计算机辅助教学讲义(全集).doc
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1、计算机辅助教学(讲 义)内蒙古师范大学传媒学院目录第一部分 理论部分第一章 绪论 41.1 计算机辅助教学的发展过程 41.2计算机辅助教学的基本构成及应用环境 81.3基本理论戴尔经验之塔 9第二章 CAI的理论基础 122.1 行为主义理论 122.2认知主义理论 16第三章 计算机辅助教学的主要教学模式 223.1计算机的教育应用及多媒体课件 223.2 计算机辅助教学模式 24第四章 课件教学设计基础 314.1 课件教学设计的指导思想 314.2 课件教学设计的一般过程 33第五章 课件的评价 365.1 课件评价概述 365.2 课件参考评价标准 38第二部分 实践部分第一章 Fl
2、ash的基本知识 471.1 Flash 8使用界面 471.2 Flash制作过程 591.3基本绘图案例 61第二章 动画和图层在课件制作中的应用 732.1关键帧及补间动画应用 732.2文字变换及淡入淡出动画应用 762.3逐帧动画的应用 802.4图层及其应用 832.5动画和图层综合应用案例 90第3章 元件应用与课件导出 10531 元件的类型 10532绘制元件 1063.3 导入元件 1163.4 按钮元件制作 1173.5 构建交互课件 1203.6 导出课件 125第四章 课件中加入文字、公式、图像、图表、声音、视频 1264.1 在课件中加入文字 1264.2 在课件中
3、导入图像 1284.3在课件中加入图表及艺术字 1324.4 在课件中加入声音 1344.5在课件中导入视频 137第五章 实现课件中的交互 1425.1 场景 1425.2 使用行为实现交互 1435.3 使用脚本命令实现交互 150第一部分 理论部分第一章 绪论本章要求:l 掌握计算机辅助教学的基本概念l 了解计算机辅助教学的发展过程l 了解计算机辅助教学的发展方向l 理解计算机辅助教学的基本构成和应用环境l 理解戴尔经验之塔的理论1.1 计算机辅助教学的发展过程计算机辅助教学在我国的教师教育中应该说已经有十多看的历史了。其实,它在世界范围内已有了六十几年的发展历史,了解计算机辅助教学的发
4、展历史,会帮助你更好地认识它、理解它、运用它,帮助你解决教育教学中的许多问题,有效地提高教育教学的质量,对实施素质教育和进行新课程改革有着非常重要的意义。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。1.1.1计算机的发展了解CAI的发展我们必须
5、要了解计算机的发展历史,因为在人类几千年的文化发展史上,没有哪一项大的革新如此依赖于科学技术的发展,对于CAI来说,每一次计算机的划时代的发展都会带动CAI的发展,因此,CAI的发展在很大意义上来讲是依赖于计算机的发展,所以要了解CAI的发展就必须了解计算机的发展。下面我们就沿着这一线索来认识CAI的发展历史。计算机的研制是从第二次世界大战后期开始的,当时的美国因为军事的需要而开始研制计算机,在1946年冯诺依谩计算机诞生了,开创了人类信息处理的先河,从此人类开始了计算机信息处理的历程,一次次地把人类带入了全新的信息化时代!1946年到1957年被认为是第一代计算机发展的时期,当时计算机的特点
