自考资料：计算机辅助教学考前资料.doc

多媒体计算机辅助教学第一章计算机辅助教学及其原理学习目标a.深刻理解计算机辅助教学产生的社会基础,物质基础和理论基础.b.了解计算机辅助教学的发展概况和发展方向.c.掌握计算机辅助教育(CBE),计算机辅助教学(CAI),计算机管理教学(CMI)等基本概念.d.深刻理解计算机辅助教学在教学中的作用,明确CAI中计算机以及同人类教师相比存在的优势和不足.e.掌握CAI的基本类型以及各类型的特点.计算机辅助教学的发展概况计算机辅助教学（CAI）的研究与应用始于1958年，至今已有40多年的历史。在这40多年中，它得到了迅速的发展，并对教育教学改革产生了深刻的影响，而其自身也发展成为有着广阔应用前景的新兴科学。1.1.1计算机辅助教学的兴起同其他学科一样?CAI的产生和发展有着广泛的基础，归纳起来主要有三方面,即计算机辅助教学产生和发展的物质基础、社会基础和理论基础。1.CAI产生和发展的物质基础1946年第一台电子数字计算机诞生。计算机是20世纪人类最伟大的科技成果之一。计算机的诞生和迅速发展，对人类社会的发展产生了极为深刻的影响。它促进了信息时代的到来，对教育不断地提出了新的要求，并为教育的改革和发展提供了新的方法和技术手段，为计算机辅助教学的兴起和发展提供了比不可少的物质基础。计算机发展具有明显的特点首先是发展得快。表现在数量增加得快和性能提高得快。随着微型计算机的出现，由于体积小、使用方便、价格低，各国拥有计算机的数量明显增加。同时，其性能的提高和品种的多样化也是十分明显的。计算机发展的另一个特点是对社会的发展影响深刻。计算机的出现和发展标志着人类步入了信息时代，通过计算机使人类的脑力得以扩大和延伸。按照计算机的发展过程中使用元件的类型，计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个时代。无论是在硬件技术还是软件技术方面都有了突飞猛进的发展。2.CAI产生和发展的社会基础随着科学技术和信息产业的迅速发展，信息将成为科学技术进步和社会经济发展的重要智力资源。社会价值的增加主要靠知识，劳动技能主要以智力和知识为基础。信息时代给人们的生活带来了重大变化，对社会各方面也提出了新的要求，特别是对教育提出了更为迫切的要求，主要表现在:a.信息社会对教育提出的要求,主要表现在：“知识更新”加速“知识激增”，形成所谓的“知识爆炸”。（知识以加速度方式积累，形成所谓的“知识爆炸”?高度发展智力。信息时代的教学活动不应该以发展人的记忆为主要目标，而应以发展人的智力、创造力为主要目标b.教育作出的相应的改革.教育对社会的发展和国家的振兴有着重要的战略作用。教育的发展必然会促进社会的进步，而社会的进步又会对教育的改革和发展不断地提出新的要求。为了适应信息社会的需要，教育作出了相应的改革，包括从以学校教育为中心向终身教育转变，从培养记忆力向培养创造力转变。学习新技术，使用新技术。CAI的发展反映了社会发展的一种趋势。计算机科学技术的飞速发展对社会的各方面产生着巨大的影响，从而对教育工作提出了迫切的任务：一是要培养适应现代科学技术发展要求的人才，必须在各级各类学校和各种学科、专业都普及计算机教育；二是为了提高教育质量和教学水平，必须把计算机技术作为一种重要手段，开展计算机辅助教育，加速教育手段的现代化。1.1.2计算机辅助教学的发展CAI思想的形成受到两个概念的影响1、教学机器2、程序教学一、教学机器:20世纪20年代美国心理学家锡德尼·普莱西提出用机器进行教学的概念，可以送出多个供学生选择的问题，并跟踪学生的回答。二、程序教学:美国教育心理学家斯金纳在普莱西的教学机器的基础上提出了学习材料程序化的想法。1、程序教学的方法,2、程序教学的特点,3、程序教学的模式,4、程序教学的对计算机辅助教学的影响方法：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”用的程序教材，而学生通过阅读教材并不断回答问题，然后程序教材会给出正确的答案。通过如此的学习流程，来达到学习的目的。特点：（1）“学”与“教”可在不同的时间和空间进行（2）小步子、积极反应、及时反馈、自定步调等两种模式：（1）直线式要求每一个学生按照相同的路径进行学习，学习过程中的每一步督很简单，所以学习者很容易完成，从而熟悉教材内容。