计算机多媒体辅助教学.docVIP

多媒体辅助教学的基本模式正如人类教师与学生构成的教学系统可采用不同的教学模式一样，多媒体辅助教学系统也可根据具体的教学目标和教学内容，采用各种教学模式。一、讲解演示讲解演示模式模仿了人类教师课堂讲授与演示的教学方法。利用多媒体计算机所具备的图像、动画、语言和音乐的功能，发挥计算机所特有的交互性，将教材内容呈现给学生。特别是一些用语言难以清楚表述的、变化过程复杂的、或者肉眼直接观察不到的教学内容，如物理学中分子运动、电磁场、波的传播、相对论等概念，都可以通过计算机显示动态图形，改变参数观察相应的变化，非常有助于理解研究对象内在的运动规律。该方式可以集中优秀教师的教学经验，以多媒体的表现形式，有选择地控制思考和理解的时间，能够直接在教学上课时使用。既减轻了教师擦写黑板的劳累，又可节省出时间用于教授新内容，大大提高了教学效率及质量。该模式也可供学生作为个别教学的形式利用，通过选择学习时间的长短起到一定的因材施教作用。二、操作与练习操作练习也是许多教师经常采用的一种教学方法。它是通过反复地练习使学生巩固和熟练某些知识和技能。在多媒体辅助教学中充分发挥了计算机自动执行程序的功能，节省了教师们工作量和时间，对于提高学生完成学习任务的速度和准确性非常有利。该模式的特色是计算机的即时反馈功能得到了恰当的应用。这种教学模式首先由计算机呈现问题，学生输入回答信息后，计算机判断回答得是否正确。如正确，则予以肯定和赞美，使学生获得正向激励，然后进入下一问题。如不正确，则给予提示帮助，并给予再一次的回答机会，或直接显示正确答案；如果学生不会，可以请求系统呈现帮助的信息，或者是呈现讲解过程。按这样的方法，通过让学生回答一组难度渐增的问题，达到学习目的。这种模式涉及题目的编排，学生回答信息的输入，判断回答以及反馈信息的组织，记录学生成绩等。比较完善的系统应有题库，能按学生情况组卷，能根据学生回答错误的情况提可能的出错原因，并呈现有针对性的提示帮助。为了掌握学习的进程及效果，还应能记录统计分析学生的回答问题情况。通常这种模式的多媒体辅助教学软件在设计时都与教材配套，主要的操作练习内容包括以下几方面：对学生巩固所学知识和掌握技能是极为重要的，但教师在课堂上又没有足够时间以回答的作业形式帮助学生复习；与教材的内容相匹配的练习形式。例如，数学中的习题对掌握基本知识和解题技巧是极为重要的，因此教师总是布置大量的习题给学生，但随之而来的是出题和评判作业的沉重负担，对于及时地反馈学生作业中的对错信息较难做到；另外像物理学中的应用问题，当某些参数改变时，结果也会随之改变，它们之间的关系对学生认识相关的物理现象或规律是非常重要的，仅靠教师自身难于动态分析这些问题。上述内容的问题均适于用操作与练习的多媒体辅助教学模式解决。三、个别辅导这种模式是让计算机充当教师，使学生通过计算机学习新的知识技能，个别辅导模式适合学生自学。在个别辅导模式的软件程序中，其工作流程一般是将教学内容分解成许多小块的教学单元，将知识分解成许多相关的知识片，每次呈现只是一个概念或知识点，然后通过提问检查学生的掌握情况，每隔几个小块教学单元或者在结束时，系统就针对所有学过的内容来提问，相当于平时的单元复习或总复习检查。在学习过程中，系统将时刻监视学生的进程，并根据学习者的反应，决定让学习者是进入新内容学习还是退回学习旧内容。在任何一个环节，如果学习者不能达到系统所规定的成绩标准，就得退回重新矫正，直到达到标准后，才进入下一主题。例如，国内科利华公司的“CSC电脑家庭教师”就是一个覆盖了小学、初中及高中各学科的以个别辅导为主的教学软件。计算机本身的许多系统软件和应用软件，如Windows或Word等，都备有在线的个别辅导（热键帮助），一旦激活帮助功能就可以根据提示信息方便地学习软件使用方法，对于初学软件使用者来说，比阅读印刷形式的使用手册还要方便。将F1键定义为进入帮助系统的热键，几乎是所有软件的缺省规定。 四、模拟模拟亦称仿真，是指用计算机模仿真实现象或实现理论上的“理想模型”，该理想模型是突出了所研究问题的基本要素并将与问题无关的因素简化了的模型。它一般被设计成由使用者控制事件中的某些过程，从而发展到不同的事件结果。这种模式非常有利于培养学生解决问题的能力，并且克服了许多真实试验的困难，在许多场合下具有不可替代的作用。以下稍作深入的讨论。1适于模拟的内容（1）用真实实验无法实现或表现不清楚的内容。如物理学中的原子裂变、太阳系中行星的运动等，再有像历史事件的描述等。