湖南人文科技学院计算机辅助教学课件03计算机辅助教学软件的设计

第3章计算机辅助教学软件的设计11/28/20251湖南人文科技学院计算机系陈代武学习目标理解行为主义、认知主义和建构主义三种学习理论在计算机辅助教学软件设计中基本应用；掌握计算机辅助教学软件设计和开发的一般步骤；掌握课件脚本的编写技能。11/28/20252湖南人文科技学院计算机系陈代武概述计算机辅助教学软件与其它应用软件的区别在于它的目标是为教学服务；与整个教学过程融为一体；提高教学质量和学生的学习效率。计算机辅助教学软件的使用的根本目的在于帮助学生的学习。即学生的学习目标、学习过程、学习方法、学习动机和学习的迁移等问题。11/28/20253湖南人文科技学院计算机系陈代武3.1CAI软件设计理论

克里斯韦尔（E.L.Criswell）指出：“任何教学技术中的设计都是以学习理论为基础的”；设计CAI软件时经常使用的软件行为主义学习理论；认知主义学习理论；建构主义学习理论。11/28/20254湖南人文科技学院计算机系陈代武行为主义学习理论与CAI软件设计

行为主义（又称联结派）学习理论的基本观点以美国心理学家斯金纳为代表的行为派学习理论,认为学习的起因在于对外部刺激的反应，不关心刺激引起的内部心理过程，认为与此无关。人类学习过程被解释为被动接受外界刺激过程，教师向学生灌输知识，学生的任务是接受和消化知识。11/28/20255湖南人文科技学院计算机系陈代武行为主义学习理论与CAI软件设计

其代表人物有约翰.华生;爱德华.桑代克（Thorndike）；斯金纳（Skinner）。约翰·华生的名言知道了反应就可以推测刺激，知道了刺激就可以预测反应。

11/28/20256湖南人文科技学院计算机系陈代武行为主义学习理论与CAI软件设计

桑代克认为人们的学习在很多情况下是一种试行错误的过程，人们在试行产生错误、认识错误、修正错误的过程中进行学习；不同的刺激会产生不同的反应，这种刺激-反应学习理论称为S-R理论，所以不同的刺激与反应之间具有“联结”关系。他说：“学习即形成联结；教学则是安排各种环境，以便导致理想的联结并感到满意，……”；11/28/20257湖南人文科技学院计算机系陈代武行为主义学习理论与CAI软件设计

