计算机辅助教学 从计算机辅助教学到信息化教育 信息化教育与新课程 多媒体技术与教学 虚拟现实技术与教学

计算机辅助教学的基本概念 计算机辅助教育（Computer–Based Education 简写为CBE） 计算机辅助教学（Computer-Assisted Instruction 简为CAI） 计算机管理教学（Computer –Managed Instruction 简写为CMI）

1.经典CAI 它是教师将计算机用作教学媒体（工具），为学生提供一个学习环境，学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式。 由于计算机在程序的控制下可以通过输出设备（如监视器）向人们呈现各种信息。通过输入设备（如键盘）接收使用者输入的各种信息并对输入信息进行判断。根据判断结果进行转移和提供有针对性的提示信息。因此把具有教育功能的软件（既是通常说的课件）配置到计算机之后，计算机就能象人类教师那样，与学生构成教学系统完成一定的教学任务。

信息化教育 IT在教育中的应用 IT in education 计算机 教学软件 教学中的信息 教 师 学 生 图 计算机教师 教学机器 程序教学 计算机辅助教学 信息化教育 IT在教育中的应用 IT in education

个体主义 OI CI 智能导师系统 微世界 电子书 个别指导 模拟与游戏 个案调研 教学测试 问题求解 认知工具 操练与练习 教学咨询 信息资源 客观主义 建构主义 通讯系统 学习伙伴系统 计算机支持课堂教学 计算机支持合作学习 虚拟教室 OC CC 集体主义 图 模式分类 有关信息化教育各种理论观点和应用模式都有其教育价值，任何完善的教育系统都不能依赖单一的文化模式，而应该吸收各种CAI文化的精华，综合运用多种CAI模式。

教学模式的选择 低阶 知识水平 高阶 客 观 主 义 建 构 主 义 良构 领域性质 劣构 收敛 认知结果 发散 近迁移 获得能力 远迁移 完全解 部分解 收敛 认知结果 发散 近迁移 获得能力 远迁移 学习效率 学习效率 学习效果

信息化教育与新课程 一、课程改革的背景 1.社会背景的基本特征 ⑴经济全球化 全球意识、国际视野 合作、交往、赞美、分享 ⑵信息时代 信息意识与素养、信息获取与处理能力 ⑶可持续发展 终身发展、自主思考并规划人生 ⑷知识经济 创新精神、探究意识与能力

2.对社会成员的基本要求 健全的价值观； 健康负责任的生活态度； 创造意识和能力； 参与社会实践的能力； 善于和他人共同生活、工作； “学会认知、学会做事、学会与他人共同生活、学会生存”（德洛尔报告）

当我把9岁的儿子带到美国，送他进了那所离公寓不远的美国小学的时候，我就像是把自己最心爱的东西交给了一个我并不信任的人去保管，终日忧心忡忡。 背景材料 （1） 儿子的研究报告 ——我看到的美国小学教育 当我把9岁的儿子带到美国，送他进了那所离公寓不远的美国小学的时候，我就像是把自己最心爱的东西交给了一个我并不信任的人去保管，终日忧心忡忡。 这是一种什么学校啊，学生可以在课堂上放声大笑，每天最少让学生玩两个小时，下午不到3点就放学回家，最让我开眼的是根本没有教科书。那个金发碧眼的女教师看了我儿子带去的中国小学四年级的数学课本后说：“我可以告诉你，六年级以前，他的数学是不用再学了。”面对他的充满善意的笑脸，我就像挨了一闷棍。一时间，真怀疑把儿子带到美国来是不是干了一件蠢事。 不知不觉一年过去了，儿子的英语长进不少，放学之后也不直接回家了，而是常去图书馆，不时就背回一大书包的书来。问他一次借这么多书干什么，他一边看者借来的书一边打着计算机，头也不抬地说：“作业。” 这叫作业吗？一看儿子打在计算机屏幕上的标题，我真有些哭笑不得 ——《中国的昨天和今天》，这样天大的题目，即便是博士，敢去作吗？于是严声厉色问儿子：谁的主意？儿子坦然相告，老师说美国是移民国家，让

