1.2 ITAI的发展概况学习本节的目的,一方面要了解 ITAI的发展的脉络和概况 ;另一方面,要认识促进 ITAI产生和发展的各种因素的作用,从而为我们在教学中应用信息技术和开发应用于教学的软件提供重要的启发,同时,也为今后在这个领域的研究打下认知方面的基础,
1.2.1 ITAI的兴起
1.2.2 ITAI的发展
1.2.1 ITAI的兴起在 ITAI发展的过程中,特别是在它的初期阶段,
主要是以计算机辅助教学的形式出现,因此在分析和说明促进 ITAI产生和发展的基本因素时,主要是围绕着计算机辅助教学展开的。
计算机辅助教学 (Computer Assisted
Instruction 简称 CAI)的研究与应用始于 1958年,
至今已发展成为信息技术在教学中的广泛应用,
CAI的产生和发展具有广泛的基础,归纳起来主要有三方面,即计算机辅助教学产生和发展的物质基础、社会基础和理论基础,
1.CAI产生和发展的物质基础计算机是 20 世纪人类历史上最伟大的科技成果之一,它的出现对人类社会的发展产生了巨大的影响。从它诞生以来,其发展具有明显的特点。
首先是发展得快,表现在数量增加得快和性能提高得快 。
另一个特点是对社会的发展影响深刻 。 在人类社会发展的过程中,许多重大的科学技术成果都产生过重要的推动作用,计算机的出现和发展,标志着人类步人了信息时代,通过计算机使人类的脑力得以扩大和延伸 。 为教育的改革和发展提供了新的方法和技术手 段,为计算机辅助教学的兴起和发展提供了必不可少的物质基础 。
2.CAI产生和发展的社会基础教育和教学是社会发展的产物,而它本身又要不断地变革,以适应社会发展的需要 。
同样 CAI的产生也是社会发展的产物,
(1)信息社会的基本特点 ;
(2)信息社会对教育提出的要求 ;
(3)教育作出的相应的改革,
(1)信息社会的基本特点
随着科学技术和信息产业的迅速发展,
信息将成为科学技术进步和社会经济发展的重要智力资源 。
传统工业将为知识密集型的,高技术工业,所代替,从事信息产业的人口比例越来越大 。
社会价值的增加主要靠知识,劳动技能主要不是靠体力,而是以智力和知识为基础 。 不断地提高人们的智力,已成为决定生产和经济增长的关键因素 。
(2)信息社会对教育提出的要求信息社会对教育提出的要求,主要表现在:
①,知识更新,加速,,知识激增,,形成所谓的
,知识爆炸,。 这就向教育提出了这样的要求:如何解决人们的学习时间,接受能力和理解能力有限与知识激增的矛盾 。
② 职业更新频繁,知识更新,的加快,必然会影响到职业的更换,终生学习成为社会需求 。
③ 高度发展智力,信息时代不仅要求人们具有丰富的知识,更要求有高度时发展的智力 。 信息时代的教学活动不应以发展人的记忆为主要目标,而应以发展人的智力,创造力和提高学生的信息素养为主要目标 。
(3)教育作出的相应的改革为了适应信息社会的需要,教育作出了相应的改革,包括:
① 从以学校教育为中心向终身教育转变,从培养记忆力向培养创造力转变
② 学习新技术,使用新技术,
1981年由国际信息处理协会主持召开的第三届世界计算机教育会议正式提出,人类具备对文字的阅读和写作能力称为,第一文化,,而将阅读和编写计算机程序的能力称为,第二文化,,
这一方面向人们提出了要不断学习新技术的要求,另一方面也向人们提供了发展教育的新的手段 。 计算机辅助教育就是人们利用计算机这一现代技术解决教学中的许多问题的成功试验 。
3.CAI产生和发展的理论基础计算机辅助教育的产生和发展,受到多方面理论的影响,其中最重要的是教育心理学的影响 。
CAI思想的形成受到两个概念的影响:
教学机器和程序教学 。
为了加深程序教学对 CAI产生作用的认识,
我们观察一个程序教材的样例 。
程序教学样例图 A 分数分布
X f
105 1
104 2
103 3
102 4
101 3
100 0
99 2
98 1
N = 16
1,本图给出了一系列原始分数 。
频率分布
2,图 A中的 X列表示每一个可能的分数值,
而每一个分数出现的频率列在 列。
f
3,图 A中用记号 表示分数值。
X
4,99分这一分数值出现的频率是 。
2
5,通过图 A,你知道用记号 f表示频率分布中每一个分数值出现的 。
频率程序教学的两种模式:直线式和分支式
3 n21
1
8
9
2
11
12
n
直线式分支式从这个样例中可以看出,程序教学的 基本特点
① 学生的,学,与教师的,教,可以在不同的时间和空间进行,在教学观念和形式上都是一个大的变化,
② 具有小的步子,积极反应,及时反馈,自定步调等 。
由于计算机具有存储信息和加工信息的功能,
用它去实现程序教学是再合适不过了,因此,在 20
世纪 50年代,计算机的应用受到广泛重视,程序教学得到普遍应用的美国,计算机辅助教学能够产生并得到发展是历史的必然 。
