畢蘭蘭

(遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系,沈陽(yáng) 110101)

基于網(wǎng)絡(luò)的CAI的研究

畢蘭蘭

(遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系,沈陽(yáng) 110101)

介紹了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)的起源和國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及 NBCAI的特點(diǎn)并針對(duì)我校的實(shí)際課題簡(jiǎn)要介紹了課題研究背景以及研究意義,同時(shí)對(duì)未來(lái)研究工作提出了展望。

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué);NBCAI

從 20世紀(jì) 90年代以來(lái),Internet逐步走上信息時(shí)代的歷史舞臺(tái),它為人們提供了一種嶄新的信息交流方式。同時(shí),也隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)與教育的有機(jī)結(jié)合逐步成為教育領(lǐng)域的一種發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)上計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) (Network Based Computer Assisted Instruc2 tion簡(jiǎn)寫為NBCAI)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育形式,是構(gòu)筑知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代人們終身學(xué)習(xí)體系的主要手段。它創(chuàng)造了一種全新的教學(xué)模式,打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時(shí)空上的限制,采用先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)方法,可以實(shí)現(xiàn)適合學(xué)生個(gè)體發(fā)展的教學(xué)。因此,這種與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)與利用越來(lái)越受到世界各國(guó)的廣泛重視?；诰W(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的一種實(shí)施方式。

1 CAI的起源和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) (Computer2Assisted Instruction,簡(jiǎn)稱CAI)是教師為了提高教學(xué)效果和效率,利用以計(jì)算機(jī)為中心的豐富的教學(xué)資源,改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué),或?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境,使學(xué)生通過與計(jì)算機(jī)的交互對(duì)話進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)形式。

CAI的研究與應(yīng)用始于 1958年。雖然CAI思想的來(lái)源于美國(guó)心理學(xué)家錫德尼·普萊西的“教學(xué)機(jī)器”和美國(guó)心理學(xué)家斯金納 (B.F.Skinner)“程序教學(xué)”兩個(gè)概念,但CAI技術(shù)的發(fā)展和普及都深受計(jì)算機(jī)科技的影響。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展史上有兩個(gè)重要的系統(tǒng)對(duì)后來(lái)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展起到了重要的作用,產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。一是 PLATO系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)由 60年代伊里諾斯大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程師和教育工作者共同研制而成的;另一個(gè)是 1972年Mitre公司與德克薩斯大學(xué)、楊伯翰大學(xué)合作開發(fā)的 TI CCIT系統(tǒng)。此兩大系統(tǒng)所強(qiáng)調(diào)的是與傳統(tǒng)教學(xué)手段不同的互動(dòng)性及學(xué)習(xí)者控制的思想,充分表現(xiàn)了CAI的基本精神,可謂CAI發(fā)展史上的重要典范。不過,當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)都運(yùn)行在大型計(jì)算機(jī)上,不利于普及。

1978年的 AppleⅡ以及 1981年的 IBM個(gè)人電腦的出現(xiàn)和普及,對(duì)CAI的發(fā)展和普及影響很大。從此以后,大部分CAI軟件的運(yùn)行環(huán)境均以個(gè)人電腦為平臺(tái),使CAI真正運(yùn)用到普通的教學(xué)過程中。20世紀(jì) 80年代末和 90年代初,多媒體計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),使計(jì)算機(jī)具有綜合處理文字、圖形、聲音、圖像的能力,這些技術(shù)顯示出計(jì)算機(jī)在教育和人才培訓(xùn)方面所具有的非凡才干,也使CAI發(fā)展到一個(gè)新的階段。CAI從此走向?qū)嵱眯噪A段。

1991年,美國(guó)麻省理工學(xué)院 M IT研究開發(fā)的 Athena,開啟了網(wǎng)絡(luò)化CAI的新紀(jì)元。隨著 Internet技術(shù)的發(fā)展,特別是美國(guó) SUN公司“HotJava瀏覽器”的推出,多媒體CAI進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代?！癏otJava瀏覽器”是使用 Java語(yǔ)言開發(fā)的一種可動(dòng)態(tài)執(zhí)行的瀏覽器,其突出的特點(diǎn)是具有動(dòng)畫功能,可向用戶提供超文本格式的圖形、圖像、語(yǔ)音、動(dòng)畫等多種媒體信息,并能把靜態(tài)文檔轉(zhuǎn)換成可動(dòng)態(tài)執(zhí)行的代碼。HotJava的出現(xiàn)為多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)找到了最理想的結(jié)合點(diǎn),也為多媒體CAI提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。時(shí)至今日,多媒體技術(shù)、虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在CAI中的應(yīng)用更是百花齊放,遠(yuǎn)距離教學(xué)也成為各方關(guān)注的焦點(diǎn),CAI的研究又將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。

我國(guó)開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工作起步較晚,但近幾年發(fā)展很快,已經(jīng)取得了一大批成果。20世紀(jì) 80年代初,我國(guó)只有少數(shù)科研、教學(xué)人員著手開展這項(xiàng)工作,到了 80年代后期,許多CAI課題列入國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,許多科研機(jī)關(guān)、企業(yè)、學(xué)校開發(fā)了大量的教學(xué)軟件。

從 90年代中后期至人類社會(huì)進(jìn)入 21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)先后提出了學(xué)校教育信息化建設(shè)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)課程和教學(xué)媒體資源庫(kù)建設(shè)、高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、高校校通工程、支持高校建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、建立高校精品課程項(xiàng)目 (要求必須上網(wǎng),并在網(wǎng)上答疑)等指導(dǎo)意見、規(guī)定和項(xiàng)目并與教育質(zhì)量掛鉤,全面推動(dòng)了CAI在小學(xué)、中學(xué)、職業(yè)學(xué)校、大學(xué)、成人學(xué)院全面啟動(dòng)。

