本讲稿第十一页,共九十一页 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)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)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。计。(与环境的交互)(与环境的交互)对比对比本讲稿第十二页,共九十一页 指导指导CAI的
6、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的失趋成熟。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互相补充效,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、合理地综合利用各种的,我们应该全面了解、合理地综合利用各种学习理论的应用价值。学习理论的应用价值。CAI的三大特点本讲稿第十三页,共九十一页 CAI与传统的课堂教学相比的特点是:与传统的课堂教学相比的特点是:n 交互性交互性n 个别化个别化n 合作学习合作学习CAI与传统的课堂教学相比的特点与传统的课堂教学相比的特点本讲稿第十四页,共九十一页二、计算机辅助教学
7、的系统构成二、计算机辅助教学的系统构成n nCAI系统构成的三部分n n教学软件与课件n n课件的三种类型n nCAI系统的软件构成本讲稿第十五页,共九十一页由硬件由硬件、系统软件和课件三部分组成。系统软件和课件三部分组成。CAICAI系统的构成系统的构成本讲稿第十六页,共九十一页 硬件硬件是是CAICAI系统的物质基础,包括主机和外系统的物质基础,包括主机和外部设备。部设备。主机包括主机包括CPUCPU和内存,和内存,CPUCPU主要进行信息处主要进行信息处理和数据计算,内存是计算机工作时存放数据的理和数据计算,内存是计算机工作时存放数据的地方。地方。外部设备包括外存、输入设备和输出设备外部
8、设备包括外存、输入设备和输出设备。网卡、通信网络设备。网卡、通信网络设备。1 1 硬件硬件本讲稿第十七页,共九十一页硬件系统结构硬件系统结构主 机显示卡显示器硬盘、软盘、光盘驱动声卡音响耳机话筒键盘、鼠标、打印机、扫描仪调制解调器外部网络本讲稿第十八页,共九十一页硬件系统结构(硬件系统结构(2)集线器/交换机学生机学生机服务器教师机大屏幕投影仪实物投影调制解调器广域网本讲稿第十九页,共九十一页 通常我们说通常我们说硬件能力是指数据处理能硬件能力是指数据处理能力力、存储能力和人机会话能力。、存储能力和人机会话能力。硬件能力硬件能力本讲稿第二十页,共九十一页 包括计算机包括计算机CPUCPU的字长
9、、处理速度和指令系的字长、处理速度和指令系统。字长反映计算的精度和速度(尤其在复杂统。字长反映计算的精度和速度(尤其在复杂运算时),字长由运算时),字长由8 8位发展到位发展到3232位。普通微机位。普通微机处理速度达每秒百万条指令,指令系统是计算处理速度达每秒百万条指令,指令系统是计算机处理信息的组织方式。机处理信息的组织方式。数据处理能力数据处理能力本讲稿第二十一页,共九十一页 内存越大,计算机处理信息的能力越强,内存越大,计算机处理信息的能力越强,速度越快。速度越快。外存储器用于存放各种教学材料、教学外存储器用于存放各种教学材料、教学过程中所采集的信息及处理情况等大量的信过程中所采集的信
10、息及处理情况等大量的信息,当需要使用时即可把信息从外存储器调息,当需要使用时即可把信息从外存储器调入内存。入内存。存储能力存储能力本讲稿第二十二页,共九十一页 CAICAI的的一一个个重重要要特特点点是是交交互互性性即即通通过过人人机机会话完成教学和教学管理。会话完成教学和教学管理。硬硬件件的的人人机机会会话话能能力力大大小小,体体现现在在硬硬件件提提供供的的输输入入设设备备和和输输出出设设备备,使使交交互互方方式式多多样样性性,传播信息更为丰富。传播信息更为丰富。人机会话能力人机会话能力本讲稿第二十三页,共九十一页 包括操作系统、程序设计语言、数据库包括操作系统、程序设计语言、数据库管理系统
11、以及开发计算机辅助教学系统所需管理系统以及开发计算机辅助教学系统所需的各种实用的工具软件等等。的各种实用的工具软件等等。2 2 系统软件系统软件本讲稿第二十四页,共九十一页作用:监控和管理计算机系统的各硬件部分作用:监控和管理计算机系统的各硬件部分使其协同操作,调节各程序正确运行、管理使其协同操作,调节各程序正确运行、管理用户文件的软件系统等。用户文件的软件系统等。例如例如MSMSDOSDOS系统、系统、WINDOWSWINDOWS系统等都属于操系统等都属于操作系统。作系统。操作系统操作系统本讲稿第二十五页,共九十一页指通用的程序设计语言如指通用的程序设计语言如BasicBasic、Pasca