每个同学写一篇介绍自己祖先生活的国度的文章。要求概括这个国家的历史、地理、文化，分析它与美国的不同，说明自己的看法。我听了，连叹息的力气也没有，只觉得一个10岁的孩子如果被教育得不知天高地厚，以后恐怕是连吃饭的本事也没有了。 过了几天，儿子完成了这篇作业。没想到，打印出的是一本20多页的小册子。从九曲黄河到象形文字，从丝绸之路到五星红旗……热热闹闹。我没赞扬，也没批评，因为我自己有点发懵，一是我看到儿子把这篇文章分出了章与节，二是在文章最后列出了参考书目。我想，这是我读研究生之后才运用的写作方式。那年，我30岁。 不久，儿子的另一个作业又来了。这次是《我怎么看人类文化》。如果说上次的作业还有边际可循，那这次真可谓不着边际了。儿子很真诚地问我：“饺子是文化吗？”为了不误后代，我只好和儿子一起查阅权威的工具书。真是费了番气力，我们才总算完成了从抽象到具体又从具体到抽象的反反复复的折腾。儿子又是几个晚上坐在计算机前煞有介事地做文章。在美国教育中已经变得无拘无束的儿子，无疑是把文章做出来了。这次打印出来的是10页，文章后面又列着那一本一本的参考书。他洋洋得意地对我说：“你说什么是文化？其实特简单——就是人创造出来让人享受的一切。”那自信的样子，似乎他发现了别人没能发现的真理。后来，孩子把老师的作业带回来，上面有老师的批语：“我布置本次作业的初衷是让孩子们开阔眼界，活跃思维，而读他们作业的结果，往往是我进入了我希望孩子们进入的境界。”问儿子这批语是

什么意思，儿子说，老师没为我们骄傲，但是她为我们震惊。“是不是？”儿子问我。我无言以对，我觉得这孩子怎么一下懂了这么多事？再一想，也难怪，连文化的题目都敢去做的孩子还有不敢断言的事情吗？ 儿子六年级快结束的时候，老师留给他们的作业是一连串关于“二次大战”的问题：“你认为谁对这场战争负有责任？”“你认为纳粹德国失败的原因是什么？”“如果你是杜鲁门总统的高级顾问，你将对美国投放原子弹持什么意见？”“你是否认为当时只有投放原子弹一个办法结束战争？”“你认为今天避免 战争的最好办法是什么？”……看着12岁的儿子为完成这些作业兴致勃勃地看书查资料的样子，我不禁想起当年自己学二战史的样子：按照年代、事件死记硬背，书中的结论明知迂腐也当成圣经去记，不然，怎么通过考试呢？ 儿子小学毕业的时候，已经能够熟练地在图书馆利用计算机和缩微胶片系统查找他所需要的各种文字和图象资料了。有一天我们俩为狮子和豹的觅食习性争论起来，第二天，他就从图书馆借来了美国国家地理学会拍摄的介绍这两种动物的录象带，拉着我一边看一边讨论。孩子面对他不懂的东西，已经知道到那里去寻找答案了。 儿子的变化促使我重新去看美国的小学教育。我发现，美国的小学虽然没有在课堂上对孩子进行大量的知识灌输，但是，他们想方设法把孩子的眼光引向校园外那个无边无际的知识的海洋，他们要让孩子知道，生活的一切时间和空间都是他们学习的课堂。他们没有让孩子去死记硬背大量的公式和定理，但

是，他们煞费苦心地告诉孩子们怎样去思考问题，教给孩子们面对陌生领域寻找答案的方法；他们从不用考试把学生分成三六九等，而是竭尽全力去肯定孩子们的一切努力，去赞扬孩子们自己思考的一切结论，去保护和激励孩子们所有的创造欲望和尝试。 儿子的研究报告给我出了一个新的题目。我不由得在想，我们民族的文明的确有着历史上的辉煌，但是面对需要每个人都发挥创造力的现代社会，我们或许需要反思这种孕育了我们自身的文明。 （作者：高钢 原载《华声》）