（2）分支式根据学生的回答选择不同的学习过程。对于错误的选择则进入补救材料；对于正确的选择，则进入新的学习内容。分支式允许学生以完全不同的路径进行学习。影响：直线式和分支式对后来发展起来的计算机辅助教学有着直接的影响。但作为存储和处理信息的重要工具的计算机，是实现这些教学方法的一种理想工具?/font>美国CAI的发展美国是开展CAI研究与应用最早的国家，也是应用比较普遍的国家，在美国的发展概况基本上代表了CAI的发展特点。美国CAI的发展大体上经历了以下几个阶段。初级发展阶段,智能化发展阶段,稳步发展阶段,飞跃发展阶段一、初级发展阶段时间：1958年至1970年基本情况：CAI的发展阶段主要是以大学和计算机公司为中心开展的软件、硬件开发研究工作，出现了代表性的系统。学习理论：行为主义学习理论（刺激-反应理论）使用的模式主要是个别指导型和操练型。计算机技术：主要是大型机或小型机，人机交互基本上是通过文本方式实现的。一、初级发展阶段最早开展CAI研究的是美国IBM公司，1958年设计了第一个计算机教学系统;60年代，PLATO系统成为一个有很强功能的大型计算机网络。，成为利用大型计算机辅助教学的范例;1966年斯坦福大学研制了IBMI辅助教学系统。二、智能化发展阶段时间：1970年至1980年基本情况：CAI应用范围不断扩大，趋向实用化。开发的科目除了数学、物理之外，在医学、语言学、经济学、音乐、等多种领域也开展了CAI的应用。另外，此阶段还逐渐淘汰了实验性的教学软件。学习理论：行为主义学习理论（刺激-反应理论）使用的模式主要是个别指导型和操练型。计算机技术：微型计算机的应用及ICAI的出现主要事件：1971年，MITRE公司与得克萨斯大学、杨伯翰大学合作，开发了TICCIT教学系统，将小型机与电视技术结合起来;第一个有影响的ICAI系统是卡玻尔在1970年研制成功的SCHOLAR系统.三、稳步发展阶段时间：1980年至1990年基本情况：CAI已经成为各类教育的重要组成部分。多媒体计算机的应用使CAI发展到一个新的阶段。使得人机交互方式上更加多样化了学习理论：认知理论占统治地位，成为指导CAI发展的重要的理论基础。计算机技术：主要是多媒体计算机的应用。可通过图、文、声、视频图象等多种形式表达教学信息；在信息组织方式上采用了超文本技术形成超媒体系统。四、飞跃发展阶段时间：1990年以后基本情况：处于飞跃阶段。主要表现在建构主义学习理论的应用和多媒体、计算机网络的广泛使用。出现了网上学校和虚拟校园。学习理论：建构主义学习理论（即学习者得到的知识是在一定的情景下，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过建构的方式获得。）计算机技术：虚拟现实和Internet的教育应用在教育领域中计算机有着广泛的应用,包括教学、研究和管理中以各种方式使用计算机。在这些应用中，计算机起着两种作用：一、是将计算机用作目标二、是将计算机用作工具在课堂上，教师用两种方式作用计算机：一是用作教学目标；二是用作教学过程中的工具。可在两个方面将计算机用作教学目标：计算机科学（ComputerScience,CS)和计算机文化（ComputerLiteracy,CL)。计算机科学，主要是教给学生有关计算机的专业知识,对计算机系统要有深入的了解,强调的是计算机的学术性,像计算机系的教学.此外,还要熟悉计算机的价值,了解计算机的使用对日常生活和工作的影响.在教学过程中,可以把计算机用作工具.通常把为实现一定的教学目标,采用计算机这种媒体(工具),帮助老师教或帮助学生学的教学过程(或教学形式),称为计算机辅助教学.三是研究应用:将计算机作为工具来研究其他学科中的问题,特别是解决教育科学研究中的问题,是计算机在教育中的一个重要应用方面.随着计算机技术的迅速发展,它在数据处理中的的应用不断增长,已成为信息采集、存储和处理的重要工具。教育信息处理是计算机研究应用的重要方面。将计算机作为天空工具，帮助教育科学研究人员进行教育信息的收集、存储、检索、统计和分析等，以实现教育研究的宣化和科学化。此外，通过计算机检索教育科学研究的最新成果和各种信息，还可以提高教育科学研究的水平和效率管理应用:教育部门的管理者面临着与其他部门（如商业和工业部门）相同的管理问题。要设计预算、处理工资、保存和查找人事档案、编制资源目录等，这些工作让计算机来完成，会做得相当出色。