6、可以归纳为:电子管计算机,体积大、耗电多、运算速度较低。1958年到1964年,是第二代计算机的时代,其特点是:晶体管计算机、结构朝通用型发展。1965年到1972年,是第三代计算机发展时期,特点为:固体组件计算机,中、小规模集成电路,有操作系统,出现终端和网络,性能有很大提高。70年代后,进入第四代计算机时代,最有意义的特点是:出现了微机,使用大规模集成电路,体积变小,数量增多,价格下降。微机出现以来的20多年里,计算机发展更是日新月异,特别是90年代后,计算机进入多媒体和网络化时代,半个世纪计算机的发展,在硬件方面有以下几个重要特点:一是体积由大变小,第一台计算机占地面积167平方米,现在
7、一台笔记本电脑只有约40*30*3立方立方厘米大小,3千克左右的重量,可随身携带。二是数量增多,1950年,全世界只有25台计算机,现在仅我国已有83.57万台计算机(1995年数据)。三是性能不断提高,功能不断增加,能让我们直接感受的就是计算机的型号变化。90年代初,人们还刚刚熟悉苹果机,仅四五年的时间,586已成为主流机,多媒体已成为时髦词语,计算机的运算速度大幅度提高,存储容量也增大得很快。多媒体计算机和网络的发展也使计算机的功能大增强。四是价格不断下降,1992年,1万多元人民币只能买一台名牌286机,1996年,同样的价格,可以买到性能好得多的P2多媒体机,如果买组装机,价格还会降低
8、。由于计算机发展的上述特点,其用途已由主要应用于科学研究转向到社会生活的方方面面,自然也包括进入教育教学领域。与计算机发展的历史相对应,学校中使用计算机的宏观发展大致有以下几个特点:一是从大学研究使用开始,逐渐进入中小学。例如:大型计算机教学系统PLATO(程序教学系统)是由美国伊里诺斯大学在60年代初期研制的,用于高等教育课程。到60年代中期以后,才有越来越多的计算机进入中小学。我国的情况也大致如此。二是计算机在学校中的应用往往从学校管理中的应用开始,然后逐步进入课堂教学领域。学校首先利用计算机管理学生成绩统计、教职工工资计算等日常事物,这在大学和中小学情形是一样。从技术的角度看,计算机管理
9、教育教学比计算机辅助教学要容易得多,效果也更明显,易于为人们接受。三是计算机公司介入辅助教学领域。由于计算机技术的特点,CAI从一开始就是政府、学校和公司的联合行为。60年代初,也就是在美国大学研制计算机教学系统的同时,美国著名的IBM公司也在研制计算机辅助教学软件。从我国的情况看,不少计算机公司也直接介入教育教学领域。例如:北京科利华公司,利用一批老教师丰富的教学经验,先是开发中学各科题库,现在又建立了学校教育网,以更大的力度渗透到了中小学教育中。总部位于武汉的汉声公司,借鉴国外多媒体编著系统的经验,研制了适合我国学校的多媒体编著工具软件。联想集团利用自己在品牌电脑经销上的优势,组织科研人员
10、开发了联想传奇资源库等。当然,当人类进入到二十一世纪时,教育教学的形式也发生了质的飞跃,除了传统的班级教学(小学、中学、大学、各种辅导班等)外,还出现了以网络为教学资源的网上学校,更是以CAI为教育教学的模式,拓宽了教育教学的渠道,以跨越时空的优势给教育教学以强有力的冲击,各种网络学校如雨后春笋般地建立发展起来,也取得了令人瞩目的成就,如去年其总裁被选为CCTV年度人物候选人的“北京新东方网络学院”,早年成立的安徽新华电脑学校等,虽然参加学习者大多为成年人,但是给传统教育教学带来的冲击是可想而知的。1.1.2计算机辅助教学的发展纵观CAI的发展历史与CAI功能与模式开发,我们可以把CAI的发展
11、历史归结为这样四个阶段:(1)60年代随着行为主义学习理论提倡的教学机器和程序教学的兴起而兴起。60年代国外教学改革中又兴起了个别化教学的运动,要求学校里的教学能满足每个学生的不同需要。程序教学和CAI在一定程度上满足了这种要求,因此很快得到流传和发展。当时程序教学的主要原理也是CAI遵循的主要原理:(1)小步子;(2)自定步调;(3)积极反应;(4)即时反馈;(5)低错误率。如大型计算机教学系统PLATO(程序教学系统),由于行为主义的学习原理是从实验室里动物学习实验中概括出来,它不能全面反映人类学习的特点,因而在60年代后期它受到多方面的批评。加之CAI所需硬件和软件价格昂贵,程序较刻板,
