计算机辅助教学理论与实践毕业论文.doc

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1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目： 计算机辅助教学理论与实践 入 学 年 月_2 _ 姓 名_ _学 号_ 专 业 计算机科学与技术联 系 方 式_ _学 习 中 心_ _ 指 导 教 师_ _完成时间年9月18日摘要本文探讨了我国计算机辅助教学兴起的原因、发展历程。我国起步较晚, 大约经历了开始、应用、独立研制与开发三个阶段;并针对计算机公共课程的教学特点，探讨了网络辅助教学的优势，以及对计算机教学提出的新要求，在此基础上，分析了目前国内教学平台设计中存在的问题，并针对这些问题提出了计算机辅助教学平台的设计目标，以及对教学实践有所裨益。关键词： 计算机辅助教学、发展过程、实践引言11

2、计算机辅助教学兴起的原因11.1 CAI产生和发展的物质基础11.2 CAI产生和发展的社会基础11.3 CAI产生和发展的理论基础32.计算机辅助教学的发展过程32.1开始阶段32.2应用阶段32.3独立研制与开发阶段43、计算机辅助教学平台的优势53.1丰富的学习资源 、储存内容53.2 提供了灵活的学习模式 、激发了学习兴趣53.3内容更新快63.4能突破教学难点64、计算机辅助教学的不足之处64.1对教师的要求更高64.2信息要适量74.3 防止不良信息的传播74.4 要增强平台的可靠性74.5认识上的误区75、目前国内教学平台设计中存在的问题75.1缺乏良好的设计75.2交互性不强8

3、5.3资源不够丰富86辅助教学平台设计应实现的目标86.1教育管理功能86.2在线学习功能86.3记录的功能96.4答疑功能96.5交流功能96.6激励功能9结论9致谢10参考文献11引言计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction简称 CAI)的研究与应用始于1958年，至今已有四十多年的历史。它得到了迅速发展，并对教育教学改革产生了深刻的影响，而它自身也已发展成为有着广阔应用前景的新兴学科。1计算机辅助教学兴起的原因同其它学科一样，CAI的产生和发展具有广泛的基础，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、理论基础。1.1 CA

4、I产生和发展的物质基础首先是发展得快，表现在数量增加得快和性能提高得快。另一个特点是对社会的发展影响深刻。1.2 CAI产生和发展的社会基础信息社会的基本特点是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。传统工业将为知识密集型的“高技术工业”所代替，从事信息产业的人口比例越来越大。社会价值的增加主要靠知识，劳动技能主要不是靠体力，而是以智力和知识为基础。不断地提高人们的智力，已成为决定生产和经济增长的关键因素。(1)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”知识更新的速度越来越快。根据联合国教科文组织的统计

5、，人类有史以来，数万年积累的科学知识占10，而近三十年积累的占90。英国技术预测专家詹姆斯马丁的测算结果也表明了同样的趋势。他测算出人类知识在19世纪是每五十年增加一倍，20世纪每十年增加一倍，70年代每五年增加一倍，而目前大约每三年增加一倍。这就向教育提出了这样的要求：如何解决人们的学习时间、接受能力和理解能力有限与知识激增的矛盾。职业更新频繁“知识更新”的加快，必然会影响到职业的更换由于科学技术发展带来的知识密集型的生产具有科学技术高度分化又高度综合的特点，新产业的不断涌现，老的产业不断变更，要求人们必须具有较广泛的知识基础才能适应职业更换的需要。在工作实践中要不断学习。特别是在信息时代，

6、由于知识更新周期缩短，职业更换频繁。这就要求教育进行必要的改革，以适应职业更换频繁的要求。高度发展智力 信息时代不仅要求人们具有丰富的知识，更要求有高度发展的智力，否则将很难适应和推动社会的进步。教育专家的研究表明，信息时代的教学活动不应以发展人的记忆为主要目标，而应以发展人的智力、创造力和提高学生的信息素养为主要目标。因此，信息时代向教育提出了如何培养学生善于学习、善于思维、提高创造力和获取信息、处理利用信息的要求。 （2）为了适应信息社会的需要,教育作出的相应的改革 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许多国家，尤其是美、日等有影响的国家，都提出了教育概念的“扩大

