基于網(wǎng)絡的CAI的研究

畢蘭蘭

(遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院信息工程系,沈陽 110101)

基于網(wǎng)絡的CAI的研究

畢蘭蘭

(遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院信息工程系,沈陽 110101)

介紹了計算機輔助教學(CAI)的起源和國內(nèi)外計算機輔助教學發(fā)展現(xiàn)狀及 NBCAI的特點并針對我校的實際課題簡要介紹了課題研究背景以及研究意義,同時對未來研究工作提出了展望。

計算機輔助教學;NBCAI

從 20世紀 90年代以來,Internet逐步走上信息時代的歷史舞臺,它為人們提供了一種嶄新的信息交流方式。同時,也隨著信息技術、網(wǎng)絡技術和多媒體技術的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡與教育的有機結(jié)合逐步成為教育領域的一種發(fā)展趨勢。網(wǎng)上計算機輔助教學 (Network Based Computer Assisted Instruc2 tion簡寫為NBCAI)是隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育形式,是構(gòu)筑知識經(jīng)濟時代人們終身學習體系的主要手段。它創(chuàng)造了一種全新的教學模式,打破了傳統(tǒng)教學模式在時空上的限制,采用先進的教學手段和教學方法,可以實現(xiàn)適合學生個體發(fā)展的教學。因此,這種與網(wǎng)絡相結(jié)合的學習系統(tǒng)的開發(fā)與利用越來越受到世界各國的廣泛重視。基于網(wǎng)絡的計算機輔助教學系統(tǒng)是現(xiàn)代遠程教育的一種實施方式。

1 CAI的起源和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

計算機輔助教學 (Computer2Assisted Instruction,簡稱CAI)是教師為了提高教學效果和效率,利用以計算機為中心的豐富的教學資源,改進傳統(tǒng)教學,或為學生提供一個學習環(huán)境,使學生通過與計算機的交互對話進行學習的一種教學形式。

CAI的研究與應用始于 1958年。雖然CAI思想的來源于美國心理學家錫德尼·普萊西的“教學機器”和美國心理學家斯金納 (B.F.Skinner)“程序教學”兩個概念,但CAI技術的發(fā)展和普及都深受計算機科技的影響。在計算機輔助教學的發(fā)展史上有兩個重要的系統(tǒng)對后來的計算機輔助教學發(fā)展起到了重要的作用,產(chǎn)生了深遠的影響。一是 PLATO系統(tǒng),這個系統(tǒng)由 60年代伊里諾斯大學的計算機工程師和教育工作者共同研制而成的;另一個是 1972年Mitre公司與德克薩斯大學、楊伯翰大學合作開發(fā)的 TI CCIT系統(tǒng)。此兩大系統(tǒng)所強調(diào)的是與傳統(tǒng)教學手段不同的互動性及學習者控制的思想,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,當時這些系統(tǒng)都運行在大型計算機上,不利于普及。

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

1991年,美國麻省理工學院 M IT研究開發(fā)的 Athena,開啟了網(wǎng)絡化CAI的新紀元。隨著 Internet技術的發(fā)展,特別是美國 SUN公司“HotJava瀏覽器”的推出,多媒體CAI進入了互聯(lián)網(wǎng)時代?！癏otJava瀏覽器”是使用 Java語言開發(fā)的一種可動態(tài)執(zhí)行的瀏覽器,其突出的特點是具有動畫功能,可向用戶提供超文本格式的圖形、圖像、語音、動畫等多種媒體信息,并能把靜態(tài)文檔轉(zhuǎn)換成可動態(tài)執(zhí)行的代碼。HotJava的出現(xiàn)為多媒體技術與網(wǎng)絡通信技術找到了最理想的結(jié)合點,也為多媒體CAI提供了強大的技術支撐。時至今日,多媒體技術、虛擬實現(xiàn)技術、網(wǎng)絡技術在CAI中的應用更是百花齊放,遠距離教學也成為各方關注的焦點,CAI的研究又將進入一個新的時代。

我國開展計算機輔助教學工作起步較晚,但近幾年發(fā)展很快,已經(jīng)取得了一大批成果。20世紀 80年代初,我國只有少數(shù)科研、教學人員著手開展這項工作,到了 80年代后期,許多CAI課題列入國家重點科技攻關項目,許多科研機關、企業(yè)、學校開發(fā)了大量的教學軟件。

從 90年代中后期至人類社會進入 21世紀以來,我國先后提出了學校教育信息化建設、遠程網(wǎng)絡教育環(huán)境建設、網(wǎng)絡課程和教學媒體資源庫建設、高校網(wǎng)絡建設、高校校通工程、支持高校建立網(wǎng)絡學院、建立高校精品課程項目 (要求必須上網(wǎng),并在網(wǎng)上答疑)等指導意見、規(guī)定和項目并與教育質(zhì)量掛鉤,全面推動了CAI在小學、中學、職業(yè)學校、大學、成人學院全面啟動。

