關(guān)于CAI課件工程系統(tǒng)方法研究

關(guān)于CAI課件工程系統(tǒng)方法研究

作者：劉凌云王見成祁夢華

論文摘要:本文從教學論系統(tǒng)集成的研究角度出發(fā)，運用現(xiàn)代教學理論、學習理論、系統(tǒng)理論、控制論的方法來指導CAI課件系統(tǒng)工程的設(shè)計與開發(fā)。

論文關(guān)鍵詞:CAI課件行為理論認識理論教學模型教學系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境

0引言

人類學習知識過程的演進曾經(jīng)歷過兩次革命:早在公元300年前，以孔子創(chuàng)立私塾和蘇格拉底講學為標志的第一次革命，它從此開創(chuàng)了教育的先河;以夸美紐斯創(chuàng)立課堂學習體系為標志的第二次革命，它將工業(yè)生產(chǎn)方式導入教育，創(chuàng)立了一對多的教學方式。前兩次革命從信息傳媒上講，并沒有發(fā)生根本性變革，只是教學組織形式的變化而已。近年來，隨著信息技術(shù)尤其是互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，一種新的教育理念—網(wǎng)絡(luò)遠程教育逐漸興起，這預示著第三次教育革命的到來。它無論是從教育方式、教育思想還是教育手段都將是對傳統(tǒng)教育模式的挑戰(zhàn)。而CAI以它的可控制性、交互性、有效性、矯正性、個別化、重復性和自適性成為第三次教育革命的靈魂。

1CAI課件的現(xiàn)狀及發(fā)展

計算機輔助教學(ComputerAidedInstruction)簡稱CAI，是充分利用計算機及視音頻電子采錄設(shè)備組織開發(fā)教育資源，實現(xiàn)最優(yōu)化教學目標，達到最佳教學目的的教學輔助系統(tǒng)。教學系統(tǒng)集成就是依據(jù)教學理論，運用現(xiàn)代信息技術(shù)把各種有益于提高教育質(zhì)量的資源達到最優(yōu)化配置的教學技術(shù)合成。隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展及教學方法的變革，CAI課件的設(shè)計與開發(fā)已成為教育科學與教育技術(shù)的重要內(nèi)容，代表著教育改革的新方向，并成為教育科學研究的戰(zhàn)略性任務。

CAI在60-70年代的歐美國家已經(jīng)開始普及到教學中，國際信息處理協(xié)會曾三次召開CAI課件國際會議，交流并推廣各國CAI經(jīng)驗。到70年代末，美國教育實驗服務處開始對PLATO-IV等系統(tǒng)效果進行全面評估，其結(jié)果表明，在計算數(shù)學等理科教學及英語教學領(lǐng)域可取代教師的許多勞動。目前，從國際上看，CAI課件系統(tǒng)的發(fā)展正沿著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、超媒體化方向發(fā)展。全球最大的CAI-CB-I或CBI網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者計劃首推歐共體DELTA工程。

我國CAI起步于1980年，華東師范大學成立首家CBE研究中心，“七·五”期間，將CBE的許多課題列入國家重點科技開發(fā)項目，加大資金投入，我國的CAI課件的發(fā)展大體可以分成幾個階段:

(1)基于高級語言的CAI編程制作階段，屬零星分散實驗探索時期(1980-1986年);

(2)以寫作系統(tǒng)為CAI工具的制作階段，并逐步推廣時期(1987年一1995年);

(3)由多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)支持的CAI廣泛應用階段(1996年一1999年);

(4)進入專家系統(tǒng)和人工智能技術(shù)支持的深入發(fā)展的高級階段(200。年以后)。自1986年以來，我國一年一度的CBE(ComputerBasedEducation)學會分別在北京、上海、廣州召開了近20次CAI經(jīng)驗交流會，提交近200篇學術(shù)論文。

2學習理論與CAI設(shè)計

2.1.兩種學習理論

在教學理論體系中，世界教育史上最富有影響力的兩種理論是:美國斯金納的行為主義理論和美國心理學家奈塞爾的認知學習理論。

行為主義理論認為學習的起源是外界對人產(chǎn)生刺激，由刺激—反應使人腦發(fā)生記憶，通過刺激信號的加強實現(xiàn)學習這一目的，因此，只要教師有意控制行為就能控制學習結(jié)果，而計算機程序式教學正是利用了行為主義學習理論，該行為理論的學習過程用圖式表示為:認知理論認為，人類的學習過程，雖然外界的刺激非常重要，但不能解釋行為的原因外部環(huán)境提供的信號刺激只有產(chǎn)生支配外部行為的心理，認識過程才能被編碼、儲存、加工和操作。因此人的認識過程不是由外界刺激直接給予的，而是外部刺激和認識主體內(nèi)部心理相互作用的結(jié)果，其學習過程用圖式表示為:

2.2.行為理論與CAI設(shè)計模型

依據(jù)行為理論的刺激—反應和強化刺激—強化反應—長時記憶的學習理論特點?；诖死碚摰腃AI課件模型宜適用于記憶型知識的獲取學習環(huán)境，如公理、定律、概念、定義及語言的學習等。整個教學過程系統(tǒng)設(shè)計應遵循教學目標確定、明確強化信息、自我測試、實時反饋、控制程式的原則。設(shè)計方法中應充分利用文本、圖形、圖像、動畫、語言、開窗、加亮等多種變化方式來加強信號刺激，強化記憶效果，并靈活運用反復設(shè)定、邏輯測試等手段，配合訓練習題來鞏固學習和加強記憶成果。CAI系統(tǒng)設(shè)計流程模式圖為:2.3.認知理論與CAI設(shè)計模型

依據(jù)認識理論，人類的學習過程注重于S-R聯(lián)系的擴展，學習就是一個對知識進行編碼到儲存并轉(zhuǎn)向長時記憶的過程，編碼就是內(nèi)部心理的主觀邏輯加工過程。于是，基于認識理論的CAI課件設(shè)計模型應注重將新舊知識有機聯(lián)系起來，找出由低級向高級遞進的內(nèi)在邏