本文简要介绍了计算机辅助教学的特点.doc

摘要本文简要介绍了计算机辅助教学的特点、意义和主要形式以及CAI课件的开发制作。结合小学思想品德科目中的“好儿童，要谦让”一课的计算机辅助教学软件案例，具体阐述了CAI课件的设计开发流程。关键词计算机辅助教学（CAI）；课件；设计；开发；制作作者简介陈亚；女；1979年1月21日；2000年6月获得数学教育专科学历；现于成都市武侯计算机实验小学任信息技术学科教师兼网络教室管理员。小学思品CAI课件设计开发实例 “好儿童，要谦让”课件的制作一、前言 20世纪末，随着社会的发展，科学技术的进步，尤其是信息科学和计算机技术可发展的飞速，为人类的知识、信息的传递、交换提供了日益优越的条件，现代科学技术的成果不断地进入教育领域，进而产生了计算机辅助教学（CAI）。本课题为设计制作CAI软件“好儿童，要谦让”。（一） 计算机辅助教学CAI概述1、计算机辅助教学CAI计算机辅助教学的英文编写是“CAI”（Computer Assisted Instruction）。CAI指的是一种自动化的教学技术，通过教学软件将教学计划和学习内容展示给学习者，构成“人机”交互对话环境，以完成各种实际的教学功能。它能集中优秀教师的共同智慧，通过计算机技术，用最形象生动的教学方法，对群体或个别学生实现个别化教学。2、CAI的特点 (1)大容量的非顺序式信息呈现。计算机可存储相当丰富的信息，可包括一门课程或与某个对象有关的全部知识。学习者既可以浏览所有知识，也可以按需要获取其中任意所感兴趣的一部分，而不仅是按顺序阅读，或是按教师所给出的那一部分。(2)学生可以控制学习内容和学习进度。通常的CAI系统都允许学生选择学习内容，也设置一些同步措施，仅当学生学习了前一部分知识后才进入下一步的学习。这样，学生的学习进展不受时间与地点的限制，可以取得最佳的学习速度。(3)CAI系统可通过提问、判断、转移等交互活动，分析学生的能力和学习状况，调节学习过程，实现因材施教的教学原则和及时反馈原则。(4)因为教学进度由学生控制和连续的提问反馈或是操作反应刺激等交互活动，学生在CAI活动中处于一种积极、主动的精神状态，不象被动受教时那么容易疲劳和受干扰，从而可以取得较好的教学效果。(5)计算机可保留各个学生的学习进展记录，并进行各个学生的学习进程分析和群体学习分析，对教师或软件开发者提供了教学决策支持。(6)目前的网络技术使CAI可获得群体的支持，解决个别化学习与群体学习的矛盾。(7)实验证明，CAI活动的效果受教师态度的影响，积极推广CAI的教师所用CAI的教学效果好，反之亦染。 3、计算机辅助教学的意义(1)计算机辅助教学能提供较低的成本 目前，世界经济市场的发展趋势，计算机价格相对起功能来说是迅速下降，同时，计算机辅助教学的软件价格也在日趋下降。使用计算机作为综合实验设备，一台计算机可以代替多种实验仪器设备，因而有可能在实验现代化的同时减少实验室建设与管理成本。特别是用计算机模拟可以取代一些昂贵的实验。(2)提供丰富的教学模式传统教学所提供的教学模式主要使用语言和文字媒体，基本上属于人人系统，采取教师学生的面对面教学方式。计算机辅助教学则使用多种媒体，丰富了教育活动的形式，教学过程成为人机人系统。(3)创造比较好的教学环境传统的课堂教学方式的主要缺点是：教学内容更换缓慢，教学方式单一，学生缺少实地观察与实际动手操作的训练，教学进度缓慢。利用计算机则可以创造出合乎教师、学生所需的较理想的教学环境：计算机的巨大存储容量，可以将有关学科的所有知识有机地组织存放起来，供师生方便地使用和查阅；多种人机会话手段，可以代替黑板、纸、笔等，成为使用方便的多功能教学设施；模拟功能则可以提供安全、准确、可靠的教学实验手段，丰富的教学活动模式是学生与教师可以因人而异地选择学习方式。4、我国目前中小学CAI课堂应用的主要形式(1)纯演示类型这种软件中，最简单的可以起到幻灯、录象的功能，即顺序地显示一些固定图形（可以配合一些背景音乐）、或插入一些VCD片段。这样可以将多种媒体的复杂操作集中到计算机上操作完成。这种软件中，较复杂的则可以提供更生动的动画画面，通过动画显示，可以把许多难懂的法则和抽象概念形象化。