计算机辅助教学中的教学法

计算机辅助教学中的教学法第一页，共三十一页，2022年，8月28日第六章计算机辅助教学中的教学法传统教学中的教学法——教材＋学生包含：教材的组织处理、教学过程与步骤的设计安排、具体教学方法的运用等。计算机辅助教学中的教学法——教材＋学生＋计算机环境，达到人机教学活动的最佳效果。第二页，共三十一页，2022年，8月28日案例：生物CAI与传统教学法的优化组合生物CAI与情景教学法例：“生命的起源”：认识原始地球的条件对于理解生命的化学进化过程帮助

文字描述，要求学生发挥想象力去学习，学生会感到疲累。用十几秒钟的时间播放了一段用GIF动画和powerpoint制作的声像动画：地面有许多火山在隆隆爆发，熔岩横溢，大量的气体喷射而出；天空中雷电交加，火光四射，哗哗大雨倾盆而下，铺天盖地，地面逐渐一片汪洋……。——”老师，这是什么呢？”第三页，共三十一页，2022年，8月28日第六章计算机辅助教学中的教学法从教师的角度考虑：活动法、发现法、同伴影响法等从教学软件人员角度考虑：有人机界面的设计、人机教学环境中的教学效果、人机交互活动的设计、挖掘有效的教学信息等。第四页，共三十一页，2022年，8月28日一.学科教师的教学法活动法心理学家皮亚杰认为智慧来源于动作，活动是连接主、客体的桥梁。在教学过程中实施活动，让儿童自己动手、动脑探索外物，通过这种经验的抽象和反省，可以形成、发展自己的认知结构。虚拟实验室：“把实验室搬到课堂中去”，“学习是一种真实情境的体验”。认知工具：通过这些工具来自己动手探索外物，以丰富原有的认知结构。第五页，共三十一页，2022年，8月28日一.学科教师的教学法发现法皮亚杰：只有儿童自我发现的东西才能积极地被同化从而产生深刻的理解。认知结构是由儿童主动改造的。基于问题的学习：就是要求学生从发现问题、分析问题和解决问题为主线进行学习。“儿童是小科学家”。探究式学习第六页，共三十一页，2022年，8月28日一.学科教师的教学法同伴影响法皮亚杰：重视儿童之间的相互影响。儿童之间彼此交流想法，可使他们不断了解他人的观点。在同一认知水平上的其他儿童比成人更能促使儿童从自我中心中解脱出来。计算机支持合作学习CSCL：在网络通信工具的支持下，进行同伴互教，小组讨论，小组练习，小组课题等合作性学习活动。虚拟教室VC：虚拟的学习环境，身处异地的师生可以看得见听得着，能进行实时或异步的教学活动。第七页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计界面是学习者与系统进行通信的部分，要求具有舒适和容易使用的特点，成为教学系统好坏的重要标志之一。人机界面的设计原则：用户原则：人机界面设计首先要确立用户类型。划分类型可以从不同的角度，视实际情况而定。确定类型后要针对其特点预测他们对不同界面的反应。信息最小量原则：人机界面设计要尽量减少用户记忆负担，采用有助于记忆的设计方案。帮助和提示原则：要对用户的操作命令作出反应，帮助用户处理问题。系统要设计有恢复出错现场的能力，在系统内部处理工作要有提示，尽量把主动权让给用户。媒体最佳组合原则：多媒体界面的成功并不在于仅向用户提供丰富的媒体，而应在相关理论指导下，注意处理好各种媒体间的关系，恰当选用。第八页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计人机界面设计的一般过程：1.用户界面分析2.界面设计形式界面对话设计数据输入界面设计屏幕显示设计控制界面设计3.界面设计评价第九页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计1.用户界面分析包括任务分析和学习者特点分析。学习者特点分析目的是为了获得有关学习者技能和经验的全部信息，预测学习者对不同界面设计的反应，使界面的复杂性符合学习者的能力。关键是对学习者类型的分类：生手，新手，熟手，专家。第十页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计1.用户界面分析对学习者进行分类－学习者特点的度量标准：使用频次使用随意性计算机的熟练度学习者知识学习者智能学习者人体操作能力和技能第十一页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计2.界面设计形式界面设计形式可以根据学习对象、专业等的不同而不同，但界面设计标准和界面中的对话设计形式应该有一个基本的统一界面设计标准：易用性易学性操作速度复杂性控制易开发性第十二页，共三十一页，2022年，8月28日二、制作人员的教学法－人机界面设计2.界面设计形式对话设计的形式：问答式菜单图符填表命令语言自然语言交互类型第十三页，共三十一页，2022年，8月28日三、制作人员的教学法

－人机教学环境中的学习效果建构主义对人机教学环境提出的要求：强调教学“情景”的创设强调学习者之间的“协作”与会话1.合作学习对学习效果的影响探讨不同程度的合作学习所营造出的不同目标导向模式对参与学员学习效果的影响。第十四页，共三十一页，2022年，8月28日三、制作人员的教学法

－人机教学环境中的学习效果1.合作学习对学习效果的影响组间不同依存关系所产生的不同合作程度：组内合作组间竞争－学习焦点固定在名次排列，引进“竞争”组内合作组间不竞争－学习焦点固定在一个标准/分数组内组间合作－同上，并扩大学习合作的范围研究：因变量：学习成就、学科态度、人际关系结果：组内合作组间竞争有助于学习成就的提高，对学科态度取得正面意义，且无害于参与学员社交上的发展，是教学者可考虑运用的教学策略之一。第十五页，共三十一页，2022年，8月28日三、制作人员的教学法