7、”和“更新”问题。认为学校只能为一生的教育打下“基础”，即培养学生的“自我教育”能力；要通过“终身教育”获得各种知识和技术。随着教育功能逐渐地向整个社会扩展，以及信息时代对知识和智力的要求，转变学校的职能，由传授现有的知识和技能为主要目标，转变为培养人们具有丰富的创造力为主要目标。 学习新技术，使用新技术 1981年由国际信息处理协会主持召开的第三届世界计算机教育会议正式提出，人类具备对文字的阅读和写作能力称为“第一文化”，而将阅读和编写计算机程序的能力称为“第二文 化”。就是说，在信息社会，掌握计算机知识及其应用，同掌握语文及数理化一样重要，应从中小学开始进行教育，使青少年及早掌握新的信息处

8、理工具的使用，造就有新知识、能适应各种变化和富有创新精神的一代新人。为此，许多国家纷纷制定政策，开展计算机教育。其目的如奥地利教育部长莫里斯所说，在普通中学进行信息技术教育不是为了培养一代专家，而是为了使青年人了解这门将席卷几乎所有生活领域的新的科学技术。今天学生们在学校所学的，将是今后他们就业时所不可缺少的。 1.3 CAI产生和发展的理论基础计算机辅助教育的产生和发展，受到多方面理论的影响，其中最重要的是教育心理学的影响。CAI思想的形成受到两个概念的影响：教学机器和程序教学。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(B.F.Skinner)根据从实验室中对动物实验

9、引出的操作条件反射和积极强化的理论，设计了教学机器和程序教学。他是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，后来就发展成为不用教学机器只用程序教材的“程序教学”。2.计算机辅助教学的发展过程2.1开始阶段70 年代后期到80 年代中期是计算机辅助教学的开始阶段。在对国外计算机辅助教育有了初步了解之后, 一些学者提出我国应加快发展计算机辅助教育。发展就需要有物质基础作为前提, 所以硬件配置成为首先需要解决的问题。开始阶段以介绍和引进国外经验、理论为主。我国计算机辅助教学起步较晚, 加之硬件设备和理论基础薄弱, 因此可以说在此之前计算机在教育、教学中的应用几乎是空白, 而此时国外计算机

10、辅助教学却发展极为迅速, 成效极大。为加快我国计算机辅助教学的步伐, 我国采取积极引进的态度, 这个阶段的计算机辅助教学主要是介绍、翻译国外尤其是美国和日本的先进经验和成果。在行为主义理论指导下, 要求计算机辅助教学软件的编制要注重即时反应、重复重现、及时反馈和强化。因此, 这个期间, 我国计算机辅助教学模式主要有操练与练习、个别辅导、模拟和游戏等。2.2应用阶段第二阶段为80年代后期到90年代初期。1986 年, 国家教委基教司成立了全国中学计算机教育研究中心 , 专门负责中、小学校CAI 的应用与研究, 组织计算机辅助教学课件的评审和推广, 对计算机辅助教学的发展起了巨大的推动作用。当时计

11、算机的价格下降很多, 在一些有条件的地区和学校有条件配置了一定数量的微机, 我国计算机辅助教育进入了具体的实施阶段。在这期间,我国的计算机教学在软硬件环境、学习理论和教学模式方面都有了很大发展:在认知理论的影响下,问题解决型计算机辅助教学成了80年代未90年代初我国最普遍的软件类型。计算机辅助教学的主要目的是培养学习者分析问题、解决问题的能力,培养学习者探索知识的能力和创造性思维。认知主义理论下计算机辅助教学的模式注重学习者已有的知识结构和认知能力, 注重学习者与学习环境的相互作用, 通过创造特定的问题空间, 引导学习者进行问题的解决。不同的计算机辅助教学模式需要有不同类型的软件支持, 但课件

12、本身具有教学目标的特定性、教学内容的完整性、教学模式的固定性和教学结构的封闭性等特点,决定教学活动中使用范围有一定的局限性,不能适应灵活多样的教学模式。针对这一缺陷,积件、群件思想应时而生。课件、群件、积件等多元化发展必将成为计算机辅助教学发展的趋势。2.3独立研制与开发阶段1990年以后, 由于计算机价格不断下降, 拥有计算机的学校日益增多。在全国掀起了一股学微机、用微机的高潮, 为计算机辅助教学的发展提供了极好的契机。中国电化教育、电化教育研究都专门增设了微机教学、计算机辅助教育等栏目, 当硬件不再是问题的时候,人们对丰富的计算机课件的要求越来越迫切, 不仅重视课件的编制, 也重视课件的评

