计算机辅助教育-山东科技大学.ppt

计算机辅助教育,张琴珠 编制,学习资源 1.基本文字教材 张琴珠，计算机辅助教育，高等教育出版社2003年版 2.参考文字教材 何克抗，计算机辅助教育，高等教育出版社，1997。 李克东，教育技术学研究方法北京师范大学出版社，2003。 祝智庭，现代教育技术，教育科学出版社2002年版 3.专业杂志 中国电化教育、电化教育研究、开放教育 中国远程教育 4.相关网站： http:/www.accbe.com（中国人工智能学会计算机辅助教育专业委员会网站） http:/www.etr.com.cn （中国教育技术网站） http:/www.k12.com.cn（中国中小学教育教学网） http:/www.nrcce.com （中国中小学信息技术教育网）,课程简介 本课程系统地介绍了计算机辅助教育研究的理论、方法、环境和手段。着重阐述了在计算机辅助教学环境中适合不同对象学习的各种教学模式和教学策略、课件设计与制作的方法、教学信息数据库及其管理、以及计算机辅助教学中的教学法研究、教育管理和教育评价。 在本课程的教学过程中还会给出一些完整性好的和不好的教学软件案例。学习者可以评议其中的教学设计和制作方法，取长补短，提高自己制作教学软件的兴趣和能力。 本课程所述内容，仅仅是到目前为止的研究状况。因此，本课程提倡学习者在学习本课程有关内容的时候，还可以追踪最新的计算机辅助教育的发展动态，将历史发展和现实研究结合起来，寻找自己研发的着手点。,课程要求,本课程主要介绍计算机在教育中的应用。重点介绍计算机辅助教学和计算机管理教学，同时也介绍计算机教育应用中的新技术和新发展。 通过本课程的学习，学习者对计算机辅助教育有一个比较全面的了解。掌握基本的概念与理论。 了解本领域研究和应用的最新发展，对于愿意加入计算机辅助教育研究行列者，帮助其开拓视野，找到一个研究的高起点。 掌握计算机辅助教学软件制作的基本方法。,计算机辅助教育 概况,计算机辅助教学 系统,计算机辅助教学 软件设计,计算机 管理教学,计算机 辅助教学软件 的开发和实现,计算机辅助教育 评价,结束,本课程学习内容结构,课程安排 第1章 计算机辅助教育概况 4学时 第2章 计算机辅助教学的模式和策略 6学时 第3章 计算机辅助教学的课件设计和制作 6学时 第4章 课件制作的一般工具 4学时 第5章 网络课程的设计与制作 6学时 第6章 计算机辅助教学中的教学法 6学时 第7章 计算机辅助教育管理 4学时 第8章 计算机辅助教学中的数据库及其管理 6学时 第9章 计算机辅助教育的评价 4学时 机动 2学时,计算机辅助教育理论(CBE) 多媒体课件、网络课程分析,成绩评定办法,闭卷考试 (CBE理论) 课件、课程设计方案等作业的提交 课堂表现,第一章 计算机辅助教育概况,主要介绍计算机辅助教育发展的历史、现状和趋势，以及计算机辅助教育能够促进教育变革的各个方面。 一、信息时代中的教育 二、计算机辅助教育发展历史 三、计算机辅助教育的内容 四、计算机辅助教育与教育改革,1.科学计算,最早最重要的应用领域，可以进行十分庞大和极其复杂的用人力或其它计算工具无法解决的计算。在这类计算中，计算的系数、常数和条件比较多，具有计算量大、计算过程繁杂和计算精度要求高的特点。,广泛应用于军事技术、航天、航空技术以及其它尖端学科和 工程设计方面 的计算。如：数学中的推理论证、建筑结构力 学分析、天体运行规律研究。,目前，在整个计算机的应用中，从事计算的比重已不足10%。,一、信息时代中的教育,（一）计算机的主要应用领域,2.数据处理,数据处理泛指对非科技工程方面的所有计算、管理和操纵任何 形式的数据资料的处理。也就是对数字、字符、图形、图像、 音频、视频等非数值数据的处理。,数据处理的特点是：存储数据所需要的存储空间远远大于操纵 数据的程序所需要的空间。,提高了行政部门的办公效率和领导部门的决策水平。,目前，有80%的机时用于非数值数据处理。,广泛应用于信息管理系统（人事、仓库、财务、生产、银行等） 和办公自动化管理系统 （行政、经济）。,3.实时控制 指不需要人工干预,对事务的实时控制或过程控制。 特点是利用以计算机为核心的控制系统,可以自动接收、采集 生产或控制过程的各种物理参数,自动进行计算、校验，然后 对生产或控制过程自动地进行适当的调节。 应用于现代工厂的生产过程的自动化控制及在军事领域、航 天、航空领域的操作控制。,4.计算机辅助系统,计算机的辅助设计、辅助制造和集成 制造是21世纪制造业的主要生产模式。 