这种软件只提供动画演示的简单控制，不具备交互功能，不具备CAI个别教学的特点。但这种CAI形式只需要教师有一台计算机，不需要学生人人上机，因此有硬件要求较低的优点。(2)课堂学习、训练类型目前这种软件和课堂主要存在以下问题：a 练习型软件多，学习型软件少。b 标准化考试练习多，其它形式的练习少。c 家庭训练软件多，课堂同步训练软件少。许多练习软件中，有的只是一本“习题集”的翻版，软件本身并无针对个别学生的“智能”因此，CAI给学生更加可怕的具有“监督作用”的“题海”。(3)演示、训练相结合类型这种类型课程所用软件可能有两种方式：一种是把纯演示软件与纯训练结合使用；教师通过投影仪或大屏幕彩电，完成演示部分的工作。通过网络发送练习内容，进行训练。另一种软件本身就把演示和训练集成在一个软件上。（二）CAI课件设计概述计算机辅助教学是以课件运行的方式展开的，大量的、各种类型的课件是计算机辅助教学的基础和必备条件。因此课件开发对计算机辅助教学具有重要的意义。课件是一种教学系统，课件设计是一种教学系统的设计。1、教学系统作为一种教学系统，是以一定学科知识的学习作为主要目的，基本功能是教学功能。学习者的学习特性是教学系统的输入，教学目标是教学系统的输出。具有一定特性的学习者，经过该系统学习后，应能达到教学目标的要求如何将输入变换为输出，由处理过程所决定。如何让具有一定特性的学习者功过一定的学习，达到教学目标的要求，主要由教学的指导过程、指导顺序所决定。任何教学系统总是在一定的物理环境、社会环境中建立的。建立教学系统的基本要素是人、物和信息。人主要是教师与学生，物主要是各种教学设施，信息主要是教学内容。2、课件设计的基本思想(1)课件是一种教学系统课件一种教学系统，与任何教学系统一样，课件的基本功能是使学习者实现有效的学习。课件设计应围绕实现这一基本功能进行实施。课件设计的基本内容是课件中教学内容和教学过程的设计。课件中呈现怎样的教学内容，如何去呈现，给定的教学内容一怎样的教学过程传给学习者，怎样实现教学过程的控制，这些是课件设计应解决的根本问题。课件中的这些问题应通过教学设计来解决。课件应在教学设计对教学内容、教学过程计划的基础上进行编码操作。以一定的计算机语言实行的编码在很大程度上是对教学设计结果的描述。(2)课件是一种软件CAI可见课件是一种具有一定教学功能的计算机软件，应以软件工程的思想和方法为指导进行开发。一般而言，软件的生成周期由软件定义、软件开发和软件维护三个时期所组成。软件定义包括问题定义、可行性研究、需求分析三个阶段。开发时期是软件的具体设计和实现的时期，主要有总体设计、详细设计、编码和测试等四个阶段所组成；测试包括单元测试和综合测试。维护时期的主要任务是让软件持久地满足用户的需求。3、课件的开发过程（图一）(1)计划计划阶段应明确开发课件的目的。课件开发一方面是研究的目的，主要是指课件开发方法和开发技术的研究，学习着特性和教材特性的研究。一方面是学习或教学的目的，是指向学习者或教师提供使用与一定学科内容学习的教材。基于学习目的的课件开发的主流。用于教学的课件，确定课件的教学内容是应考虑CAI的特点，所选定的教学内容要有利于CAI特点的发挥。教学课件的开发还应明确课件在学习者中的性质和地位。还应明确学习者的学习形态和学习模式。开 始计划阶段，应根据学校和开发者的实际情况实事求是地进行计划，超出学校实际情况，超出开发者的实际能力的开发，都是不可能实现的。(2)设计与制作课件设计与制作是一项庞大的系统工程。需要努力寻找一种科学的、规范化的课件开发方法，这种方法不仅能实现课件的有效开发，能实现开发者的相互沟通与合作，提高开发的效率，同时也是课件开发质量的有效保证。课件设计完成后需要行进某种编码操作。完成这种操作应经过一定的训练，具备一定的计算机方面的专业知识，还要投入大量的精力和时间。(3)评价课件的评价包括形成评价和结果评价。形成评价用于课件可开发过程；结果评价用于课件开发的结束阶段。4、课件设计的基本流程（图二）结 束课件设计分为总体设计阶段和框面设计阶段两个阶段进行，总体设计阶段的每一项操作将对课件的总体产生影响。由选题、准备、教学目标极其分析、制定策略、决定课件略图和结构形式等操作组成。