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职业教育论文-国外计算机辅助教学发展及趋势初探.doc

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职业教育论文-国外计算机辅助教学发展及趋势初探.doc

职业教育论文国外计算机辅助教学发展及趋势初探1946年,第一台电子计算机ENIAC问世1977年,第一台微型计算机Microcomputer问世,人类从此进入了一个比19世纪工业革命更为伟大的时代信息时代。今天,计算机正在对工业化社会的方方面面不断扩大其影响,作为人类社会活动主要组成部分的教育也不例外。在此之前,电子革命对教学的影响大多限于研究领域,或直接涉及计算机(如计算机科学)的高等教育领域。从70年代中期起,计算机真正开始对教育直接发生巨大影响,计算机技术开始与教育相结合计算机辅助教学CAI、计算机辅助学习CAL、计算机管理教学CMI、计算机辅助教育管理CAEM、教育信息处理、教育信息数据库、计算机教育、教学咨询等计算机在教育中的各种应用蓬勃发展。在计算机的这些应用之中,又以计算机辅助教学在教育中的涉及面最广,影响也最大,而且发展也最为成熟。它的兴起和发展,已经给传统的教育思想、教育理论、教育方法、教育技术和教师的职能与素质带来了新的变革与发展。为能更好地了解这一教育领域中的新兴事物,有必要先澄清一些概念和说法,比如什么是计算机辅助教学计算机辅助教学和计算机教育有什么区别和联系计算机辅助教学本身又有哪些形式和特点等等。计算机在教育中应用的飞速发展,导致了术语的使用混乱不堪。不同的人使用计算机辅助教学ComputerassistedinstructionCAI这一术语来表示不同的概念,尽管它们都和应用计算机进行教学有关,但还是应该给出一个比较精确的定义。首先必须明白,本文所要介绍的是计算机辅助教学,而不是研究计算机。但仅靠这样一个区分是远近不够的,因为要把计算机作为对象来学习,就需要计算机的帮助。另外,在依靠计算机辅助学习别的学科时,不可避免地也会学到计算机本身的重要内容,同时必须弄清,借助计算机来教学,教学的主要内容或终极目标并不是计算机本身。在一切应用计算机辅助教学的领域中,应当把计算机管理学习,如辅助评估、安排程序、管理档案、提出报告等,以及对各行各业人员计算机知识的培训和在教学过程中运用计算机的深入探讨区别开来。因此,可以对计算机辅助教学这样定义在教学活动中,利用计算机及技术传导教学过程中的信息,达到教育目的,完成教学任务这些被传导的信息可能是学习者必须吸收的实际信息(主要是教学内容),从计算机流向学习者,或者是有关学习者学习过程的反馈,或者是学习者正在使用的模式的有关信息,或者是学习者与其教师之间的信息交流。1这样一个相对精确的定义就有可能为较详细地研究计算机辅助教学提供了一个概念性的结构。教学过程,是一个典型的依靠各种媒介传导信息和帮助学习者对日益增长的知识进行条理化的过程。计算机作为一种新的教学媒介物,其主要优点是处理信息的能力既快又准。那套用以控制信息的程序Programme可能相当复杂,然而其处理信息却如此神速,几乎是瞬时即现。这使得计算机能够接受学习者的种种应答,并按照教师或学习者的指令进行工作,同时,计算机还可以提供文字和图像信息,以及其它形象、生动的形式。此外,计算机还可控制和调节来自其他装置输入的信息,例如幻灯投影仪和录像机等。另外,更重要的一点是计算机可以根据学习者的学习过程,通过一个结构装置进行下一个更复杂的课程计划,这就使得计算机能适应学习者的要求,帮助他们解决困难,取得学习的进步。计算机辅助教学有许多模式,实际上这些模式又有些重复,而且它们常常是被结合使用的1.操练。这是最简单的一种CAI形式使用计算机提供给学习者一系列的练习(事先由教师或其他人员设计、编制),要求他们回答。计算机按照程序进行应答处理,以决定它是否正确,同时并提供给学习者一个信息反馈。