第五节  计算机辅助教学 　　随着计算机科学的不断发展，计算机技术的开发与应用已经渗透到科学技术与社会发展的各个领域。计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction）是利用计算机的各种功能和特性，通过教师、学生与计算机的交互活动来实现更有效的教学，简称CAI。 　　计算机辅助教学是由通用计算机系统和具有实现教学功能的软件所组成的。在CAI中，计算机作为教学媒体，可以完成教学过程中对教学信息的处理和传递。由于计算机在程序的控制下可以通过输出设备向人们呈现各种信息，通过输入设备接受使用者输入的各种信息，并能对其进行判断处理，根据判断结果进行转移和提供有针对性的提示信息。因此，把具有教学功能的软件（通常称为课件）配置到计算机之后，计算机就能像人类教师那样，与学生构成人-机教学系统，完成一定的教学任务。 一、计算机辅助教学的基本模式 　　计算机辅助教学的基本模式主要反映了利用计算机进行教学活动的交互方式。在CAI的长期发展中形成了多种教学模式，传统的模式主要有操练与练习、个别指导、发现学习、模拟、游戏、咨询和问题求解等。随着多媒体网络技术的教育应用，CAI又发展了许多新型教学模式，如虚拟实验室、计算机支持合作学习、案例研习等。在CAI软件的设计制作和具体课程教学中，常需要几种模式综合运用。 （一）练习模式 　　这种模式是使学生通过反复练习而达到巩固知识和掌握某种技能的目的。这种模式的课件向学生提出一系列问题，要求学生做出回答，并由计算机分析应答情况，给予学生及时的反馈和强化。练习的题目相当多，直到学生对该知识或技能的掌握达到某一标准时为止。另外，某些教学内容的题目（如小学数学四则运算，加、减、乘、除法应用题等）可由计算机按一定的算法自动生成。此种模式的计算机辅助教学通常用于中小学生的数学、语文和外语等基本技能的训练和练习。 （二）个别指导模式 　　此模式是模仿个别化讲授型教学，让计算机扮演授课教师的角色。它通过仔细安排的人机会话，使学生处于一种个别指导方式的教学环境中。这种模式的课件把教学过程分解成许多小的教学单元，每一单元进行一项最基本的教学活动，如举一个例子，叙述一个公式，提出一个问题等，最后达到一个基本目标。这些小的教学单元按照教学逻辑和教学策略有机组织成一系列有计划的教学活动，来达成整个课件的教学目标。这种模式的 CAI课件，在复杂程度上有很大差别，主要体现在适应学生个体学习特性的能力方面。优秀的个别指导模式课件，能够根据学生的学习历史，判断他的学习能力和当前知识水平，并运用某种教学策略，动态地控制学习，在学生应答后，分析其反应，给予适当反馈、强化，学生出错时为其提供补习内容和方法。 （三）咨询模式 　　此模式是学生提出问题和要求，计算机回答并讲解有关的教学内容。这种类型的课件由学生掌握控制权，计算机只是回答学生的查询与请求，它适合于学生随意发现和探索知识，可以作为增加学生知识面的补充学习。把咨询与指导两种结构结合在一起，形成了一种对话型课件。它围绕一个目标组织教学，计算机对学习活动实行有计划的引导，同时也允许学生与计算机进行较为自由的对话。一方面，当计算机提问时,允许学生用自然语言回答；另一方面，允许学生主动提出与课题有关的问题。这种模式实现了计算机与学生之间的真正“对话”。对话模式有助于启发学生思维，使学生处于主动的学习状态，但在课件设计制作上需要人工智能技术的支持（对话涉及到计算机理解自然语言问题）。 （四）发现学习模式 　　此模式是指将学生置于构造好的环境中，并提供其探索、分析和掌握新概念或原理的工具及让学生自己获取新知识的教学策略。发现式计算机辅助教学系统可以使学生由对一个基本概念、原理的探索，而获取更高层次的认知能力的发展。 （五）游戏模式 　　游戏模式也称为教学游戏，是指用计算机产生一种竞争性的学习环境，而游戏的内容和过程都与某种教学目标紧密相连，让学生熟练地使用一套规则，掌握某种技巧，通过竞争或合作游戏的形式达到掌握知识训练技能的目的。游戏式课件把知识性、趣味性和教育性融为一体，从而激发学生的学习兴趣，起到“寓教于乐”的作用。例如，以赛车游戏来比赛做算术的速度等等。 （六）问题求解模式 　　问题求解模式是以培养学生解决问题能力为主要目标的一种CAI方式。目前，这种模式的应用大致有两类；其一是计算机提供求解某类问题的程序，让学生操作，例如学生输入要解的题目，接着计算机逐步显示问题的求解过程，提示学生输入必要的数据，最后输出结果。通过这一过程让学生掌握这类问题的求解方法。另一种是通过计算机呈现的问题情境，让学生自己来确定问题，提出假设和建立解决问题的方法。为了培养学生解决问题的能力，这种模式的课件是十分有效的。 （七）计算机支持合作学习 　　计算机支持合作学习（Computer-Supported Cooperative Learning或Computer-Supported Collaborative Learning;CSCL）是与传统的个别化CAI截然不同的概念。个别化CAI注重于人机交互活动对学习的影响，CSCL强调利用计算机支持学生同伴之间的交互活动。在计算机网络通讯工具的支持下，学生们可突破地域和时间上的限制，进行同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动。 　　以上几种模式都是通过软件来实现的。因此搞好计算机辅助教学,关键在于软件的设计。软件的设计是一个复杂的工程,需要专业人员同教育实践人员共同研究来实现。