计算机辅助教学与程序教学范文

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从上世纪50年代开始发展至今的CAI智能化，总结起来，经历了四个阶段：程序教学、计算机辅助教学、智能计算机辅助教学，以及适应性学习支持系统。

1.1 程序教学阶段

程序教学就是将教学内容按一定的逻辑顺序分解成若干小的学习单元，编制成教学程序由学习者自主学习。程序教学具有小的学习步骤、自定学习进度、积极反应、即时反馈等特点。它是哈佛心理学家斯金纳在20世纪50年代提出并运用的，基于操作条件反射和积极强化原理两个理论支持。程序教学在20世纪60年代风靡了美国教学界并得到广泛运用，它推动了个性化教学的发展，它在学习领域的成功是使学习者能够快速高效的学会技能，达到会“做”的效果。随着程序教学的深入，学习者的需求不断提高，使得程序教学的弱点慢慢显现：学生与教师直接对话的机会减少，阻碍了双方的及时交流，教学成果难以保障；教学程序的功能有效，部分学科教材编写程序困难，难以采用程序教学。因此，在20世纪60年代后期，程序教学慢慢的退出了历史舞台。

1.2 计算机辅助教学阶段

随着电子数字计算机的兴起和发展，1958年，美国IBM公司基于IBM650计算机设计了第一个教学系统，它标志着计算机辅助教学的起步。广义来看，“计算机作为一个教学媒体，是帮助进行教学活动的工具，任何将计算机应用到教学过程中的教学方法，只要是提高了教学活动的教学效果，推动了教育改革的开展，有利于应该教育向素质教育转化，这个教学活动就是合理的，就是有存在价值的，这个教学活动就应该被认为是‘正统’的计算机辅助教学”。这就标志着，计算机取代了传统的教学机器，人机交互、控制灵活、高速运算的计算机优势使CAI在程序教学基础上有了进一步的发展。

随着认知理论的成熟和流行，学习者的认知需求也被得到了重视和研究，研究者根据学习者学习的反馈来收集信息，并根据这些反馈信息提供新的学习内容，这就形成了生成性CAI。生成性CAI系统首次构建了学生模型，它通过学生行为进行建模，来了解学习者的学习需求和行为。它的短板在于：系统只能根据学习者的行为参数来生成学习内容和问题，而非学习者的知识状态，局限于运用在良构领域的知识教学。

1.3 智能计算机辅助（ICAI）教学

为了实现CAI的进一步发展，规避生成性CAI系统短板，卡内基梅隆大学卡波纳尝试将人工智能技术应用于CAI系统，创建了智能化的地理教学系统SCHOLAR，这一系统的出现标志着ICAI系统的形成。ICAI系统是人工智能、教育理论、专家和学生的心智模型的有机结合，学习者通过问题解决的方式来学习，同时这些问题又是经过恰当的筛选的，通过学习者对问题的解答与计算机对问题的解答，找出两者之间的差别。在ICAI对差异进行分析后，给学习者提供针对性的学习建议，并确认和反馈学习者是否接受并理解这些建议，通过多次的反馈循环，ICAI又会根据学习者的学习情况更新学习者的技能和学习进度，更新学习模型，进入下一个问题循环。

ICAI系统不仅记录了学习者的认知风格和基础，更重要的是实现了对学习者的动态学习跟踪，及时更新学习者的学习状态，但这一系统还是没有让学习者成为学习的主人，学习的方式和途径还存在某些不足。

1.4 适应性学习支持系统阶段

随着计算机技术和认知理论的进一步发展，适应性学习支持系统应运而生。这一系统的特点在于运用了现代多媒体技术，通过声音、图片等各种方式提供多样化的学习手段，与此同时，以现代多媒体技术为代表的计算机技术发展，为学习者的个性化需求提供了坚实的基础，学习者可以获得更多的个性化需求，如学习内容选择、学习诊断、学习策略等等，真正的实现了因材施教。目前这一系统还在继续发展和深入中。