框面设计阶段是对课件中的最小单元框面进行逐帧的详细的具体设计。主要包括主框面设计、直线流程框面设计、支援矫正序列设计、分支设计、辅助学习设计等。(1)选题开 始课件设计是从选题开始的，选题的确定影响课件的教学内容及其提示、教学过程及其控制、学习模式的确定。作为CAI课件的选题必须具有明确的教学目标，这样才能明确地确定课件中的教学内容和教学过程。(2)准备准备阶段应完成对课件的外部环境（计算机的硬件和软件）和课件的输入（学习者特性）进行分析。(3)教学目分析根据制定的教学目标所进行的目标分析是课件设计的关键步骤(4)课件结构与课件略图课件中教学内容的结构形式可由课件略图表示。课件略图是在教学目标分析的基础上作出的。(三) CAI课件的一般要求结 束 1、使用方便性 要求课件使用操作简易，提示完整明白，学习内容可以根据不同的需要进行自由选择。 2、出错处理 课件应该具备一定的出错处理能力，如操作错误处理、练习答案错误处理，能够是出错后的提示易于理解。 3、可靠性 课件的系统运行和交互操作应具有可靠性。 4、屏幕质量 CAI软件中的图形、字符、动画效果和色彩应具有一定质量。 5、软件质量CAI软件地执行速度应较快，模块调度灵活。6、内容生动性课件中对内容的叙述要生动，模拟要逼真。7、教育价值课件的使用范围要广，其中的教学内容要使用，教学模式要丰富，教学环节具有综合性。8、环境要求 课件的制作要合乎现实环境，不能不切实际。 二、课件“好儿童，要谦让”需求分析 一般的思想品德课程内容较枯燥，课堂气氛沉闷，教学方法和形式单一。这样很难引起学生学习的兴趣和积极性，使学生的学习处于被动接受的状态。为了突出教学重点，突破教学难点，激发学生学习思想品德课的积极性、主动性，提高学习效率，活跃课堂气氛，加深学生的品德认识，促进学生品德行为的形成。采用计算机辅助教学是一个非常有效的好办法。 （一）满足需求的模型 1、学生情况 要求学生会计算机的基本操作：能熟练使用鼠标左右键单击、双击，能够调用指定位置的应用程序，会退出应用程序。2、硬件系统情况 PC586以上机型，一人一机WIN95/98系统，800600显示分辨率，16位彩色，声卡及耳麦3、功能需求 (1)放“小羊过河”的动画。 (2)能播放“孔融让梨”的动画并出示填空题。 (3)能播放电影“上甘岭”片段。 (4)能选择播放AVI实例。 (5)能出示学生练习题并统计成绩给出评价。 （二）开发语言和开发工具地选择 目前常用的CAI课件开发工具有PowerPoint、Authorware和Visual Basic等。 PowerPoint是Office组件中的常用工具，它功能强大、操作简便、直观、界面化。利用PowerPoint软件可以快捷地制作各种演示文稿，将所要表达的内容以图文并茂、形象生动的形式表现出来。 Authorware是一个优秀的交互式多媒体编程工具。它直接采用面向对象的流程线设计，通过流程线的肩头指向就能了解程序的具体流向。还有交互功能强，程序调试和修改直观，编译输出应用广泛的优点。 Visual Basic强化了可视程序设计的概念，简化用户设计界面的工作；引进了面向对象程序设计技术，在语言中包括了类、对象、方法和属性，使Windows应用程序创建更加简单和快捷。 由于本课件多处需要播放动画、AVI，要求实现人机交互统计成绩给出评价，故采用Visual Basic作为开发语言。三、课件“好儿童，要谦让”设计 （一）课件结构 该课件，从整体结构上看分为五个模块：“小羊过河”、“孔融让梨”、“说一说”、“考考你”、“上甘岭”。 本课件中各个模块通过主菜单进行选择调用，各模块间不存在调用关系。 （二）各模块的设计 1、“小羊过河” 它功能是通过动画演示两只小羊过河是互不相让的情景，提出问题：“两只小羊互不相让，结果会怎样？”，引导学生展开想象，揭示课题。生动的画面能很快抓住学生的注意力，调动学生学习的积极性和主动性。 2、“孔融让梨” 听“孔融让梨”故事的同时看图片演示，完成填空题。采用学生喜欢的讲故事的方式，进一步让学生体会到谦让是中化民族传统美德。 