－人机教学环境中的学习效果2.多媒体组合信息与学习效果如何利用多媒体产生的组合信息使学习者获得最有效的学习信息量。媒体组合信息与学习注意不是向人们展示其独特的图文并茂的教学画面，而是力求在多媒体信息组合中始终突出必须引起注意的学习内容动态背景对阅读速度的影响背景运动的速度应该控制在一定的范围内动画对学习记忆的影响同时接受视听觉信息和只接受视觉或听觉信息的学习效果是有差异的第十六页，共三十一页，2022年，8月28日三、制作人员的教学法

－人机教学环境中的学习效果2.多媒体组合信息与学习效果动画对学习记忆的影响同时接受视听觉信息和只接受视觉或听觉信息的学习效果是有差异的信息传播以文字为主的方法比声音为主的方法好以文字为主时有主讲者的动态人像的记忆率比其他的以文字为主的记忆率低得多。以声音为主的三个组的记忆率没有差异面对面的传播与以声音为主的记忆率接近第十七页，共三十一页，2022年，8月28日四、制作人员的教学法－人机交互活动的设计1.网上互动课程设计把人际交互和交流的动力引入到课程和教学过程中主要功能模块：网上课程内容讲座、课程内容精品集、典型问题评析、课程BBS、课程信息库等。要突出以下几个特点：交互性多样性开放性共享性

第十八页，共三十一页，2022年，8月28日四、制作人员的教学法－人机交互活动的设计2.网络论坛上教师引导设计论坛主持人不只是问题的发现者及信息的组织者，也是学习活动的促进者、教学者、设计者及训练者。论坛支持人扮演的角色：技术性角色、组织者角色、社会性角色、教学性角色。论坛主持人的问答技巧论坛主持人的沟通语气主持人引导设计的研究方法初始议题的方式回应议题的方式沟通语气方式第十九页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘快速而准确地从浩瀚的信息资源中提取出与教学内容有关的信息1.数据挖掘数据挖掘指从数据仓库中提取隐含的、事先未知的和潜在有用的信息，从而帮助决策者提出问题、发现问题、解决问题等。知识发现是所谓“数据挖掘”的更广义的说法，即从各种媒体表示的信息中，根据不同的需求获得知识。知识发现的目的是向使用者屏蔽原始数据的繁琐细节，从原始数据中提炼出有意义的、简洁的知识，直接向使用者报告。第二十页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘2.数据仓库数据库是为捕获数据而设计，数据仓库是为分析数据而设计。数据仓库，是在数据库已经大量存在的情况下，为了进一步挖掘数据资源、为了决策需要而产生的，它决不是所谓的“大型数据库”。“面向主题的”：传统数据库主要是为应用程序进行数据处理，未必按照同一主题存储数据；数据仓库侧重于数据分析工作，是按照主题存储的。这一点，类似于传统农贸市场与超市的区别：农贸市场里面，白菜、萝卜、香菜会在一个摊位上，如果它们是一个小贩卖的；而超市里，白菜、萝卜、香菜则各自一块。也就是说，市场里的菜（数据）是按照小贩（应用程序）归堆（存储）的，超市里面则是按照菜的类型（同主题）归堆的。

第二十一页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘2.数据仓库“与时间相关”：数据库保存信息的时候，并不强调一定有时间信息。数据仓库则不同，出于决策的需要，数据仓库中的数据都要标明时间属性。决策中，时间属性很重要。同样都是累计购买过汽车产品的顾客，一位是最近三个月购买汽车，一位是最近一年从未买过，这对于决策者意义是不同的。“不可修改”：数据库一般存储在线交易数据，数据仓库中的数据并不是最新的，而是来源于其它数据源。数据仓库反映的是历史信息，并不是很多数据库处理的那种日常事务数据（例如电信计费数据库甚至处理实时信息）。第二十二页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘3.数据挖掘技术应用于学习上的数据挖掘技术是一个高级的学习过程，它实现了对未知知识的发现，体现了建构主义所追求的知识构建目标。常用的数据挖掘技术人工神经网络遗传算法决策树方法文本分析工具概念图自动生成工具第二十三页，共三十一页，2022年，8月28日用mindmapper制作的概念图用inspiration制作的概念图第二十四页，共三十一页，2022年，8月28日关于自我分析的概念图第二十五页，共三十一页，2022年，8月28日三维概念图第二十六页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘3.数据挖掘技术数据挖掘的分析方法关联分析序列模式分析分类分析聚类分析第二十七页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘4.数据挖掘系统结构及数据分析过程三级结构三个步骤用户界面结果输出专用的数据库接口关联分析序列模式分析分类分析聚类分析数据仓库数据库其它数据源数据挖掘核心数据准备挖掘表达第二十八页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘5.数据挖掘技术的教学应用通过“知识”进行连接数据挖掘又称从数据库中的知识发现，数据挖掘的过程可以说是一个知识构建的过程。数据查询数据挖掘数据仓库学习者初级学习高级学习第二十九页，共三十一页，2022年，8月28日五、制作人员的教学法－教学信息的挖掘5.数据挖掘技术的教学应用优化教学策略，做出科学合理适应学习者需求的决策选择教师的教学法决策学生的行为合理设置课程与安排课程表学习成绩预测与评价安排教学服务第三十页，共三