（2）真实实验所需的设备、材料太昂贵，即使采取计算机媒体之外的其它手段，也难于在教学中实现的实验。（3）包含有危险因素的内容。化学中有不少实验具有很大的危险性，如可能产生爆炸，或带有巨毒、污染等，另外像训练宇航员、飞行员这样的内容。（4）实验的周期太长。在生物学中，遗传实验是比较重要的内容，但可能需要的时间很长，例如几年，因此教学上难以实现。2模拟的基本类型（1）模拟实验用计算机来构造（模拟）实验的环境以加强和代替传统实验手段，用计算机显示器屏幕演示实验，并给予学生操作手段和使用方法的提示，容易引起学生的兴趣，并达到加深理解的效果。从电子仪器到物理实验都适合这种模拟。如电学测量中的信号发生器、示波器等许多仪器，都可集计算机于一身，根据不同需要通过程序控制使得计算机显示器出现不同的仪器面板，使用者利用计算机键盘或鼠标来操纵显示器上面板中的按钮，控制“仪器”进行各种操作。（2）模拟经历和遭遇有人也称此类型为情景模拟。根据“发现学习”的原则，让学生在所呈现的情节中扮演一个角色，让学习者在情景中试探各种反应，可以帮助学生取得未经历过的经验。例如，模拟医疗经验对医疗效果十分有效。伊利诺斯大学医疗中心研究的CASE模拟程序，可用于训练内科医生的临床诊断能力。首先计算机产生一个模拟病历，让实习医生（计算机操作者）诊断病因并开出处方，计算机根据这一处方，可模拟“病人”在接受治疗后的病情变化，系统模拟十分逼真。美国的“俄勒冈小道”（OregonTrail）软件，模拟一次学习者必须克服许多困难的旅行，对于中小学生就极具吸引力。（3）模拟训练这种类型的模拟可以帮助学生熟练操作技巧。例如模拟飞机、汽车及轮船的驾驶、武器的操纵或者其它一些大型复杂系统的控制训练。例如日本国际电讯公司KDDCAI培训中心，专门用于培训国际电讯系统的操作员，由于卫星通讯系统设备昂贵且24小时连续运行，不可能让学员实际训练操作，CAI模拟训练不仅价廉，达到训练检查、排除故障的能力，而且可以模拟一些破坏性的故障。该系统用于“卫星通讯工作讲座”等60多门课程的培训。 （4）过程模拟过程模拟中学习者并不扮演某一角色，只是一个外部实验者。学习者先决定好每一轮或每一次试验的参数，此后无需学习者干预，系统就会自动给出一个相应的结论。人们最感兴趣的是模拟过程的结果。其中可改变的参数包括有某一过程发生的速度，经济问题预测或者遗传实验中的时间等。为清楚观察某一现象，也可控制延长时间。（5）系统模拟系统模拟可以帮助学生获得大量信息，达到对整个系统的深入理解。例如模拟经济学、社会现象、世界人口发展动态、太阳系以及传播系统等等。五、教学游戏教学游戏常常被用来产生一种较强烈的竞争性的学习环境，而其内容和环境都与教学目的相联系。例如猜字游戏、算术竞赛、知识竞赛，适合于提高少年儿童的学习兴趣。一些竞争很强的教学游戏能强烈激发使用者的兴趣，没有疲劳感。计算机模拟期货市场，供游戏者做期货生意，最后以获得“高利润”一方为胜。促使学生应用学习的经济学知识。而“模拟北京”的游戏中，通过使用者“当市长”，必须针对市政建设、财经、治安、交通、天灾方面，甚至外星人的干扰问题做出抉择，使使用者在“玩”中获取社会、经济及管理方面的知识。教学游戏在设计上，要注意把科学性、趣味性和教学性融为一体。六、计算机辅助测验计算机辅助测验（Computer Assisted Testing）也称CAT，是多媒体辅助教学的重要组成部分，也属于计算机管理教学CMI的重要内容。在题库、组卷系统和学生成绩分析系统的配合下，可以实现单元测试、阶段考试、以至于国家考试。由使用者指定范围、难度等指标，系统自动组卷，并可人工编辑修改。学生答卷则可根据情况打印出试卷后笔答，再将回答情况录入计算机处理，或是直接在计算机上回答问题。最近也有采用异地通过网络上的终端考试或是将答题存储于软磁盘上邮寄的方式。七、问题解答问题解答试图给学生呈现一个或几个问题情景，让学生加以解决。该情景常以其神秘性、迷惑性给学生以挑战，从而引发学生的学习动机。问题解答一般不教新概念，但是通过解答问题，能应用、检验和熟练已经学习了的知识。问题解答能给学生提供创造性解决问题的机会。鼓励学生发展高水平的思维技能和解决问题的策略。 例如利用数值计算类软件作为问题解答的工具，使学生可将注意力集中在问题的建模和求解方法上，至于繁琐的运算则交给工具软件完成。当然对计算中的例如积分限、步长值的大小可由使用者加以控制。游戏软件“仓库世家”中就是通过使用者“推箱子”来获得解决一般问题的技能。八、发现式学习发现式学习是属于认知建构主义理论中的一种学习方法。