计算机辅助教育

第章

一计算机与教卷、

第二章

第三章计算机辅助教学

第四章CAI课件设计

第五章写作系统

第六章计算机辅助教育的评价

第七章计算机管理教学

第八章计算机辅助教育网络

第九章多媒体辅助教学系统

智能计算机辅助教学

第一章计算机与教育

一^^学习目标

学习完第一章，应该做到：

1、阐述计算机发展的特点。

2、阐明信息时代对教育提出的要求。

3、阐明新技术为教育提供的新发展环境的特点。

4、说出计算机辅助教育的发展过程及主要代表性

系统。

5、阐述工算机辅助教育的客个重要领域“

6、说出计算机辅助教育与教育技术的关系。

第一节计算机与信息时代

A计算机的发展特点

1、性能发展十分迅速

2、应用疝围不断扩展

3、行业竞争十分激烈

二、计算机与信息时

信息时代的特征：

1、信息成为战略资源。

2、产业结构发生重大变化，从事信息工作的

人不断增加。

3、信息革命使得知识激剧增长，知识老化速度加快

4、信息技术的发展为知识的5q诸存和传播创造

了新得手段和工具，信息传播的速度更快、更远

人际交往更密切了。

5、在信息社会中，人们的精神、物质要求高质量、

多样化、多选择。

6、作为处理信息的工具，计算机成为每个公民的有

力助手，计算机网络面向人人。

第二节信息时代中的教育

-、信息时代对教育提出的要求

经济：以知识和信息的生产、分配和使用

为基础，以创造性的人力资源为依托，以高科

技产业为支柱的经济。

2、知识经济的特,品、

(1)知识和信息成为重要的资源和财富

(2)具有创新能力的人才资源在经济发展中具有

特殊的价值

(3)高科技产业成为经济中主导或支柱产业

(4)地域和部门之间的差异主要表现为对信息和

知识的产生、传播和使用能力上的差异。

3、信息时代教育的特点

（1）教育目标改变,教育规模全球化

（2）教育模式改变,教育结构多样化

（3）教育资源丰富,教育内容广泛化

（4）教育技术更新,教育手段现代化

4、信息时代对教育提出的要求

(1)“知识的更新”加速了知识激增，形成了所谓的

“知识爆炸”，如何解决知识的迅速更新与学生

有限的学习时间的矛盾对教育提出了要求。

(2)对人才需求的多元化和可变性对教育.出了要求

(3)接受教育培训人员的激增对教育提出了要求

(4)人才素质的更高要求对教育提出了要求

、教育作出的改革

1、普及高水平的连续基温限I

2、从重数量发展转向以质量为核心的发展

3、一次性的学校教育向社会化的终身教育转变

4、从狭窄的专业教育转向综合素质教

5、由封闭的教学过程转向开放的教学过程

6、信息社会的教育必须与科学技术相匹配，教育

技术必须信息化、自动化、社会化、智能化，

现代教育技术将广泛应用。

三、信息技术在教育改革中的作用

1、教学模式从封闭的育向着开放的网络化教

育改变，从而扩大了办学欣模T

2、为人们接受终身教育创造了有利条件。

3、出现办学形式、教育制度的转变，为学校进一步

拓宽教育功能提供了条件，也有利于调动学生学

习的积极性，提高人才培养质量。

4、实现了教学过程的开放化。

5、促进教育技术信息化、自动化、智能化，让学习

充满个性。

第三节计算机辅助教育的发展

算机辅助教育的概念

计算机辅助教育(Computer-BasedEducation

简称CBE)指套"算机的教育，是以计算机

为主要媒介所进行的教育活动。

最早的CBE系统：1958年IBM公司沃斯顿研究

所开发的

八CBE的发展历程

1、研究试验阶段（初级阶段（I

50年代末到70年代后期I

如：PLATO-n-in-IV系统、TICCIT系统

IBM1500教学系统

2、普及应用阶段（发展阶段）70年代末到80年代末

3、综合发展阶段，80年代末开始

特点：（1）多媒体与超媒体技术的发展；

（2）网络技术的发展；

（3）新技术的实践。

第四节关于计算机辅助教育

y计算机辅助教育的内容

1、计算机辅助教学(CAI)