二 基础教育课程改革的理念 1.转变课程功能 改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。 2.优化课程结构 改变课程结构过于强调学科本位、门类过多和缺乏整合的现状，使课程结构具有均衡性、综合性和选择性。

3.更新课程内容 改变课程内容繁、难、偏、旧和偏重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。 4.变革学习方式 改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。

5.改革评价理念和方式 改变课程评价过分强调评价的甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展，教师提高和改进教学实践的功能。 6.深化课程管理制度改革 改变课程管理过于集中的状况，实行国家、地方、学校三级课程管理，增强课程对地方、学校及学生的适应性。

四、“因特尔未来教育”项目简介 “英特尔未来教育”（Intel Teach to the Future）是一个大型的国际合作性教师培训项目，项目的目标就是要使教师们扩展创造思维，知道如何把计算机技术应用到他们所教的课程中去，从而达到让学生们发挥创造力，摆脱课堂束缚、增强学生的学习能力、提高学生的学业成就。该项目计划截止2003年，在20个国家和地区培训四十万名一线中小学生授课教师，并影响数以百万计的学生。 “英特尔未来教育”项目的实质就是使教师知道如何进行把计算机应用到课程中去的教学设计。在此教学设计过程中的核心是单元计划。具体设计过程如下：

教学设计过程 在计算机的硬盘上，建立教学项目文件夹 。 准备单元计划。 为单元计划查找资源。 创建学生多媒体演示文稿（用PowerPoint）并进行自我评价。 修改单元计划。 创建学生的多媒体演示文稿评价工具。 创建单元计划支持材料。 创建学生网站（用FortPage）、修改单元计划、创建学生网站评价工具。 创建教师支持材料 整合单元计划。 评价单元计划 最后修改单元计划。 创建一个实施计划。

文件夹命名规则 桌面 校名_姓名（拼音） Images_sounds Student_samples Student_multimedia_presentations Student_publication Student_web_site Teacher_support_materials Evaluation_tools Unit_plan Unit_support_materials Student_samples

问题设计 学解老问题 解决新问题 解决难题 发现问题 能力发展过程 学段（时间） 大学生 硕士生 博士生 博士后

本质问题与单元问题的例子 单元问题 本质问题 贫富差距比100年前是否远远大了呢？ 新技术总是导致进步吗？ 人类历史是一个进步的历史吗？ 什么是讥讽、反话和讽刺？ 在什么情况下我们不用说也能交流？ 我们说话总是言行一致吗？ 光是粒子还是波？ 什么是光？ 青蛙和蟾蜍是朋友吗？ 敌人的敌人就是朋友吗？ 谁是朋友？ 两栖动物和爬虫类动物是如何生存的？ 有机体是如何适应周围的环境以获得生存的？ 哈克贝利是一个英雄吗？ 一个故事必须有道德教训，有英雄和坏人？ 单元问题 本质问题

基本问题与单元问题的特点 单元问题 基本问题 为本质问题提供了学科特定及主题特定通道 没有明显的“正确”答案 是为了激发和维持学生的兴趣而精心构造的 基本问题 指向问题的核心 在某一领域的发展历史和人们学习过程中自然地重演 孕育了其它重要问题

学生演示文稿（PowerPoint）设计存在的问题 问题： 知识呈现和传递为中心的课件设计思路 改进： 以学生的研究性学习的过程和研究报告的新体例来设计

学生演示文稿（PowerPoint）设计存在的问题 问题： 不自觉地以教师授课的角度和思路来设计报告，而不是学生的研究角度。 改进： 随时提醒和暗示自己是以学生的身份，用学生的思路和语言来设计报告。