计算机辅助教学按照学习者的控制,提供一个不重复的循环操作手段。学习者可以按照自己的学习进程来安排各种练习,随着答题的正确率和速度的提高,练习可加大难度相反,如果出错太多,练习可降低难度。2.辅导。正如前面介绍的操练那样,计算机不仅可用来显示学习信息,还可用于决定如何开始着手学习单元教材。为了编制CAI课件,教师们(或程序设计者)必须设计在不同情况下可与学习者进行对话的材料,同时还要考虑选定如何适合学习进程的标准以及学生的学习目标。然后将这些规则编入计算机程序中,使计算机能模拟一个真正的辅导教师(即人工智能技术)。某些课题的内容表明,大部分学生的学习步骤一致,那么这种学习模式可能就是一种有效的学习方法。3.模拟学习的另一个侧面涉及到现场实习或实地观察。目前,教育和训练中依靠计算机设计、创造了不少的模拟方法,在学生不可能亲临现场实习时给他们提供逼真的经历。模拟教学可由实验室系统支持(造价比较昂贵)。也可能主要采用书面材料(但不够直观,效果不理想)。与其他设备和媒介相比,CAI模拟的优越性是计算机的控制灵活机动。在模拟的过程中,计算机同时还斡旋于学生与仿真系统之间,让学生进入角色,有身临其境的感受,这时候就有点像玩仿真的电子游戏了,有一套游戏规则,还有裁判。必要时,计算机还能提供辅导。随着世界计算机技术发展的突飞猛进和教育思想、教育理论的进一步现代化,教育领域中引入计算机技术并广泛运用于教育的各个方面已成必趋势。发达国家也开始把计算机辅助教学已初具规模,并日臻完善发展中国家和不发达国家也开始把计算机辅助教学作为本国教育现代化的努力方向和奋斗目标,可以预见,传统教育的格局很可能会因为计算机辅助教学等技术的发展而发生根本性的变化。二为对世界范围的计算机辅助教学发展现状有一个大致的了解,特介绍几个较有代表性国家的情况,同时也希望能为我国的计算机辅助教学发展提供一点借鉴经验。(一)美国高科技的飞速发展,各类计算机在各级各类学校中的普及,为美国计算机辅助教学的开展提供了物质基础1970年只有34.4的初中拥有并使用计算机,到了1975年这个数字已增加到58.2。1983年的一个全国性调查表明在美国85的高中和42的小学已至少拥用一台微机。1986年,公立学校每40名学生拥用一台计算机,1989年这个比例下降到了151。2在拥有计算机的各级各类学校中,已程度不同地开展了计算机辅助教学尝试,联邦政府和各种社会性的教育服务组织也都开展了这方面的研究和尝试。同时,还开展了对各级教师使用计算机的培训。第一台计算机诞生于美国,计算机辅助教学也首先兴起于美国。这方面的第一个巨大成果是PLATO。这是伊利诺斯大学一群专业人员脑力劳动的产物。这也是世界上第一套计算机多媒体辅助教学系统的最初版本是一个精致的终端,它带有与大型计算机连接的触摸感应屏幕。为PLATO开发的含数千种教材的课程库涉及了所有教学层次的广泛课题。教学方式基本是对计算机提出的问题进行回答。学生回答时可触摸屏幕的适当部位,或按下健盘上所需按钮便可。虽然PLATO系统其中一些课件质量很高,但也有一些平庸之作。1982年,微型计算机开始崭露头角,PLATO对此作出反应,把某些课件存入适宜于单台微机运行的软磁盘,开始涉足PC机领域。另一个,也是完全不同的软件开发例子是LOGO语言。这是70年代由西摩帕珀特及其马萨诸塞技术研究所的同事们研制的。这套语言的基础是教学,它具有直接制图能力,同时具有很强的处理符号能力。最初的结果表明,它为广泛的年龄层次所理解的接受,现已被6岁儿童和大学生使用,并为试用的教学工作者所称道。由于微机的迅猛发展,LOGO语言也已开发了特殊版本以用于几种最流行的微机。与PLATO不同之处是PLATO完全提供课题范围广泛的常规课程,而LOGO则向用户提供友好的、灵活的和易于控制的计算机系统,这个系统可广泛用于各种教学过程中的问题求解。在中小学计算机辅助教学发展中,特别值得一提的是ScottForesmanCO开发的计算机辅助数学教学系统(软件)。