在CAI的發(fā)展過程中,人們一方面試圖跟上計算機發(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)學科中尋找支持。顯然,計算機和教育是CAI的兩個支點。從系統(tǒng)論的觀點出發(fā),我們認為至少可以研究如下三個方面的問題:計算機科學、教育學和計算機與教育之間的關系。進一步地,系統(tǒng)科學、心理學 (特別是教育心理學)、教育學、傳播學、現(xiàn)代教育技術等也各自從不同的角度為計算機科學和教育學提供了理論支持,并直接或間接地對CAI產(chǎn)生影響。心理學和教育學理論對CAI的影響得益于心理學家和教育學家。在CAI的發(fā)展史上,CAI的理論曾有過三次比較大的演變,依次是行為主義學習理論、認知主義學習理論和構(gòu)建主義學習理論的教學理論。

2 基于 Internet的CAI的特點

Internet廣域網(wǎng)在教育上打破了傳統(tǒng)教育的時空限制、地域限制,能更充分地利用教育資源,使優(yōu)秀學校、優(yōu)秀教師、優(yōu)秀課程能為更多的學習者創(chuàng)造受教育的機會。因此,基于Web技術的CAI研究越來越受到人們的重視。網(wǎng)絡CAI具有以下特點:

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

(2)信息的時效性。CAI軟件在網(wǎng)絡環(huán)境中,可以通過網(wǎng)絡在極短的時間內(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、動畫、聲音、影視等教學手段和方法以適應不同學生的學習要求。

(4)使用的交互性。學生和教師可以快速地相互雙向交流信息,教師通過計算機網(wǎng)絡向?qū)W生教授課程內(nèi)容;師生間通過網(wǎng)絡進行討論、答疑;利用題庫鞏固和提高所學知識;教師通過網(wǎng)絡批改作業(yè)及試卷等。

(5)學習者的個別性。學生可以根據(jù)自己的實際情況按照自己進程安排學習計劃,教師可對學生的學習情況和特點進行歸納、總結(jié),以便進一步改進教學方法和教學內(nèi)容。

(6)教學管理的可操作性。許多教學管理問題可在網(wǎng)上解決,如選課報名、活動報名等都可以直接在網(wǎng)上進行。

(7)訪問的便捷性。它不受時間和空間的限制,學生可以按自己的時間表隨時隨地進行學習。

(8)課堂的虛擬性。借助計算機的虛擬技術,直觀地演示教學內(nèi)容中的假設、推理,以及模擬教學實驗環(huán)境,讓學生進行“實際”的實驗操作,培養(yǎng)學生的動手能力。

3 研究的背景和意義

3.1 課題來源和研究背景

在信息技術飛速發(fā)展的今天,計算機技術已廣泛應用到社會生產(chǎn)的各行各業(yè)當中,不掌握計算機技術,就無法掌握最先進、最有效的研究開發(fā)手段,將影響到其所從事學科的發(fā)展。因此,計算機基礎教育是 21世紀的大學生最重要的基礎教育之一。“計算機技術基礎”課程是針對遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院非計算機專業(yè)的大學生開設的一門公共基礎課程。開設該門課程的目的在于讓遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院非計算機專業(yè)的大學生了解計算機基礎知識、掌握計算機基本開發(fā)技術以及培養(yǎng)學生計算機的應用能力。

為此,我們提出開發(fā)“遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院網(wǎng)上計算機輔助教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)”這樣一個課題。該課題是以遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院的“計算機技術基礎”為例進行的,課題完成以后,將應用到實際教學之中,為學生提供課堂外網(wǎng)絡課堂、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上考試、作業(yè)管理等遠程輔助教學環(huán)境。

3.2 課題研究的意義

本文的研究基礎是一個實際課題——“遼寧林業(yè)職業(yè)技術學院網(wǎng)上計算機輔助教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)”。基于 B/S的“計算機技術基礎”CAI軟件開發(fā)與應用,將能實現(xiàn)學習資源共享、師生教學的互動、提供個性化的學習空間,大大提高教學效率。同時通過本課題的研究,積累網(wǎng)絡輔助教學系統(tǒng)設計開發(fā)經(jīng)驗,為后續(xù)的研究做準備。

近年來,隨著計算機網(wǎng)絡通信技術及多媒體技術的發(fā)展,基于 Internet的網(wǎng)上教育受到了全球性的關注。與此同時,教育部制訂并經(jīng)國務院批準的《面向二十一世紀教育振興行動計劃》中也明確提出:現(xiàn)代遠程教育是隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育方式,是構(gòu)筑知識經(jīng)濟時代人們終身學習體系的主要手段。因此,研究基于因特網(wǎng)的各類型教學系統(tǒng),已是刻不容緩的問題。

今后的網(wǎng)上教學系統(tǒng)將朝著更富交互性、個性化、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方向開展。

[1]楊雪濤.基于 B/S的遠程輔助教學系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].重慶大學學報,2007,(3).

[2]耿楓.基于 WEB的遠程教學系統(tǒng)的分析與研究 [J].武漢理工大學學報,2008,(5).

G434

A

1674-6341(2010)02-0111-02

2010-03-01

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

責任編輯:柴造坡