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(mèng)華

論文摘要:本文從教學(xué)論系統(tǒng)集成的研究角度出發(fā)，運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)理論、學(xué)習(xí)理論、系統(tǒng)理論、控制論的方法來指導(dǎo)CAI課件系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

論文關(guān)鍵詞:CAI課件行為理論認(rèn)識(shí)理論教學(xué)模型教學(xué)系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境

0引言

人類學(xué)習(xí)知識(shí)過程的演進(jìn)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(xué)為標(biāo)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(xué)習(xí)體系為標(biāo)志的第二次革命，它將工業(yè)生產(chǎn)方式導(dǎo)入教育，創(chuàng)立了一對(duì)多的教學(xué)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(xué)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(yuǎn)程教育逐漸興起，這預(yù)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(duì)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(gè)別化、重復(fù)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(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAidedInstruction)簡(jiǎn)稱CAI，是充分利用計(jì)算機(jī)及視音頻電子采錄設(shè)備組織開發(fā)教育資源，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到最佳教學(xué)目的的教學(xué)輔助系統(tǒng)。教學(xué)系統(tǒng)集成就是依據(jù)教學(xué)理論，運(yùn)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(dá)到最優(yōu)化配置的教學(xué)技術(shù)合成。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展及教學(xué)方法的變革，CAI課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)已成為教育科學(xué)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(xué)研究的戰(zhàn)略性任務(wù)。

CAI在60-70年代的歐美國(guó)家已經(jīng)開始普及到教學(xué)中，國(guó)際信息處理協(xié)會(huì)曾三次召開CAI課件國(guó)際會(huì)議，交流并推廣各國(guó)CAI經(jīng)驗(yàn)。到70年代末，美國(guó)教育實(shí)驗(yàn)服務(wù)處開始對(duì)PLATO-IV等系統(tǒng)效果進(jìn)行全面評(píng)估，其結(jié)果表明，在計(jì)算數(shù)學(xué)等理科教學(xué)及英語教學(xué)領(lǐng)域可取代教師的許多勞動(dòng)。目前，從國(guó)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(jì)劃首推歐共體DELTA工程。

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

(1)基于高級(jí)語言的CAI編程制作階段，屬零星分散實(shí)驗(yàn)探索時(shí)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(shí)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(yīng)用階段(1996年一1999年);

(4)進(jìn)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(jí)階段(200。年以后)。自1986年以來，我國(guó)一年一度的CBE(ComputerBasedEducation)學(xué)會(huì)分別在北京、上海、廣州召開了近20次CAI經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，提交近200篇學(xué)術(shù)論文。

2學(xué)習(xí)理論與CAI設(shè)計(jì)

2.1.兩種學(xué)習(xí)理論

在教學(xué)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(guó)斯金納的行為主義理論和美國(guó)心理學(xué)家奈塞爾的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。

行為主義理論認(rèn)為學(xué)習(xí)的起源是外界對(duì)人產(chǎn)生刺激，由刺激—反應(yīng)使人腦發(fā)生記憶，通過刺激信號(hào)的加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)這一目的，因此，只要教師有意控制行為就能控制學(xué)習(xí)結(jié)果，而計(jì)算機(jī)程序式教學(xué)正是利用了行為主義學(xué)習(xí)理論，該行為理論的學(xué)習(xí)過程用圖式表示為:認(rèn)知理論認(rèn)為，人類的學(xué)習(xí)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(hào)刺激只有產(chǎn)生支配外部行為的心理，認(rèn)識(shí)過程才能被編碼、儲(chǔ)存、加工和操作。因此人的認(rèn)識(shí)過程不是由外界刺激直接給予的，而是外部刺激和認(rèn)識(shí)主體內(nèi)部心理相互作用的結(jié)果，其學(xué)習(xí)過程用圖式表示為:

2.2.行為理論與CAI設(shè)計(jì)模型

依據(jù)行為理論的刺激—反應(yīng)和強(qiáng)化刺激—強(qiáng)化反應(yīng)—長(zhǎng)時(shí)記憶的學(xué)習(xí)理論特點(diǎn)。基于此理論的CAI課件模型宜適用于記憶型知識(shí)的獲取學(xué)習(xí)環(huán)境，如公理、定律、概念、定義及語言的學(xué)習(xí)等。整個(gè)教學(xué)過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循教學(xué)目標(biāo)確定、明確強(qiáng)化信息、自我測(cè)試、實(shí)時(shí)反饋、控制程式的原則。設(shè)計(jì)方法中應(yīng)充分利用文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、語言、開窗、加亮等多種變化方式來加強(qiáng)信號(hào)刺激，強(qiáng)化記憶效果，并靈活運(yùn)用反復(fù)設(shè)定、邏輯測(cè)試等手段，配合訓(xùn)練習(xí)題來鞏固學(xué)習(xí)和加強(qiáng)記憶成果。CAI系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程模式圖為:2.3.認(rèn)知理論與CAI設(shè)計(jì)模型

依據(jù)認(rèn)識(shí)理論，人類的學(xué)習(xí)過程注重于S-R聯(lián)系的擴(kuò)展，學(xué)習(xí)就是一個(gè)對(duì)知識(shí)進(jìn)行編碼到儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)向長(zhǎng)時(shí)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(rèn)識(shí)理論的CAI課件設(shè)計(jì)模型應(yīng)注重將新舊知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來，找出由低級(jí)向高級(jí)遞進(jìn)的內(nèi)在邏