3这套软件几乎囊括了中学阶段数学教育的所有内容。同时,软件还提供了丰富的面向学生和面向教师的试题库。由于其全面的教学内容,丰富友好的教学界面和简便易行的操作规则,在70年代广泛使用于从学校第八年级到第十二年级。虽然它早期只在美国被使用,但在80年代初期起,已被引入其他许多国家(我国的一些教育科研部门也曾引进这一软件,但仅限于对其的分析、研究,最终并没有向实际教学推广)。此外,美国的各个中小学还根据本校的情况,由教师设计、制作了许多优秀的计算机辅助教学软件,并在实际教学中取得了较好的效果,但由于这些辅助教学软件不是由专门人员编制,缺乏通用性和扩展性,有推广价值的并不多。进入80年代中期,随着微型计算机进一步普及美国高等院校内也掀起了一场推广使用计算机的热潮(这次热潮被某些美国人炫耀为高等教育的计算机革命)。将计算机广泛用于教学过程,最主要的形式是计算机辅助教学,并呈现了许多教学形式。首先,计算机辅助教学帮助学生掌握史实、规则、原理,是学习语言规则、课程原则、学科要素的理想途径,与传统教学方法相比有明显的优势。其次,高等院校的教师利用计算机来提高学生的思维水平。他们让计算机程序扮演苏格拉底式的角色,在不断进行的对话中连续向学生提出新的问题,并且几乎不向学生提供任何答案,从而提高学生思维能力,改进思维方法。被称专家系统的计算机程序是提高学生思维能力和推理能力的另一途径。这种程序已频繁使用于医学院的教学工作。学生不仅可以观察计算机是如何解决疑难杂症的,而且可以随时打断计算机的诊断过程进行插话,要求它解释其推理步骤以及说明得出结论的理由。这样,学生就获得了富有经验的计算机医生的指导,并能深入探讨各种问题。另外,美国高等院校还在教学过程中充分发挥了计算机的模拟功能。在医学院,可以让计算机模拟一个活生生的病员,学生向它提出各种问题、从中获取诊断疾病的数据和信息。计算机还能模拟某些过分危险、过分遥远、过分昂贵或人类无法直接感受的环境,例如,通过计算机可以模拟月球环绕地球的运行轨迹,从而了解引力运行轨迹的作用等等。计算机辅助教学在高等教育中的运用,促进了教育思想和方法的现代化,更适应了高等专业教育的个别化特点。网络化是美国计算机辅助教学的一大优势和特色。无机不联正是当今美国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。全世界最大的计算机网络Internet网创建于1969年。据1994年统计,该网已覆盖全美90的计算机用户(美国所有高校均已加入这一网络)和全世界140多个国家,共联结了大约一百万台计算机服务器(不包括各种终端、工作站)和数千万用户。在教育领域,Internet也已大显身手,并继续大有作为。Internet不但拥有从小学一年级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。4Internet还用于远距离教学,通过其四通八达、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,在纽约的教师可以同时为在洛杉矶和旧金山的学生讲课(中国清华大学物理系的博士生也可通过Ieternet获得麻省理工学院物理学权威的指导)。同时,Internet也将在促进边远地区教育发展中扮演重要角色。在美国几乎每一所高等院校都已建立了自己的为本校或本社区教育服务的专门化计算机网络。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。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。时至今日,美国依然是最多在教育领域利用计算机进行辅助教学的国家。(二)英国英国可称为是一个把计算机用到教育中来的先行者。早在七十年代,政府就开始了这方面的宣传和介绍,并付诸行动,积极支持学校计算机辅助教学的开展。官方的大力支持和资助,是英国计算机辅助教学发展的一个优势和特点。