计算机辅助教学(相关知识)

计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ，简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

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编辑本段基本内容

计算机辅助教学技术的主要研究内容包括：

1)计算机辅助教学模式：目前CAI系统通常采用的教学模式有以下6种：

(1)练习：包括编排题目、比较答案及登记分数，通常作为正常教学的补充；

(2)个别指导：包括教授规则、评估学生的理解和提供应用的环境等

(3)对话与咨询：又称为“苏格拉底”教学模式，允许学生与计算机之间进行比较自由的“谈话”；

(4)游戏：创造一个带竞争性的学习环境，游戏的内容和过程与教学目标相联系

(5)模拟：用计算机模仿真实现象(自然的或人为的现象)，并加以控制，如模拟化学或物理实验和飞机、车船驾驶训练等；

(6)问题求解：让学生以多种途径运用规则和概念，得到问题的解，既要求学生不仅知道问题的正确答案，而且掌握其解答过程。在具体的教学过程中，根据教学内容表达的需要和教学目的的要求，需要在同一课程不同的内容或不同的教学环节中交叉使用这些教学模式。

2）计算机辅助教学课件的制作： CAI系统工程核心是课件。由课件设计者根据教学要求用CAI写作工具或计算机语言编制而成。

3)计算机辅助教学写作工具与环境：CAI写作工具是提供给课程教师编制课件的写作环境。良好的写作系统和开发工具是提高CAI课件开发效率的关键。

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编辑本段基本概况

CAI，被广泛译为“计算机辅助教学”，已基本得到教育界的认可。但从目前的实践来看，“计算机辅助教学”的范围远远大于英语中CAI（Computer Assisted Instruction）的本义，而随着现代教育技术的不断深化，这一领域的概念的内涵和外延还在发生着变化。是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

实际上，“计算机辅助教学”包含的范围大体有如下几个内容：

CAI——计算机辅助教学

CBE——计算机辅助教育

CAL——计算机辅助学

CBI——计算机化教学

CAC——计算机教育应用

CAI只是其中的一部分而已。但我国的近几年的实践却把CAI同计算机辅助教学这一概念划出了等号，应该说，这是对CAI的大胆扩展，是别具特色的一个方向。

编辑本段发展历史

美国是进行计算机辅助教学研究和应用最早的国家，所以CAI的历史基本上是以美国

CAI发展历史为主线。近四十年来，CAI的发展大体上经历了五个阶段。

（1）1958--1965年

这是CAI发展的初期阶段。在这个时期，主要是以大学和计算机公司为中心开展的软件硬件开发研究工作，并出现了一些有代表性的系统。如：PLATO系统。

（2）1965--1970年

这一时期的特点是研究规模扩大，并且将以前的研究成果投入应用。斯坦福大学在1966年研制了IBM1500教学系统。

（3）1970--1975年

这一时期，CAI的应用范围不断扩大，并进一步趋向实用化。开发的科目除了数学，物理之外，在医学、语言学、经济学、音乐等多种学科领域均开展了CAI的应用。

（4）1975--80年代后期

微型计算机进入教育领域之后，形成了极大的冲击，使之成为多种教育环境中的理想工具。

（5）80年代末以后

80年代末和90年代初，多媒体计算机的出现，被称为计算机的一场革命，它具有能够综合处理文字、图像、声音、图形的能力，显示了计算机在教育方面的非凡才能，很快成为CAI发展的重要方向。

计算机辅助教学的原理受到心理学家B. F. Skinner的学习机(learning machine)的影响，虽然计算机辅助教学的原理早已形成，但其发展和普及都深受计算机科技的影响。在计算机辅助教学的发展史上，有两个重要的系统，对后来的发展影响深远，一是PLATO系统，这个系统是六十年代一群依利诺州立大学(U. of Illinois)的计算机工程师及教育学者共同研制而成；另一个是1972年Mitre公司开发的TICCIT系统。此两大系统所强调的互动性及学习者控制，充分表现了CAI的基本精神，可谓CAI发展史上的重要典范。不过，当时这些系统都运行在大型计算机上，并不十分普及。1978年Apple II 及1981年IBM个人电脑的出现和普及，对CAI的发展和普及影响很大。从此以后，大部分的CAI软件的运行环境均以个人电脑为平台。1984年Apple公司推出Macintosh 个人电脑，使鼠标开始流行，图形化用户界面的运用受到重视。除了个人电脑的日益发展外，文档编辑工具的发展也非常迅速，这些都是促使CAI蓬勃发展的有利条件。1991年，美国麻省理工学院MIT研究开发的Athena，开启了网络化CAI的新纪元。时至今日，多媒体的应用更是百花齐放，远距离教学也成为各方关注的焦点，CAI的研究又将进入一个新的时代。[2]

编辑本段基本原理

一、CAI与数学教学整合的基础

数学课堂教学是由多个要素所构成的一个复杂的系统。大量CAI课件进入数学课堂，使得原本就复杂的教学系统构成要素发生了变化，也使得教学系统的操作更加复杂化。如何使CAI与数学教学达到和谐与统一，这就需要对CAI与数学课程进行整合。

什么是整合？所谓整合是指一个系统内各要素的整体协调，相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。CAI与数学课程融为一体，将CAI技术作为一种工具，以提高数学教学与学的效率，改善教与学的效果，改革传统的教学模式。课程整合的目的是减少知识体系的分割及学科间隔离，把不同的知识体系联系起来。CAI与数学课程的整合，不是简单的把CAI技术仅仅作为辅助老师课堂教学中的演示工具，而是把CAI看作是数学教学与学生学习的工具和培养学生各种素质的载体。CAI与数学课程的整合，要在现代教学理论指导下，把CAI作为促进学生自主学习的认知工具，丰富教学环境的创设工具，并将这些工具，丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面地应用到数学教学过程中，使数学教学资源，各个教学要素和