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計算機輔助教育（ComputerAidedInstruction簡稱cai）是將當代先進的電子技術、計算機技術、多媒體技術等應用于教學過程，是提高教學質量和教學效率、實現教學過程最優化的一種技術手段，是現代教育科學和現代教育技術的重要組成部分，因而已經受到國內外教育工作者的高度重視。

一、現代教育需要CAI

50年代斯金納曾大力推行以“教學程序”為標志的教學改革，把學習者看作是受外部刺激的被動接受器，忽視學習者的內部心理過程和學習者在學習過程中的主觀能動性。由于這種學習理論不能深入地揭示人類學習過程的內在規律，因而不可能取得較好效果。

隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深入，近年來在瑞士人皮亞杰建構主義學習理論指導下，形成了一套新的比較有效的認知學習理論。這種學習理論提倡在教師指導下以學習者為中心進行學習，認為學生是信息加工的主體而不是知識的被動接受者，教師是意義建構的幫助者和促進者而不是知識的提供者和灌輸者。因而，認知學習理論既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的主導作用。

當今時代是一個科學技術飛速發展的時代，學校的課程體系、教學內容必須適應科學技術的發展。學科技術高度分化又高度綜合的特點，使知識更新的速度加快、周期縮短，學習時間、接受和理解能力的有限與知識激增的矛盾加大，傳統的以課堂為中心，把學習者視為知識灌輸對象的行為主義學習理論已經不能適應現代教育。

由于多媒體計算機具有高速、精確的數值計算和信息處理能力；大信息量的存儲和邏輯判斷功能；靈活多樣的文本、動畫、圖像、聲音編輯功能；友好、方便的人機交互界面等特點，使它可以有效地表現人類的知識資源，不僅能激發學習者的學習積極性，而且能啟迪學習者的創造性思維。因而，以多媒體計算機為傳媒的計算機輔助教育（CAI）能夠為學習者創造符合當代認知學習理論的優良學習環境，現代教育需要CAI。

二、CAI教學的主要模式

根據不同的學科特點、教學內容和應用場合，合理選擇CAI教學模式，充分利用和發揮計算機的特點，避免課本搬家等形式主義傾向，是每一個從事CAI工作的人員都必須重視的問題。CAI的主要教學模式有：

1.個別化學習

充分利用多媒體計算機友好、方便的人機交互界面和圖、文、聲、像并茂的特點，為學習者提供一個優良的個別化學習環境。教學軟件采用超文本結構，呈現的教學內容要系統、全面，教學方法要靈活、多樣，使學習者既能全面掌握教學內容又有充分的選擇空間。

2.課堂展示

課堂展示類CAI課件的作用主要是用來配合教師的課堂教學活動。可以用圖形、圖像、動畫等表現一些口述、板書難以表達清楚的內容和動態演變過程，化解教學內容中的疑點和難點。這種CAI課件可以在配有多媒體投影機的電化教室中使用，也可以在具有多媒體演示功能的計算機網絡教室中使用。由于課堂展示類CAI課件比較容易制作，因而在現階段是一種可行的應用模式。

3.實驗模擬

用多媒體計算機模擬實驗教學環境，使學習者如親臨實驗室。模擬實驗教學實質上是一種高級的交互活動，通過計算機的提示、檢查、指導，可培養學習者的動手能力和靈活運用知識的能力。實驗模擬類CAI教學軟件用于實際操作實驗的預習，可使學習者更深刻地理解實驗原理，更熟練地掌握操作過程，用于替代實際操作實驗，可解決實驗設備不足等困難。

4.分析評價

通過檢查、測驗等方法反饋信息，分析評價教學效果。信息可以反饋給教師，也可以使學習者能夠進行自我評價。這類CAI課件可以自成體系，也可以穿插于其它CAI教學模式的課件之中。有時也將試題庫歸為CAI教學軟件。

三、CAI在中小學教學中的發展策略

目前，中小學缺乏計算機及CAI專業人員，計算機及與CAI有關的軟硬件更新換代速度快，價格超出了大部分中小學的承受能力等不利因素阻礙了中小學CAI工作的開展。但CAI應用于教學過程是大勢所趨，克服不利因素，研究發展策略理應受到教育管理部門和中小學教育工作者的高度重視。

1.提高改革意識

1996年9月全國師范教育工作會議上指出，“實現教學手段的現代化是深化教學改革，提高教學質量的需要。當前計算機輔助教學包括多媒體技術在教學中的應用，已經發展成為現代教育技術的重要組成部分。實踐證明，現代教育技術在教學領域的應用對改革傳統教學模式，優化教學過程，提高教學質量與效率產生了關鍵的作用。”因而，各級教育主管部門和教育工作者都要把開展CAI工作視為從應試教育到素質教育轉變的需要，是培養跨世紀人才的需要。

2.硬件和軟件環境的配置

計算機及與CAI有關的軟硬件更新換代速度快，是中小學合理配置CAI硬件和軟件環境的主要困難。以山東省為例，目前中小學中雖然有100余所電化教育示范學校都配備了一定數量的計算機設備，但多為386或386以下擋次，多媒體計算機數量很少。解決這一問題的途徑可以有兩個：一是爭取資金購置多媒體計算機，二是在原有基礎上對系統進行改造。目前國內出售的多媒體教學網絡系統（例如TOP97、WINSCHOOL、HICLASS等）除可以在386以上的網絡機上實現多媒體節目的播放外，還具有交互、示范、控制、監視等其它功能。另外，在有條件的學校，選購多媒體投影機運行CAI軟件也是一個可以考慮的途徑。

3.加強隊伍建設

中小學CAI師資隊伍應由計算機和CAI專業人員以及長年工作于教學工作第一線的富有經驗的教師組成。工作于教學工作第一線的教師是教育教學改革的主力軍，沒有他們的參加，任何教學改革都不可能取得成功。加強隊伍建設主要應著眼于師資隊伍的培訓，培訓目標主要應包含兩個方面：其一是提高教師對CAI在教育教學改革中重要地位的認識，以提高他們將CAI應用于教學過程的積極性和自覺性；其二是通過培訓，使他們掌握計算機、教學設計、CAI課件創作及應用的基本技能。

4.建立協作攻關隊伍

目前，市場銷售的中小學CAI教學軟件不少，但實際應用于教學實踐的不多，其原因除應試教育的影響、軟硬件環境的缺乏、CAI師資隊伍水平不高等客觀因素外，某些教學軟件創作人員缺乏教學經驗，過分考慮商業利潤，“閉門造車”而使CAI教學軟件脫離教學實際也是一個重要因素。CAI應用于教學過程是跨世紀教育改革的必然，高起點、高水平、能被教學第一線教師接受的教學軟件是推廣CAI應用的關鍵環節。教育行政管理部門應組織有教育教學研究人員和CAI課件創作人員，尤其要有教學第一線的教師積極參與的協作攻關隊伍，選擇一個學校，一門課程為突破口，使師生切實體會到CAI的優越性，提高教師隊伍推廣應用的自覺性。

5.重視實驗推廣

CAI應用于教學過程還是一個新生事物，其發展應有一個由點到面的過程。在點上協作攻關，創造經驗，到面上實驗推廣，發揮作用。在點上的協作攻關階段就要為面上的實驗推廣作好軟硬件環境和技術隊伍的準備。以山東省為例，可以從100余所電化教育示范學校中選擇幾所不同類型的學校為“點”，而以所有電化教育示范學校為“面”，把協作攻關和實驗推廣作為一個系統工程進行周密計劃，合理安排。