1978年,教育与科学部制定了第一个促进在学校教育中运用计算机等微电子技术的计划1980年,人力服务委员会ManpowerServicesCommission在年度的报告中强调了学校教育系统中运用计算机技术的重要性同年,在教育与文化科学部的支持下,微电子教育计划MEPMicroelectronicEducatiouProgramme正式实施1981年、1982年和1984年,贸易和工业部三次资助学校购置微型计算机,与此相呼应,一个被称为学校软件SoftwareinSchools计划也在1986年实施。5同时,为了更好地促进计算机运用于教学实际,政府颁布法令,采取各种措施加强各级各类学校中的教师计算机知识和计算机辅助教学方面的指导和培训。目前这项工作正积极而卓有成效地进行。正因为有了政府和社会各界的支持,计算机在英国中小学教育中的运用取得了令人瞩目的成就,并形成了计算机辅助教学的理论和实际操作体系。起初,一些中学购置了当时还比较昂贵的计算机只是为了给学生介绍这种高科技产品,有的学校则为了中学高年级同学的课外活动增加些新意。而时至今日,英国的绝大多数中小学中已经基本上普及了计算机,它不仅能够应用于象数学、科学(即物理、化学、生物和技术一类的与计算有关的学科),而且还可以用于地理、经济、历史、语言和体育教学中,甚至艺术、音乐,也渐渐离不开计算机的帮助。在英国的中小学,计算机用于教学中主要有以下几种方式1.教师与计算机,无学生参与。这主要是指教师备课中对CAI分析和准备。只有教师预先对教学软件内容和操作了如指掌,才能准确有效地发挥计算机在教学中使用的优势。2.计算机控制学生。这主要是指由计算机向学生作概念上的说明或讲述一个实验过程,这往往是作为课上教师讲授内容的补充和扩展。其作用类似于录像教学。3.教师、全体学生与计算机。这往往是用于课堂教学,计算机充当教师的助手,用演示来说明一些概念或过程。由于计算机能模拟出许多实际上难以做出的模型和过程,因而计算机屏幕上显示的模型可使教师的讲解更加生动和准确。4.学生控制计算机。这是一种最为常见的CAI形式。主要用来让学生做练习、做实验和其它一些课外学习。在这一教学过程中,学生是主角,他们可以根据自己的判断,选择教学的方向,独立地解决计算机给出的各种问题。这种方法可以培养独立思考、发现和探索研究的能力。除单人单机由学生独立操作外,还采用了小组评论的方式培养学生的合作能力,对于低年级学生和操作复杂的软件合作更为有利。一般来说,两人一组是最佳的选择,可避免出现旁观者。需要指出的是,所谓学生控制计算机,不是不要教师帮助,教师应该预先给出一个教学的大概框架和方向,同时给予操作的学生一些宏观的建议。英国中小学的计算机辅助教学使用的软件一般可分为以下几类1.随机型软件。主要是一些有关教学演示与练习的软件,操作者往往是随意地选择,而计算机则随机地给出结果。许多数字问题与计算机游戏的内容往往被编成随机型。2.模型软件。这里所指的模型不一定只代表某种二维或三维的几何问题,一个模型也可被用来代表一个物体或系统方面的一种形态。比如地理课中的各种地图化学课中元素周期表等。3.模拟软件。模拟往往是基于某种模型的基础上,研究其随时间改变的过程的模仿。比如生物教学中的池塘生态过程的模拟,它表现了植物、食肉动物和食草动物既相依为命又相互制约,而且随时间呈规律性变化的过程。到目前为止,据不完全统计,在英国中小学教学中已开发使用的教学辅助软件达一千六百种以上。6不仅是中小学及高等院校,许多家庭也配置购买了计算机设备和CAI软件以利于开发孩子的智力和增长他们的知识。计算机技术这一当代高科术的产物,已经促使这个岛屿国家古老的传统教育方法发生了巨大变化。(三)新加坡新加坡是一个位于东南亚的进出贸易为主的商业国家,技术密集型产业和高技术加工工业发达,它的微电子和计算机工业居于亚洲四小龙之首。世界各大电

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