计算机辅助教学CAI在教学上的应用_应用计算机辅助教学
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计算机辅助教学CAI在教学上的应用
摘要：随着时代的发展，生活的进步，人们对于物质的品质需求越来越高，尤其是对计算机软件的要求越来越高，由于多媒体技术的飞速发展，许多高校已经尝试在学生的网络教学课程中穿插了计算机辅助教学，根据实例来看有显著的教学成果。对此，我针对自己对课本所学的知识和参考一些课外资料对CAI做了一些相关研究。
关键词
多媒体，CAI课件，教学 1.引言
随着计算机网络技术和通信技术的发展以及全球互联网（Internet）的发展，计算机远程教育将成为Internet最有前景的应用之一，特别是随着中国教育科研网（CERNET）的建成和发展，国内已有很多高校通过CERNET与Internet连接，利用Internet这个新兴的媒体来提供一个群体的学习环境，将可以为所有上网者提供学习机会。因此，研制和开发基于Web的网络多媒体CAI课件将变得越来越重要。
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。
目的与要求
2.计算机辅助教学是一种教学形态，即以计算机的各种功能和特点，代替或部分代替教师面向学生，促使学生实现有效学习的教学形态。在教学中的应用形式既可以是人-机对话式，也可以是借助其他媒体（大屏幕投影或液晶投影）构成新的信息传递系统。所要达到的目的为：
（１）改进课堂教学；
（２）优化传统教学；
（３）实现个别化教学；
（４）改善学习态度。
对主要参与人员的要求
（１）对任课教师的要求应有较高的教学水平，熟悉计算机的一般操作。
CAI技术内容
3.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。
基本原理
4.1CAI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。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。
4.1.2CAI与数学教学整合的原则
（一）意义的建构原则
建构主义学习理论强调建构学习环境对学习者认识结构形成与发展的重要作用，在基于建构主义学习理论所构建的学习环境中，学生是认知的主体，是意义的主动构建者。因而整个学习过程的最终目的是完成学习者知识意义的构建，在这样的环境中，数学教学是从如何创设有利于学习者意义建构的情景开始。整个教学过程都要以“意义建构”为中心去设计和实施。
（二）必要性原则
在数学教学中运用建构主义运用CAI的目的是服务与教与学。提高数学课堂教学效率，构建新形式下的数学教学模式。CAI在数学教学中是在为需要用而用，而不是用来为课堂教学而点缀，更不是公开课上的昙花一现，而是要发挥CAI的技术力量，去做传统教学器具或手段不能做或做得不完善的工作，从而更合理地优化教学资源，构建互动式、多样化的学习环境，激发学生学习数学的兴趣和对数学知识意义的理解，领悟数学的本质。
（三）实用性原则
在数学教学中运用CAI可以使许多抽象的数学概念和难以理解的逻辑关系变得生动有趣、直观形象，在数学中收到了事半功倍的效果。因此，CAI技术应用与数学教学应力求简捷、方便、实用。数学教学中并不是提倡每堂课都使用CAI，但教学中运用时，力求选择经典的适用于计算机辅助教学的教材内容（函数概念引入，圆锥曲线概念的引入等），可以通过计算机模拟演示突破学生思维瓶颈。在CAI课件的制作上，力求简捷、方便、实用，在界面设计上力求简捷、明快，在课件演示的操控上力求进退自如。
（四）启发性原则
建构主义学习理论认为，学习者的学习过程就是建立自己的认识和理解的过程，教师是这一过程中所提供的学习资源至关重要一环。如果CAI课件只是用来验证知识的结论，而只能增加学习者对知识的理解和记忆，而不能培养和启迪学生的创新意识和创新精神，所以，CAI课件在设计和制作上都要从创新的角度出发，围绕教师的主导作用和学生的主体地位来进行。
通过CAI提供的生动、直观的学习材料，激发学生的联想，唤醒学习者长期记忆中的有关知识、经验或表象，去同化新知识，从中培养学习者的创新意识。因而CAI运用数学教学还应遵循启发创新原则。
4.2.1CAI与数学教学整合的应注意的问题
（一）CAI不能替代老师，更不能代替课堂教学
CAI只是师生用来创设教学情境，组织学习材料，帮助数学思维，相互协作交流的认知，他本身不具有替代老师教学的思维与理论。在数学教学中，教师是教学情境的设计者，而非CAI教学系统。教学的实施和调控仍由教师掌握。尽管CAI有许多优势和强大的生命力，引领着数学教学发展的趋势，也绝不能否定课堂教学的作用，它不可能完全取代常规的数学课堂教学。
（二）个别化学习与协作学习的统一
由于习惯了讲授式这样一传统的教学模式，因此，教师在教学中往往对学生的个体差异没有给予应有的重视，已导致学生的数学能力不能普遍提高。CAI为我们提供了一个开放性的平台，利用它可以实现个体差异下相同的目标。根据建构主义学习理论，学习者的学习经验和知识结构不相同，数学课件在设计制作上应有多个起点和多条学习路径以利于学习者从多层次、多角度地进入数学学习活动。数学目标固定后，可以通过整合不同的任务来实现，每个学生都可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务。
（三）CAI应用于教学要体现观念的更新
现代教学论认为，学生不是教会的，而是自己学会的，学生是学习的主体。在数学教学过程中，教师应该与学生共同构建出一种民主、平等。和谐、愉悦的师生关系。尽管现代增长率技术给数学教学带来很大帮助，但我们不能只关注它的工具性，而忽视了教学的艺术化和人格化。在信息技术的冲击下，教师应该逐渐从教学知识的传播与灌输者的角色转变为学生学习数学的导师、意义建构的促进者、监控，甚至是数学知识研究与探索的共同参与者
重要作用：
（1）有助于观察能力的培养。（２）有助于概括能力的培养。
（３）有助于逻辑思维能力的培养。（４）对培养学生思维能力效果明显。
5.最后，计算机辅助教学是一种以计算机软件为载体的教学，而软件的易传播性，也是引起教学方法进行变革的巨大动力。从历史的角度讲，信息的收集和传播方式的每一次变革，都有力推动了社会向前发展。而在当今的信息社会中，计算机和网络技术推动了现代社会向前发展。同样，好的教学软件，也能推动教学改革的发展。同时，一种好的教学方法也可随着软件迅速推广全国各地，这就促进了教学方法更新。我们有理由相信，计算机辅助教学，作为信息化工程的一部分，必将会体现它独特的魅力。