斯金纳提出了行为形成的强化理论，即刺激-反应-增强（S-R-r）理论；由刺激引发的反应称为“应答性反应”；有机体发出的反应称为“操作性反应”；强化是在反应后的一种作用，有正强化和负强化之分：11/28/20258湖南人文科技学院计算机系陈代武对行为主义学习理论评价是一种基于客观的学习理论；揭示了学习的一些基本规律；早期的学习理论比较轻视遗传和成熟的因素，强调外部环境对感觉系统的影响，存在很大的片面性；它将学习完全变成了知识的简单传递，根本无视在这种传递过程中学生的理解及心理的过程，无视学生主观上的各种差异，无视学生在知识学习和知识结构组合中产生的创新能力。11/28/20259湖南人文科技学院计算机系陈代武根据行为主义学习理论设计CAI软件的原则加涅和布里格思提出了四点原则。接近原则即反应应该在刺激之后立即出现。重复原则重复练习能加强学习和促进记忆。反馈与强化原则与反应正确性有关的信息可以促进学习。提示及衰减原则在减少提示的条件下，朝着正确的反应引导学生，从而完成学习。11/28/202510湖南人文科技学院计算机系陈代武认知主义学习理论设计CAI软件认知理论的基本观点以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派学习理论,认为人的知识不是由外部刺激直接给予的，而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果；学习是在具有一定逻辑结构的学习资料与学生本身所具有的某种认知结构相互关联、相互作用的过程中进行的；11/28/202511湖南人文科技学院计算机系陈代武认知主义学习理论设计CAI软件认知理论的基本观点以瑞士心理学家皮亚杰为代表的认知派学习理论,认为人的知识不是由外部刺激直接给予的，而是由外部刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果；学习是在具有一定逻辑结构的学习资料与学生本身所具有的某种认知结构相互关联、相互作用的过程中进行的；要很好地研究知识的结构特点和学生的认知结构和特点；学习过程解释为每个人根据自己的态度、需要、兴趣和爱好并利用过去的知识和经验对当前的学习内容作出主动的、有选择性的信息加工过程。11/28/202512湖南人文科技学院计算机系陈代武认知主义学习理论设计CAI软件认知主义学习理论提出“顿悟”的学习概念“顿悟”是指突然擦到问题的解决办法；“顿悟”产生的基础是学习者对大量相关事物的了解掌握，以及个体主观能动性的发挥；“顿悟”学习的核心是要把握事物的本质。11/28/202513湖南人文科技学院计算机系陈代武对认知主义学习理论的评价认知主义学习理论基本上还是采取客观主义的传统，认为世界是由客观实体、其特征以及客观事物之间的关系所构成的；它强调学习者内部的认识过程；教学目标在于帮助学习者习得这些事物及其特性，使外界客观事物（知识及其结构）内化为其内部的认知结构。11/28/202514湖南人文科技学院计算机系陈代武根据认知主义学习理论设计CAI软件加涅把学习过程分为8个内部阶段。阶段名称学生内部的主要学习过程CAI可提供的辅助环境动机阶段期望激发动机领会阶段注意：选择性知觉引起注意习得阶段编码：储存登记提供学习指导保持阶段记忆储存刺激回忆回忆阶段提取适当的提示概括阶段迁移促进学习迁移作业阶段反应命题和管理反馈阶段强化反馈快速、正确、及时11/28/202515湖南人文科技学院计算机系陈代武建构主义学习理论与CAI软件设计建构主义学习理论是认知主义的进一步发展；该理论将学习看成是学习者主动地建构内部心理表征的过程；建构主义学习理论既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用；它认为：教师是意义建构的帮助者、促时者，而不是知识的传授者和灌输者；学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被动灌输的对象。11/28/202516湖南人文科技学院计算机系陈代武加州大学的维特罗克提出的学生学习过程模式他指出生成学习过程的前提是：人们生成对所知觉事物的意义，总是与他以前的经验相结合；人脑并不是被动地学习和记录输入的信息，它总是建构对输入信息的解释，主动地选择一些信息，忽视一些信息，并从中得出结论。P94图3.411/28/202517湖南人文科技学院计算机系陈代武基于建构主义教学模式（1）支架式教学教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便把学习者的理解逐步引向深入。这一教学模式的几个环节搭脚手架；进入情境；独立探索；协作学习；效果评价。11/28/202518湖南人文科技学院计算机系陈代武基于建构主义教学模式（2）抛锚式教学（又叫“实例式教学”或“基于问题的教学”）这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上，确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”。一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进度也就被确定了（像轮船被锚固定一样）。抛锚式教学以真实事例或问题为基础。组成抛锚式教学的几个环节创设情境；确定问题；自主学习；协作学习；效果评价。11/28/202519湖南人文科技学院计算机系陈代武基于建构主义教学模式（3）随机进入教学在教学中要注意对同一教学内容，要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。让学习者随意通过不同的途径、不同方式进入同样教学内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识与理解。随机进入教学主要包括的几个环节呈现基本情境；随机进入学习；思维发展训练；小组协作学习；学习效果评价。11/28/202520湖南人文科技学院计算机系陈代武3.2CAI教学软件设计流程CAI课件制作的6个基本阶段需求分析；编写脚本；软件结构设计；素材准备；课件集成；课件调试。11/28/202521湖南人文科技学院计算机系陈代武CAI教学软件设计流程需求分析编写脚本软件结构设计素材准备课件集成课件调试设计流程11/28/202522湖南人文科技学院计算机系陈代武项目需求分析课件目标的描述；课件形式选择；课件功能分析；课件开发平台选择；课件制作人员组织、工作量、费用及制作周期预测等。11/28/202523湖南人文科技学院计算机系陈代武脚本编写脚本编写是指课件制作者根据总体方案，对各个目标进行细化地描述。课件脚本编写的任务可分为三步实现：策划知识表示流程；构画并关联知识单元；知识单元的细化描述。11/28/202524湖南人文科技学院计算机系陈代武软件结构设计脚本注重知识点的分布和情节的描述，不太讲究计算机程序的实现过程;软件结构设计主要完成整体设计、信息类型划分、内容定义、层次结构定义、界面设计、交互控制设计和同步设计等任务。11/28/202525湖南人文科技学院计算机系陈代武素材准备多媒体素材包括：文本；图形、图像；视频；声音；动画。11/28/202526湖南人文科技学院计算机系陈代武课件集成、调试用集成工具（PowerPoint或Authorware）软件完成课件的产品化。调试：在课件投入使用前，应经过严格的测试。11/28/202527湖南人文科技学院计算机系陈代武脚本编写脚本包括文字脚本（A类）和制作脚本（B类）。A类脚本是是学科教师按照教学过程的先后顺序，将知识内容的呈现方式描述出来，目的是帮助软件开发者将所要传授的知识清晰化，并对软件的总体框架有一个明确的认识。文字脚本还只是一种概要设计，还不能作为多媒体教学软件制作的直接依据。11/28/202528湖南人文科技学院计算机系陈代武文字脚本文字脚本包括以下内容：使用对象与使用方式的说明； 教学内容与教学目标的描述； 课件的总体结构； 知识单元的教学结构。11/28/202529湖南人文科技学院计算机系陈代武制作脚本B类脚本如影视制作中的分镜头稿本，是在文字脚本的基础上改写而成的能体现软件结构和教学功能，并作为程序编制的直接依据的一种具体描述。制作脚本包含学习者将在计算机的屏幕上看到的细节，各种信息内容呈现的位置、大小、特点、交互方式；各种信息显示的逻辑关系，即先显示什么内容，后显示什么内容；后来的内容显示时，先前的内容是否还保留等。11/28/202530湖南人文科技学院计算机系陈代武脚本的格式脚本一般采用卡片式格式。11/28/202531湖南人文科技学院计算机系陈代武脚本的格式在卡头部分说明课件的名称、课件的使用对象、设计者、脚本卡的编号和编写日期。在卡体部分概括说明课件的基本内容，课件包括的单元及其目标和知识点，教学策略设计和结构设计。在注释部分填写对卡体内容的说明。11/28/202532湖南人文科技学院计算机系陈代武A类卡----课件总介11/28/202533湖南人文科技学