计算机技术在现代教育中应用模式的研究

1、计算机技术在现代教育中应用模式的研究 杨彦明 (海军航空工程学院青岛分院·青岛·266041)一、问题的提出在世纪之交，面对信息时代知识经济的崛起，无论发达国家还是发展中国家，都在积极利用现代信息技术革新教育，以适应未来社会发展的需要。以计算机技术为核心的现代教育技术在教育领域中的应用已成为衡量教育现代化的一个重要标志。为此我们要认真探索和研究计算机技术用于教学的基本规律、基本模式，充分利用现有教学环境和教学媒体进行各种形式的教学尝试，以期全面提高学生素质，发展学生的个性和创新精神。本文拟就此谈一谈我们在这一方面的研究和实践，并在此基础上提出几点建议和想法。二、计算机技术用

2、于教学的基本模式1.多媒体课堂教学（多媒体演示教学）是指利用多媒体计算机并与其他教学媒体有机组合共同参与课堂教学的形式。其模式如图1： 图1 多媒体课堂教学模式这种教学模式主要在多功能教室，通过联机大屏幕投影来实现。通过多媒体课件、堂件和电子教案的演示来配合课堂教学，使教学内容形象、直观、新颖，易于师生情感交流，及时反馈、引导，从而有效地提高教学效率和效果。多媒体课堂演示教学既使传统教学方式的优势得以发扬，又弥补了传统教学媒体的不足，使传统的课堂教学与现代教学媒体相辅相成、互补结合、相得益彰。目前，我院在微机原理、理论力学和电工学等几门课程中采用了这种授课方式，从几个学期的授课情况和对学生的问

3、卷调查来看，这种授课方式受到学生和教师的普遍欢迎，收到了良好的效果。这一模式基本上是以教师为中心的教学活动，因此，教师的教学水平、教学准备、教学技能等仍对教学效果有重大影响。在多媒体参与教学的环境下，我们要对如下问题进行研究：(1)怎样设计教师的课堂活动，使教师真正发挥“主导”作用。(2)怎样利用多媒体的优势，设计学生的参与活动，使学生成为课堂学习中真正的“主体”。(3)如何根据多媒体的特点，设计有助于学生参与、思考、探索的助教型课件和电子教案。2.多媒体网络教学（多媒体个别化教学）是指在多媒体网络教室或者开放式CAI教室，利用系统的多媒体CAI课件个别地、通过人机交互方式，进行系统的学习。其

4、模式如图2： 图2 多媒体网络教学模式这种方式中，其学习过程具有以下特点：(1)学生接受多媒体信息的刺激；(2)学生以人机交互方式参与学习；(3)学生在以人类思维方式组织教学信息（超媒体结构）的环境下学习；(4)学生主要依赖教学系统本身的指导和导航系统进行学习；(5)学生依靠自我评价和反馈信息控制学习的进程。由此可见，这是一个以学生为中心的教学模式。在这种教学模式中，控制学习过程中的主体是学生，教师的工作主要体现在为学生编制教学软件，或者通过教学软件的设计来间接控制教学过程。另外，这种教学模式，除了可以进行个别化教学，还可以网络为依托进行协同式学习，甚至通过网络进行远程学习。因此，这种教学模式

5、从根本上结束了传统的以教师为中心、以课堂为中心的教学模式，代之以学生为中心、以实践为中心的新型教学模式。我们在多媒体网络教学方面进行了探索和尝试，在原有教学网络的基础上，今年我院计算中心又新建了功能先进的开放式CAI教室。为了能给学生提供一个丰富的多媒体学习环境，我们在坚持自己开发研制较系统的专业化CAI软件的同时，还注意收集、购买一些优秀的学习软件。在此基础上我们制作了计算中心主页系统，学生通过主页就可以很方便地学习到计算机课程，还可以通过各种学习软件来学习计算机基础知识和各种软件的使用。3.计算机模拟教学（虚拟教学）是指利用虚拟现实（Virtual Reality）技术，在计算机上建立虚拟

6、教室、虚拟实验室，使学生在一种身临其境的环境中，进行学习、训练的过程。模拟可以用于真实实验无法实现或表现不清楚的教学中。教学模拟大体有以下两种类型：模拟仿真训练和模拟仿真实验。其模式如图3：图3 计算机模拟教学模式(1)模拟仿真训练   这种教学方式主要是用于特殊的教学训练需求，尤其是军事教学训练。其典型应用是利用计算机生成一种模拟环境（如驾驶舱、操作现场等），通过各种传感设备（如头盔式显示器、数据手套）使用户进入虚幻境界，获得沉浸式体验。如培训飞行员的“虚拟飞机座舱”，利用数字图象处理技术，将三维的侦察摄像转化为三维摄影，再利用虚拟现实技术造出虚拟的敌方阵地，学生可对此阵

7、地进行轰炸练习，操作结果通过仪表指示、身体感受反馈给学生，使其判断操作是否正确。这种训练不消耗器材，也不受器材、场地、气候条件等因素的限制。当然，最大的优点是绝对安全，不会因操作失误而造成机毁人亡。另外，我们还可以利用VR技术、数字化地图、GPS模拟技术、战场模拟等技术提供一个虚拟训练环境，进行军事演练。(2)模拟仿真实验这种教学方式主要是借助于仿真实验课件来实现的。这种课件通常融实验目的、实验原理、实验方法和具体仿真操作于一体，通过大量的模拟和仿真等人机交互，使学生掌握实验原理、操作步骤和方法。它具有以下特点：第一，通过计算机仿真实验，学生不仅能学会实验操作过程和实验原理，更重要的是通过仿真

