CAI和中小学教学
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计算机辅助教育（ComputerAidedInstruction简称cai）是将当代先进的电子技术、计算机技术、多媒体技术等应用于教学过程，是提高教学质量和教学效率、实现教学过程最优化的一种技术手段，是现代教育科学和现代教育技术的重要组成部分，因而已经受到国内外教育工作者的高度重视。
一、现代教育需要CAI
50年代斯金纳曾大力推行以“教学程序”为标志的教学改革，把学习者看作是受外部刺激的被动接受器，忽视学习者的内部心理过程和学习者在学习过程中的主观能动性。由于这种学习理论不能深入地揭示人类学习过程的内在规律，因而不可能取得较好效果。
随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，近年来在瑞士人皮亚杰建构主义学习理论指导下，形成了一套新的比较有效的认知学习理论。这种学习理论提倡在教师指导下以学习者为中心进行学习，认为学生是信息加工的主体而不是知识的被动接受者，教师是意义建构的帮助者和促进者而不是知识的提供者和灌输者。因而，认知学习理论既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的主导作用。
当今时代是一个科学技术飞速发展的时代，学校的课程体系、教学内容必须适应科学技术的发展。学科技术高度分化又高度综合的特点，使知识更新的速度加快、周期缩短，学习时间、接受和理解能力的有限与知识激增的矛盾加大，传统的以课堂为中心，把学习者视为知识灌输对象的行为主义学习理论已经不能适应现代教育。
由于多媒体计算机具有高速、精确的数值计算和信息处理能力；大信息量的存储和逻辑判断功能；灵活多样的文本、动画、图像、声音编辑功能；友好、方便的人机交互界面等特点，使它可以有效地表现人类的知识资源，不仅能激发学习者的学习积极性，而且能启迪学习者的创造性思维。因而，以多媒体计算机为传媒的计算机辅助教育（CAI）能够为学习者创造符合当代认知学习理论的优良学习环境，现代教育需要CAI。
二、CAI教学的主要模式
根据不同的学科特点、教学内容和应用场合，合理选择CAI教学模式，充分利用和发挥计算机的特点，避免课本搬家等形式主义倾向，是每一个从事CAI工作的人员都必须重视的问题。CAI的主要教学模式有：
1.个别化学习
充分利用多媒体计算机友好、方便的人机交互界面和图、文、声、像并茂的特点，为学习者提供一个优良的个别化学习环境。教学软件采用超文本结构，呈现的教学内容要系统、全面，教学方法要灵活、多样，使学习者既能全面掌握教学内容又有充分的选择空间。
2.课堂展示
课堂展示类CAI课件的作用主要是用来配合教师的课堂教学活动。可以用图形、图像、动画等表现一些口述、板书难以表达清楚的内容和动态演变过程，化解教学内容中的疑点和难点。这种CAI课件可以在配有多媒体投影机的电化教室中使用，也可以在具有多媒体演示功能的计算机网络教室中使用。由于课堂展示类CAI课件比较容易制作，因而在现阶段是一种可行的应用模式。
3.实验模拟
用多媒体计算机模拟实验教学环境，使学习者如亲临实验室。模拟实验教学实质上是一种高级的交互活动，通过计算机的提示、检查、指导，可培养学习者的动手能力和灵活运用知识的能力。实验模拟类CAI教学软件用于实际操作实验的预习，可使学习者更深刻地理解实验原理，更熟练地掌握操作过程，用于替代实际操作实验，可解决实验设备不足等困难。
4.分析评价
通过检查、测验等方法反馈信息，分析评价教学效果。信息可以反馈给教师，也可以使学习者能够进行自我评价。这类CAI课件可以自成体系，也可以穿插于其它CAI教学模式的课件之中。有时也将试题库归为CAI教学软件。
目前，中小学缺乏计算机及CAI专业人员，计算机及与CAI有关的软硬件更新换代速度快，价格超出了大部分中小学的承受能力等不利因素阻碍了中小学CAI工作的开展。但CAI应用于教学过程是大势所趋，克服不利因素，研究发展策略理应受到教育管理部门和中小学教育工作者的高度重视。
1.提高改革意识
1996年9月全国师范教育工作会议上指出，“实现教学手段的现代化是深化教学改革，提高教学质量的需要。当前计算机辅助教学包括多媒体技术在教学中的应用，已经发展成为现代教育技术的重要组成部分。实践证明，现代教育技术在教学领域的应用对改革传统教学模式，优化教学过程，提高教学质量与效率产生了关键的作用。”因而，各级教育主管部门和教育工作者都要把开展CAI工作视为从应试教育到素质教育转变的需要，是培养跨世纪人才的需要。
2.硬件和软件环境的配置
计算机及与CAI有关的软硬件更新换代速度快，是中小学合理配置CAI硬件和软件环境的主要困难。以山东省为例，目前中小学中虽然有100余所电化教育示范学校都配备了一定数量的计算机设备，但多为386或386以下挡次，多媒体计算机数量很少。解决这一问题的途径可以有两个：一是争取资金购置多媒体计算机，二是在原有基础上对系统进行改造。目前国内出售的多媒体教学网络系统（例如TOP97、WINSCHOOL、HICLASS等）除可以在386以上的网络机上实现多媒体节目的播放外，还具有交互、示范、控制、监视等其它功能。另外，在有条件的学校，选购多媒体投影机运行CAI软件也是一个可以考虑的途径。
3.加强队伍建设
中小学CAI师资队伍应由计算机和CAI专业人员以及长年工作于教学工作第一线的富有经验的教师组成。工作于教学工作第一线的教师是教育教学改革的主力军，没有他们的参加，任何教学改革都不可能取得成功。加强队伍建设主要应着眼于师资队伍的培训，培训目标主要应包含两个方面：其一是提高教师对CAI在教育教学改革中重要地位的认识，以提高他们将CAI应用于教学过程的积极性和自觉性；其二是通过培训，使他们掌握计算机、教学设计、CAI课件创作及应用的基本技能。
4.建立协作攻关队伍
目前，市场销售的中小学CAI教学软件不少，但实际应用于教学实践的不多，其原因除应试教育的影响、软硬件环境的缺乏、CAI师资队伍水平不高等客观因素外，某些教学软件创作人员缺乏教学经验，过分考虑商业利润，“闭门造车”而使CAI教学软件脱离教学实际也是一个重要因素。CAI应用于教学过程是跨世纪教育改革的必然，高起点、高水平、能被教学第一线教师接受的教学软件是推广CAI应用的关键环节。教育行政管理部门应组织有教育教学研究人员和CAI课件创作人员，尤其要有教学第一线的教师积极参与的协作攻关队伍，选择一个学校，一门课程为突破口，使师生切实体会到CAI的优越性，提高教师队伍推广应用的自觉性。
5.重视实验推广
CAI应用于教学过程还是一个新生事物，其发展应有一个由点到面的过程。在点上协作攻关，创造经验，到面上实验推广，发挥作用。在点上的协作攻关阶段就要为面上的实验推广作好软硬件环境和技术队伍的准备。以山东省为例，可以从100余所电化教育示范学校中选择几所不同类型的学校为“点”，而以所有电化教育示范学校为“面”，把协作攻关和实验推广作为一个系统工程进行周密计划，合理安排。
