一、计算机辅助教学的模式和特点

CAI 是计算机教育应用的领域之一，在教育技术中具有重要的地位和引人瞩目的发展前景。

教学活动从本质上来说是教师与学生之间信息交流的过程。教师的作用是处理信息、选择方法、呈现信息，判断学生的反应、评价学生的学习并反馈于教学过程。由于计算机具有信息输入、储存、逻辑判断和输出等功能，可以模拟教师的教学行为，实现教师的功能。

CAI 的教学模式

计算机被用于辅助教学最初是向学生提供练习和程序教学。目前国内外的 CAI 种类繁多，依据系统功能上的差异可分为以下几种类型：

（1—授课模式（Teaching）

这种模式主要用于个别化教学的情境，即用计算机扮演教师的角色，通过计算机与学生进行一系列的“人—机对话”而展开教学活动。

进行授课模式的教学，首先教师要根据教学内容设计出知识信息序列，根据教学目标设计出问题序列和学生应做出的反应，编写成计算机程序，形式 CAI 课件。然后在教学中进行试验，根据试验中发现的问题对原设计进行修改，形成符合教学要求和学生认识规律的课件供学生学习使用。这个课件的程序主要包括引入新的概念、讲述原理、插入启发性的问题、判断分析学生的回答等，使教学逐步前进。在这里所储存的教学内容可以是文字资料、图画、动画、照片、电影、录像等多种形式。

学生在学习时，利用微机或终端机按照自己的水平、进度等不同情况来进行。开机后自动进入学习系统或从主机中调出课程内容。一般是计算机先向学生呈现一小段学习内容，然后提出问题，学生利用键盘输入自己的回答。如果回答正确，计算机通过判断给予正强化并呈现下一步的学习内容。否则，将通过分枝系统提供适当的帮助，这里包括暗示、讲解、正确的回答或必要

的补充材料。

这种模式包括两种教学方法。一种是程序教学法或称为个别指导法

（TGutoriae）。这种教学方法学习的主动权完全由计算机控制，在“对话” 中总是由计算机提出问题，并根据学生的回答来决定下一步的学习活动。另一种是谈话法（Dialogue）。这种教学方法所出现的情境与苏格拉底倡导的谈话法相似，它允许学生与计算机进行较为自由的对话，学生也可以主动地提出问题，计算机由生成式程序按照一定的教学策略动态地控制教学过程。

练习模式（Practice）

这种模式是围绕一个主题向学生提供一系列难度渐进的习题。在使用时，由计算机逐题或随机地呈现出来，要求学生即时回答，计算机给出反馈信息告诉学生回答正确与否或给予适当的评价，并决策是向更深入的问题发展还是复习基本知识等步骤。这种教学方法的目的不是向学生提供新知识，而在于通过大量的练习训练学生形成熟练的技能和加强对基本概念的理解，巩固知识和形成解决问题的能力。

如何显示计算机内存储的题目，对学生的学习效果具有不同的作用。最简单的形式是具有向学生逐个地显示习题、核对答案和记分等一般功能，学生在程序的多次刺激下进行学习和记忆。此类形式在学生多次使用后，便失去兴趣。稍复杂的程序是用随机的方式由存储表选择题目，保证学生在多次使用时每次显示的题目或顺序都不大相同，能提高学生的学习兴趣，再复杂一些的程序则具有更强的功能，它不但能随机选择题目、评价学生的回答，而且还能够记录题目使用的次数及每次学生的回答。如此，使题库中的题目充分发挥出效能，使学生易答错的题目多次显示，反复强化学生的学习。

利用计算机进行练习，首先要使计算机中拥有大量的习题和标准答案，建立习题库，以便计算机按照程序原则从中选取。有些题目也可由计算机按照一定的规则动态地生成，表现出适应学生个别差异的能力。同时还要设计出等级标准，以决定其练习是否通过。例如在 10 个题目的练习中，答对 6— 7 题为合格，8—9 题为良好，10 题全对为优秀。使学生了解自己的学习所达到的程度。

模拟模式（Simulation）

模拟是在控制的状态下对真实现象的模仿。如当真实实验太昂贵、受条件限制难于实现；或进行真实实验现象也难于观察或包含危险因素时，可采用计算机模拟的方法。教学模拟有以下几种类型：

