浅析网络CAI课件设计原理

摘要:随着科学技术的飞速发展,网络迅速进入社会的各个领域,它在不断改变人们生活方式的同时,也为CAI课件设计提供了新的思路、扩展了新的空间。该文介绍了CAI课件的相关理论、发展网络CAI的趋势和必然性以及网络CAI课件设计的总体方案。

关键词:CAI课件,网络CAI,总体设计

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)13-3571-02

1 CAI简介

CAI是Computer Assisted Instruction(计算机辅助教学)的简称,它是一种利用计算机的各种功能和特性,通过人机交互让学生实现有效学习的途径。CAI虽然被广泛译为“计算机辅助教学”,但从目前的实践来看,其辅助教学的范围远远大于CAI的本义。

CAI系统是以计算机为基础,教授双方共同参与的教学系统。它是计算机多媒体、网络技术在教育领域应用的成功典范,是现代教育思想、教学手段、教学方法重大变革的有力保障,是利用远程教育进行培训、学习、实施终身教育的基础平台,是社会现代化发展的必然产物。CAI系统包括计算机硬件、计算机软件及包含教学内容、反映教学过程的课件三部分,其中课件是最重要的部分。

1.1 CAI课件的特点

1.1.1 交互性与个别化教学

在良好的人机界面导航机制作用下,CAI系统的交互性能使学生积极主动地参与到学习过程当中,充分发挥其能动作用。学生还可以自行选择学习内容,控制学习的步调和速度, 因而可以做到因材施教,实现个别化教学。

1.1.2 内容与形式多样化

CAI系统的教学内容与表现形式多样,不仅可以运用图形、文字及各种动态形象表达教学内容,还可以通过声音模拟进行教学,集图、文、声于一体,从而提高教学的效率和质量。

1.1.3广泛的适用性

只要具备相应的软硬件,CAI不仅适用于校园教育,还适用于家庭教育和社会教育,通过计算机网络,还可以有效地应用于远程教育。它不仅适用于各门学科的教学,还适应不同层次学习者的需要,具有极为广泛的适用性。

1.1.4 数据容量大,信息读写速度快

随着计算机技术的发展,大容量的存储器使得CAI系统能够存储大量的数据、档案资料、程序、教学软件;而CPU运算速度和存储器读写速度的提高,使得CAI信息的读写时间极其短暂,能够及时提供教学信息,并能及时测定和评价学生的学习效果。

1.1.5 能模拟,可通信

随着计算机虚拟现实技术的发展,使用CAI系统来模拟教学实验过程、模拟训练、教学演示已成为现实。如果把CAI系统与通信设备进行连接,还可以建立CAI网络,使学习者能够互相交流,共享系统资源,从而有效地进行远距离,大范围的交互式教学。

1.2 CAI课件的功能

1.2.1 CAI能将复杂问题层次化

科学的概念、定理定律并非通过简单的讲解就能被学生理解,如果能把所涉及的问题划分为若干个相互联系的部分,通过彼此间的逻辑关系就能把复杂问题层次化。CAI课件通过控制图文显示的时间与次序,窗口切换等功能,可以达到控制教学过程,掌握教学节奏的目的,便于实施层次化教学。

1.2.2 静态图形动态化

教学过程中为了表现某种形式或关系,经常会使用静态图形,但静态图形无法表现出其中的动态联系。而CAI可以通过预先设计的程序,利用参数的变化实时绘制图形,动态描述静态图形的产生及图形的结构。

1.2.3 跟踪或演示过程

CAI充分利用计算机高速处理信息的特长,能够跟踪演示某一高速过程,并且能自主的改变其发生速度;同时,CAI还能保证安全环境下的化学过程的演示,变抽象为形象。

1.3 CAI课件的发展趋势――网络化

CAI作为信息时代的必然产物经过几十年的发展,优于传统的课堂教学方式,但以独立个人计算机为基础的CAI却存在一些缺点。首先,它不利于资源共享和教学管理;第二,缺乏师生、学生间的情感交流,过多依赖单机CAI课件可能会适得其反;第三,非网络环境下的CAI课件开发周期长,升级困难,交互性达不到良好的效果,课件的兼容性也较差。