学生演示文稿（PowerPoint）设计存在的问题 问题： 注重界面设计的精美，忽略内容和思想的设计与构思。 改进： 界面设计简洁，重在学生研究的内容、过程、思路和个性化的研究结果的设计。

A Focus on Higher Level Thinking Skills 关注高水平思维技能培养 A Focus on Higher Level Thinking Skills 在现代信息技术环境中，促进学生高级智慧能力发展。 教师的教学设计以创设“基本问题”和“单元问题”为核心，激励学生利用信息化环境协作进行探究、实践、思考、综合运用、问题解决等高级智慧活动，培养学生创新精神和实践能力。

布卢姆教育目标分类学 （Bloom’s Taxonomy） 高级思维技能培养与学习方式的转变 评价 Evaluation 综合 Synthesis 分析 Analysis 应用 Application 领会 Comprehension 知识 Knowledge 复述 回忆 推论加工 创意判断 简单问题 基础问题 复杂问题 高级 低级 布卢姆教育目标分类学 （Bloom’s Taxonomy）

学习目标层次 特点 识记 对信息的回忆 理解 用自己的语言解释信息 应用 将知识运用到新的情景中 分析 将知识分解，找出各部分之间的联系 综合 将知识各部分重新组合， 评价 根据一定标准进行判断

因特尔未来教育项目的特点 在做中学 案例教学 以学生为中心 资源型学习 协作型学习 研究性学习 面向作品集的评价 信息化教学设计

英特尔未来教育留在教师心中的记忆 从教师的教为中心走向学生的学为中心 从课件设计走向信息化教学设计 从知识传授教学走向研究性学习的体验 从单干走向结对共享与头脑风暴 从迷茫、了解、痛苦、领悟到成功的喜悦

课件在信息化教育系统中的地位 著作系统 管理 媒材工具 开发平台 教学平台 课件 资源 媒材库 工具

学生在信息化教育系统中的主体地位 学生 课件 工具 资源 教师 同伴 在线专家

英特尔未来教育对当前教育改革的启迪 教师培训的变化： 应用教育技术方式的变化： 从关注计算机技术的培训到关注教育思想和教学方式的转变； 从关注课件到关注信息化教学设计，使教学真正成为基于现代信息技术和信息资源的创造性活动。

我国学校信息化教学的发展历程 关注课件的制作使用 关注资源库的建设和使用 关注信息化教学设计 信息技术在教学中应用普及情况 1980 1990 2000

计算机并不是什么神奇的魔法，而教师才是真正的魔术师

多媒体技术概述 一、多媒体技术简介 １．媒体是什么 　　 媒体是指传递信息的中介物，它有两种含义，一是指表现信息的载体，如文字、符号、语言、声音、图形、图像等。另一种是指存储和传递的信息的实体，如书本、画册、报纸、幻灯片、投影片、录音带、电影片、录像片、计算机软盘、硬盘、光盘以及其相关设备等。

２．什么叫多媒体 　　多媒体技术是一种把文字、图形、图像、视频图像、动画和声音等表现信息的媒体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制，将多媒体各个要素进行有机组合，完成一系列随机性交互式操作的技术。 多媒体的特点：集成性、交互性 3 ．多媒体信息的组织方式-----超文本和超媒体 超文本是收集、存储和浏览离散信息以建立和表示信息之间关系的技术。

上海是中国最大的城市，它位于 东海之滨，长江出口处…… 东海是…… 长江是…… 超文本结构实际上是一种由节点和链组成的信息网络 随着多媒体技术的发展，计算机中表示信息的媒体已不再限于文字与数字，超文本中也广泛采用图像、音频、视频等多媒体元素来表达思想，这时人们改称超文本为“超媒体”