13、价与推广发行。课件、CAI等词频繁地出现在各个栏目的文章中。国家教育部高教司在1993 年和1994 年1 月, 分别组织高等工科院校和理科学校成立计算机辅助教学协作组, 组织和指导高等学校计算机辅助教学的应用和研究工作。在总结了以前课件使用上的利弊之后, 1997 年我国教育工作者提出了积件的思想, 为我国的计算机辅助教学发展指明了方向。积件最大的特点是开放性和灵活性。它把教学内容以知识点为单位存于积件库中, 同时提供一个简单易用的组合平台。利用这个平台, 即使不懂编程的教师也能够按照自己的思路, 像组装积木一样把从积件库中选出来的基元轻易组装成教学用的课件。这期间, 多媒体计算机及局域网迅

14、速普及, 大中小学教师积极参与开发制作和使用计算机辅助教学课件使计算机辅助教学的发展进入到了一个全新的阶段。3、计算机辅助教学平台的优势作为课堂教学的一种重要补充形式，计算机辅助教学（CAI）的优势主要有: 3.1丰富的学习资源 、储存内容储量大、速度快是计算机的功能特点。一张光盘可以装许多课的内容.很多现象能够一目了然.使学生见识到各种难以想象的现象。在传统授课模式中，教师准备得再充分.词汇量再丰富，语言再形象，也不及多媒体直观形象的演示。所以.计算机的这一特点能使学生广范地接受新知识.不断开拓新视野.时间越长.收益就越大。计算机丰富的内容，不仅能使学生学习内容更详尽、全面，同时也促进了教师

15、的备课、授课.使教师也开阔了视野.提高了认识，有利于教学获得大面积的丰收。3.2 提供了灵活的学习模式 、激发了学习兴趣学生具有好奇、易动、乐于参与的特点.计算机这一新科技成果正适应了学生这一特点.能使他们感到兴趣盎然.不再像以前那样枯燥、乏味。如：煤燃烧后会放出污染大气的气体如二氧化碳、二氧化硫等.其中二氧化硫还会形成酸雨。酸雨降到地面不仅会危害庄稼、土地、江河，还能破坏建筑物。以上这些内容通过多媒体不断变化的屏幕形式使难以想象的现象都出现在学生的面前，从而有效地提高了学生学习化学的积极性。兴趣和爱好是学习的第一要素.有了兴趣.学习提高得就比较快了。教师要充分发挥学生主动学习的积极性.使学生

16、分层进行学习。心理学研究证明。学生有了主动性.自我参与程度越高，学习进程和保持率就越高。3.3内容更新快网络内容的更新速度是传统媒体所无法比拟的。通过网络，教师和学生能够及时地获得世界范围的信息和资源。在教学平台上，教师可以随时根据教学的情况更新内容，满足学生的需要。这种更新可以在任何时候进行，并且能够立刻反映出来，这是受时间限制的课堂教学所难以做到的。 3.4能突破教学难点在教学中.教学重点和教材的难点是需要重点解决的.如果处理不好.教学就不能收到很好的效果所以教师要在教学中努力研究教学方法.采用灵活的化学教学手段.以突出重点、突破难点但有些重点、难点是很难用常规手段解决的，如在讲氧气的作用

17、时，需要做一个小白鼠实验。如果在课堂上做实验.一是条件不允许.二是时间也较长.而利用计算机来演示该实验。可将小白鼠由于缺氧所表现出的由活泼到窒息的状况.及通氧后小白鼠又从“死”到活的一系列的过程现象表现得淋漓尽致，使学生很容易明白氧气是生物生存的必要条件等利用多媒体进行教学.能让很多在课堂上不易做到的现象和过程在计算机上模拟或演示出来.从而使学生一目了然.用较少的时间.解决教学中的难点。4、计算机辅助教学的不足之处4.1对教师的要求更高信息时代要求教师会用计算机进行学生的档案与成绩管理、教学设计、教学设计方案的编写与管理，利用一些电子备课系统制作电子讲稿和多媒体课件，熟练使用多媒体教学平台进行

18、教学，能用信息化方法与学生进行交互，以及利用计算机评阅学生的作业、考试。因此，设计和使用网络平台对教师提出了更高的要求，如果教师没有很好地掌握这些思想、方法，将影响网络平台使用的有效性。4.2信息要适量平台虽然能够提供大量的丰富的信息，但如果设计不好，很容易造成信息泛滥、学习者迷航问题。因此，不要认为平台上提供的信息越多越好，界面越花哨越好。在设计网络平台时，应以激发学生的高级思维，促进深层的认知为主。 4.3 防止不良信息的传播平台在给教育带来丰富信息资源的同时，也带来了一些负面影响。例如，网络上的色情、暴力等内容也可能以平台作为传播，从而损坏了学生的身心健康。这无疑对学校的教学形成了冲击，