8、操作，还能显示实验仪器内部工作原理，这是真实实验无法比拟的；第二，仿真实验课件人机交互界面接近真实实验，学生可以操作任何开关、旋钮、按钮等，而不必担心因误操作而破坏实验仪器。目前在各高校教学经费普遍不足的情况下，通过仿真实验可以部分解决实验仪器设备短缺等问题，可以很好地加大实验教学环节的强度，提高实验效果，同时也降低了实验对客观物质条件的依赖。目前我们正在研制开发的电路与电子技术实验计算机模拟教学系统就属于这种应用。4.远程教学（远距离教学）目前，“全球化的网上教育”是世界教育界的一个热点。远程教育是建立现代教育体系和实现学习化社会的必由之路，也是计算机技术在现代教育中最具影响的应用之一。近年

9、来，随着Internet的发展和普及，基于Internet的远程教学在国内外蓬勃发展。目前，美国约有80所大学允许通过网络修得学位，网上虚拟大学开设的课程已覆盖了各主要学科领域；在欧洲，英国等国家也在大力开展远程教育工作；在亚洲，新加坡投资15亿新元实施五年的“智慧岛”计划，香港投资30亿港元开发电子教材国内现代远程教育是在教育科研网（CERNET）建成后才开展的，截止1998年9月，全国已有60多所高校申请开展远程教育。教育部已批准四所高校先行试点。从国内外远程教育发展的情况可以看出，这种以网络技术为依托的远程教育，尤其是基于Internet的远程教育将成为未来远程教育发展的方向。图4 基于

10、www的远程教学模型基于Internet的远程教学采用的手段主要包括WWW、电子邮件、BBS、新闻讨论组等。其中，是发布教学内容的主要平台，电子邮件提供了非实时的交互，BBS和新闻讨论组是交换意见的场所。其教学模型如图4。在这个教学模型中，教师作为信息的提供者，采用HTML、VRML、Java等语言组织文字、图形、图像、声音、动画、动态三维模型以及它们之间的关联，编写教学课件、创设学习情景；学生则通过浏览器以主动探索的方式学习，从而在与外界交互的活动中来获取与建构新的知识。三、计算机技术用于教学的主要特点以计算机技术为核心的现代教育技术在教学中的广泛应用，无疑给院校教育带来了新的活力和巨大的冲

11、击，它具有以下主要特点：1.教学模式多样计算机技术对教育的介入改变了教师一人讲、学生被动听的单一教学方式，学生可以通过多媒体网络进行个别学习、协同学习，可以对提供的资料进行模拟、讨论、练习。教师可以根据教学的需要采取不同的教学形式和方法。同时，教师和学生的地位也产生了变化，教师将从课堂上的主角变为学习的组织者与促进者，学生成为知识的获取者与建构者。随着计算机技术的进一步发展，未来的教学模式将是融入了全球性的协作学习、个别化学习和集体学习为一体的新型、多样的学习模式。2.教学内容丰富现代通讯技术和多媒体技术使教学形式多样、内容丰富、效果显著。教科书将逐渐被视听教材及各种学习软件所替代，许多以前必

12、须课堂讲授的东西已逐步转为课外学习，课堂上讲授的内容更少更精，以培养学生的学习能力为主。3.教学手段更新大量的现代化教学媒体取代了传统的“黑板+粉笔”的模式，尤其是多媒体计算机和网络系统进入教学领域，使教学效率和效果大大提高了。4.教学效果优化现代教育技术在教学中的运用改变了原有的填鸭式满堂灌。学生可以自己查找有关资料、与计算机或教师进行即问即答。对能力不同的学生能够因人施教，实现个别化学习。而且可以通过仿真和模拟技术所创设的情境进行模拟学习，使学生在人机交互过程中形成一种真实感和亲切感，从而大大提高学习的效率和效果。5.教师要求提高未来的教师，不仅要有高深的专业知识、丰富的教学经验和较高的教

13、学水平，还要有现代教育的理念和技术，要掌握计算机、多媒体及网络教学的有关知识和运用现代化教学手段和方法的能力。作为一名教师，只有不断发展和更新自己的知识，才能胜任教学的需要，才能胜任时代赋予的使命。四、几点建议1.强化应用现代教育技术的意识观念转变是要解决的首要问题。我们的领导、教育管理者和教师对高新技术的适应，要有危机感和紧迫感。对此要反对两种观点：一是片面认为多媒体和网络投入巨大，不符合国情；二是过份强调媒体和网络技术而否定传统教学。2.加强基础设施的建设(1)硬件建设   一个基于网络的多媒体教学环境，主要包括多功能教室、开放式CAI教室、多媒体网络教室、校园网等基础设施的建设。另外，还应建立网络化的备课环境（如电子备课室），为教师提供利用计算机备课，以及从事教学研究、教学管理，制作CAI课件、实行新的教学模式所必要的条件。(2)软件建设   软件建设主要是指各种教学资源的开发和共享问题，特别是多媒体教学软件的开发和应用。应主要从以下三个方面着手：一是引导、支持和组织教师从事CAI的研制与开发工作；二是具体抓好几个基础的、受益面大的CAI课件的开发，通过以点带面推动CAI工作；三是成立校CAI协作组，加强交流，推动各部系的联合。应将软件建