12、缺乏质量上乘的教学软件,CAI也由此受到批评而落入低潮。(2)70年代计算机技术的长足发展又为CAI的进一步发展准备了条件。计算机价格大幅度下降,使一些大学和中学、小学有条件购买,用以作计算机管理教学,以及进行程序设计语言的教学。特别是到70年代后期,微型机(microcomputer)的发明,其价格之低廉,功能之增强,使一般学校甚至家庭都能买得起计算机,从而为CAI的发展准备了物质条件。(3)80年代认知理论取代行为主义理论对计算机教育的指导作用。在80年代初,受行为主义理论影响人们主张学校里用计算机应以被辅助者(TUTEE)模式。到80年代中期,认知心理学对CAI产生重大影响,在教学软件开
13、发中贯穿着帮助学习建构其认知结构。教学软件中所传递的知识是经过严密组织和合乎逻辑地安排的;同时又要把该知识结构与学习者原有的认知结构匹配,便于学习者在原有认知结构的基础上通过计算机的辅助,经过同化或顺应,建构新的认知结构。(4)90年代CAI在两个方向上有了新的发展。一是以计算机为中心的多媒体技术的发展,把先进的声像技术结合到CAI,为CAI的多种类型、多种功能的发展提供了技术的可能。教学内容表达的方式,除了文本、图示、声音、图像以外,还可有动画、电影录像等配合,更增加所学内容的生动性和真实性。另一方面,从教学改革讲,如果说80年代认知心理学在学习理论上取代了行为主义占优势地位,但在教育实践领
14、域主要影响的还是行为主义的话,那末90年代,它已完成了在教育实践领域占优势地位的转化。目前全世界计算机教育研究主要集中在多媒体技术所提供的学习环境下如何培养学生的能力、学习过程的特点,学习策略的改变等。以计算机为中心的多媒体技术也为个别化教学提供了更多选择的可能性。总之,认知学习理论的发展和教学改革的进展为CAI的新发展注入了活力,反之,由于技术进步,特别是多媒体技术的发展又为高级认知技能的训练和研究提供了物质条件,从而促进了认知学习理论的发展。1.1.3 计算机辅助教学发展趋势(1)向网络化方向发展网络化是计算机辅助教学的重要发展趋势。“无机不联”正是当今计算机使用情况的真实写照。因为计算机
15、联网,才大大提高了计算机信息的共享和利用率,在教育领域,网络也已大显身手,并继续大有作为。网络不但拥有从幼儿教育到当前科学最前沿的所有知识资源,还提供了在校学生和教师通过网络在计算机屏幕上进行公共讨论的场所,学生、教师和其他研究人员在教学科研中可通过网络获取、交流更多的信息获得更完善的服务。四通八达、覆盖全球的网络和瞬间千里的传输速度缩短了教育之间的距离,中国学生通过网络可以获得麻省理工学院教师的指导。同时,网络也将在促进边远地区教育发展中扮演重要角色,中小学的各种计算机网络也广泛建立起来了,每所中学都有其校内的局域网或和其他学校相联的网络。通过网络,不同地区、不同学校学生和教师可以进行教学交
16、流或者跨地区、跨学校教学。 (2)向标准化方向发展计算机辅助教学是一项复杂的系统工程,在设计开发过程中,必须制订和遵守统一标准,保证系统的可扩展性。建立国家标准计算机辅助教学的数据编码标准或规范,制订教学应用软件开发和建设规范,规范教学应用软件系统的开发建设,保证应用的有机集成。 (3)向虚拟化方向发展虚拟化是计算机辅助教学发展的另一主要趋向。随着计算机的运行速度的快速提高,大容量、高速度的数据存储工具的发明以及各种人机界面技术和虚拟现实技术的发展,计算机处理大批量的声音、图像信息将变得随心所欲。在计算机辅助教学中,虚拟现实技术将得到广泛应用,学生不仅仅听到或看到各种信息,而且可以进入到学习内
