基于网络的CAI的研究

毕兰兰

(辽宁林业职业技术学院信息工程系,沈阳 110101)

基于网络的CAI的研究

毕兰兰

(辽宁林业职业技术学院信息工程系,沈阳 110101)

介绍了计算机辅助教学(CAI)的起源和国内外计算机辅助教学发展现状及 NBCAI的特点并针对我校的实际课题简要介绍了课题研究背景以及研究意义,同时对未来研究工作提出了展望。

计算机辅助教学;NBCAI

从 20世纪 90年代以来,Internet逐步走上信息时代的历史舞台,它为人们提供了一种崭新的信息交流方式。同时,也随着信息技术、网络技术和多媒体技术的飞速发展,网络与教育的有机结合逐步成为教育领域的一种发展趋势。网上计算机辅助教学 (Network Based Computer Assisted Instruc2 tion简写为NBCAI)是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育形式,是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。它创造了一种全新的教学模式,打破了传统教学模式在时空上的限制,采用先进的教学手段和教学方法,可以实现适合学生个体发展的教学。因此,这种与网络相结合的学习系统的开发与利用越来越受到世界各国的广泛重视。基于网络的计算机辅助教学系统是现代远程教育的一种实施方式。

1 CAI的起源和国内外发展现状

计算机辅助教学 (Computer2Assisted Instruction,简称CAI)是教师为了提高教学效果和效率,利用以计算机为中心的丰富的教学资源,改进传统教学,或为学生提供一个学习环境,使学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式。

CAI的研究与应用始于 1958年。虽然CAI思想的来源于美国心理学家锡德尼·普莱西的“教学机器”和美国心理学家斯金纳 (B.F.Skinner)“程序教学”两个概念,但CAI技术的发展和普及都深受计算机科技的影响。在计算机辅助教学的发展史上有两个重要的系统对后来的计算机辅助教学发展起到了重要的作用,产生了深远的影响。一是 PLATO系统,这个系统由 60年代伊里诺斯大学的计算机工程师和教育工作者共同研制而成的;另一个是 1972年Mitre公司与德克萨斯大学、杨伯翰大学合作开发的 TI CCIT系统。此两大系统所强调的是与传统教学手段不同的互动性及学习者控制的思想,充分表现了CAI的基本精神,可谓CAI发展史上的重要典范。不过,当时这些系统都运行在大型计算机上,不利于普及。

1978年的 AppleⅡ以及 1981年的 IBM个人电脑的出现和普及,对CAI的发展和普及影响很大。从此以后,大部分CAI软件的运行环境均以个人电脑为平台,使CAI真正运用到普通的教学过程中。20世纪 80年代末和 90年代初,多媒体计算机的出现,使计算机具有综合处理文字、图形、声音、图像的能力,这些技术显示出计算机在教育和人才培训方面所具有的非凡才干,也使CAI发展到一个新的阶段。CAI从此走向实用性阶段。

1991年,美国麻省理工学院 M IT研究开发的 Athena,开启了网络化CAI的新纪元。随着 Internet技术的发展,特别是美国 SUN公司“HotJava浏览器”的推出,多媒体CAI进入了互联网时代。“HotJava浏览器”是使用 Java语言开发的一种可动态执行的浏览器,其突出的特点是具有动画功能,可向用户提供超文本格式的图形、图像、语音、动画等多种媒体信息,并能把静态文档转换成可动态执行的代码。HotJava的出现为多媒体技术与网络通信技术找到了最理想的结合点,也为多媒体CAI提供了强大的技术支撑。时至今日,多媒体技术、虚拟实现技术、网络技术在CAI中的应用更是百花齐放,远距离教学也成为各方关注的焦点,CAI的研究又将进入一个新的时代。

我国开展计算机辅助教学工作起步较晚,但近几年发展很快,已经取得了一大批成果。20世纪 80年代初,我国只有少数科研、教学人员着手开展这项工作,到了 80年代后期,许多CAI课题列入国家重点科技攻关项目,许多科研机关、企业、学校开发了大量的教学软件。

从 90年代中后期至人类社会进入 21世纪以来,我国先后提出了学校教育信息化建设、远程网络教育环境建设、网络课程和教学媒体资源库建设、高校网络建设、高校校通工程、支持高校建立网络学院、建立高校精品课程项目 (要求必须上网,并在网上答疑)等指导意见、规定和项目并与教育质量挂钩,全面推动了CAI在小学、中学、职业学校、大学、成人学院全面启动。

