第5章 多媒体计算机辅助教学(王)

现代教育技术王满华副教授[e-mail]浙江师范大学教育学院第5章多媒体计算机辅助教学学习目标1.理解计算机辅助教学、多媒体技术、课件及其相关概念。2.了解计算机辅助教学的基本模式及其特点。3.熟悉课件开发的步骤，学会多媒体课件制作的基本方法。4.了解多媒体素材获取、编辑，以及素材集成的基本方法与常用工具。5.理解智能计算机辅助教学系统的基本结构。6.了解人工智能教育应用的应用领域与当前动向。《现代教育技术——理论与应用》第5章5.1计算机的教育应用•ComputerBasedEducation缩写，是计算机技术在教育领域中应用的统称。•从计算机应用的功能上分–计算机辅助教学(CAI)：ComputerAssistedInstruction缩写，指用计算机帮助或代替教师执行部分教学任务，传递教学信息，对学生传授知识和训练技能，直接为学生服务。–计算机管理教学(CMT)：ComputerManagementInstruction缩写，利用计算机进行教育、教学行政管理。–计算机辅助测验(CBT)：ComputerBasedTest缩写，利用计算机辅助测验教学活动的效果。5.1.1计算机辅助教育CBE《现代教育技术——理论与应用》第5章计算机辅助教育（CBE)计算机辅助教学(CAI)计算机管理教学(CMI)计算机辅助测验(CBT)–CBE与各分支的关系《现代教育技术——理论与应用》第5章–学习计算机(Learnaboutcomputer)。即把计算机作为学习对象，内容包括计算机的基础知识、基本技能及其对社会的影响等三部分。–用计算机学习(Learnwithcomputer)。即学生可以把计算机作为学习工具，主要包括用计算机来完成获取和保存信息、处理和交流处理等任务。–从计算机学习(Learnfromcomputer)。即教师把计算机作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、管理教学与辅助备课等工作。•从应用对象上分3L模式《现代教育技术——理论与应用》第5章–计算机作为辅导者(Tutor)，进行教学和管理工作。–计算机作为被辅导者(Tutee)，学生通过编程使计算机完成一定的任务，以此实现并检验学生的解题思路并培养分析问题的能力。–计算机作为工具(Tool)，学生使用工具软件如文字处理、电子表格或数据库等进行学习。•从计算机的作用上分3T模式《现代教育技术——理论与应用》第5章–CBE始于1958年：IBM教小学生二进制的CAI系统（IBM650）–第一阶段（50～70年代末）研究实验阶段：典型系统—伊里斯大学的PLATO系统；计算机教程公司—CBE教程公司。–第二阶段（70年代后期～80年代末）开发应用阶段：70年代中期微机出现；Apple2机的应用。–第三阶段（90年代～）迅速发展阶段：被列为重要的现代教育资源；《现代教育技术》成为师范院校的必修课。•计算机辅助教育的产生和发展《现代教育技术——理论与应用》第5章•多媒体技术–是指把文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体的信息通过计算机进行交互式综合处理的技术。即通过计算机，用多种媒体手段来存储、传播和处理信息的技术。–涉及到计算机硬件、软件和图像处理、信号处理、人工智能、网络和通信等等广泛的技术领域。–多媒体技术的主要特点体现在它的集成性、交互性和多样性，其中交互性也是多媒体技术与电视、电影等单向信息提供手段的主要区别。5.1.2多媒体课件《现代教育技术——理论与应用》第5章•课件、超文本和超媒体–在多媒体教学中，我们将用于执行教学任务的多媒体软件称为多媒体课件（MultimediaCourseware），简称课件。–超文本（Hypertext），就是一种用计算机来实现连接课件中相关页面的结构，这里的文本指得是文字信息。–随着多媒体技术的发展，在超文本结构中，除文字外还可以链接图像、视频、声音等多媒体信息，因此人们引出了超媒体概念。换言之，超媒体(Hypermedia)=超文本+多媒体。《现代教育技术——理论与应用》第5章5.1.3CAI教学的过程导入呈现终止互动过程控制过程控制要素互动要素呈现要素动机要素–教学活动的本质：教师与学生之间的信息交流活动。–CAI过程的阶段模型《现代教育技术——理论与应用》第5章•选择课件•呈现教学内容•学生接受教学信息•计算机提问•学生反应•计算机判断和反馈•学生接受反馈、强化•计算机作出教学决策CAI教学的过程:《现代教育技术——理论与应用》第5章5.2计算机辅助教学模式•教学模式是在一定的教育思想指导下建立的比较典型、稳定的教学程序或构型。•教学论学者根据教学过程的重心偏向教和学的不同方面，将教学模式分为：问答模式、授课模式、自学模式、合作模式、研究模式等五种。5.2.1分类框架《现代教育技术——理论与应用》第5章模式名称主要特点教学过程问答模式师生问答，启发教学提问→思考→答疑→练习→评价授课模式教师中心，系统授课授课→理解→巩固→运用→检查自学模式学生中心，自学辅导自学→解疑→练习→自评→反馈合作模式互教互学，合作教育诱导→学习→讨论→练习→评价研究模式问题中心，论文答辩问题→探索→报告→答辩→评价《现代教育技术——理论与应用》第5章5.2.2计算机辅助教学模式CAI课件模式的不同划分方式：根据课件的教学功能不同来划分：操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型根据课件辅助的对象不同，分为：助教型课件、助学型课件根据课件的作用不同来划分：演示型课件、自学型课件多媒体课件的教学模式课堂集中演示教学、课堂学生自主（协作）学习、专业技能训练、课外学生检索阅读《现代教育技术——理论与应用》第5章模式1.