随着网络技术的发展,计算机辅助教学开始转变为广域的、网络化的CAI技术,即网络计算机辅助教学。它可以依托网络把多种现代化的教学设备有机的结合在一起,实时、高效的采集、加工处理、传输和播放综合性的信息,充分发挥人和设备的整体效能,达到资源共享,从而丰富教学手段,改善教学环境。

2 网络CAI课件的总体设计方案

网络CAI课件在一定的学习理论指导下,根据教学目标进行设计,反映的是某种教学策略和教学内容。其本质反映的是信息传递的过程,如图1所示。

而由于大多数CAI课件都是图、文、声、像样样具备,且大量地采用动画、交互等设计,故网络CAI对网络带宽要求很高。现在,随着各种Web Server的涌出,使得网络CAI可以在局域网上得到较好的使用。但不管是什么模式和风格的CAI课件,在设计的时候都必须考虑一些基本的原则,包括媒体分析、教学目标分析、学习者分析、交互设计、多媒体设计等多方面的问题。

所以网络CAI课件在设计上应该突破简单的演示型模式,重视问题与回答方式的设计,提高学生的主体参与程度;加强对学生的引导和帮助,提供丰富的多媒体资源,创造有意义的学习情境;实现软件的超链接结构,启发学生的联想思维。

为实现上述目标,考虑网上教学的特点,对于网络CAI课件的总体设计,可以采用以下解决方案。

2.1 要体现学生学习的个性化,并注重合作化。

学生是学习的认知主体,学习的过程是学生通过主动探索、发现问题,意义建构的过程。所以要重视学生的主体作用,体现学生个性化学习的特点,发挥学生在学习中的首创精神,如提供灵活多样的检索方式,实现学习路径的自动记录功能,设计供学生随堂使用的电子笔记等。

在合作学习中,学生间的学习成就是呈正相关的。也就是说,当其中一个学生达到学习目标时,其他的学生也能够达到学习目标,这更能体现合作学习的优势。在网络CAI课件设计中,要注意设计两类合作和协商关系:

1) 学生间的合作

这是合作学习的关键,学生的合作互动取决于如下几个因素的设计:问题(任务)的提出、回报的获得、小组的状态、交互的技巧等。

2) 师生间的合作

教师作为学习过程中的主导人物,要能引导、帮助、促进学生学习。

2.2 基于网络的多媒体素材,搭建良好的交互界面。

由于网络是向宽带、高速发展的,它使网络CAI的多媒体传输成为可能,为提高学生的学习兴趣,应根据需要提供图、文、声、像并茂的教学内容。

将课程内容以超文本方式呈现,提供良好的导航系统和功能,赋予学生串联知识和网络浏览的自,并设计灵活多样的实践练习和训练内容,提高网络CAI课件的交互性。另外,提高软件结构的开放性,提供相关的参考资料和相应的网址,对于同一知识内容,提供不同角度的解释和描述,能让学生进行交叉思考,提高分析问题和解决问题的能力。

2.3 重视评价反馈的设计

通过评价反馈功能的设计,能及时了解学生的学习情况,从而客观评价学生对课程教学目标的达到情况。

我们在设计网络CAI课件时,除了尽可能地发挥Web page的潜力,如设计更加规范、清楚的导航系统、更加生动活泼的页面之外,还可借助其他一些强有力的课件设计工具,例如基于脚本Script的Toolbook,基于流程图的Authorware,基于时序的Director等。当然,设计网络CAI课件还可以使用专业的Web开发技术,如Java,ActiveX等。

3 结束语

当今社会,计算机的广泛应用已经渗透到社会的各个领域,对教育也提出了新的挑战。从教育系统本身看,提高教育质量,培养更多更高水平的人才,是我们追求的目标,以计算机为工具,以网络CAI课件为手段已成为我们达到这一目标的重要一环。但我们仍要明确,计算机不可能解决教学中的所有问题,CAI系统与传统教学方法是一种有机结合的互补关系。现代信息技术带给教育的不仅是手段与方法的变革,也包括教育观念、教育模式的变革。

参考文献:

[1] 何克抗.计算机辅助教学研究与发展[M].北京:高等教育出版社,1996.

[2] 蔡雪君.浅谈计算机辅助教学CAI[J].广东职业技术师范学院学报,2001(z1).

[3] 林建祥.CAI理论与实践[M].北京:北京大学出版社,1993.

程巍巍(1981-),女,陕西西安人,湖北工业大学在读研究生,研究方向:计算机网络与系统工程。