4．多媒体系统的基本构成（硬件） 摄像机 录像机 影碟机 音 箱 耳 机 话 筒 录音机 扫描仪 数码像机 局域网Internet 音　箱 耳　机 话　筒 录音机 扫描仪 数码像机 局域网Internet 大屏幕投影 光盘驱动器 光盘刻录机 视 霸 卡 声 网 操纵杆 鼠标器 键　盘 　触摸式 屏幕显示器 视频输入 音频输入输出 图形图像输入 多媒体系统的基本构成（硬件）

二、多媒体数据的准备 １．文本的制作 　　多媒体软件中文本来源有： 键盘输入 扫描印刷品（OCR识别） 汉王笔输入自动识别 语音识别 利用多媒体编辑软件中输入文本的功能进行录入

２．图像的制作与处理 利用彩色扫描仪、数码相机获取位图图像 利用工具软件绘制位图 利用图像处理软件编辑图像（Adobe Photoshop) ３．动画的制作 动画原理 　　动画是将静止的画面变为动态效果的艺术，实现 由静到动主要靠的是人眼的视觉残留效应。

动画原理图解

动画原理图解

利用专用动画制作软件 二维动画制作软件: flash 、Animator Pro 、 Animator Studio、Ulead GIF Animator 三维动画制作软件: 3D Studio 、3D Studio Max、MAYA 动画的常用文件格式 *.FLC *.FLI *.AVI *.SWF　　

4．视频图像捕获与处理 采用视霸卡捕获视频图像 如:Creative Video Blaster RT300 用视频编辑软件处理视频图像 如:Adobe Premiere 视频格式 AVI：是 Audio Video Interleave 的缩写，微软由 WIN3.1 时代就发表的旧视频格式已经为我们服务了好几个年头了。好处是兼容好、调用方便、图象质量好，缺点尺寸大 MPEG-1：VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的，可以把一部 120 分钟长的电影压缩到 1.2 GB 左右大小。 MPEG-2：是应用在 DVD 的制作（压缩）方面，同时在一些 HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。使用 MPEG-2 的压缩算法压缩一部 120 分钟长的电影可以到压缩到 4 到 8 GB 的大小其图象质量比MPEG-1 好得多　　

MPEG-4：是一种新的压缩算法，这种算法可以把一部 120 分钟 QuickTime:（MOV）是 Apple（苹果）公司创立的一种视频格式， 在很长的一段时间里，它都是只在苹果公司的 MAC 机上存在。 后来才发展到支持 WINDOWS 平台的，它无论是在本地播放还是 作为视频流格式在网上传播，都是一种优良的视频编码格式。 REAL VIDEO（RA、RAM）格式由一开始就是定位就是在视频流应 用方面的，也可以说是视频流技术的始创者。它可以在用 56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断的视频播放，当然，其图象 质量和 MPEG2等比是不敢恭维的 音频信号(解说、音乐、音效）的录制与处理 波形声音文件: *.WAV 利用声卡制作波形声音文件 如:Creative 的Sound Blaster 系列声卡 利用音频编辑软件对音频进行编辑

三、多媒体创作工具 １.多媒体创作工具的概念 　　多媒体创作工具就是为了完成“组织和编辑”任务 的软件系统。 ２.多媒体创作工具的分类 可视化编程语言 Visual Basic 、Visual C++ 专门创作工具 PowerPoint 、ToolBook、 Authorware、 Director Flash

四、虚拟现实技术 虚拟现实是指用立体眼睛、传感手套等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实，人们通过这些设施以自然的方式（如头的转动、手的运动等）向计算机送入各种动作信息，并且通过视觉、听觉以及触觉设施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界，随着人们不同的动作，这些感觉也随之改变。事实上，虚拟现实技术不仅仅是指那些戴着头盔和手套的技术，而且还应该包括一切与之有关的具有自然虚拟、逼真体验的技术与方法，它的根本目标就是达到真实体验和基于自然技能的人机交互，能够达到或部分达到这样目标的系统称为虚拟现实系统。