计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction)

是以计算机为主要媒痴进行的教学活动。即利用

计算机帮助教师教学或利%冲算机进行教学的一种

教学方法。\

2、计算机管理教学(CMI)

计算机管理教学(Computer-ManagedInstruction)

是以计算机为主要处理手段所近钿教学管理活动。

包括用计算机帮助教师监测和评价串生的学习进展情

况等

3、计算机辅助教育行政管理

收集和汇总各种行政管理信息，存放于相应的数据库

中，以备查询或报告；提供工作的计划、管理、调度

规划等。

4、计算机教学

计算机教学是以计算机为教学对象的教学活动

包括计算机结构、原理、编程、操作以及应用

技巧0

计算机文化：普及计算机常识，使学生具%较

强的计算机意识，一定的计算机应用能力和程

序设计能力。

、计算机辅助教育的基本涵义

1、用计算机进行的教育\

2、计算机在教育中的应用

三、教育技术与计算机辅助教育

1、教育技术

60年代以后，伴随着新技术在教育中的应用而

出现。

新技术：照相、幻灯、无声电影——视觉教育

有声电影、无线电广播—视听教育

教育电视、计算机、网络——教育技术

含义：

（1）教育中的技术

（2）教育的技术

2、教育技术的发展领域

(1)媒体传播

⑵个别化学习

(3)集体学习

计算机辅助教育与个别化学习、集体学习密切

相关，是教育技术的一个重要方面，是现代教

育技术的重要支柱。

四、计算机辅助教育的作用

（传授知识

帮助学生掌握知识和技能

1、教师的作用构造和组织测验

I教学管理

鼓励和调动学生的学习积极性

2、学习伙伴作用,启发促进学生“发现”规律和知识

帮助培养学生解决问题的能力

教师备课和教学研究的帮手

3、助手与工具作用.学习中易于使用的工具

I实验中的“万能仪器”

五、计算机辅助教育的意义

1、能提供较低的教育成本

2、能提供丰富的教学模式

3、能创造较好的教学环境

第二章计算机辅助教学

学习目标

学习先第二章，应该能做到:

1、阐述计算机辅助教学的基本原理。

2、说出计算机辅助教学的特点。

3、说出计算机辅助教学系统的三个组成部分。

4、说出CAI系统硬件的能力特点。

5、说出CAI系统软件的种类及其作用。

6、说出CAI系统课件的作用，以及其结构类型。

7、阐述CAI各种基本模式的教学过程、程序常见

结构，以及教学中应用的方式。

第一节计算机辅助教学的基本原理

、教学的基本过程

可以看作由教育信息传播者（教师或计

算机等）和接受者（学生）所组成的一布^

系统。

二、CAI的特点

1、大容量的非顺序式信息呈现。

2、学生可以控制学习内容和学习进度。

3、可以实现因人施教的教学原则和及时反馈原则。

4、CAI活动中学生处于一种积极、主动的精神状态，

从而可以取得较好的教学效果。

5、计算机可以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、网络技术可使CAI获得群体的支持，解决个别化学

习与群体学习的矛盾。

7、CAI活动的效果受教师态度的影响。

第二节CAI系统的构成

CAI系统是一个复杂的计算机应用系统，它由硬件、

软件以及课件三个部分组成，这些部分相互作用和

支持，以共同实现CAI活动。

、硬件

CPU

r计算机主机,内存

显示器

硬

f基本外设4

件打印机

声卡

〔外设，常用多媒体设备］光驱

I视频卡

大屏幕投影设备ITV卡

网卡刻录机

扫描仪

V多媒体软件开发设备

摄象机

视频压缩卡

硬件能力

数据处理能力：表现在中央处理机的能力上，包

括字长、处理速度、指令情况。

存储能力：指存放教学内容或其他裴育信息的

能力。\

人机会话能力：输出、输入方式的多样性和传播信

息的丰富程度。

、软件

/操作系统

文字处理系统

高级语言

r系统软件《汇编语言

数据库管理系统

网络通讯软件

软I常用服务程序

件(CAI课件r图形图像采集和编辑软件

动画编辑软件

、CAI应用软件1CAI开发工具彳声首米集和编辑软件

I文字输入和编辑软碎

表处理软件

ICAI著作系统

三、课件

CAI活动中，呈现教学内小譬学生的要求和

回答，指导和控制教学活动的程序及有关的教学

资料称之为课件。

课件依结构组织方式的不同分为：固定型、'住成

型、智能型三种结构类型。

第三节CAI的基本模式与结构

1、操练与练习型模式(DrillandPractice)