17、容中去;地理课将身临其境地感受世界风土人情;历史课将走入的时间道,重温历史事件;实验课将真实再现遗传变异、原子裂变总之,教学中的感性知识和理性知识隔裂,直接经验与间接经验脱节的情况随着虚拟技术在计算机辅助教学中的推广运用一去不复返。 (4)向合作化方向发展计算机网络为合作学习提供了广阔空间和多种可能,教室与教室、实验室与实验室、学校与学校、国家与国家最终将形成一个巨大的计算机网络,将把各国的学校和师生联结一起,计算机网络环境下的合作学习充分开发和利用了教学中的人力资源,它把教学建立在了更加广阔的交流背景之上,教师与学生可以足不出户进行教学、交流和讨论,学生可以自主、自助进行各种学习活动,根据自
18、身情况安排学习内容,通过交流、商议、集体参与等实现合作学习,提高了学生学习的参与度,并在合作中提高学习兴趣和学习效率,通过贡献智慧、分享成果,进而学会合作。1.2计算机辅助教学的基本构成及应用环境1.2.1 计算机辅助教学基本构成计算机辅助教学一般可分为计算机硬件、系统软件和课程软件三部分。 (1)系统硬件(略) (2)系统软件包括操作系统、语言处理系统、各种工具软件和写作系统。工具软件是指为了帮助和支持CAI课件的开发,提高CAI课件的质量,完成某种特定功能的专用软件,如文字处理工具、表格处理工具、图形处理工具和动画制作工具等。课件写作系统是一种为了免除教师学习程序设计语言而设计的应用软件。
19、设计者只要明确教学元素之间的连接关系、问题与答案等,系统就能自动生成课件。这种课件写作系统大大减轻了教师编程的负担,有利于CAI的推广。这类型的软件主要包括PowerPoint、Authorware等多种软件,简便实用。 课程软件是教师或程序设计人员根据教学要求,用计算机语言或课件写作系统编制的教学应用软件。课件反映了教学内容、教学目标、教学策略和教学经验。课件的开发要依靠教师,如果教师在硬件和技术上有困难,可以与专门进行程序开发的人员合作,共同完成CAI课件的编制工作。随着计算机软件技术的发展,应用型开发工具越来越多,FLASH的出现为课件开发提供了新的技术支持,在课件设计的理论指导下,利用
20、FLASH优秀的平面设计能力与网络传播能力,可以制作出较好的课件,以利于提高教学效果。1.2.2计算机辅助教学的应用环境进行计算机辅助教学,重要的是要构建与之相适应的教学环境。 其中包括:计算机辅助教学制作环境和计算机辅助教学实施环境。(1)计算机辅助教学的制作环境 硬件 计算机辅助教学系统中所有的设备装置称为硬件(hardware)。硬件是CAI系统的基础,在CAI活动中它们呈现具体的教学内容、接受学生的反应,并执行各种具体的教学信息的处理、分析,进行决策判断和控制等等。除了常规的硬件如主机、内存、硬盘、显示器、网卡之外,还有音频信息处理硬件、视频信息处理硬件及光盘驱动器等部分。 软件 在计
21、算机辅助教学系统中,计算机的软件大致可分为以下三类: l 操作系统软件:如Window2000、Windows xp等。 l 素材制作软件:如绘图软件、图像处理软件、声音编辑软件、视频编辑软件以及动画制作软件等,用来完成图像扫描输入与处理、声音录制与编辑、视频采集与压缩编码、动画制作与生成等。 l 多媒体创作软件:是处理和统一管理文本、图形、声音、静态图像、视频图像和动画等多种媒体信息的创作工具,用来编制与生成各种多媒体课件。 (2)多媒体计算机辅助教学的实施环境 多媒体教室系统 多媒体教室的功能主要是利用教室内配备的多媒体计算机和大屏幕投影等设备向学生呈现多媒体课件,辅助教师进行课堂教学。如
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