模拟实验：在理工科教学中，计算机常被用来模拟实验环境，代替或加强传统实验的手段，被称为“干式实验”。如 PLATOIV 型系统可以利用模拟技术在遗传学中教遗传学的定律。在计算机的程序中存有带不同特征的果蝇身体部件图，包括头、眼、双翅、胸和腹等。当学生进行实验时，计算机首先呈现亲本果蝇的几个世系，让他们观察。这些亲本果蝇中除具有正常特征的外，还有某些突变型的果蝇，如白眼的、粉眼的或红眼的；翅有退化的、残翅的及无翅的；身体的颜色有黑色、漆黑或褐色等。学生可以选择其中的某些亲本做交配实验，几秒钟之内后代就会显示出来。因为大多数变异特征是隐性的，在 F1 代中不表现出来，学生还可以选择 F1 代中的某些果蝇作亲本，去获得 F2 代、F3 代等，全部后代都是根据孟德尔的遗传法则，按随机和概率的方法产生的。然后学生可根据模拟结果提出假设，进行正式实验。进行一组常规果蝇实验一般需要几周的时间，还需要一定的费用和材料，而利

用计算机进行模拟实验，只需 3—4 个小时就能做完孟德尔遗传学的基本实验。利用计算机模拟实验的方法，不但费用低、时间短，而且培养了学生的科学方法。

模拟训练：计算机控制的模拟训练器能够逼真的产生操作环境，以训练专门的技能或专门的技术人员。例如，飞行模拟器能够模拟飞机的各种飞行姿态，使学生员做非常接近实际的飞行操作。这种训练方法不损耗真实设备，既节约又安全，在车船驾驶、武器操作等许多方面得到了应用。

模拟教学演示：在理科教学中，有许多客观事物变化的过程及变化中所产生的各种现象，难于在课堂教学中进行演示，使学生无法获得直观的感性认识。利用计算机产生的动态图像，则可模拟某些变化的过程和现象。例如福州市五中王希贤老师所设计的“心脏的构造与工作原理”，开机后画面上呈现心脏的剖视图，讲解后开始演示过程。首先是局部结构和功能的演示，说明心房、心室、瓣膜的作用。最后是心脏的搏动过程，出现动态的心房和心室交替收缩的画面，并且按 1—9 的任一数字键可改变心律的快慢。在演示过程中，配合画面有中文说明和操作提示，为照顾不同的解说速度安排了若干次暂停，然后按任一键继续演示。

游戏（Game）

游戏是利用计算机产生一种带有竞争性的学习环境，把科学性、教育性和趣味性溶为一体，达到“寓教于乐”的目的。多数游戏是为了锻炼学生的决策而设计的，因为一个游戏过程必然涉及多个步骤，第一步上又有多种选择，这就迫使学生尽可能应用所学过的各种知识，千方百计地寻求取胜的策略。

从教育的目的来看，游戏可分为娱乐性游戏和教学性游戏两种。娱乐性游戏可以利用学生个人的兴趣爱好，通过游戏使他们熟悉计算机，学会利用规则解决问题，并产生通过拼搏获得胜利的渴望。教学游戏是指其内容和过程有与教学相关的目标，通过游戏复习知识或解决教学中的一些问题。目前较多的教学游戏是关于单词和词组的学习。设计教学游戏的重要一步是定义其基本结构，使之尽可能接近教学的内容和过程。同时也要设计游戏的规则和获胜的准则。

探索学习模式（Approach Learning）

探索学习是将学生置身于某一环境之中，给他们提供探索、分析、掌握教学内容的原理和工具，以解决与实际背景较为接近的问题。美国麻省理工学院（ MassachusettsInstitute of Technologe ）的西摩·佩珀特

（SeymowrPapert）等人创造了一种供学生使用的程序设计语言 LOGO，试图利用计算机为学生建立一个学习环境，解决各种作图问题。LOGO 语言允许学生用简单的术语与计算机对话，学生可按一定的语言规则在屏幕上移动一个“海龟”（turtle）使之按指定的方向划线，产生各种各样的图形。如此，学生在学习语言操作的基础上，试着使用各种命令及其新的组合，会产生预期的或偶然发现的结果，使学生在极大的兴趣中进行学习。

CAI 的特点

计算机不但可以按照预先编制的程序自动地工作，自动地实现教学的每一个步骤，而且还可以拥有多种控制，使学生能根据自己的情况自定内容、自定进度地进行学习。
计算机具有逻辑判断的功能，能对学生的反应做出判断、评价及相

应的决策。对学生的反应能及时反馈，指导学生的学习，使学生了解自己的学习情况，增强学习的自信心。

计算机具有对信息记忆、储存的功能，教师和学生可以随时提取和检索。它不但可以储存大量的教学材料，还可以把每个学生的学习情况记录下来，供教师分析参考，以便对不同的学生给予不同的帮助，有利于因材施教。
计算机辅助教学是通过人—机对话来实现的，当呈现信息后学生必须做出相应的反应，才能进入下一步的学习。一般的是计算机提出问题学生回答，而智能型计算机系统也可回答学生提出的问题，具有很强的交互性，能激发学生的积极性和主动性。
计算机呈现信息的方式是多种多样的。可以显示文字、图形、动画等，还可以是真实的画面和声音，为学生的学习提供大量的感性材料，同时提高他们的学习兴趣。