结论通过上面的分析可以看出:
( 1)计算机的出现和迅速发展,数量的增加和性能的提高,为教学中应用计算机提供了不可缺少的物质基础;
( 2)信息社会的到来,对人才培养提出了新的要求,
改革教学和教育成为教育发展的必然趋势,为计算机辅助教学的产生和发展提供了必要的社会基础;
( 3)新的学习理论的出现和应用,为计算机辅助教学的产生和发展提供了有指导意义的理论基础。
这三方面始终是促进和制约计算机辅助教学发展的重要因素,这三种因素的应用程度也直接反映出
CAI的性能和水平。
对当前信息技术教学应用的思考革新性,CAI是在促进教学改革中产生和发展的 ;
实效性,CAI的产生和发展需要有一定的信息技术设备,
并充分地发挥它们的潜在优势,保证设备的使用效率,
即 CAI具有明显的;
科学性,CAI的应用应有学习理论的指导,使其能够有效地促进学生的学习;
适应性,CAI的产生和发展是顺应社会对人才培养的需要,
不断地提高自身水平,完善其在教学中的应用方式。
注意发挥 CAI的这些特性,对推动信息技术在教学中的应用,具有重要的指导意义。
1.2.2 ITAI的发展
1,计算机辅助教学阶段,( 1) 几个术语
( 2) 计算机辅助教学的发展概况
⒉ 信息技术教学应用阶段,(1)基本情况
( 2) 建构主义学习理论的应用
3,我国 ITAI的发展概况,⑴ 高等学校的教育信息化
⑵ 中小学的教育信息化
4,ITAI的发展方向,在应用上将会呈现出多态性研究方向的基于网络技术的应用
1,计算机辅助教学阶段,
( 1) 几个术语
( 2) 计算机辅助教学的发展概况
( 1)几个术语
① 计算机教学
② 计算机辅助教学
③ 计算机管理教学
④ 计算机辅助教育计算机教学在教学中,计算机有两种作用:一是用作教学目标;二是用作教学过程中的工具。前者称为计算机教学。后者称为计算机辅助教学。
计算机教学分为两个层次:计算机科学
(Computer Science)和计算机文化 (Computer Literacy)。
计算机科学( CS),主要是教给学生有关计算机的专业知识,对计算机系统要有深入、系统的了解,
强调的是计算机的科学性和学术性。计算机文化
(CL),其含意是利用计算机进行信息处理的意识、
知识和能力。此外,还要熟悉计算机的价值,了解计算机的使用对日常生活和工作的影响以及计算机应用中应遵守规则和道德规范。
计算机辅助教学计算机辅助教学是为实现一定的教学目标,
在教学过程中把计算机用作媒体 (或工具 ),帮助教师教或帮助学生学的教学活动,简称
CAI(Computer Assisted Instruction)。
与 CAI类似的一种说法是计算机辅助学习
( CAL,Computer—Assisted Learning),在一些地区,特别是在欧洲用的比较多,而术语 CBI(Computer—Based Instruction)也时常出现。实际上,在许多国家 CAI,CAL和 CBI
这三个术语之间没有太大的差别。
计算机管理教学计算机在教学中的另一种应用是计算机管理教学 (Computer Managed Instruction简称 CMI),通常对
CMI有两种说法,一种是广义的说法,认为计算机在学校管理中的应用,包括教学管理、学校事务管理、图书情报资料管理等,都是计算机管理教学;
另一种说法认为 CMI是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统,包括组织课程和学生数据,监督学生的学习进程,诊断和补救,评价学习结果和为教师提供计划信息等。有的作者又把计算机在学校中的事务管理(如人事档案管理,财务管理,设备管理等)、图书资料管理和具体的教学管理统称为计算机辅助管理。
计算机辅助教育计算机辅助教育是教育者为了提高教育质量和效率,利用计算机技术 (包括硬件技术和软件技术 ),
按照科学的方法解决教育过程中的(如解决教学、
管理中的)问题,所形成的计算机应用领域,通常简称为 CBE (Computer-Based Education)
CBE
CAI CMI
( 2)计算机辅助教学的发展概况美国是开展 CAI研究与应用最早的国家,也是应用得比较普遍的国家,在美国的发展概况基本上代表了 CAI的发展特点。
在观察 CAI的发展时,用不同的视角会得出不同的结论。根据促进 CAI发展的基本因素在 CAI中的应用情况,CAI的发展大体上经历了以下 几个阶段。
① 1958年至 1970年
② 1970年至 1980年
③ 1980年至 1990年
1958年至 1970年
基本情况,这是 CAI发展的初期阶段,在这一时期,主要是以大学和计算机公司为主开展的计算机教学应用软件、硬件开发研究工作,并出现了一些有代表性的系统。
