计算机和网络的发展正引发一场教育上的革命。笔者曾多次参加或主持CAI软件的开发工作,在实践中感到,树立正确的观念可以帮助我们自觉地参与这场革命。现结合自己的体会,谈谈对CAI的一些认识。
一、计算机和网络的发展对教育领域的影响导致CAI软件的大量需求。计算机可以及时处理数字化的视频和音频信息,网络则让数字信息得以共享。“及时”意味着处理速度快到了能够即时反应的程度,“共享”则是控制范围可大到全球的信息共享。计算机网络系统实际上是把全人类的大脑、整个世界的知识财富和人类对现实世界的感受统一成了一个整体。计算机网络系统的出现,导致了CBE计算机辅助教育的进一步深化,出现了网络教学、虚拟学校、交互式远程教学和柔性定制式内容和学时皆可根据学员的特定需要而变教学。CAI是计算机辅助教学COMPUTER-ASSISTED-INSTRUCTION的缩写。由于CBE的日益普及,社会对CAI软件的需求开始与日俱增。CAI软件实质就是数字化了的教学内容和教学策略的有机合成体。因此,CAI软件的开发也日益成为教育界和商家的热门话题。
二、CAI软件的专业开发和教师自主开发。CAI软件在刚开始的时候是由教师自主开发的,随着需求的扩大,市场的成熟,一大批精明的商家开始参与进来,进行专业化,即商业化的开发。那么,商业化CAI和教师自主开发CAI软件之间孰优孰劣?笔者认为,最终从根本上解决CAI软件制作的应该是广大的一线教师。因为CAI的提供和教学需求是一个动态的过程,商业运作的法则使厂商难以随时随地将教学一线的反馈反映到软件中去。商家卖给教师的CAI软件中通常包含着许多特定教学环境中多余的东西,而一些教学需要的、针对性极强的、无法放到一般CAI软件中去的材料却很难包括进去,从而造成了难以补救的缺陷。只有掌握了CAI开发理论和方法的教学一线教师,才真正能够做到CAI软件的提供和教学需求之间的动态平衡。那么,专业开发是否不需要呢?也不是。相反,正是因为上述原因,更需要专业开发。问题是开发什么?按先进软件的软件复用性理论,商家可以在两个方面发挥其优势:一是简便实用、功能强大的CAI开发环境的开发;二是标准化和开放式的CAI组件库的开发。一句话,专业开发的任务是千方百计地减轻一线教师的开发负担,最终达到这样的水平:一线教师能够独立利用CAI开发环境,借助现成的组件,按照自己的教学策略,在数小时内构建一个特定的教学课件。因此,CAI的出现不仅不是教师的失业,相反,是对教师提出了更高的要求,教师面临的是更富挑战性的工作。
三、CAI的基本模式。CAI的基本模式也称教学策略,反映了利用计算机进行教学活动的交互方式。一般有七种,在实际使用中可以包含一种或多种模式。这七种模式是:操作练习,对话,模拟,游戏,计算机辅助测验,问题解答和发现学习。操作练习的原理,是通过反复练习而获得知识和技能。这种模式的使用必须考虑到教师的灵活性和学生的兴趣保持。对话,分为两种:由计算机控制的对话,称为个别指导;由学习者控制的对话,称为询问对话。一般情况下,询问方式比个别指导方式对学生更具有启发性。模拟,主要分为三种类型:任务执行模拟、系统模型模拟和经验/遭遇模拟。任务模拟,一般是设计成帮助学生和获得完成一个特定任务的能力,例如波音公司曾利用AUTHORWARE开发了超大型超复杂的模拟驾驶系统来训练飞行驾驶员。系统模型模拟,主要用于帮助学生获得和理解有关系统的信息;经验/遭遇模拟,则用于给学生提供处理他们不熟悉的那些事件的想法和经验。此外,物理和化学现象的模拟也是一种重要的模拟。游戏,是指通过熟练地使用一套规则而成功达到目标的过程。游戏可分为竞争游戏和合作游戏。从教育角度来看,游戏可以分为娱乐性游戏和教学性游戏。此法利用得好,可以寓教于乐,极大地提高学生的学习兴趣和学习效率。计算机辅助测验,可以大大加快对教学过程和学习过程的诊断。问题解答,适合于数理类学科,充分利用计算机的强大计算能力让学生从繁重的计算中解放出来,将精力放到问题的分析和解法设计上。发现学习的原理是“经验是最好的老师”,利用计算机的强大信息处理功能将大量的相关信息呈现给学生,让学生自己从中发现知识和规律。