事实上，学校中许多部门购买计算机的主要目的就在于完成这些事务管理。当然，还有帮助教师完成在教学中的管理工作、学生成绩的管理、课程表的编排、学校发展决策以及图书资料的管理等?1.2.1计算机辅助教育（CBE）计算机辅助教育（Computer-BasedEducation,简称CBE）是计算机在教育中的重要应用。它是为了提高教育质量和效率，利用计算机技术（包括硬件技术和软件技术），按照科学的方法解决教育过程中的问题。CBE主要包括两个方面：计算机辅助教学（Computer-AssistedInstruction,简称CAI）和计算机管理教学（Computer-ManagedInstruction,简称CMI）。在CBE中，CAI和CMI是两个主要子域罗米朱斯克（Romiszowski,1986）把计算机在教育中的工具作用分为三个方面：一是把计算机用作管理的工具二是用作辅助教师的工作三是辅助学习者的工具。这三部分包括的内容如下图所示教育/训练计划/统计大量用作管理工具个别化学习/小组学习过程中的控制、评价和管理循序渐进的:测验;操练/练习;程序式的个别指导适应式的:会话/对话式个别指导?模拟;询问型数据库查找用于帮助思考:询问型数据库查找;用于逻辑/分析的程序设计（LOGO）等简化委派的任务:使用特定目的的应用软件;使用字处理软件,使用专用的计算软件包1.2.2计算机辅助教学（CAI）如上所述，计算机辅助教学（CAI）是计算机辅助教育（CBE）的重要组成部分。它是教师为了提高教学效果和效率，利用计算机为中心的丰富的教学资源，改进传统教学，或为学生提供一个学习环境，使学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式。1.2.3计算机管理教学（CMI）与CAI一样，计算机管理教学（CMI）也是CBE的一个重要组成部分。通常对CMI有两种说法，一种是广义的说法，认为计算机在学校管理中的应用，包括教学管理、学校事务管理、图书情报资料管理等，都是计算机管理教学；另一种说法认为CMI是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统，包括组织课程和学生数据，监督学生的学习里程，诊断和补救，评价学习结果和为教师提供计划信息等.计算机辅助教学是教师为了提高效果和效率，利用以计算机为中心的丰富的教学资源，改进教学或为学生提供一个学习环境，使学生通过与计算机交互对话进行学习的一种教学形式。为了正确地理解计算机在教学中的作用，有必要回顾一下传统教学的基本过程。1.3.1传统教学的基本过程传统教学的基本过程是个循环过程，它由确定教育目的和总的课程目标开始，最后以评价结束。一个循环中的评价，又是下一个循环中进行必要修改的依据。主要包括以下内容：教育目的和课程目标；内容的详细说明；内容分析；行为目标；教学设计；发送；评价上面的图例说明了教学过程中的双向通信：教师把教学内容传授给学生；然后接受学生的反应，进行诊断和评价，以便了解学生的学习情况。但是，只有这两种方向上的信息传递还是不够的，还必须把诊断和评价的结晶及时告诉给学生，即通常所说的及时反馈，在日本称为KR（KnowledgeofResults)。在传统教学中，这种反馈很难做到总是及时的，但它在教学中却是不可缺少的。1.3.2计算机辅助教学的基本原理教育媒体在教学中的作用在教学中使用教育媒体，可以增强教师的教育作用，提高教学效果。教育媒体作为教学过程中使用的工具，同其他领域中使用的工具一样，可以起到延伸人体器官的作用。如上所述，将计算机用作教学媒体，可以完成教学过程中对教学信息的处理和传递。由于计算机在程序的控制下可以通过输出设备(如微机的监示器)向人们呈现各种信息，通过输入设备(如键盘)接收使用者输入的各种信息并对输入信息进行判断，根据判断结果进行转移和提供有针对性的提示信息。因此，把具有教学功能的软件(即通常所说的课件)配置到计算机之后，计算机就能像人类教师那样，与学生构成教学系统(图18)，完成一定的教学任务.学生通过与计算机的交互作用进行学习，其基本过程如图19所示(1)选择学习内容在一个庞大的CAI系统中，通常存储着多种科目的课件。而每个科目又按内容的不同以一定的结构进行组织。就是较简单的微型机CAI系统，也可以提供内容丰富的学习材料。