在CAI的发展过程中,人们一方面试图跟上计算机发展的步伐,另一方面也在探索CAI自身的规律,并从传统学科中寻找支持。显然,计算机和教育是CAI的两个支点。从系统论的观点出发,我们认为至少可以研究如下三个方面的问题:计算机科学、教育学和计算机与教育之间的关系。进一步地,系统科学、心理学 (特别是教育心理学)、教育学、传播学、现代教育技术等也各自从不同的角度为计算机科学和教育学提供了理论支持,并直接或间接地对CAI产生影响。心理学和教育学理论对CAI的影响得益于心理学家和教育学家。在CAI的发展史上,CAI的理论曾有过三次比较大的演变,依次是行为主义学习理论、认知主义学习理论和构建主义学习理论的教学理论。

2 基于 Internet的CAI的特点

Internet广域网在教育上打破了传统教育的时空限制、地域限制,能更充分地利用教育资源,使优秀学校、优秀教师、优秀课程能为更多的学习者创造受教育的机会。因此,基于Web技术的CAI研究越来越受到人们的重视。网络CAI具有以下特点:

(1)资源的共享性。网络资源共享包含了网络环境资源、网络信息资源、网络人力资源的共享,其中网络信息资源是核心。

(2)信息的时效性。CAI软件在网络环境中,可以通过网络在极短的时间内获得所需的信息,如教材、参考资料等。

(3)媒体的多样性。它能提供多种文本、动画、声音、影视等教学手段和方法以适应不同学生的学习要求。

(4)使用的交互性。学生和教师可以快速地相互双向交流信息,教师通过计算机网络向学生教授课程内容;师生间通过网络进行讨论、答疑;利用题库巩固和提高所学知识;教师通过网络批改作业及试卷等。

(5)学习者的个别性。学生可以根据自己的实际情况按照自己进程安排学习计划,教师可对学生的学习情况和特点进行归纳、总结,以便进一步改进教学方法和教学内容。

(6)教学管理的可操作性。许多教学管理问题可在网上解决,如选课报名、活动报名等都可以直接在网上进行。

(7)访问的便捷性。它不受时间和空间的限制,学生可以按自己的时间表随时随地进行学习。

(8)课堂的虚拟性。借助计算机的虚拟技术,直观地演示教学内容中的假设、推理,以及模拟教学实验环境,让学生进行“实际”的实验操作,培养学生的动手能力。

3 研究的背景和意义

3.1 课题来源和研究背景

在信息技术飞速发展的今天,计算机技术已广泛应用到社会生产的各行各业当中,不掌握计算机技术,就无法掌握最先进、最有效的研究开发手段,将影响到其所从事学科的发展。因此,计算机基础教育是 21世纪的大学生最重要的基础教育之一。“计算机技术基础”课程是针对辽宁林业职业技术学院非计算机专业的大学生开设的一门公共基础课程。开设该门课程的目的在于让辽宁林业职业技术学院非计算机专业的大学生了解计算机基础知识、掌握计算机基本开发技术以及培养学生计算机的应用能力。

为此,我们提出开发“辽宁林业职业技术学院网上计算机辅助教学系统的设计与实现”这样一个课题。该课题是以辽宁林业职业技术学院的“计算机技术基础”为例进行的,课题完成以后,将应用到实际教学之中,为学生提供课堂外网络课堂、网上答疑、网上考试、作业管理等远程辅助教学环境。

3.2 课题研究的意义

本文的研究基础是一个实际课题——“辽宁林业职业技术学院网上计算机辅助教学系统的设计与实现”。基于 B/S的“计算机技术基础”CAI软件开发与应用,将能实现学习资源共享、师生教学的互动、提供个性化的学习空间,大大提高教学效率。同时通过本课题的研究,积累网络辅助教学系统设计开发经验,为后续的研究做准备。

近年来,随着计算机网络通信技术及多媒体技术的发展,基于 Internet的网上教育受到了全球性的关注。与此同时,教育部制订并经国务院批准的《面向二十一世纪教育振兴行动计划》中也明确提出:现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式,是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。因此,研究基于因特网的各类型教学系统,已是刻不容缓的问题。

今后的网上教学系统将朝着更富交互性、个性化、合作化和智能化的方向发展,我们今后的研究工作也将向着这个方向开展。

[1]杨雪涛.基于 B/S的远程辅助教学系统的研究与开发[J].重庆大学学报,2007,(3).

[2]耿枫.基于 WEB的远程教学系统的分析与研究 [J].武汉理工大学学报,2008,(5).

G434

A

1674-6341(2010)02-0111-02

2010-03-01

毕兰兰 (1979-),女,辽宁沈阳人,讲师,硕士,从事图形图像处理及动漫方向研究。

责任编辑:柴造坡