四、CAI的使用方式CAI的使用方式目前有五种:在普通教室里使用,在多媒体教室里使用,在多媒体电脑上使用,在INTRANT或在INTERNET上使用。在普通教室里使用,应该有一台电脑和大屏幕投影设备学生少时也可省去大屏幕投影设备。这种方式的实质就是在原有课堂教学模式的基础上增加计算机表现和呈现技术。教学的控制权完全掌握在教师手中,学生和CAI软件的交互必须通过教师来进行,所有学生的学习进度是相同的。和原有的课堂教学相比,用这种方式教学可以大大提高教师的教学效率和学生的学习兴趣。在多媒体教室使用,是指配备了相应教学控制软件的多媒体电脑局域网,并且在地理分布上位于一个房间内。当CAI软件在这样的平台上使用时,学生可以自己控制教学的进度,并且可以和CAI软件直接进行交互,遇到问题时也可以得到教师的现场回答。在多媒体电脑上使用,使学生可以在家中、宿舍或任何有多媒体电脑的地方进行学习。随着家用电脑的普及,这种方式的使用开始迅速增加。在INTERNET或上使用,原理是一样的,只是INTRANTT有范围限制,而INTERNET则是全球共享。此时,教育专家系统和所有的CAI软件都统一存放在WEB服务器上,学员可以在任何时间、任何地方的任何一台上网多媒体电脑上网。根据教育专家系统的指导和自己的需要选择合适的CAI软件进行学习。当学生遇到问题时,可以使用向教师和同学发送电子邮件的方式滞后解决,或用电子会话方式询问。
五、CAI课件开发的过程。CAI软件的开发和一般软件系统的开发是有区别的。特定的CAI软件系统总是由一系列的课件组成的,所以CAI软件的开发实质就是课件的开发。课件在时间上,一般为一个学时;在内容上,一般为一到两个知识点;在表现方式上,往往是图文声像多管齐下;在人机界面上,可以双向交流。课件的开发包含如下步骤:1.课件目的和内容的确定主要完成教学目标的确定,包括教学的对象、教学的内容和进度。一般以相应课程的教学大纲为基准。2.文字脚本编辑文字脚本的内容应包括教学目标的分析、知识点的确定与分类、学习者特征的分析、教学策略的确定以及媒体的选择等。文字脚本必须保证内容的科学性,一般由有经验的教师负责编写。3.脚本制作制作脚本是在文字脚本的基础上,依据先进的学习理论和教学设计思想,将文字脚本改造成适合计算机表现的形式,完成交互界面的设计和媒体表现方式的设计。最终形成的脚本应细化至每一个帧面。每帧中应包含预期教学目标、学习者特征、所用教学策略、知识点的具体内容、交互方式、媒体表现方式文字、图形、图像、动画、声音、音乐的使用以及反馈的内容等。4.素材制作本阶段是充分利用各种工具比如:3DS、PHOTOSHOP和AUTOCAD等将脚本中所需的文字、图形、图像、动画、声音和音乐等素材制作好。此时,最好有专业人员参与,以保证素材制作的质量,制作完成的素材应该是数字化的。5.程序编制这阶段需要编程人员参与,由他们在合适的开发平台比如、:ANTHORWARE、VB、VC和JAVA等上将上述的系统变成现实,最终编制成数字化的交互式软件系统。6.系统测试在CAI软件制作完成后,应对该软件进行测试,看其能否达到预期的教学目标。7.交付使用最后完成的CAI软件应该在教学一线发挥作用,并在使用的过程中反馈回下一次修改的意见。以上各步,1~3与平台无关,4~7一般与平台相关,但如使用先进的计算环境,比如JAVA,也可以保持平台无关性(CAI和JAVA计算环境的结合将是大势所趋)。
六、CAI对教师的要求从上面的论述中,我们可以看到,CAI对教师提出了更高更全面的要求。教师除了应具备传统意义上的专业知识和职业技能外,还需要有对计算机文化的精深理解、对艺术的高度修养和随时获取新技术的强烈意识和要求。懂电脑、英语好不过是时下一般对CAI参与者最肤浅的诠释罢了。随时间的推移,教师职业将愈益受到人们的推崇和向往。教学过程的计算机网络信息化,迫使教师成为最迫切和最善于更新自己知识和技能的社会阶层。最终,教师阶层将是充满社会精英人才的阶层。计算机网络化所引发的教育革命,给我们带来了前所未有的机遇和挑战。在这场革命中,我们失去的是繁重的重复劳动和低效率,获得的是高效、快捷和自信。
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