因此在一开始学生要根据自己的需要或教师的安排来选择学习的内容.计算机呈现教学信息计算机将有关的教学信息按一定的结构，用文字、图形、动画、声音等形式呈现出来，在生动、有趣的环境中向学生说明一个概念或一种技能，特别是对抽象的概念，通过形象的方法变得容易理解。(3)学生接收教学信息学生通过自己的感官，接收计算机呈现的教学信息，经过思维加以理解(4)计算机提问当一个概念讲解或演示完成后，计算机立即提出一些问题要求学生进行回答，这在CAI中是必不可少的，通过提问了解学生对刚学过的内容的掌握程度。(5)学生反应学生根据对所学知识的理解，通过思考和判断，对计算机提出的问题作出反应，从键盘(或其他输入设备)输入自己的回答。(6)判断和反馈计算机接收学生的应答，判断学生作出回答的正确程度，根据不同情况给出适当的反馈信息，这包括在学生作出正确回答时给以肯定和表扬；在学生作出错误回答时，指出其回答是不对的，必要时还要分析错误的原因，并鼓励学生再次回答。7)反馈的强化作用反馈在CAI中是十分重要的，它具有明显的强化作用。学生在作出反应之后，对他回答的结果特别关心。这时看到计算机提供的反馈信息，给他的印象就特别深刻。(8)作出教学决策根据学生完成回答或测试的情况，计算机作出下一步的决策：是继续学习，呈现新的教学内容；或是复习，呈现原来的教学内容：或是进行补习，提供更为详细易懂的学习材料；或是结束。这些决策也可以由学生自己作出。需要指出的是，上面描述的CAI的大致过程并不是说所有的CAI都是这样，不同的CAI模式，其过程也不尽相同。但不管呈现的基本过程有多大差别，在如何为学生提供良好的学习环境，有效地实现与学生的交互，调动学生的学习积极性，促进学生的学习等方面应是共同的。随着CAI的发展，CAI的应用方式出现了多样化的趋势，将计算机用作工具，整合于教学和学习过程中，在教师的指导下，学生通过这样的过程，不仅学习到了知识和技能，也有利于创造性思维的发展和实际解决问题能力的提高，同时对提高信息技术素质也大有益处。1.3.3与教师相比计算机的优势和不足计算机辅助教学作为新的教育技术，在教育和教学中发挥了重要作用，受到了人们的高度重视。在许多方面，计算机的作用是其他媒体不可取代的。首先从媒体适应教学的能力来看，计算机有很高的适应性。主要表现在它具有适应个别需要的能力，它能够接收学生的回答、评价学生的回答并提供及时的反馈，根据学生的回答情况来调节教学。在满足学生要求方面，它能较好地赢得注意和激发学生的学习积极性并能适应学习者的喜爱。在管理方面，CAI能够记录并报告学生的执行情况。这些是其他媒体所不及的。在产生逼真的映像和描述运动方面，由于多媒体的应用，已能取得与录像磁带和电视同样的效果。在产生动听的声音方面也有很好的效果。随着多媒体和计算机网络技术的迅速发展和广泛应用，计算机已经成为教师教学和学生学习的重要工具。因此，人们对CAI这种新的教学形式给予了高度重视。为了进一步了解CAI的作用及其特点，下面将对照CAI中计算机与人类教师在教学过程中各有哪些作用和不足，以得到对CAI及其应用的正确理解。1教师的作用和不足在传统的课堂教学中，教师要完成许多任务。例如，计划学习的科目，评价和分配适当的学习材料，补充必要的学习资料，烦琐的管理，评价学生的进步以及具体的教学工作等。此外，教师还要适应各种学生的不同情况，进行有别于正常情况的教学，并用成熟和正确的举止和价值观去影响学生，为学生提供一个优良的学习环境。教师具有的能力在教学过程中，教师具有任何媒体不可替代的作用，主要表现在教师所具有的以下能力：（1)作出计划的能力。有能力的教师，能充分了解学生和课程目标，在此基础上，计划和安排为满足这些目标的一系列活动。这些计划包括特定的教学项目和教学活动，除作出原始计划外，随着实践，还要对计划做必要地修改。开发的能力。教师能开发出许多很有价值的教学材料，制作大批的教游戏、模型，对许多特殊或困难的问题做出圆满的回答。虽然计算机也能完成预先准备好的教学，但它不能做出预先没有准备的任何行为（3）建立与学生的联系。教师与学生之间的联系是十分重要的。学生和教师可以通过各种联系，互相接收有价值的信息，这不仅推动了学习，而且也帮助学生学会处理与他人相处的方法。综合信息的能力。教师能够辨认和利用从各种渠道得到的信息。例如，一个教师可以利用社会研究中的题目，来启发一个有创造力的写作计划。同样，在理科的课程中，也可以利用日常生活中大家熟悉的现象来加强教学概念。