3、“说一说” 通过展示日常生活中常见的事例的AVI，让学生说一说自己遇见这样的情况时，应该怎么办，加深对谦让这种美德的理解。学生通过说将谦让这种美德内化。 4、“考考你” 这是一种学生非常喜欢的形式，能培养学生的品德判断。可爱的卡通动物“牛牛”对学生的作答给出评价，使学生得到评价同时便于学生进行改正。通过统计成绩，最后给出综合评价，使学生得到成功的体验。从而突破教学难点。 5、“上甘岭” 这是取至经典爱国主义电影上甘岭中战士们让苹果的片段，让学生在理解谦让的同时接受爱国主义教育，扩大了课堂教学的容量，提高了效率。程序运行流程图 四、功能实现 各模块功能实现及源代码 1、主菜单界面 建立主菜单，通过鼠标单击Label控件数组对象调用相应的Form。Option ExplicitDim a As Integer 声明一个全局变量A窗体KeyDown事件发生就CALL 事件 form_Click()Private Sub Form_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer) form_ClickEnd Sub调用各模块窗体到内存Private Sub Form_Load() Load sgl Load kkn Load khlx Load krrl Load xygh a = 6End Sub鼠标单击窗体后，更换背景，出现主菜单Private Sub form_Click() Form1.Picture = LoadPicture(App.Path & main.bmp) Label1(0).Visible = True Label1(1).Visible = True Label1(2).Visible = True Label1(3).Visible = True Label1(4).Visible = True Label1(5).Visible = True Label1(6).Visible = FalseEnd SubPrivate Sub Form_MouseMove(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) Label1(a).Font.Bold = False Label1(a).ForeColor = &H80FFFF a = 6End SubPrivate Sub Label1_MouseMove(Index As Integer, Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) If Index = a Then Exit Sub Label1(a).Font.Bold = False 取消字体粗体 Label1(a).ForeColor = &H80FFFF 颜色改回黄色 Label1(Index).Font.Bold = True 字体变粗 Label1(Index).ForeColor = &HFF 颜色边红色 a = IndexEnd Sub主菜单，根据控件数组的Index进入不同的模块Private Sub Label1_Click(Index As Integer) If Index = 0 Then xygh.Show ElseIf Index = 1 Then krrl.Show ElseIf Index = 2 Then khlx.Show ElseIf Index = 3 Then sgl.Show ElseIf Index = 4 Then kkn.Show ElseIf Index = 5 Then If MsgBox(你真的要退出吗？, vbQuestion + vbYesNo, 退出) = vbYes Then End End IfEnd Sub 2、“小羊过河” 利用Timer控件和Image控件结合LoadPicture函数及API函数mciSendString即时生成交互动画和问题。 源代码详见源文件xygh.frm 3、“孔融让梨” 利用Timer控件和Picture控件结合LoadPicture函数及mciSendString函数即时生成交互画面，使用Label控件生成填空练习