1.两种虚拟现实技术： 基于静态图像的虚拟现实技术：即全景摄影。将实地 拍摄的照片粘贴在一起，形成一个全景图像。用一个专用的播放软件在互联网上显示并使您能用鼠标控制环视的方向，使您感到身临其境。(实例软件：The VR Worx) 基于造型技术的虚拟现实技术：即VRML。是一种面向网络的三维造型语言（也可以在三维动画制作软件如3D Studio Max、Maya中创建三维场景，然后把此场景输出为VRML文件格式*.WRL）它描述“虚拟世界”中三维对象的几何形状、色彩材质、光照、运动、声音等特性。使用这种语言能力在一定的环境下构造一个丰富多彩的的三维虚拟场景。网上的观察者能进入这个“虚拟世界”并在其中（利用鼠标）随意漫游。像在真实世界中漫步一样。 (实例软件：cult 3d)

The VR Worx 软件包括： VR ObjectWorx VR Panoworx VR Scene

Cult3D 的开发流程 Cult3D 的开发流程可以分为下面的步骤 1）在3D建模软件中载入或创建3D模型。 2）将编辑完成的模型通过 Cult3D Exporter 插件输出为一个 Cult3D Designer 文件。

3）将上一步生成的 Cult3D Designer 文件载入到 Cult3D Designer 编辑器中。 4）给对象加上各种事件、行为。 5）将 Cult3D Designer 中的编辑状态保存为一个 Cult3D Project 文件，用来记录当前的编辑状态以便下一次继续编辑。 6）如果需要的的话重复上面的3－5步。

7）当对象编辑完成以后将它输出为一个 Cult3d Player 文件，这个文件是经过压缩的，可以用于在网上发布。 8）发布 Cult3D Player 文件，将它嵌入到 Word、PowerPoint、Acrobat 文件中或者插入到 Html 文件中在网上发布。

2.虚拟现实技术的教学功能 根据“经验之塔”理论看虚拟现实技术的教学功能 戴尔的“经验之塔” 言语 符号 视觉符号 广播 录音 照片 幻灯 抽象的经验 言语 符号 视觉符号 广播 录音 照片 幻灯 观察的经验 电 影 电 视 参观展览 虚拟观察 虚拟现实技术 野外旅行 观摩示范 参与演戏 做的经验 虚拟实验 设计的经验 有目的的直接经验 戴尔的“经验之塔”

虚拟现实技术实现发现式学习   接受式学习 教学模式 发现式学习 教学模式   引导发现式学习教学模式 自由发现式学习教学模式 教学模式轴线

计算机网络技术 １.计算机网络概述 计算机网络的定义 把分布在不同地点具有独立功能的多个计算机， 　　把分布在不同地点具有独立功能的多个计算机， 通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络 软件运行下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 计算机网络分类 局域网、广域网、互联网    

２.多媒体教学网络系统 多媒体教学网络结构 多媒体教学网络系统 多媒体教材制作分系统 多媒体教学信息库分系统 多媒体教学应用分系统 多 媒 多媒体教学网络结构　　 多媒体教学网络系统 多媒体教材制作分系统 多媒体教学信息库分系统 多媒体教学应用分系统 多 媒 体 教材专业制作子 系 统 教材普及制作子 多 媒 体 素材库子 系 统 多 媒 体 教材备课子 系 统 课堂教学子 学生自学子

3. 基于Internet教学的崛起 一个利用Internet进行学习的案例 Internet服务工具的教学功能 电子邮件（E-mail） 电子公告牌系统（BBS）与新闻组（Usenet） 万维网（WWW）与搜索引擎（在WWW上搜索信息 文件传输（FTP） 　 网上聊天（IRC）

基于Internet教学的优势 语言表达能力 社交能力 创造能力 （例：南瓜生长模式研究、酸雨研究、热点新闻讨论） 自尊心 外向还是内向 自由与自主

客观主义的教育理念：知识灌输 比利时罗汶大学校园雕塑

建构主义的教育理念：知识建构（理解依赖于个人经验） 源自德国Schwank教授