当然，要做出这种综合，要求教师对整个课程有充分的理解。对于CAI来说，由于它是由不同的作者设计的，往往不能把某种课程同其他有关的材料联系起来，因此很难具有这种综合的能力。回答学生的询问。经常会看到教师们对问题的回答仅仅是启发性的，不是把答案的全部内容一下子说出来，这无疑是很有价值的。在计算机化教学中，通常很少有机会询问问题，即使有问题提出来，绝大多数计算机也不能辨认或给出合适的答案。有能力在行为和价值方面做出样板。在学生的一生中，教师是对他有最重要影响的因素之一。教师被看做权威和专家，学生很容易接受教师的思想和态度，并有意无意地加以模仿。有能力交流感情。当一个学生遇到困难时，教师能够给他(她)以精神上的鼓励，以调整其心理状态。无论是学生遇到学习新题目时的困难，或是在其他方面遇到了困难，教师都会耐心地加以劝解，中肯地用个人经历消除学生的疑虑。计算机无法像教师那样给学生以温暖和感情上的安慰。有能力同多个人组成的小组一起工作。教师能同很多人组成的小组一起工作，这不仅有利于开展小组学习，从经济角度考虑，也比一对一的合算。而微型机构成的CAI系统，一般只能同一个或两个学生一起工作有能力督促学生的学习。教师可以寻找各种新颖的方法以激发学生的积极性。无论是采用行为管理技术、开发有趣的课题，或是用有趣的方式呈现信息，好的教师都能够激发和保持学生的学习兴趣。计算机不能像优秀教师那样发出热情和友善，虽然许多学生喜欢使用计算机，但这种兴趣不能长久，因此，对CAI来说，它的设计必须是相当有效。有能力适应变化着的要求。一个有作为的教师具有很强的灵活性。2.计算机的优势:1.势行速度快;2.准确地工作;3.收集和管理信息;4.促进学生的学习;5.重复执行某项任务不会厌烦;6.能够较好地实现个别化教学和协作学习;7.能够提供丰富多彩的多媒体学习资源;8.能够展示通常情况下有危险或无法看到的现在以及再现以往的过程.计算机的局限性1。不能产生自发的回答；2。不能有效地与众多的学生同时工作；3。不能示范一定类型的行为。另外虽然计算机在为学生构造学习环境方面具有其他媒体裁无法比拟的潜力，但是，在适应学习过程的变化，有针对性的引导学生深入思考新的问题等方面，远不如有经验的教师。计算机和教师两者都有一定的优势，即不能互相完全代替，也不能互相排斥，而是应该用一种新的方法把他们结合起来，尽量减少各自的不足，使两者的优势变得更加有效。针对教师教学的需要，备课型CAI软件一般具有如下功能：1：为教师提供教学用的各种参考资料；2：为教师提供用于考试的试题用相应的答案；3：为教师提供优秀教师的教学方法样例；4：为教师提供制作演示型CAI软件的平台，俣教师能够制作课堂上使用的多媒体教学软件。课堂演示型CAI软件由于计算机数量有限,许多教师刚开始使用计算机进行辅助教学时,主要是采取演示模式,由于计算机强大的表现能力,特别是能够动态地表现一些现象,因此在教学中收到了良好的效果.这类CAI软件,适于表现的内容有:1.其他手段难以表现的微观现象;2.真实实验中有危险的现象;3.真实实验中要很长或极短时间才能看到的现象;4.过去的过程或事件;5.需要反复观察的动态现象.1.4.1帮助教师备课型CAl软件（CBE）传统的课堂教学，虽然存在一些弊端，很难做到因材施教，对个别超常学生和学习困难的学生，进行个别指导的时间,十分有限，不利于学生的发展,常使学生处于被动地位，但是，课堂教学也有许多优势，教师在讲课前需要做许多准备。课堂上，教师根据自己的教学经验和事先的教学设计，生动而灵活地进行讲授并与学生进行一定的交互；教师还要不断地对学生进行测试，以了解学生对所学内容的掌握情况，并根据测试结果采取相应的补救措施。针对教师教学的需要，备课型CAI软件一般具有如下功能：(1)为教师提供教学用的各种参考资料；(2)为教师提供用于考试的试题及相应的答案；(3)为教师提供优秀教师的教学方法样例；(4)为教师提供制作演示型CAI软件的平台，使教师能够制作课堂上使用的多媒体教学软件。1.4.2课堂演示型CAI软件我国由于计算机数量有限，许多教师刚开始使用计算机进行辅助教学时，主要是采取演示模式，即教师在课堂上讲解的同时，用计算机演示一些微观现象或动态图形，或把抽象的内容形象化，把计算机的作用纳入到了传统的教学过程中，虽然很少有学生与计算机间的交互作用，但是，由于计算机强大的表现能力，特别是能够动态地表现一些现象，因此在教学中收到了良好的效果。