CAI基本概念与原理课件

第一章多媒体CAI课件的基本概念与原理CAI基本概念与原理1.1计算机辅助教学概述1.2多媒体CAI基础1.3多媒体CAI的学习理论基础与教学设计原理目录CAI基本概念与原理1.1计算机辅助教学概述1.1.1计算机辅助教学的基本概念1.1.2计算机辅助教学的产生与发展CAI基本概念与原理1.1.1计算机辅助教学的基本概念CAI基本概念与原理1．计算机辅助教育

计算机辅助教育(ComputerBasedEducation,简称CBE)是计算机技术在教育领域中应用的统称，它涉及教学、科研和管理等教育领域的方方面面CAI基本概念与原理2．计算机辅助教育构成计算机支持的学习资源（CSLR）计算机辅助教学CAI计算机管理教学(CMI)图1-1CBE概念范畴计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction,简称CAI)指的是用计算机帮助或代替教师执行部分或全部教学任务，传递教学信息，对学生传授知识和训练技能，直接为学生服务。计算机管理教学(ComputerManagedInstruction,简称CMI)是计算机在教育领域的另一项重要功能。狭义上看，认为CMI就是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统，它的功能包括管理教学计划和教学资源，以及帮助教师构造测验和评分等；广义上看，则认为CMI就是计算机在学校管理中的各项应用，包括教学管理、学校行政管理、学校其它资源管理等等。CAI基本概念与原理3．教学软件

教学软件泛指各种能为教学目的服务的应用软件教学软件内容无关教学软件：PPT内容相关教学软件：电子学习材料内容特定教学软件：依具体内容而开发课件（InstructionSoftware）：指课程软件课件。包含具体学科的教学内容CAI基本概念与原理

积件是改进传统课件不足的一种重要的新设计思想，积件制作的着眼点是把教学内容的每一个知识点制作为一个独立的小课件，学科教师从积件库中调用自己所需的积件，利用系统工作平台，根据自己的教学设计和风格，进行适当的组合，完成教学课件的制作。4．积件(Integrableware)CAI基本概念与原理5．计算机辅助教学平台

计算机辅助教学平台实际上是一种计算机应用软件系统。它提供一系列教学素材、工具，在这个系统中通过这些工具的运用、素材的组织以及二次开发可产生新的学习素材与工具，形成一个教学工作平台。它不是针对某一问题、某一情景开发的，而是面向某一学科，或者某些学科而设计的。CAI基本概念与原理1.1.2计算机辅助教学的产生与发展CAI基本概念与原理1．计算机辅助教学产生的基础计算机的诞生和发展奠定了计算机辅助教学产生的物质基础。信息社会对教育改革的要求构成了计算机辅助教学产生的社会基础。行为主义心理学程序教学理论的提出为计算机辅助教学的产生提供了理论基础。CAI基本概念与原理2．计算机辅助教学的发展阶段实用化阶段：大约在1965年至1975年之间。发展完善阶段：大约从1975年到80年代后期。成熟阶段：自上世纪90年代以来，计算机教育应用开始步入一个全新的阶段。形成阶段：大约在1958年至1965年之间。CAI基本概念与原理3．计算机辅助教学的发展趋势

多媒体技术与网络技术的日益紧密结合从技术上反映了计算机教育应用的发展趋势。多媒体技术与计算机网络技术的结合，为计算机的教育应用提供了无限广阔的发展空间。

先进的技术同时也支持和促进了先进的教育理念在教学实践中的应用。CAI基本概念与原理4．我国计算机辅助教学发展概况●1996年，教育部全国中小学计算机教育研究中心推广“几何画板”软件。

●1998年6月全国中小学计算机教育研究中心设立“计算机与各学科课程整合”课题组。

●1999年1月研究中心组织召开了“计算机与各学科课程整合”项目开题会。

●2000年10月，教育部部长陈至立“努力推进信息技术与其他学科教学的整合”。CAI基本概念与原理1.2多媒体CAI基础1.2.1多媒体技术与其教学意义1.2.2多媒体CAI的基本模式与应用形态1.2.3多媒体CAI课件的使用原则CAI基本概念与原理1.2.1多媒体技术与其教学意义CAI基本概念与原理1．多媒体技术

多媒体（Multimedia）技术是一种把文字（text）、图形（graphics）、图像（images）、视频图像（video）、动画（animation）和声音（sound）等表现信息的媒体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制，将多媒体各个要素进行有机组合，完成一系列随机性交互式操作的信息技术。CAI基本概念与原理2．超文本与超媒体概念

超文本是一种新型的信息管理技术。超文本是收集、存储和浏览离散信息，以及建立和表示信息之间关系的技术。它以节点作为基本单位，在信息组织方面，则用链把节点构成网状结构一般把已组织成网的信息网络称为超文本，而将能对其进行管理和使用的系统称为超文本系统。CAI基本概念与原理（1）超媒体结构与学习理论的关系

