計算機輔助教育

計算機輔助教育興起於20世紀50年代末期，是在斯金納的程序教育機器的基礎上發展起來的。1958年一1970年，計算機輔助教育的初始時期。以IBM公司代表，指導性的學習理論為行為主義的學習理論，即斯金納的刺激反應理論，使用的模式為個別指導型和操練型。1970年一1980年，計算機輔助教育進入實用化時期，以微型機的教育應用為標誌，出現了ICAI(Intelligent CAI)的概念。1980年一1990年：計算機輔助教育迅速發展時期。多媒體計算機提到應用和認知學習理論占主導地位。1990年以後，建構主義(Constructivism)理論被用於指導計算機輔助教育和多媒體、計算機網絡(Internet)等廣泛應用於教育工作。在未來的CAI發展中，多媒體、Internet互聯網、智能CAI和虛擬現實在教育中的應用將成為研究的熱點。 ^[2] 

隨着計算機科技成果的不斷開創，以及人們對計算機應用前景的日益看好，計算機輔助教育的實踐也漸入佳境，並表現也了以下幾個主要發展趨勢：

(1)從多終端的大系統已發展成個體學習的既可以是功能單一、相對獨立的系統，又可以方便地通過校園網、程控電話交換網、數據網、無線通訊網、有線電視網等與外界溝通，形成在信息高速公路上的千千萬萬個終端，學習者將不受時空和財力的束縛。利用最好的學習環境——學校、教師、教材，學習任何感興趣的課程，參加各種有意義的現場實習，並大大增強了師生、學者、家長間的交流和合作。

(2)從計算機磁盤輸入屏幕顯示的單媒體系統發展成利用各種媒體呈現視聽資料的多媒體系統，最為世人所矚目。

(3)計算機輔助教育的類型和內涵不斷擴展。計算機輔助教學在練習型程序基礎上也開發出了諸多的教學模式，除此以外，計算機管理教學，計算機輔助管理，計算機輔助學習，計算機輔助培訓，計算機資料檢索等，也如雨後春筍般蓬勃生長。

(4)計算機輔助教育發展的重點已從高等院校向中小學和社會教育領域轉移，尤其是職業技術教育中利用計算機培訓人才日益頻繁。除學校教育外，一個個多媒體計算機開放型的教學模式正在不斷開創出來。 ^[1] 

1．計算機輔助教學(CAI)

主要指以計算機為主要教學媒介所進行的教學活動。一般來講，偏重於強調計算機為教師在教學過程中提供教學幫助。如問題或練習的展示、文本或圖片的呈現等等。 ·

2．計算機輔助學習(CAL)

通常可作為CAI的同義詞，但在某種程度上也反映也教育思想上的差別，CAL強調用計算機幫助“學”的方面甚於“學”的方面。如幫助學生查詢教學信息、資料等等。

3．計算機化教學(CBI)

作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持學習應用。

由於以學生為中心的教育在國際上得到加強，CAI和CBL之類的術語將變得更為流行。從概念範疇來學習來説，“學習”比“教學”的含義更為廣泛。

4．計算機輔助訓練(CAT)

主要指計算機在職業技能訓練中的應用，如工業訓練、軍事訓練，音樂上的技巧訓練(如鋼琴教學軟件)等。其特點是學習目標明確，偏重於操作能力及應變能力的培訓。

5．計算機管理教學(CMI)

指計算機輔助教學管理工件，如課程的設置、教學的統計、教學和教師的評價、協助教學決策系統等。如CBC公司的“校長辦公系統”。

儘管分類非常細緻，但在實際運用中，概念上又有着很多模糊或互相滲透之處。國內統稱的“計算機輔助教育”一般涵蓋三個領域：計算機直接支持教與學的種類應用，統稱為CAl；計算機實現教學管理任務的種類應用，統稱為CMI；計算機提供教學資源的種類應用，統稱為CBLR。 ^[3] 

利用計算機的特點，替代教師工作的具體表現為：

(1)傳授知識替代課堂教育的效果。計算機輔助教育系統通過顯示屏顯示的文字、圖形、動畫、錄像等手段向學生傳授知識，比教師在傳統的黑板上書寫板書更直觀、更形象、更具有吸引力、更能發揮學生的能動性、提高學生的學習興趣。例如，語文課的古文教學，可以通過文字和圖片相結合，再配上音樂，使本來枯燥乏味的教學變得生動活潑，幫助學生理解和記憶；物理學中的電磁學、振動學、靜電學，化學中的化學反應、化學平衡方程，數學中的函數圖形等，利用多媒體CAI教育，使本來很抽象的概念變得十分明確，本來很複雜的關係變得十分簡單，本來難以想象的問題變得十分直觀了。

(2)幫助學生掌握知識和技能。計算機大容量的存儲記憶能力和可以變化內容的重複程序，以及數據庫系統優越的管理數據技術，使計算機輔助教育系統不厭其煩地一遍又一遍地向學生提出各種類型、各種層次的大量習題，讓學生反覆操練某種技能，背誦和記憶某些知識，從而達到熟練記憶知識與掌握技能的目的。

(3)單元檢查和組織測驗。在計算機試題庫中有大量的試卷，計算機可以在試卷生成、印卷、組織測驗、評卷、統計分數等方面幫助教師做好這項十分重要且十分繁瑣的工作。命題老師只要將考試範圍、重點、題目類型、難易比例等內容輸入計算機，計算機就會按教師的要求出一份試卷，並自動給出標準答案和評分標準，也可以讓計算機來閲卷。無紙化考試方式正在全國各大城市掀起，例如，計算機等級考試、計算機應用能力考試、會計電算化考試、職稱外語考試、外語等級考試等等。