这类CAI软件，适于表现的内容有；(1)其他手段难以表现的微观现象；(2)真实实验中有危险的现象；(3)真实实验中要很长或极短时间才能看到的现象；(4)过去的过程或事件；(5)需要反复观察的动态现象。1.4.3个别化学习型CAl软件这类CAI软件，为学习者提供一个别化的学习环境，学习者通过与计算机的交互作用实现学习目标。根据不同的学习内容和学习目标，CAI软件提供的交互方式也有所不同，这体现了不同的教学(或学习)方法，从而形成了不同模式的CAI软件，这种模式也称教学策略(1nstructionalStrate由es)，它反映了利用计算机进行学习时的交互方式。包括操练和练习、对话、游戏、模拟、测试、问题解答、发现学习和信息检索等8种，如图110。所示在实际的CAI软件中，可以包含一种或多种模式。1.4.4协作学习型CAI软件协作学习强调学习过程中的协作与交流，利用学习过程中的各种交互作用，激发学习者的学习兴趣与学习动机；并通过小组讨论和交流，表达各个学习者解决问题的思路和方法，暴露每个人的学习思维过程，通过总结，使学生有机会体验自己的认知加工过程，有利于提高对自身学习策略的总结与反思：相互间的讨论或比较，有助于大家共享好的学习策略。同时，协作学习着重意义建构，有利于培养学习者的主体性素质与社会交往技能，使学习者能够全面发展，并通过学习者互相学习、互相帮助而达到共同发展的目的。协作学习型CAI软件有以下特点：(1)以学习者为中心，即将学生的“学”视为影响学习效果与学习效率的关键和最直接的因素，所创设的一切教学活动都是学生“学”的外部条件，充分发挥学生在学习中的主体地位，激发学生的学习兴趣和学习动机。(2)以小组学习为基本的学习形式，发挥学习者的主动性，保证使学习过程具有多种相互作用。(3)提供问题情境，即在教学中提供真实性任务，使学习者能够将学习活动与自身生活相联系，同时也能有效地激活已有经验并与新信息的联系。(4)促进协作与交流，以丰富学习者对知识的理解，检验自己的认知建构过程，发展学习策略，使学生具备较强的学习迁移能力和协作技能。协作学习型CAI软件的这些特点，体现了它对现代教育的发展有着瞄的适应性，特别是计算机网络的广泛应用，使协作学习的实现有了可靠的技术条件，因此，协作学习型的教学软件将会受到人们的重视和欢迎。1.4.5整合型CAI软件20世纪90年代中期以来，以美国为代表的发达国家开始着手制定信息技术整合于课程和教学的标准或规划，并着手实施这一计划，即把信息技术作为促进更高级学习的工具，倡导课程和技术的结合，一方面利用信息技术保证课程标准更高质量的实现，另一方面创设和营造信息技术支持下的综合化学习活动和丰富多彩的学习环境，为学生将来在信息日益丰富的社会中生存、学习和工作奠定基础。整合型方式是将计算机的应用整合于学科的教学过程中，计算机作为工具，完成学生学习过程中需要做的工作。下面是一个将信息技术整合于课程教学的例子。题目：全球气候适合年级：3-5年级目标：一般情况下，学生开始时对世界各地的气候理解是不一样的。通过学生研究天气类型产生的原因，注意到一个地区的天气是如何有助于预测附近地区的天气的。活动概述：在一个月的时间里，学生以小组为单位对天气及其对某一城市的影响一起研究、制表和写作，小组用多媒体的方式演示他们的发现。整个班级要利用并吸收各组的发现结果来制作一个最终的投影，以展示全球的天气类型。活动：1准备工作·安排课堂讲解；邀请电台或电视台的气象学者或者当地气象协会的成员做有关气候的报告。·收集资料(书、地图、多媒体CD、有关气候的录像带、网站)。·准备一个“KWL(知道、想知道、学习到的)”检核表来评价学生的知识；·在每一天的开始，确定可能要涉及到的天气的概念、技术技能和主题(如气候词汇、电子表格中的图表概念)。为每天探索收集一些适当的资源做准备。2活动过程(1)作为一节课，建立这个项目的指南或者要素，例如，降水图、气温(高和低)、当前季节典型气候的描述、人们因气候变化作出的改变，以及对一个普通年份中气候类型的概括。(2)把班里的学生按照不同的洲分成几组，为小组中的每个人分配一个角色(天气预报员、多媒体采集人员、图表制作人员或日志记录人员)。为了让所有学生能够从事不同的工作，每周轮换工作(如果时间允许，可以考虑让学生制作自己的天气仪器)。