具有劳动强度低、生产效率高、制造 周期短等特点。,将计算机技术用于教育之中，可以采用大量的图形、声音等处理手段，图文拼茂，提高了学习兴趣。而且教学的最终发展方向是多媒体、智能化的网上教学。,5.人工智能,是将人脑进行的演绎推理的思维过程、规则和采取的策略、技巧 等编制成程序，在计算机中存储一些公理和规则，然后让计算机 自动求解。也就是让计算机模拟人的智能视觉、听觉、行走 和大脑指挥等方面。,应用于推理（下棋和游戏）、机器人、专家系统、模拟识别、智 能检索、自然语言处理（语音识别）、机器翻译、定理证明等。,使仪器、仪表智能化，可大大提高它们的精确度和自动化程度及 工作效率。,用计算机程序代替实物模型做模拟试验。也称为虚拟现实。这是 21世纪最有前景的新技术之一。,6.数据库应用,是计算机应用的基本内容之一。,任一发达国家，从国民经济信息系统和跨国科技情报网到 个人的亲友通信、银行储蓄帐及办公自动化与生产自动化， 均离不开数据库的支持。,7.网络应用,使一个地区、一个国家、甚至在世界范围内的计算机与计算 机之间软、硬件资源共享。是通信技术与计算机技术相结合 的产物。,可以大大促进地区间、国际间通信与各种信息的传输与处理。 改变了人的时空概念，使人之间的关系 变得更加密切。,上网：,浏览、检索信息，下载文件，实现全方位、全天候 的资源共享。,收、发电子邮件。,阅读电子报纸、小说，看各种体育比赛，听音乐会。,进行网上购物。,发表自己的观点，宣传发明和产品。,远程会诊，可视电话。,信息时代的三大矛盾 1. 知识迅速更新，怎么解决知识迅速更新与学生有限的学习时间的矛盾。 2. 人才需求的多元化和可变性，培养的人才如何去适应这个需求。 3. 要求接受教育培训的人员激增，如何克服由此而来的从教人员不足的问题。,（二）信息时代中的教育现状,计算机的引进所提供的教育新环境 1. 提供高效而又适应个别化教育的教学手段。 2. 开拓新的教育方式。,二、计算机辅助教育的发展,促进发展的两大因素 发展的三个阶段 现阶段的发展情况 发展趋势,1.硬件的发展和普及 2.交叉学科的融入,研究试验阶段、普及应用阶段和综合发展阶段,（二）发展的三个阶段,1.研究试验阶段（二十世纪50年代末70年代末） 主要进行各种类型的计算机辅助教育系统的研究和试用，探索各种可能的应用模式，对效果和作用进行测量与评价，并且进行了理论上的探讨。,2.普及应用阶段（二十世纪70年代末 80年代末） 这一阶段最大的特点是微型计算机的出现并迅速发展和广泛应用。微机的价廉、体积小、功耗低、可靠性高和对工作环境的要求不高等优势，使微机迅速在教育应用上显示出它的价值。,3.综合发展阶段（二十世纪80年代末 ) 这一阶段交叉学科以及各种新技术的引入，计算机辅助教育开始摆脱程序教学的单一模式，进入到综合性网络化教育的发展阶段。,（三）发展现状,A 计算机多媒体技术、人工智能技术、视听数字化技术和网络通信技术有了突飞猛进的发展，使计算机辅助教育系统的研制向多媒体环境和超文本信息组织的方向发展，可称谓超媒体的新型教育技术.,专用术语的发展 CAL(Computer-Assisted Learning),计算机辅助学习 CAT(Computer-Assisted Training),计算机辅助训练,B 网络通信技术发展弥补了个别化学习的不足，提供了合作学习的可能，同时网络通信又提供了远程教育的条件.,C 人工智能技术、软件工程方法、面向对象的程序设计方法等新技术大大促进和提高教学软件生产的质量和效率。,D 建构主义学习理论指导将教学由教师的“教”的过程过渡到学生自己“学”的学习过程。,CSCL(Computer-Supported Cooperation /Collaborative Learning),计算机支持的合作学习，强调利用计算机促进学生之间的互动作用。 E-Learning,电子化学习 Blended Learning,混合学习 原意指在传统的课堂教学中，除了应用各种基于教师的学习形式如会议、实验室、书籍等以外还结合其他多种学习方式如运用视听媒体的学习方式与运用粉笔黑板的传统学习方式相结合；计算机辅助学习方式与传统学习方式相结合；自主学习方式与协作学习方式相结合等。,（四）计算机辅助教育发展趋势,虚拟教学研究 目的是尽可能避免学习者在计算机辅助教学中有机械化教学活动的感觉，提高人性化程度。 一般来说虚拟教学环境应具有下列功能： 虚拟教师、虚拟讨论、虚拟实验、虚拟演播室、虚拟图书馆、虚拟考场、虚拟管理部门、学习者申请注册、为学习者制定学习计划、教师授课、学习者的学习、学习评价,2. 