19、需要采取有力措施克服这些负面影响。 4.4 要增强平台的可靠性由于网络环境的复杂性，网络常常会出现令人意想不到的错误，需要及时解决和不断地进行修改。 4.5认识上的误区多媒体和网络技术仅仅是教学的一个辅助工具，虽然能代替教师的一部分工作，但教师的主导作用仍不能忽视。多媒体和网络辅助教学手段并不能取代传统教学手段，只有多种教学手段并用，发挥各自特长，才能取得最佳的课堂教学效果。 5、目前国内教学平台设计中存在的问题5.1缺乏良好的设计很多网站缺乏针对其教学内容、学生的特点以及网络媒体的特性，对内容的组织、表现方式进行深入的研究，只是把书木的知识按照原样拷贝到网页上，作为学生的学习内容。有的做得稍

20、微好一些，在文字里面加入一些声音、图片、视频素材，并简单地加入网站的导航图、适当的跳转等。 5.2交互性不强很多教学服务平台的交互性很差，学生还停留在主要采用浏览的方式进行学习的阶段，不能实现实时提问、交流。 5.3资源不够丰富网络教学资源建设的目的是为使用者提供最丰富的、最易于操作使用的学习材料，从而使网络教学资源的使用者能更方便、更有效地达到教与学的目的。而国内的大部分网络辅助教学平台仅提供与本课程相关的内容，而很少提供关于国内外学科动态与发展的相关资源。 6辅助教学平台设计应实现的目标根据前面的分析，我们认为，网络教学平台的实现目标是要求学习者在平台的辅助作用下，进行更有益、有趣的学习，

21、从而达到更好的学习效果。本平台应实现以下几个方面的目标: 6.1教育管理功能可以实现学生管理、教师管理、教学资源管理、课程管理、论坛管理。 6.2在线学习功能在线学习功能是指平台支持的网上活动:学习知识、课后练习、学习、测试、答疑、同学之间交流和评价反馈功能。 6.3记录的功能记录用户登录的次数和时间，在线课堂次数、答疑次数、作业分数、在线测试分数等。 6.4答疑功能教师主要通过在线聊天实现同步答疑，通过留言板在线提问、论坛讨论区和E-mail实现异步答疑，同时将学生经常提出的问题进行整理，给予解答后放入常见问题库中供学生查询以实现自动答疑。 6.5交流功能包括教师和学生的交流、学生和学生的交

22、流、实时文本交互功能。通过学习论坛，激发学生以提问、讨论的方式进行互助学习;教师可以通过在线论坛和学生交流，引导学生学习课程内容和网上学习资源;师生之间、生生之间及每个学习小组可进行文件交流。 6.6激励功能主要采用正面激励，就是充分肯定学生所取得的成绩，并通过赞许、表扬、激励对学生做出肯定的评价，从而有效调动学生的积极性、创造性、发挥其潜能。结论计算机辅助教学迅速发展，对教育教学改革产生了深刻的影响，丰富了教学方式,弥补了传统教学中知识抽象的不足,提高了学生的学习效率,已经成为提高教学质量的有效手段，然而目前的计算机辅助教学还不够成熟，仍然存在一些问题需要继续努力在实践中发现问题进一步完善和

23、提高。致谢本科两年半的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够成功的完成，要特别感谢我的导师李志斌老师的热情关怀和悉心指导，李老师渊博的学识，严谨踏实的治学态度，严以律己、宽以待人的学者风范，敏锐的思想和开阔的眼界，令我敬佩不己，在论文撰写的过程中李老师多次帮我理清思路并对研究中的难点及论文中的重要论点提出独到见解，使我受益匪浅。在此对李老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！参考文献 1 祝智庭, 顾小清, 闫寒冰. 现代教育技术􀀁 走进信息化教育M 北京: 高等教育出版, 2005: 108. 2 胡来林. 现代教育技术- 面向信息化的教师专业发展 M 北京: 电子工业出版社, 2007. 138.3 王宇, 张五红. 高校网络辅助教学平台选择、实施及分析J. 电化教育研究, 2006,(2):154. 4汪霞. 教学设计的基本过程和方法. 教育评论, 2003(02). 5谢海军. 试论高等院校的网络实验室建设J. 教育与职业, 2005(36）.