1、教学方式

计算机逐个或一批批地向学生提出问渴，学生

联机回答，计算机判断其正确情况，并根据学

生的回答情况给予相应的反馈。

2、常见结构

退出

3、应用方法：自我训练、小组活动

、指导型模式(Tutorial)

1、教学方式：计算机呈现各种形式的教学材料(概

念、叙述、公式、规则、例子、说明

等)和提问、回答与判断反馈等各个

方面。通过仔细安排的人机对话，使

学生处于一种个别指导方式的教学环

境下进行学习，以达到预定的教学目

标。

3、应用方法：个别学习方式

三、咨询型模式(Inquiring)

1、教学方式：学生提出问题和要求，计算机回答

3、应用方法：适合学生随意发现和探索知识，作

为增加学生知识面的一项补充学习。

四、模拟型模式(Simulation)

1、教学方式：利用计算机模拟自然科学或社会科学

的某些规律,产生各种与现实世界相

类似的现象,供学生观察，帮助学生

认识(发现)和理解这些规律与现象

的本质。

2、常见结构:

3、应用方法（1）演示模拟（2）操作模拟

（3）过程模拟（4）模拟训练器

五、游戏型模式(Gaming)

1、教学方式：寓教学于游戏之中。课件提供和控制

一种富有趣味性和竞争性的教学环境,激发学生的学

习动机，使学生在富有教学意义而且教学目标明确的

游戏活动中得到训练或是有所发现，取得积腰的教育

效果。

2、类型与常见结构

（1）操练与练习方式的游戏

3、应用方式：个人学习训练

第三章CAI课件设计

第一节课件设计及概述

一、教学系统X

系统：一种有预定目的、机能，由相互具有一定关

连的多个元素所构成的集合体。

基本要素：基本模型:

L目的、功能环境

2.输入3•输出oO

人、物、信息

4.处理过程和顺序输入

O（--处--理过程）

5.环境6.人目标

7.物8.信息功能

:、课件设计的基本思想

L课件是一种教学系统

2.课件是一种计算机软件

1.项目定义

课题名称、制作目的、使用对等、主要内容、组成部分

2.软件的教学设计

学生特征分析、教学目标的确定、叁媒体信息的选择、

教学内容知识结构的建立和形成性练习的设计等。

3徽件的系统设计

封面设计、信息间层次结构、信息间跳转关

4.脚本编写

文字脚本、制作脚本I

5.软件的数据准备IW

6.软件的编辑I1

7.软件的试用与评价[]