在学习理论的运用方面,在这一时期开发的计算机辅助教学软件基本上体现了行为主义学习理论,即斯金纳的刺激 -反应理论。使用的模式主要是个别指导型和操练型。
使用的计算机技术,主要考察人 —机交互和教学信息的呈现技术。 在这一时期,主要使用的是大型计算机或小型计算机,人 -机交互和信息呈现基本上是通过文本方式实现。
1970年至 1980年
基本情况,这一时期,CAI的应用范围不断扩大,
并进一步趋向实用化。开发的科目除了数学、
物理之外,在医学、语言学、经济学、音乐以及弱智儿童教育、情报处理教育等多种学科领域均开展了 CAI的应用。
智能 CAI的出现,
微型计算机的应用微型机进入教育之后,形成了比以往在课堂上使用过的任何机器都大得多的冲击 。 低廉的价格,可靠的性能和相对容易操作的使用方法,
使之成为在多种教育环境中的理想工具 。
1980年至 1990年
基本情况,80年代美国拥有微型计算机的中小学校明显增加,而且每个学校拥有的计算机数量也大幅度提高 。 特别是微型计算机的广泛应用,使得 CAI迅速发展,在这期间无论是发展规模,还是应用水平都有显著地提高,并成为各类教育的重要组成部分 。
多媒体计算机的应用是这一时期 CAI发展的重要特点。在人 -机交互方式上更加多样化,多种形式表达教学信息;在信息组织方式上采用了超文本技术,
形成超媒体系统,使 CAI发展到一个新的阶段。
在学习理论的应用方面,认知理论成为指导 CAI发展的重要的理论基础。这为开发高质量的 CAI软件提供了重要的理论依据。
⒉ 信息技术教学应用阶段,
进入 20世纪 90年代后,以计算机和通信技术为核心的信息技术在教学中得到了广泛的应用,ITAI的发展发生了新的飞跃,进入到了一个新的发展阶段 。
(1)基本情况
( 2) 建构主义学习理论的应用
(1)基本情况
(仍以美国为例 )
① 高等学校
教学管理网络化
学习资源数字化
大学校园虚拟化
② 中小学校
信息技术设备充足
数字化学习资源丰富
重视教师的培训
基于网络的学习迅速发展
虚拟现实在多科学习中的应用
(2)建构主义学习理论的应用建构主义是认知主义的进一步发展,该理论认为学习者得到的知识是在一定的情境即社会文化背景下,
借助其他人 ( 包括教师和学习伙伴 ) 的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式获得的,而不是通过教师传授得到的 。 因此,建构主义学习理论把
,情境,,,协作,,,会话,和,意义建构,看作是学习环境的四大要素 。 它强调学习环境必须有利于学生对所学内容意义的建构,意义建构是整个学习过程的最终目标 。 所要建构的意义是指:事物的性质,
规律以及事物之间的内在联系 。 建构主义者根据他们对学习的理解,提出了多种教学方法,例如,① 随机通达教学; ② 抛锚式教学; ③ 支架式教学等 。 这些教学方法的提出,为开发 CAI软件提了供重要的理论依据 。
虽然在 90年代以前建构主义学习理论就已提出并形成了它的理论体系,但真正在计算机辅助教学中得到比较广泛的应用还是 90年代以后的事。多媒体和计算机网络,特别是 Internet
网络的普及,为开发能够体现建构主义理论的学习环境提供了良好的条件。
知识经济的出现,对人材的培养提出了更高的要求,要求学生不仅要有丰富的知识,更重要的是要有自我学习的能力,要有创造精神,
这为在 ITAI 中应用建构主义学习理论提出了社会要求。
3.我国 ITAI的发展概况,
⑴ 高等学校的教育信息化
⑵ 中小学的教育信息化
⑴ 高等学校的教育信息化
① 基础设施建设初具规模
② 教育软件建设硕果累累
③ 现代远程教育工程建设取得重大进展
④ 信息技术教学应用不断深入
⑤ 教育信息产业得到较大发展
⑵ 中小学的教育信息化
① 普遍开展信息技术教育
② 实施,校校通,工程
③ 强调信息技术在教学中的应用
4,ITAI的发展方向回顾 ITAI的发展,可以看出学习理论、信息技术对它产生的巨大作用,同时也可以看出社会的发展现状对它的期望和约束,这种期望集中地表现在社会对人才培养的要求上。在我国开展的素质教育的形势下,若要使 ITAI在教育中起到应有的作用,
就必然在它的开发和应用中,十分注意采用有利于培养学生创造能力的理论和技术。因此,在 ITAI的未来发展中,认知理论和建构主义学习理论,会更多地成为 ITAI软件开发和应用的指导理论。
(1)应用的发展方向
(2)研究方向
(1)应用的发展方向
① 应用方式的多样化
② 多种学习资源的集成化
③ 信息技术与学科教学的整合
(2)研究方向
① 基于 Web的学习研究,例如基于网上资源的情境探究学习,基于网上资源的主题研究性学习和基于网络的协作学习。
② 基于网络的适应性学习研究。
③ 计算机支持的协同学习研究。
④ 教育知识管理方法与应用研究。
⑤ 智能代理技术教育应用研究。