在多媒体辅助教学系统中通过计算机，使学生置于构造好的环境中，并提供给使用者进行探索、分析、推导、计算等工具，使学生在探索过程中发现并掌握新概念和原理。发现式学习应富有趣味性，并具有很强的逻辑性，以便学习者分析和推理，通过学习者的努力最终获取新知识。这种模式的用途，不仅仅让学生发现规律，而且让学生学到科学探索的方法。在发现式教学过程中，老师给学生的引导起着非常关键的作用。因为学生的“发现”是在教师的指导下完成的，这就要求教师对教学进行精心的设计，使得能引导学生进行积极的思维，并及时地给予解决问题的思路，对不同的学生，根据情况给予合适的帮助信息。可提供丰富的材料库，学习者通过对库中的各种资料的检索进行学习，从而达到教学目标的要求。在多媒体辅助教学软件中，模拟、问题解答软件都可用作发现式学习。此外，计算机一些应用软件也可以作为发现学习的工具。例如学生可以利用数据库软件统计实验中的数据，从而推导出某一规律。目前，国外还出现了一些计算机控制的实验用的工具软件。例如在这样的教学软件中，不仅有单摆的过程模拟，还有收集和统计数据的工具和许多制图工具。学生利用它们分析实验数据和制作各种统计图，从中讨论各种变量之间的关系，发现规律。九、虚拟现实虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种由数据产生的情境，在这个情景里用户能直接操纵其属性、物体及其关系，而感觉不到计算机界面。如果不考虑“计算机界面”的因素，则与“模拟”有类似之处。虚拟现实具有多媒体的许多特点，例如集成了多种媒体，信息表征具有多样性、灵活性，要求学习者的积极参与。虚拟现实技术的出现是多媒体技术发展的结果，其在教学上的应用尚处在探索阶段。虚拟现实能创造出良好的学习环境，学生能够以自然的方式，如抓、指、拉等动作，和对象发生作用，甚至会感觉到与实物一样的重量及碰撞效果，通过活动和探索虚拟世界学到知识。虚拟现实对界面的隐匿性促进了操纵，使得学生在完成任务时更容易，不会受到计算机界面的干扰，从而把更多的精力放在学习内容上。虚拟现实也有助于激发积极的情绪和动机。在虚拟环境下，学生更容易摆脱枯燥的课本说教和计算机屏幕冷冰冰的界面，活生生地处在一个可由自己控制的环境里。在学习活动中，学生得到的反馈更多的是来自于对知识和技能的掌握，是对内部需要和动机的满足。可以设想学生使用虚拟现实在太阳系或人体细胞中自由遨游、在计算机屏幕上飘流长江，或者重见昔日万里长城的辉煌。Microsoft公司的“Magic School Bus Explores The Solar System” (乘坐奇妙的学校班车探索太阳系）是其“Explore（探索）”系列的代表作，也是体现教育与娱乐完美结合的生动实例。尽管它只是一个普通的教育软件，但已颇具虚拟现实的特点。在软件中，你从一个设施齐全的科技教室出发，与形象生动有趣的老师和同学一道乘坐学校特有的Magic Bus开始星际探险，登上月球或观赏七星的光环，生动美妙的视频动画会点缀着这个充满奇趣的旅程。由清华大学光盘国家工程研究中心力作，属于“中国的世界自然文化遗产”的“布达拉宫”中英文版光盘软件，第一次在国内CD-Title的制作中采用了虚拟现实技术，用户可以通过鼠标自由地在布达拉宫漫游，为使用者创造了一种身临其境的气氛，该软件同时利用了Intel公司的MMX技术，使得全屏幕视频播放清晰流畅，可以说是科学技术与文化艺术紧密结合的范例。十、远程辅导与在线讨论远程辅导与在线讨论的模式主要是指处于异地的学习者及教师，利用Internet网络通技术所进行的一种学习方式。未来之路的作者比尔盖茨在书中为人们描述了一幅极其动人的未来教育情景。信息高速公路将使教学活动发展成为全球性、全方位的信息提供/查询活动，就某个具体的问题，只要感兴趣，不同地点的任何人都可以参与。通过网络，可以共同上课，共同讨论问题的远程教学和在线讨论方式，可以做一些以往任何手段都难以完成的事情。最近Internet上十分流行的一个教育课题“虚拟青蛙解剖”，就是一个典型例子：通过WWW，你不仅能上一堂生动的解剖课，与全世界数以万计的其它“实验者”进行交流，发表自己的见解，甚至在屏幕上亲自动手进行解剖。以上我们粗略地将多媒体辅助教学中经常使用的模式总结出10个类型。还有一些其它的模式，由于应用不多我们没有提及，随着科学技术的进步和教育改革发展的需要，也可能会出现更多的多媒体辅助教学模式，原有的一些模式如果与教育的发展不适应，也可能被教育工作者所遗弃。其实无论哪一种模式，都很少