(4)教學管理。計算機輔助教育系統中可以存放各種教學資料、教學目標、學生的學習情況等，可以選擇各個學生的學習計劃，並對每個學生的情況進行實時監控管理，使學生獲得最佳的學習條件和獲得理想的教學效果。計算機還可以對各個學生的成績進行整理、排序、分析，從而可得到科學的數據提供給教師，教師可根據計算機提供的數據及時掌握學生的情況，判斷是否達到教學目的，從而改進教學方法，修改計算機輔助教育軟件，使其能應材施教、應人施教，讓每位學生都能達到最佳的學習效果。

學生不僅從教師和家長的輔導中接受教育，而且還在與夥伴一起遊玩、彼此競賽、參加討論、共同合作、互助和激勵的過程中接受另一種形式的教育。計算機輔助教育系統可以利用人一機對話手段和快速的計算處理能力，按照模型模擬各種現象與場景，扮演與學生友好合作、平等競爭、相互啓發、相互議論、共同探索的好夥伴或對手，可發揮如下的作用：

(1)鼓勵和調動學生的學習積極性。通過計算機模擬現實世界中許多不易觀察的現象和教師無法表達的內容，使學生獲得在課堂上難以得到的直觀經驗體會，增強學習的積極性。還可以通過計算機作為學生操作的對手進行操練，而計算機這一個對手總可以做得與他旗鼓相當，使練習更具有競爭性、挑戰性，能自始至終與他友好相處，學生可不斷提高學習的積極性，直至達到滿意的效果。

(2)啓發與促進學生去“發現”規律和知識。計算機輔助教育可以利用計算機的模擬能力和人一機對話能力，向學習者提供各種可供操作的材料(如物理、化學、數學等的儀器，社會科學的調查統計分析手段、經濟現象中的銷售等)，並通過具體的場景變化反映學習者操縱這些材料後的變化規律，與學生像一個夥伴或對手一樣展開議論，幫助學習者進行探索性思考，“發現”現象中藴含的規律與知識。

(3)培養學生解決問題的能力。計算機輔助教育系統通過向學生提出各種任務，提供收集信息的各種手段，提供策略供試探選用以及模擬、遊戲等方法，使學生在實踐中得到訓練，在遊戲中得到提高，幫助學生了解某種策略後的結果，從而使學生了解自己的行動後果，最後通過問題的實際解決使學生真正掌握解決實際問題的方法，培養了學生的動手能力和解決問題的能力。

學生在學習期間，通過計算機輔助教育系統下的輸入、輸出設備，可以替代學生的紙、筆、計算器、計算尺等，從而可提高學生學習的效率和學習質量，具體表現如下：

(1)教師備課的幫手。教師可通過計算機輔助教育系統提供的文字處理功能、情報檢索功能，選擇教學策略、寫教案、收集資料、製作演示的幻燈片、投影片等，可大大提高備課的質量和工作效率，此外，計算機輔助教育軟件豐富的內容還可以幫助教師提高自己的業務水平和教學質量。

(2)學生易於使用的工具。計算機輔助教育系統提供了許多工具環境，例如計算器、日曆、通訊錄、筆記本、記事本等，可以幫助學生進行計算、練習和記錄下自己的學習心得體會和想法等。比如，在語言學習中，特別是學生學習寫作時，重點應該是文章結構、寫作技巧、語言表達等，但在學生的作文中往往相當多的是拼寫或用字的錯誤，可通過計算機輔助系統中提供的“拼寫檢查”工具對其語句、語法、錯字進行檢查，並讓學生自己去糾正。在寫作過程中，可以讓學生對該文章中的某段、某句進行刪除、修改、編輯等，使學生能輕鬆使用計算機中的工具進行學習。 ^[4] 

計算機輔助教育的特點是教學直觀，聲、圖、影像並茂，具有交互性、趣味性。學生可以根據自己的情況，靈活地開展學習。是一種很有發展前途的教學手段。 ^[5] 

1．計算機輔助教育為實現高水平的基礎教育提供了一種先進的教學手段。

2．計算機輔助教學可以加速教學進程，縮短學制，擴大教學範圍，提高教學效率。

3．利用計算機輔助教育，可實現對學生的個別化教育。

4．計算機輔助教育為各種教育形式提供了有效的教學手段。 ^[6] 

由於對CBE的研究，更多的是在實踐層面。在理論層面上，由於CBE研究尚處在發展階段。並且隨着自身的發展和研究的不斷深入，對很多理論問題沒有形成統一認識。在諸多問題之中，對研究對象的界定、研究方法的界定與運用就在其中，這也制約了CBE的發展和更有效的應用。對於CBE研究方法進行必要探索的意義在於：首先，研究方法的進步可以促進理論體系的不斷完善，使理論體系更加完備，這必將大大促進CBE的發展。其次，研究方法提供了切實可行的操作方法，使理論由抽象走向實際，由空洞走向現實，實現指導實踐的目的。因此，CBE研究方法作為CBE投入應用的指導手段之一，具有重要意義。最後，從CBE研究方法與其研究對象的關係來看研究方法的探索不能脱離研究內容進行，只有在搞清楚研究內容和自身特點的前提下，對研究方法的探索才能準確有效地開展，但研究對象的明確，也需要研究方法作為支撐，才能對研究對象進行解釋或論證，只有這樣，研究對象才能有更強的科學性，研究內容才會不斷擴展，才能得到更多的肯定，CBE才能夠正常發展。 ^[3]