在CAI的發(fā)展過程中,人們一方面試圖跟上計(jì)算機(jī)發(fā)展的步伐,另一方面也在探索CAI自身的規(guī)律,并從傳統(tǒng)學(xué)科中尋找支持。顯然,計(jì)算機(jī)和教育是CAI的兩個(gè)支點(diǎn)。從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā),我們認(rèn)為至少可以研究如下三個(gè)方面的問題:計(jì)算機(jī)科學(xué)、教育學(xué)和計(jì)算機(jī)與教育之間的關(guān)系。進(jìn)一步地,系統(tǒng)科學(xué)、心理學(xué) (特別是教育心理學(xué))、教育學(xué)、傳播學(xué)、現(xiàn)代教育技術(shù)等也各自從不同的角度為計(jì)算機(jī)科學(xué)和教育學(xué)提供了理論支持,并直接或間接地對(duì)CAI產(chǎn)生影響。心理學(xué)和教育學(xué)理論對(duì)CAI的影響得益于心理學(xué)家和教育學(xué)家。在CAI的發(fā)展史上,CAI的理論曾有過三次比較大的演變,依次是行為主義學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論和構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)理論。

2 基于 Internet的CAI的特點(diǎn)

Internet廣域網(wǎng)在教育上打破了傳統(tǒng)教育的時(shí)空限制、地域限制,能更充分地利用教育資源,使優(yōu)秀學(xué)校、優(yōu)秀教師、優(yōu)秀課程能為更多的學(xué)習(xí)者創(chuàng)造受教育的機(jī)會(huì)。因此,基于Web技術(shù)的CAI研究越來(lái)越受到人們的重視。網(wǎng)絡(luò)CAI具有以下特點(diǎn):

(1)資源的共享性。網(wǎng)絡(luò)資源共享包含了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境資源、網(wǎng)絡(luò)信息資源、網(wǎng)絡(luò)人力資源的共享,其中網(wǎng)絡(luò)信息資源是核心。

(2)信息的時(shí)效性。CAI軟件在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,可以通過網(wǎng)絡(luò)在極短的時(shí)間內(nèi)獲得所需的信息,如教材、參考資料等。

(3)媒體的多樣性。它能提供多種文本、動(dòng)畫、聲音、影視等教學(xué)手段和方法以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。

(4)使用的交互性。學(xué)生和教師可以快速地相互雙向交流信息,教師通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生教授課程內(nèi)容;師生間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行討論、答疑;利用題庫(kù)鞏固和提高所學(xué)知識(shí);教師通過網(wǎng)絡(luò)批改作業(yè)及試卷等。

(5)學(xué)習(xí)者的個(gè)別性。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況按照自己進(jìn)程安排學(xué)習(xí)計(jì)劃,教師可對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和特點(diǎn)進(jìn)行歸納、總結(jié),以便進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。

(6)教學(xué)管理的可操作性。許多教學(xué)管理問題可在網(wǎng)上解決,如選課報(bào)名、活動(dòng)報(bào)名等都可以直接在網(wǎng)上進(jìn)行。

(7)訪問的便捷性。它不受時(shí)間和空間的限制,學(xué)生可以按自己的時(shí)間表隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

(8)課堂的虛擬性。借助計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù),直觀地演示教學(xué)內(nèi)容中的假設(shè)、推理,以及模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生進(jìn)行“實(shí)際”的實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

3 研究的背景和意義

3.1 課題來(lái)源和研究背景

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天,計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)的各行各業(yè)當(dāng)中,不掌握計(jì)算機(jī)技術(shù),就無(wú)法掌握最先進(jìn)、最有效的研究開發(fā)手段,將影響到其所從事學(xué)科的發(fā)展。因此,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是 21世紀(jì)的大學(xué)生最重要的基礎(chǔ)教育之一?！坝?jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”課程是針對(duì)遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課程。開設(shè)該門課程的目的在于讓遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生了解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、掌握計(jì)算機(jī)基本開發(fā)技術(shù)以及培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力。

為此,我們提出開發(fā)“遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)上計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”這樣一個(gè)課題。該課題是以遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”為例進(jìn)行的,課題完成以后,將應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)之中,為學(xué)生提供課堂外網(wǎng)絡(luò)課堂、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上考試、作業(yè)管理等遠(yuǎn)程輔助教學(xué)環(huán)境。

3.2 課題研究的意義

本文的研究基礎(chǔ)是一個(gè)實(shí)際課題——“遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)上計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”?；?B/S的“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”CAI軟件開發(fā)與應(yīng)用,將能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源共享、師生教學(xué)的互動(dòng)、提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間,大大提高教學(xué)效率。同時(shí)通過本課題的研究,積累網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)的研究做準(zhǔn)備。

近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展,基于 Internet的網(wǎng)上教育受到了全球性的關(guān)注。與此同時(shí),教育部制訂并經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《面向二十一世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》中也明確提出:現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育方式,是構(gòu)筑知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代人們終身學(xué)習(xí)體系的主要手段。因此,研究基于因特網(wǎng)的各類型教學(xué)系統(tǒng),已是刻不容緩的問題。

今后的網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)將朝著更富交互性、個(gè)性化、合作化和智能化的方向發(fā)展,我們今后的研究工作也將向著這個(gè)方向開展。

[1]楊雪濤.基于 B/S的遠(yuǎn)程輔助教學(xué)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2007,(3).

[2]耿楓.基于 WEB的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的分析與研究 [J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(5).

G434

A

1674-6341(2010)02-0111-02

2010-03-01

畢蘭蘭 (1979-),女,遼寧沈陽(yáng)人,講師,碩士,從事圖形圖像處理及動(dòng)漫方向研究。

責(zé)任編輯:柴造坡