6.1 计算机辅助教学概述  
 

 

  一、计算机的教育应用领域
   
随着教育现代化的不断推进,计算机技术和网络技术在教学中的不断普及和更新,多媒体技术以其独特优势给传统的教学模式带来巨大冲击,越来越受到教育工作者的重视。计算机辅助教育(Computer Based Education,简称CBE)是计算机技术在教育领域应用的统称,它涉及教学、科研和管理等各个方面。一般说来,我们可以从多个角度对它的应用方式进行分类。
   
(一)按功能不同计算机在教育领域中的应用方式可分为
   1
计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction,简称CAI)
   CAI
是将计算机用作教学媒体(工具),为学生提供一个学习环境,学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学活动方式。
   2
计算机管理教学(Computer Managed Instruction,简称CMI)
   
目前人们对CMI的理解有两种:从狭义上看,认为CMI是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统,它的功能包括管理教学计划和教学资源,以及帮助教师构造测验和评分等;从广义上看,则认为CMI是计算机在学校管理中的各项应用,包括教学管理、学校行政管理、学校其它资源管理等等。
   
(二)按应用对象不同计算机在教育中的应用方式可分为
    1
学习计算机(Learn about computer)
   
把计算机作为学习对象,其内容包括计算机的基础知识、基本技能及其对社会的影响等。
    2
用计算机学习(Learn with computer)
   
学习者把计算机作为学习工具,主要包括用计算机来完成获取和保存信息、处理和交流信息等任务。
    3
从计算机学习(Learn from computer)
   
教师把计算机作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、辅助管理教学与辅助备课等工作。
   
二、多媒体计算机辅助教学的环境
   
进行多媒体计算机辅助教学,重要的是要构建与之相适应的教学环境。
   
(一)计算机辅助教学的制作环境
   1.
硬件
   
计算机辅助教学系统中所有的设备装置称为硬件(hardware)。硬件是CAI系统的基础,在CAI活动中它们呈现具体的教学内容、接受学生的反应,并执行各种具体的教学信息的处理、分析,进行决策判断和控制等等。除了常规的硬件如主机、内存、硬盘、显示器、网卡之外,还有音频信息处理硬件、视频信息处理硬件及光盘驱动器等部分。
   2.
软件
   
在计算机辅助教学系统中,计算机的软件大致可分为以下三类:
   
1操作系统软件:如Window2000Windows xp
   
2素材制作软件:如绘图软件、图像处理软件、声音编辑软件、视频编辑软件以及动画制作软件等,用来完成图像扫描输入与处理、声音录制与编辑、视频采集与压缩编码、动画制作与生成等。
   
3多媒体创作软件:是处理和统一管理文本、图形、声音、静态图像、视频图像和动画等多种媒体信息的创作工具,用来编制与生成各种多媒体课件
   
(二)多媒体计算机辅助教学的实施环境
   1.
多媒体教室系统
   
多媒体教室的功能主要是利用教室内配备的多媒体计算机和大屏幕投影等设备向学生呈现多媒体课件,辅助教师进行课堂教学。如果接入校园网,还可以登录到各种教学网站和各种教学资源库,点播所需要的多媒体课件或者下载所需的多媒体课件并在本地进行呈现。
多媒体教室的硬件设备主要包括一台由主讲教师控制的多媒体计算机和相应的投影设备,以及教师所利用的各种教学资源。
   2.
交互式多媒体教室系统
   
交互式多媒体教室不仅能实现对多媒体课件的点播功能,而且教师和学生之间可以通过多媒体教室内各自的多媒体计算机进行交流。在交互式多媒体教室中,教师通过自己控制多媒体计算机播放所需的多媒体教学课件,每台学生用机能同时显示教师用主控机上所播放的教学内容,主讲教师还可以通过主控计算机的控制平台监视每一台学生用机的具体情况。更重要的是每个学生可以通过学生机根据自己实际的学习情况与教师进行必要的交流。
   
交互式多媒体教室的设备主要包括教师主控的多媒体计算机、学生用的多媒体计算机、多媒体教学控制设备等。
   
三、多媒体计算机辅助教学的发展趋势
   
(一)向网络化方向发展
   
网络化是计算机辅助教学的重要发展趋势。“无机不联”正是当今计算机使用情况的真实写照。因为计算机联网,才大大提高了计算机信息的共享和利用率,在教育领域,网络也已大显身手,并继续大有作为。网络不但拥有从幼儿教育到当前科学最前沿的所有知识资源,还提供了在校学生和教师通过网络在计算机屏幕上进行公共讨论的场所,学生、教师和其他研究人员在教学科研中可通过网络获取、交流更多的信息获得更完善的服务。四通八达、覆盖全球的网络和瞬间千里的传输速度缩短了教育之间的距离,中国学生通过网络可以获得麻省理工学院教师的指导。同时,网络也将在促进边远地区教育发展中扮演重要角色,中小学的各种计算机网络也广泛建立起来了,每所中学都有其校内的局域网或和其他学校相联的网络。通过网络,不同地区、不同学校学生和教师可以进行教学交流或者跨地区、跨学校教学。
   
(二)向标准化方向发展
   
计算机辅助教学是一项复杂的系统工程,在设计开发过程中,必须制订和遵守统一标准,保证系统的可扩展性。建立国家标准计算机辅助教学的数据编码标准或规范,制订教学应用软件开发和建设规范,规范教学应用软件系统的开发建设,保证应用的有机集成。
   
(三)向虚拟化方向发展
   
虚拟化是计算机辅助教学发展的另一主要趋向。随着计算机的运行速度的快速提高,大容量、高速度的数据存储工具的发明以及各种人机界面技术和虚拟现实技术的发展,计算机处理大批量的声音、图像信息将变得随心所欲。在计算机辅助教学中,虚拟现实技术将得到广泛应用,学生不仅仅听到或看到各种信息,而且可以进入到学习内容中去;地理课将身临其境地感受世界风土人情;历史课将走入的时间道,重温历史事件;实验课将真实再现遗传变异、原子裂变……总之,教学中的感性知识和理性知识隔裂,直接经验与间接经验脱节的情况随着虚拟技术在计算机辅助教学中的推广运用一去不复返。
   
(四)向合作化方向发展
   
计算机网络为合作学习提供了广阔空间和多种可能,教室与教室、实验室与实验室、学校与学校、国家与国家最终将形成一个巨大的计算机网络,将把各国的学校和师生联结一起,计算机网络环境下的合作学习充分开发和利用了教学中的人力资源,它把教学建立在了更加广阔的交流背景之上,教师与学生可以足不出户进行教学、交流和讨论,学生可以自主、自助进行各种学习活动,根据自身情况安排学习内容,通过交流、商议、集体参与等实现合作学习,提高了学生学习的参与度,并在合作中提高学习兴趣和学习效率,通过贡献智慧、分享成果,进而学会合作。