2 CAI智能化发展启示

纵观CAI智能的发展，我们可以得出以下启示：

2.1 “教”到“学”的转变

传统的学习模式以“教”为主，忽视了学习者的主动性，而通过CAI智能化的发展，能够更好的刺激学习者主动学习的意愿，从而实现学习模式以“学”为主的转变，重视学习者的主体地位，充分发挥学习者的主动性和积极性，从而培养更高质量、水平的人才。

2.2 辩证的看待计算机技术

教学活动毕竟是一个复杂的系统性工程，计算机的智能化发展水平目前还无法完全的取代和支持学习者的全部学习活动，它只能作为一个辅助教学工具。因此，ICAI系统必须坚持以学到为主，积极的引入各种计算机发展技术，提升计算机工具的使用效率和作用，为学习者学习过程中提高技术支持，更好的帮助学习者提升学习能力。

2.3 重视现代多媒体技术

现代认知理论认为，多媒体技术对学习者学习信息加工具有直接的效果和影响，因此，在ICAI系统的构建和发展中，必须充分重视和运用现代多媒体技术，以达到科学、生动的展示学习内容，从而提升学习者的信息接收与处理效率，实现学习效率的提升。

2.4 积极引入其他学科的研究成果，通过学科交叉通过教学事业发展

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一、多媒体辅助教学

媒体又称媒介，是传递信息的中介物。教学媒体就是在教与学的过程中，传递和储存教学信息的工具或载体。现代教学媒体是指利用现代科学技术手段，记录、传递、储存教育信息的载体，通常分为硬件与软件两种形态。硬件：幻灯机、投影仪、录像机、电视机、计算机、激光播放机、语言实验室等。软件：幻灯片、投影片、录像片、计算机磁盘、视盘、录音带等。

计算机辅助教学的发展。计算机辅助教学系统的设计思想和技术大致经历两个阶段，其一是主要通过程序教学来进行，其主要原理有：极反应原理、时确认原理、小步子原理、自定步速原理和测验原理。第二阶段是多媒体计算机辅助教学。多媒体计算机系统具有人机交互功能，因此发展迅速，应用广泛；计算机辅助教学的构成，简称CAI。是以计算机为主要媒体来进行教学活动。CAI课件系统由三种设备群—计算机系统、学习终端系统和数据通信系统组成。CAI软件系统是通过学生与计算机之间交互式的“人机对话”展开的。

在整个过程，以存贮、传递、交换、解释和处理这些教学信息的。

计算机辅助教学模式分为三种类型。首先是课堂教学型课件，课堂教学性课件可以通过动画呈现过程演示和局部放大等清晰地展示出来，有利于加深学生对学习内容的理解，又能调动学生的学习兴趣和学习积极性，从而达到最佳的学习效果；模拟实验型课件是实验教学是不可缺少的重要的环节，使抽象的理论形象地展示出来，并利用形象表现手法揭示其中的内涵和规律；习题复习性课件有于吸引学生注意力，使原本枯燥无味的复习课变得生动有趣。

计算机辅助教学的特点是图文声像并茂，数字表现力强，实时交互控制和双向式交流，促进学生有效地学习。实现目前几乎所有的电教媒体的功能，构成一种全新的优良的多媒体学习环境，实现了实时的、动态的交互性能， 表现在计算机与用户之间一问一答，相互交换信息，用户对多媒体计算机信息内容的随意操作和处理，各种信息之间的交互，模拟功能强，参与性好，有利于能力培养，个别化教学功能强大，真正发挥学生的主体作用，功能丰富多样，效益卓著，进行试题分析和进行试题分析和考试检查，减轻教师大量的重复劳动。

二、计算机多媒体辅助教学软件开发探索

计算机多媒体辅助教学软件具有灵活性、内容丰富性、教学形式新颖性，因此越来越受到社会和学校的重视。

远程教学系统的设计和开发难点在于设计与开发通用的现代远程教学系统模式， 其难点在于远程教学系统的设计与开发困难、教学效果的评价方式较难、在远程教学中，由于范围广，人员散，情况复杂，授课缺乏针对性，较难实时得到效果反馈。一般意义上的教学系统，是一个为了改善学习而进行的系统计划过程。远程教学课程的综合化、技术化困难，对远程教学设计理论的把握困难。远程教学系统开发则应从“需求分析”入手，教学目标和内容是否符合教学大纲的要求，并有助于教学实施。