8.软件产品的成型

四、课件设计的基本流程

总体设计：选题、准备、教学目标分析、制

定策略、决定课件略限结构形

框面设计：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、

辅助学习系列设计。

第二节课件设计的基本策略

策略：用于指导课件开发、设计的原则和方法。

课件设计的基本问题：教学内容崔教学过程的

设计。

一、面向问题型课件

LCAI与课堂教学的比较

课堂：说明一问题CAI：问题一说明

2.问题一说明的呈现方式

提问一引导一讲解

特点：利于学习过程中人机交互

利于调动学习者的学习积极性

利于教学过程的控制

具有较好的学习效果

3.面向问题型课件的

设计

(1)问题的选择

以对知识的理解掌握

为主要目的；

对问题深入分析：

where,how,why,how

(2)学习流程

二、学习程序

学习程序：给出了从学习起点到学习终点间学习

内容的排列方法。\

课件的学习程序：直线型（直线型，反向直线型）

分支型（分支型，反向分支型

1.直线型学习程序（斯金纳学习程序）

2.反向直线型学习程序（吉尔伯特学习程序）

3.分支型学习程序（克劳德学习程序）

4.反向分支型学习程序

5.学习步幅（学习的跨度）

三、基于学习理论与教学理论的课件设计

1.学习的信息处理模型

感觉寄存短时记忆

长时记忆控制过程

2.学习过程\

准备阶段形成与获得迁移

3.教学现象

对应于内部心理过程中每个阶段、每个

过程所给予的外部作用。

教学现象与学习者内部心理过程的对应关系

学习阶段内^^0理过程教学现象

注意唤起注意

准备期待传递目标

检索声隼联想

选择性知觉提供刺激

编码引导学习

形成与获得

检索与反应促成反应

强化进行反馈

提示检索给出评价

迁移

一般化促进迁移

四、面向学习者特性的课件设计

学习者特性：包括学习者认知阶段、认知模式、对

课题的关心与兴趣、学习者的学习经

历与生活经历。

1.认知阶段

行为表象一图象表象一符号表象

2.认知模式

学习者认知模式的分类：

.依赖型与独立型;

b.思考型与冲动型;

c.分析型和综合型;

d.认知习惯。

3、对学习课题的关心与兴趣

关心与兴趣分为积极的与被型。积极的关心与兴

趣是指教学中所提示的问题也是学习者积极思考的

问题，被动的关心与兴趣是指通过提示而引起学习

者的关心和兴趣。

学习者在什么时候，如何表现出对课题的幺心和兴趣,

怎样启发学习者对学习课题的关心和兴趣，£裸件设

计中应解决的重要问题。

4、学习者的学习基础与生活经历

五、课件的结构形式

1.引入部分

a.确认学习者是否具备完成本金元学习的基础

b.进行预备性测验

c.给出本单元学习的基本目标和主要享习项目

2.指导部分

主指导部分；补充指导部分W

3.练习部分1

主练习部分；补充练习部分

第三节教学目标与教学目标分析

一、制定教学目标

方法：

1.教育目标分类学

认知领域；情感领域；动作技能领域\

2.知识与技能

知识：事实、顺序、概念、法则■

技能：思考和认知技能，活动技能，反应技能及

相互作用技能

3.行为目标

制定方法：a.应以可观察到的行为表示

b.作为学习结果的行为应具备的条件和状态

c.应给出教学目标达到的程度和标准

二、教学目标的形成关系

三、逻辑分析法

四、ISM法

五、教学序列

第四节框面设计

-、框面设计的流程

1、按学习流程的顺序进行框面设计

2、按框面的类型分类设计

主框面、直线流程框面、支援矫正学习

框面、分支与分支流程框面、辅助学习

框面

二、主框面与直线流程框面

主框面：实现各级目标的主要学习框面。

直线流程：每位学习者必须学习薪程。、

直线流程框面：围绕主框面，或对主疝面进

行说明、解释，或对主框面的学习进行引4

和迁移，或将若干帧主框面进行连接。

主框面的设计方式：

L收集问题、\

2.与教学目标匹配

3.填写问题卡片

4.将问题卡片变为框面卡片

5.框面卡片及其序列的研讨

三、分支及其设计

分支：指分支产生后，学与流程再不返回

主流程中的分支点，而是按照有别于主流

程的某个子流程进行。

1.分支的类型、

(1)从主流程分支为主流程和子流程的学习

a.据学习者应答结果产生分支、

b.据学习者完成一定内容所需时间进行分

支

(2)从主流程分支为多个同级别、同层次的

子流程的学习X.

a.多种方法和途径

b.对测试结果的评价

C.据主指导成分中主框面学习结果的综合

判断

d.解决问题的不同过程

2.分支的设计X

⑴分支为主流程和子流程

(2)分支为多个多个同级别、同层次的

子流程

第五节脚本系统

一、脚本与脚本系统

L脚本的作用

(1)课件设计、课件制作和课件使用信通过

脚本连接在一起的。

(2)脚本是课件制作的直接依据1

(3)完成每一幅框面的画面设计|'