视频点播研究及其应用 (1)下载后播放，特点： 交互性不足； 缺乏其他媒体； 无视频内容索引； 个性化设计弱。 （2）视频流播放：边下载边播放 典型工具软件：RealSystem 3. 网络合作学习研究 http:/203.88.198.56/,发展趋势分析: 从程序教学 智能教学 从单纯个别化 协作式 从行为主义 认知学习 从被动接收 主动探索 教师中心 学生中心 单一文本多媒体 单机网络 (本地到远程) 导师伙伴,它是一门新兴的学科，研究计算机在教育领域中的应用，包括所有以计算机为主要媒介进行的教育活动。目的是应用先进的计算机技术来改革教与学的过程，提高教学质量和效益，全面提高学生素质，促进教育现代化的发展。 CBE包括两个重要分支：计算机辅助教学(Computer-Assisted Instruction,CAI)和计算机管理教学（Computer-Managed Instruction,CMI）。,三、计算机辅助教育的内容,1. 计算机辅助教育Computer-Based Education,简称CBE,2.计算机辅助教育术语,计算机辅助教学：定义 指用计算机帮助或代替教师执行部分教学任务，向学生传授知识和提供技能训练，直接为学生服务。 相关概念: 课件（Courseware)：用于执行教学任务的计算机程序称为教学软件或课程软件，简称课件。 计算机辅助训练( CAT，Computer-Assisted Training) ：用于职业培训的计算机辅助教学，学习目标明确，偏重于操作能力和应变能力的培养和训练。 计算机辅助学习( CAL，Computer-Assisted Learning) :同于计算机辅助教学，更加强学生的自我学习。 计算机管理教学: 指计算机在学校管理中的各项应用。,提供较低的教育成本 创造比较好的教学环境 提供丰富的教学模式,3.计算机辅助教育的意义,四、计算机辅助教育与教育改革,信息社会对于教育的培养目标、培养内容和培养方法都有新的要求.广义来说，培养目标是德智体全面发展，具有高度创新能力和信息能力的新型人才。培养内容侧重于使学生学会学习的方法，具有获得知识和更新知识的能力。培养方法灵活多样，能够适合各学科满足终身教育、全民教育的需求。 1. 信息技术与教育变革 2. 计算机辅助教育与学生教育 3. 计算机辅助教育与教师教育 4. 计算机辅助教育与终身教育,在信息技术应用于教育的实践中，人们渐渐认识到信息技术具有强大的潜在的能力，要充分利用和发挥信息技术在教育中的作用必须： 首先要改变和更新教育观念 再是教育方法、教育模式以至于教育体制的改革，也就是说信息时代必将要对教育进行全方位的改革。,（一）信息技术与教育变革,（二）计算机辅助教育与学生教育 计算机作为学生学习的工具 计算机参与学生的素质教育 在素质教育方面，网络教育完全可以为情境教育、愉快教育、创造教育、成功教育、学分教育等扮演角色 网络大学的学生现状,年龄在21岁到35岁之间的网络大学生占大多数； 在职人员比例高 以省会、地区级和县级市为主 国有单位比例高 专升本比例高 教学模式都是网络学习面授辅导,（三）计算机辅助教育与教师教育 教学目标的创新 使学生学会认知、学会做事、学会合作、学会做人，重视学生个性的发展，注重信息素养的提高，培养具有高度创新能力的创造性人才。 教材的创新 教师的作用 教师逐步承担各种不同角色，作用具体表现在各种确定性信息和不确定信息的处理上。,（四）计算机辅助教育与终身教育 E-Learning带来的职业培训 网络带给老年人又一个春天 人机交流给残疾人更多的自信,讨论与习题,1. 谈谈你所了解的计算机辅助教育 2. 分别说出术语CBE和CAI的全称，以及二者的不同之处。 3. 就目前计算机辅助教育的现状，谈谈CAI的可行性和存在的问题。 4. 你认为计算机辅助教育在学校中的应用可以直接给现有学校的哪些方面带来行之有效的变革？,计算机为什么要在教育中引进计算机？ 辅 助计算机在教育活动中可以作些什么？ 教 育计算机被用在了教育的哪些方面？,计算机辅助教育的发展,世界上第一个计算机辅助教育系统的诞生受到程序教学的影响（普雷西和斯金纳）1951年斯金纳发表了学习的科学与教学艺术 程序教学简介 直线式程序 分支式程序 1958年IBM开始进行计算机教学试验，传授二进制数学 1960年美国伊里诺斯大学研制了PLATO(Programmed Learning and Teaching Operation)系统。 大型计算机辅助教学系统的建立 智能型计算机辅助教育系统（ICAI)的发展,