许多教学理论专家认为：“由于超媒体系统在知识呈现和处理的方式上，符合最新的认知理论模式，因此，它一定能促成有效的学习成果。”3．超媒体的教学意义CAI基本概念与原理（2）超媒体的教学优势第一，利用超媒体的非线性网状结构信息组织方式，促进学习者的信息加工转换。第二，利用超媒体系统来揭示和分解信息的复杂性，以减轻学习者的认知负荷。第三，利用超媒体系统的信息呈现方式多样性，提高信息的传递与理解深度。CAI基本概念与原理（3）利用超媒体系统实现多样化的学习方式第一，“学习者控制”的个别化主动式学习。第二，结构化发现式学习。第三，多层次学习。CAI基本概念与原理4．多媒体计算机辅助教学系统

如同其他计算机系统一样，一个完整的多媒体计算机辅助数学教学系统也应该由硬件系统和软件系统所组成。CAI基本概念与原理1.2.2多媒体CAI的基本模式与应用形态CAI基本概念与原理

个别指导操作和练习模拟游戏案例调研智能导师系统教学测试教学查询微世界问题求解认知工具认知学徒电子书计算机支持合作学习虚拟学伴系统计算机支持课堂教学虚拟教室1．典型的CAI模式CAI基本概念与原理2．计算机辅助教学的应用形态（1）用于课堂教学的计算机辅助教学（2）用于学生个别化学习的计算机辅助教学（3）用于练习、复习和学习评价的计算机辅助教学（4）基于“教学平台”的探究式学习的计算机辅助教学（5）基于网络的合作学习的计算机辅助教学CAI基本概念与原理1.2.3多媒体CAI课件的使用原则CAI基本概念与原理

计算机技术与学科特点相结合的原则教学手段为教学内容服务的原则

CAI课件与传统教学手段相结合的原则体现学生的主体性，注重培养学生创新意识的原则教学媒体与所呈现内容相协调的原则重视情感交流的原则CAI基本概念与原理1.3多媒体CAI的学习理论基础与教学设计原理1.3.1CAI的学习理论基础1.3.2CAI的教学设计原理CAI基本概念与原理1.3.1CAI的学习理论基础CAI基本概念与原理（1）行为主义学习原理解释确认提问回答上一步下一步（刺激）（反应）（强化）答对答错程序教学的基本过程1．行为主义程序教学理论与CAI设计CAI基本概念与原理（2）CAI设计的行为主义原则·

规定目标。·

经常检查。·

小步子和低错误率。·

自定步调。·

显式反应与即时反馈。·

提示与确认。·

计算机控制的学习序列。CAI基本概念与原理2．认知主义学习理论与CAI设计（1）认知学习理论反应发生器过程控制感觉寄存器短时记忆长期记忆反应（输出）（输入）学习的信息处理模型刺激CAI基本概念与原理（2）CAI设计的认知主义原则

用直观的形式向学习者显示学科内容结构，让学生了解教学内容中涉及的各类知识之间的相互关系。

学习材料的呈示应适合学习者认知发展水平，按照由简到繁的原则来组织教学内容，这里所说的由简到繁是指由简化的整体到复杂的整体。CAI基本概念与原理·

学习求理解才能有助于知识的持久和可迁移。·

向学生提供认知反馈可以确认他们的正确知识和纠正他们的错误学习。·

学习者自定目标是学习的重要促动因素。·

学习材料既要以归纳序列提供，又要以演译序列提供。·

学习材料应体现辩证冲突，适当的矛盾有助于引发学习者的高水平思维。CAI基本概念与原理3．建构主义理论与CAI设计（1）建构主义的学习观第一，学习是一种建构的过程。第二，学习是一种活动的过程。第三，学习必须处于丰富的情境中。CAI基本概念与原理（2）建构主义教学原则·

所有的学习活动都应该抛锚在大的任务或问题中。·

支持学习者发掘问题作为学习活动的刺激物，使学习成为自愿的事。·

设计真实的学习环境，让学生带着真实任务进行学习。CAI基本概念与原理·

设计的学习情境应具有与实际情境相近的复杂度。·

让学习者拥有学习过程的主动权。·

为学习者提供有援学习环境。·

鼓励学习者体验多种情境和检验不同的观点。CAI基本概念与原理1.3.2CAI的教学设计原理CAI基本概念与原理（1）基本原理教学设计是应用系统科学方法分析和研究教学问题、确定解决它们的方法和步骤、并对教学结果作出评价的一种教学规划过程和操作程序。1．教学设计的基本原理与主要内容CAI基本概念与原理（2）教学设计的主要内容第一，分析学生特征。第二，确定教学目标。第三，合理选择与设计媒体信息。第四，确定相应的教学过程结构。第五，学习评价。CAI基本概念与原理2．加涅的教学设计理论（1）加涅的学习结果分类法第一，言语信息。第二，心智技能。第三，认知策略。第四，动作技能。第五，态度。CAI基本概念与原理（2）学习者的内在学习过程第一，准备阶段。学习的准备阶段包括注意、期待和检索等三种过程。第二，形成与获得。形成与获得阶段由选择性知觉、编码、检索与反应、强化等过程构成。第三，迁移。CAI基本概念与