(4)脚本设计是一种创造性劳动

2.决定脚本的重要因素

(1)有效地表示课件中的各种信息

⑵给出课件制作的各种指示

(3)有利于课件的维护和二次开发

3.脚本系统

包括：脚本卡片及其序列；

课件的学习流程；

脚本说明

2.开发目的

3.目标及其分析

4.课件结构及其控制

5.教学策略

6.画面设计

7.课件的地位和作用

8.使用课件的准备事项

9.用于课件设计的参考资料

三、文字脚本

（一）文字脚本的构成\

1、使用对象与使用方式的说明

2、教学内容与教学目标的描述

a、教学单元与知识点的划分

b、教学目标的描述

3、文字脚本卡片系列

（二）文字脚本卡片的编写

序号内容媒体类型呈现意

1.序号\、

2.内容\

某个知识点内容或构成某个知识点的知识元素'

3.媒体类型

4.呈现方式

教学过程中各种信息出现的前后次序和每次调用

的信息种数

（二）制作脚本的编写

L系统结构与主要模块分析

a.系统功能说明\

b.系统结构的流图表示

c.主要模块的分析

主要模块的划分；

屏数的确定与各屏之间的关系

2.制作脚本卡片的编写

文件名：类型:

继续

返回

进入方式：

本屏呈现顺序说明:

1.由文件，通过——按钮

2由.文件，通过——按钮

3.由文件，通过——按钮

键出方式：

文

件

1.通过——按钮，可进入解说:

文

件

.通过——按钮，可进入

文

2件

3.通过——按钮，可进入

⑴类别

按主模块(或子模块)将相关卡片分类

⑵文件名

对一屏内容的计算机命名

⑶川，幕I田|面

每-屏的设计思路

(4)跳转关系

⑸呈现说明

说明呈现媒体的先后顺序和同时出现的媒体种数

(6)解说配音1

注明要配音解说的内容

3.制作脚本中的屏幕画面

(1)屏幕画面的基本内容

屏幕版面；颜色搭配；字体形象＞＜饰美化

(2)屏幕版面的规划

教学信息；帮助提示信息；交互作用前象

(3)屏幕版面典型实例

a.知识讲授型b.例题解答型c.资料问答型

（三）软件系统总体设计的方法

L设计软件的封面与导言、

2.确定软件的菜单组成与形式、

3.划分教学单元并确定每个教学单元的知识

点构成

4.设计屏幕的风格与基本组成'

5.确定屏幕内个要素的跳转关系

6.确定屏幕与屏幕之间的跳转关系

7.确定屏幕向主菜单或子菜单的返回1

8.确定屏幕向结束的的跳转关系

二、封面导言的设计

（一）封面导言的类型

1.介绍型导言\

包括：内容介绍；功能介绍；客套语句

2.信息获取型导言\

用于获取有关使用者的信息，建立档案，

记录信息，形成学生模块。

3.序言型封面导言

以简单的语言和文字引导使用者进入教学

软件所创设的意境和学习环境中

（二）封面导言的作用

（三）导言部分的设计方法

1.据不同类型软件选择不同类型的封面导言

2.对不同类型封面导言，选择和有机组合各

种媒体信息

3.根据主要使用对象的特征，合理设计导言

1、屏幕界面的设计

（一）屏幕界面的构成

L窗口

2.菜单

3.图标

4.按钮

5.对话框

6.热键

（二）屏幕界面的设计

1.屏幕界面的设计过程

需求分析一创意一设计一测试—实现

TRAF

3.屏幕界面的设计方法

⑴屏幕信息的布局

屏幕的编排应是：均衡、规葭对称、有可预料

性、简明、连续、整体性强、比例谐调并编排

合理.