12、lPascal和和C C语语言等,言等,9090年代开始流行面向对象的可视化程年代开始流行面向对象的可视化程序设计语言,如序设计语言,如Visual BasicVisual Basic、Visual C+Visual C+、DelphiDelphi等。还有专门用于开发等。还有专门用于开发CAICAI软件的著作软件的著作语言和著作系统。语言和著作系统。程序设计语言程序设计语言本讲稿第二十六页,共九十一页教学软件与课件课件:课件:是针对具体的课程设计的教学软件。是针对具体的课程设计的教学软件。学习资源:学习资源:是指课程论题以外内容相关的教学是指课程论题以外内容相关的教学软件的内容。软件的内容。学
13、习工具:学习工具:是指支持学习活动内容无关的教学是指支持学习活动内容无关的教学软件的软件。软件的软件。本讲稿第二十七页,共九十一页 课件课件是指为了进行教学活动,采用计算机是指为了进行教学活动,采用计算机语言、写作系统或其他工具所产生的计算机语言、写作系统或其他工具所产生的计算机软件及有关文档。软件及有关文档。课件课件是计算计辅助教学系统中重要的应用是计算计辅助教学系统中重要的应用软软件。件。课件课件本讲稿第二十八页,共九十一页 课件按结构组织来分,可分为固定型、课件按结构组织来分,可分为固定型、生成型和智能型三种结构类型。生成型和智能型三种结构类型。课件的三种类型本讲稿第二十九页,共九十一页
14、CAI系统的软件构成开发语言运行系统课件著作系统著作语言通用语言学习资料CMI软件学习工具CAI系统的软件构成本讲稿第三十页,共九十一页三、计算机辅助教育的教学模式三、计算机辅助教育的教学模式n n计算机辅助教学的教学模式n n20世纪以来计算机辅助教学的发展过程n nCAI课件的七种基本模式(特点以及基本结果)n n五种网络教学模式(特点以及步骤)本讲稿第三十一页,共九十一页是学习理论、计算机技术、网络技术和教学实是学习理论、计算机技术、网络技术和教学实践的有机结合,是为完成现代教学与学习任务践的有机结合,是为完成现代教学与学习任务而采用的相对稳定的,用以设计、组织、实施、而采用的相对稳定的
15、,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评估、优化教学与学习的策略方法和结构的简化形式。化形式。计算计辅助教学中的教学模式计算计辅助教学中的教学模式本讲稿第三十二页,共九十一页时间时间2020世纪世纪50507070年代年代2020世纪世纪70709090年代年代2020世纪世纪9090年代至今年代至今学习学习理论理论行为主义学习理论行为主义学习理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核心技术技术问答式教学程序问答式教学程序编制技术编制技术分支式课件编制技术,分支式课件编制技术,智能智能CAICAI技术
16、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教学类型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适用范围范围知识呈现和简单技知识呈现和简单技能训练能训练个别学习与课堂演示个别学习与课堂演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主要优点优点程序编制简单,学程序编制简单,学习中不会迷航习中不会迷航模拟部分课堂教学,模拟部分课堂教学,可编制多分支系列课可编制多分支系列课件,适应性教学课件件,适应性教学课件学习资源全球
17、一体化,能学习资源全球一体化,能进行在线多向讨论与发现进行在线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,便于因材施教主要主要缺点缺点教学结构呆板,学教学结构呆板,学习效率低习效率低课件可修改性差,难课件可修改性差,难以适应教学变化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本讲稿第三十三页,共九十一页 根据教学活动的特点通常分为:操练与根据教学活动的特点通常分为:操练与练习,指导,咨询,模拟,游戏,问题求解练习,指导,咨询,模拟,游戏,问题求解和发现学习。和发现学习。CAI课件的七种基本模式(特点以及基本结果