操练与练习型DrillandPractice•功能：巩固和熟练某些知识和技能•理论基础：斯金纳的“操作性条件反射”加涅的“亚技能自动化”注意：适用范围；素材不能乱用及时使用特点：反馈及时激励学生成绩保存实例1：“小学进位加法”操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章呈现问题提示显示正确答案确认，致谢学生应答计算机评判正确应答未预期不正确预期不正确操作和练习模式的工作流程操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章实例2：教学软件《轻轻松松背单词》操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章模式2.指导型Tutorials•功能：由计算机扮演讲课教师的角色，目的是向学生传授新知识和新技能（也称“个别指导”）•理论基础：行为主义心理学的“程序教学法”•特点：学生参与学习；个别化教学；高效率•注意：–确定适用范围–把握课件的作用–注意有机融合操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章“程序教学法”简介•以行为主义心理学为基础•基本原则：–小的步子–及时确认–积极反应–自定步调•分支1：–斯金纳的“线性程序教学”•分支2：–克劳德的“分支程序教学”解释提问回答确认（刺激）（反应）（强化）错误正确下一步上一步程序教学法的基本过程操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章指导型模式的一般流程呈现事实与规则例子以及问题学生应答计算机评判诊断性提问反馈预备的补救补救正确应答预期不正确补救不充分预备的材料可望奏效确定原因补救不充分未预期的应答补救充分操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章•英语教学情景实例下面我们学习单词enough的用法：A.作名词例1、Ihavehadenough,thankyou!例2、Enoughhasbeensaid.B.作形容词例1、Ididn'thaveenoughtime.例2、Haveyoumoneyenoughforthedictionary?C.作副词例1、Isthisgoodenough?例2、Haveyouplayenough?先请看清用法,然后按Enter键开始做练习。指出下列句子中enough的词类：1、名词2、形容词3、副词[请键入选择词类前的编号1--3]?(1)Areyouwarmenough??3很好，请按Enter键做下一个练习！指出下列句子中enough的词类：1、名词2、形容词3、副词[请键入选择词类前的编号1--3](9)?Haveyouhadenough??1很好，这次练习做完了，请休息一会儿！如果您不想继续学习，请按[Esc]键退出。指出下列句子中enough的词类：1、名词2、形容词3、副词[请键入选择词类前的编号1--3]（2）Wehaven'ttimeenoughtodoourhomework.?3错了!enough作形容词时，在句中是定语成分，可放在被修饰词的前后。例1、Idon'thaveenoughtimetodomyworkout.例2、Idon'thavetimeenoughtodomyworkout.按Enter键重做该题?(a)(b)(c)(d)操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章图：《畅通无阻》画面清华洪恩：《开天辟地》、《万事无忧》、《畅通无阻》三步曲指导型模式的实例软件操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章模式3.辅助测验(CBT)ComputerBasedTesting•自动出卷–题库与卷库•联机测验或自动阅卷–题型：客观题–在线的适应性测试–光学标记阅读仪(OMR)•测验数据处理–测试项目分析（难度、区分度…...）–信度与效度计算–因素分析操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章模式4.模拟型（仿真）Simulation•功能：用计算机来模拟真实的自然现象或社会现象•分类：–实验模拟•例：美国伊利诺斯大学PLATO系统的“遗传实验室”–管理模拟•例：“银行服务窗口排队模拟”–训练模拟•例：“飞机驾驶模拟”、“汽车驾驶模拟”–虚拟现实（VR)•当前的热门话题•例：《立体几何》课件,3维《人体百科探密》•优点：高效、安全；低成本；真实、有趣操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章模式5.问题求解型ProblemSolving•功能：以计算机为工具，让学生自己解决那些与实际较接近的问题•基本形式：–特定的问题求解•例：“推箱子”–工具性问题求解•例1：“Mathematica符号计算”•例2：“MathCAD”•注意：–跨课程（学科），综合考虑与分步实施–教师要事先掌握软件或工具的使用–尽量通过连机Help功能学习软件的使用操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章特定问题求解de实例：“推箱子”操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章工具性问题求解de实例：符号计算Mathematica”•功能：数值计算；符号计算；绘图•例1：多项式通分–In:=x=.;r=(1+x)^2/((1-x)(2-x))+(1-x^2)/((1-x)(2-x));Together[r]–2+2x–Out:=-----------–(1-x)(2-x)•例2：提取公因式–In:=Factor[%]–2(1+x)–Out:=-----------–(1-x)(2-x)操练与练习型指导型辅助测验模拟型问题解决型教学游戏型《现代教育技术——理论与应用》第5章•例3：求非线性方程x^4-8x^3+24x^2-32x+15=0的根–In:=x=.;Solve[x^4-8x^3+24x^2-32x+15==0,x]–Out:={{x-＞3},{x-＞1},{x-＞2+I},{x-＞2-I}}•例4：求函数的极限–In:=Limit[(Sqrt[1+x]-Sqrt[1-x