屏幕元素的放置规律：

.标题位于中上部，利于产生对称感

b.标志符号置于右上角

c.屏幕主体常占用屏幕的大部分区域

d.有关信息项如状况等在底部功能键之上

e.功能键区、按钮区可放于底部

f.菜单条应在屏幕顶部

(2)信息的呈现

信息的选择和显示要考虑以邛素：

①密度

②显示

A.文字信息的呈现规则:采用不同字体和风格

B.提示辅助信息的文字呈现规则：

a.不要使用过于专业的行业词语或术语

b.应用简单动词W

c.使用完整的词语，避免用缩写简写

C.按钮的呈现

应按逻辑分类编排，使移他最小，最易控制

(3)颜色的运用

①色彩的作用

②色彩的运用方法

A.注意数量不宜过多过杂

B.注意色彩的敏感性和可分辨性、

C.注意色彩的含义和使用者的不同背景W

D.根据不同区域的作用来决定不同部分色彩

的选用

（三）屏幕设计中应注意的问题

1.避免使用专门术语、

2.注意屏幕及各组成要素的直观性

3.保持屏幕各元素的一致性

4.考虑使用对象的特点

I、交互方式的设计

（一）人机交互概述

人机交互：指人与计算机之M用某种

对话手段，以一定交互方式来完成确定

任务而进行的人机之间信息交换的过程。

人机交互方式:人机之间交互信息的组织

方式或语言方式。

1.人机交互的特性、

2.人机交互常用方式

（三）人机交互方式的设计方法

1、调查用户对交互的要求或环境

2、用户特性分析、、

3、任务分析

4、建立交互界面模型

5、任务设计

6、环境设计

7、交互类型设计

8、交互设计

9、屏幕显示和布局设计

10、细化设计

11、帮助和出错信息设计

12、原型设计

13、交互的测试和评估

（四）多媒体CAI课件人机交互的常用方式

目前，多媒体创作工具提供的常见交互方式有

a、按钮；b、菜单；c、热字、热区；d、条件

判断；e、文本输入；f、移动对象到目标区域;

g、限定时间；h、限定次数；I、按键等

1、文本交互方式

2、点/触摸屏幕交互方式

3、移动对象交互方式

4、按钮交互方式

5、点击对象交互方式

6、热键交互方式

7、菜单交互

8、条件交互方式

9、限时交互方式

10、限次交互方式

五、导航策略的设计

（一）概念

导航：程序执行和对象生成、查找、使用

而次序。

导航设计的重要性：引导学生围绕教学目

标，提高学习效率，进行有效学习。

（二）导航设计

1.设计原则・

明确、可理解、完整、灵敏、提供查询、

容易使用和操作、动态导航

2.导航系统的设计

(1)总体规划

a.考虑系统的用户对象b.考由学科特点

c.考虑教学软件的类型

(2)划分内容和结构

按主题进行层次分解，构造出以导航信息

主题为骨架的系统层次结构。1

⑶确定导航进行的具体形式

即以什么样的界面和交互方式来体现导航

六、超文本结构的设计

（一）超文本概念、\

超文本：由信息节点间相关性的而构成的

一个具有一定逻辑结构和语义的网络。

节点：超文本报答信息的基本单位。

链：表示不同节点中存放信息间的联系、

网络：由节点和链构成的一个有向信息网'

络。

(二)超文本结构的设计

1.多媒体教学软件中常即超文本形式

⑴基于文字的超文本

(2)基于多媒体信息的超文本

(3)基于热区的超文本

2.多媒体教学软件中超文本设计步骤:

⑴确定超文本的节点

(2)丰富节点的内容

⑶确定节点间的连接关系

第四章写作系统

一、定义

写作系统：一种计算机程序，岳开发计算机辅助

教学而设计，其程序预先设定，使用者不需要或只

需要少量编程知识。

著作系统(authoringsystem)用于帮助教师或课

件创造者制作和编排计算机辅助教学课件的支持系

统。一般包括课文编写、课程结构编排与课程管理

等部分。课件作者只要按照系统的提示逐步向系统

输入自己构思的教学内容，即可将自己的教学意图

转化成课件。

二、写作系统的意义

三、功能

1.信息输入

2.生成课件

3.运行课件、

四、开发模式、

1.自动编程系统2.信息处理系统

3.CAI语言

写作系统的结构图

写作系统

信息输入生成课件运行课件记录统词图形工具

信

信

框

控

统

图

记

评

教

修

框

评

系

息

计

息

面

制

录

形

价

过

学

改

面

价

统

处

处

呈

文

程

学

文

信

文

信

代

维

信

理

理