(3)确保小组中的成员了解他们在数据收集的第一周中的角色和职责：·天气预报员和图表制作人员负责观察和绘制他们所选定的城市每天的最高和最低气温、风速、降雨量，每周制作图表。·多媒体采集人员负责寻找照片、电影资料和描述城市一周天气的气象图，同时把这些资源放在特定的文件夹或者磁盘中。·日志记录人员负责记录每天小组成员的活动以及天气对城市中居民的影响。如果可能的话，记录人员还可以通过电子函件的方式与其他城市的人或班级进行交流。要找到如何与其他班级进行联系以及去哪儿与其他班级进行联系，参见“工具和资源”。(4)进展到这一阶段要组织一次班级会议，这个会议是有关收集数据得到的一些共识。一定要强调使用正确的词汇和术语。(5)在一个月里，帮助小组得出天气类型的结论。让小组每周报告他们的结果时应定期交换角色。当小组已经收集了大量数据的时候，鼓励他们对邻周的数据进行比较。按照区域把城市分组，追踪城市不同地区的天气。鼓励学生在风向和气流运动一定的情况下，就如何利用一个地区的天气去预测其他地区的天气进行总结。(6)收集4星期的数据后，小组要制作多媒体演示或者网页，其中包含了一个月来他们对所选择的城市的天气模式的观测结果和天气的影响。多媒体展示必须包括如下事实：每个城市天气的事实性数据、图表与图形以及不同时间的天气图。同时还必须包括天气对在城市中生活的居民的影响。(7)在小组展示过后，举行一次有关数据中出现的趋势和普遍性的汇报。为了激起讨论，使用网络中的天气站点来观看对全球天气的视频追踪。最后，班级要制作一个包含所有研究过的城市的多媒体投影。软件工具和资源：1.软件：多媒体写作或演示软件。2.网站：用于查找天气信息的站点用于寻找伙伴和项目合作者的网站3.其他：日报、教室里和家中的电视评价自述本章小结习题（上）综述计算机辅助教学产生和发展的基础。世界上第一个计算机辅助教学系统是何时开发成功的？是由哪家公司开发的？简述PLATO系统。从学习理论的应用看，计算机辅助教学的各个发展阶段有何特点？计算机技术的应用又有什么不同？说明计算机辅助教育、计算机辅助教学、计算机管理教学的基本含义。它们之间有何关系？第二章计算机辅助教学系统回顾：计算机辅助教学软件的发展初期，大多数课件使用计算机程序语言（如BASIC、FORTRAN、PASCAL等）编写的。随着CAI技术的不断发展，这些程序语言显示出与CAI课件性质不适应的局限性。于是出现了写作语言编写（如：COURSEWRITER），为广大教师参与课件开发提供了方便。到了20世纪80年代，CAI课件不再是“电子黑板”而是能够以文本、图形、图像、声音、影视等多种媒体形式表达教学内容，同时还对教学信息的收集、反馈、评价等提出了更高的要求：功能更强大、使用更方便、编制过程更简化。利用可视化（VISUAL）编程的通用设计语言（如VISUALBASIC、VISUALC+等）及相关的工具软件（如AUTHORWARE、POWERPOINT、几何画板等）。随着计算机网络的迅速发展，出现了基于网络的教学。HTML（HyperTexMarkupLanguage)超文本标记语言的出现，使制作基于网络的CAI教学软件变得十分方便。2.1.1课堂多媒体教学系统硬件配置及功能1.多媒体计算机多媒体计算机是整个系统的控制中心，可以播放声音、动画和影片。它具有较强的图形、图象处理能力，可实现图形、图象实时处理，显示分辨率高。多媒体计算机的配置：一般按中、高档配置，具有性能较好是光驱、显示卡、声卡、网卡、内置调制解调器（Modem)，有条件时还可以配置视频压缩卡等。多媒体计算机应具有较快的运行速度、较大容量的内存和硬盘。2.投影设备投影设备的作用：将计算机或视频展示台的输出信息，包括图形、图象及文字、动画等，放大后直接投射到屏幕上，便于学生在学生时观看和记笔记，有效地改善了教学环境，扩大了教学教学规模，提高了教学效果。最主要的投影设备是视频设备：投影仪。它能直接显示计算机或微型投影机、视频展示台的输出数字信号信息。视频投影仪中的小型投影机，重量只有34kg，投影亮度可达到500流明，在小教室里即使不挂窗帘，也能得到色彩鲜明、轮廓清晰、明暗对比强烈的影象，因此常在班级规模不大的场合使用。如果要在大教室或礼堂内进行教学或召开大型会议，此时使用的多媒体教学系统，需要功率大、亮度高的多媒体投影机。如果另外配上光学胶片投影仪、光学幻灯片等投影设备，还能够使用透明胶片和135mm幻灯片.3.