18、)本讲稿第三十四页,共九十一页*操练与练习型模式操练与练习型模式(Drill and Practice)Drill and Practice)*指导型模式指导型模式(Tutorial)Tutorial)*咨询型模式咨询型模式(Inquiring)Inquiring)*模拟型模式模拟型模式(Simulation)Simulation)*游戏型模式游戏型模式(Gaming)Gaming)*问题求解型模式问题求解型模式(Problem Solving)Problem Solving)*微型世界微型世界(Microworld)(Microworld)CAICAI课件的七种基本模式课件的七种基本模式本讲
19、稿第三十五页,共九十一页 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知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。识和形成熟练技能的目的。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。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。目标。操练与练习型操练与练习型本讲稿第三十六页,共九十一页 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
20、生义、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。乘法九九表和珠算口诀等操作。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解决的学习活动,其目的在于培养和训练学生解决问题的技能和速度,显示运用已学到的知识来问题的技能和速度,显示运用已学到的知识来解决问题的全过程。解决问题的全过程。操练与练习型操练与练习型本讲稿第三十七页,共九十一页操练和练习的基本结构提问学生回答判断回答诊断原因正确答案适当提示显示规律教授再试继续?开始结束给予鼓励正确回答错误回答不满意满意是否本讲稿第三十八页,共九十一页 以学生个人为中
21、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、新化教学的情景,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。规律等新知识为教学目标的教学活动。教学内容系列显示,根据不同学生的特点采教学内容系列显示,根据不同学生的特点采取相应的教学策略进行自适应。取相应的教学策略进行自适应。指导型指导型本讲稿第三十九页,共九十一页指导型课件的结构指导型课件的结构 本讲稿第四十页,共九十一页 学生提出问题和要求,计算机回答并讲解有学生提出问题和要求,计算机回答并讲解有关的教学内容。关的教学内容。控制权掌握在学生手中。控制权掌握在学生手中。适合学生随意
22、发现和探索知识,作为一种扩大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。学生知识面的补充学习模式。咨询型咨询型本讲稿第四十一页,共九十一页咨询型课件的常见结构咨询型课件的常见结构本讲稿第四十二页,共九十一页 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。课件主要成分是课件主要成分是“场景场景”的变化,这种变化不能的变化,这种变化不能简单说对错。简单说对错。学生的学习不仅是记忆,而且还包括分析、综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力。合、运用与评价,全面培养了学生的能力。模拟型模拟型本讲稿第四十三页,共九十一页模
23、拟型课件的基本结构模拟型课件的基本结构本讲稿第四十四页,共九十一页 寓教学于游戏之中。寓教学于游戏之中。游戏组织强调教学性,有明确的教学目标和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。具体的教学内容,并包含教学策略。要有竞争目标与游戏规则。要有竞争目标与游戏规则。游戏型游戏型本讲稿第四十五页,共九十一页操练和练习方式的游戏型课件的常见结构操练和练习方式的游戏型课件的常见结构本讲稿第四十六页,共九十一页 模拟方式的游戏型课件的常见结构模拟方式的游戏型课件的常见结构本讲稿第四十七页,共九十一页 提供问题解答的环境,通常有计算问题提供问题解答的环境,通常有计算问题求解软件
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