视频展示台视频展示台又称视频资料演示仪,它兼备多种功能,可以投放实物、幻灯片、投影片、印刷图文资料等多种多媒体，将色彩鲜艳、清晰逼真的高质量图象展示给学生，有助于激发学生的学习的欲望，吸引学生是注意力，提高教学效果。4.扩音设备扩音设备能够播放语音、音乐或背景设备，以增强相关内容的感染力，促进学生的学习。教室中的扩音设备应具有声音播放清晰明亮、声响大小可以控制、音质优美柔和、声音失真度小等特性。声音质量好，可以产生强烈的震撼，给人深刻的印象，增强教学效果。5.摄像设备为了较好地展现教师的实际操作过程，将物理、化学、生物等实验清楚投影到屏幕上，使学生从各个角度观察实验过程，微型摄像机是最好的选择。微型摄象机也称视频成像器，可以实物摄像、实时显示过程。一台视频成像器具有可转动的微型摄像头，既可以简单地拍摄及投影或录象台面上的明亮物体，也可以拍摄讲演者以及在墙壁附近的物体（含挂图），还可以用背光机构投影透明文件或负片胶片的图象。这种装置在连接时，可将插口直接接在投影机的输入插口上。有了这种成像投影器，教师甚至可以把自己教学中操作仪器的动作在屏幕上展示给学生看。6.局域网络系统教室中的局域网络系统能够支持多媒体信号的传输，控制整个教室的教学过程，保证局域网络内资源的共享，支持学生在交互的状态下进行学习。局域网的传输介质通常有双绞线、同轴电缆、光缆等。双绞线一般用于中、低局域网系统；同轴电缆则因其抗干扰能力强，被中、高档局域网所采用；而高档局域网则采用光缆作为通信的介质。局域网的拓扑结构有总线结构、环形结构和星形结构。目前教室中使用的多媒体管理网络系统有多种，比较著名的局域网有Novell网络系统和WindowsNT网络系统。7.学生终端学生终端是指局域网节点下的网线终端设备，供学生上网操作的计算机。白板教师有时需要即兴书写一些内容，使用黑板是不适宜的，因为粉笔粉尘会对设备产生不利的影响。白板正是在多媒体教室中供教师板书的最好选择2.1.2.课堂多媒体教学系统的基本结构1.简易多媒体教学系统在经济条件较差的学校，开展多媒体教学可以采用简易多媒体教学系统。其中教师用多媒体计算机的硬件配置如下：CPU：Pentium133以上主机；显示器：VGA显示器（监视器内存：16MB以上；硬盘：1。7GB以上：CDROM：8倍速以上光驱；软驱：1。44MB声卡及音响：32位或16位音频处理；键盘和鼠标：普通型；视频分配器：1台视频分配器；学生用显示器：4台VGA显示器。2.多媒体视频影教学系统这种多媒体视频投影教学系统具有图象尺寸大、投影亮度高的饿特点。此外，由于加入了多组计算视频接口，各种信号可以通过遥控器轻松地切换。因此,这种多媒体教学系统深受个教学单位的欢迎。这种系统建议配置是:教师用计算机配置要求与简易多媒体教学系统的要求基本一致，但增加了多媒体投影机和投影屏幕,多媒体投影机一般要求600流明以上投影亮度，投影屏幕可视教学环境而定。需要说明的是：这种配置主要用于教学演示，安装网卡后能够有Internet或校园网络连接，所以对主机的要求是性能一定要好，工作要稳定，推荐使用PentiumII型CPU且性能优越的计算机。这里所说的投影机是多媒体视频投影机。图2。2中的虚线框是建议有条件的学校增加成象器3.多媒体网络及视频投影教学系统多媒体网络教室以计算机网络为主，并辅有投影教学系统。这种结构相当与在一个大的多媒体计算网络教室进行。前面介绍的多媒体视频投影教学系统是以视听为主，学生并不能在视听同时进行操作。这种教学系统造价比较高，但在教学效果上不单纯的多媒体视频投影教学系统要好得多，是一种理想是计算机教学教室。这里所说的计算机网络，可以是Novell局域网络，或NT局域网络，也可以是Internet。2.2.1局域网教学系统1。局域网教学系统简介（局域网教学系统的特点）（1）组网成本低，所有网络设备耗材价格便宜。（2）建网容易，不受公共网络的约束。（3）网线布局灵活，可以根据需要和喜好进行多种选择。（4）局域网有较高的通信速率，数据传送为2100Mb/s。（5）有较好的通信质量。2。局域网常用设备在局域网教学系统中，主要网络设备有服务器、工作站、网络连接设备等，而网络连接设备主要使用的有集线器、中继器、网桥、路由器、网关、收发器等。计算机网络拓扑结构的概念计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和