根据不同的教学模式，可以将这些课件以超文本编排，再加上一些指导性的解说，第二种是同步模式分布在不同地方的教师和学生通过Web同时在一个“虚拟教室”中，具有充分发挥协同交互功能的优势。

总体结构在设计中，多数采用客户机用及务器结构。其中客户端用户使用浏览器软件即可进行相应学习，服务器端在服务器专用的TCP端口监听来自客户方Applet程序发出的请求。用Socket来实现客户方和服务器方的通讯，客户机与客户机之间通信必须分别设立线程去获取和处理消息。Web数据库访问有多种方法，我们采用Java Applet直接通过JDBC来访问Web数据库。

开发远程教学系统的几点建议。重视网络环境下的课堂教学设计。符合个性化教学化的思想，分析学生特征，作为确定教学目标和教学活动的主要依据；确定教学目标和选择教学内容，并进一步根据学科的特点，把知识点的教学目标进一步细化。

加强对学习活动的管理，老师提供学生必要的辅助学习活动和各种指导。在评价方式的改革中，了解学生对内容的掌握程度，尽量减少人为因素的影响，使基于网络环境下的现代远程教学系统提高教学质量。

参考文献：

[1]王吉庆，段惠芬，《计算机辅助教学的评价与实验研究》，电子工业出版社，1995年11月

[2]李学农，丁彦青，温玲，《多媒体教学优化设计》，广东高等教育出版社，1998年2月

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计算机的问世，将人类文明推进到信息时代，也必将引起教育领域深刻的革命。这场教育大变革不仅仅是教育形式和学习方式的重大变化，更重要的是将对教育的思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响。计算机为历史教学提供广阔的前景。陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上的讲话中指出：“信息技术是最活跃、发展最迅速、影响最广泛的科学技术领域之一。……信息技术极大地拓展了教育时空界限，空前地提高了人们学习的兴趣、效率和能动性。”但是，目前中学历史教学中计算机功能的发挥是极其有限的，而且热了一阵子之后，逐渐趋于降温。本文着重论述目前中学历史 (A1 教学中的主要缺陷，提出改进的措施，以期推动计算机技术与新课标下的历史教学的整合，促进历史 CAI 教学的研究，推进中学历史多媒体教学的深入发展。

一、中学历史课计算机辅助教学的现状

计算机辅助教学可分为初级阶段和高级阶段。初级阶段主要是框面型课件计算机辅助教学，高级阶段是系统型人工智能软件计算机辅助教学。目前国内中学历史课计算机辅助教学尚处于初级阶段。

国外自 20 世纪 50—60 年代，美国的哈佛大学、 IBM 公司的沃斯顿研究中心、伊利诺斯大学和斯坦福大学等开始程序教学 (Programmed Instruction) 以来， 70 年代微型计算机的研制成功，为多媒体教学的普及提供了条件。除美国外，法国、英国、加拿大、日本等国很快开展计算机教育。 80—90 年代多媒体技术与网络技术以及卫星通讯技术迅速发展。各国的中小学掀起计算机辅助教学的新。出现了以“教”为主的美国计算机辅助教学 (Computer Assisted Instruction ，简称 CAI) 、英国以 “ 学 ” 为主的计算机辅助教学 (Computer Assisted Learning 简称 CAL) 。目前，各国的计算机技术已应用到教育系统的各个领域，除了上述的教学以外，还应用于教育行政管理和教学管理。

80 年代，我国的计算机辅助教学开始起步。北京大学、清华大学、华东师范大学、浙江大学等高校都投入研究开发工作，推出了 BASIC 语言系统、方正奥斯等一批研究成果。 80 年代中期，计算机辅助教学得到推广。我国中小学计算机辅助教学起步虽晚，但发展甚快，与国际水平的差距日益缩小。我国经济发达地区的中小城市的中小学普遍开展多媒体教学，其教师也大多掌握多媒体教学技术，能够运用 PowerPoint 、 Authorware 、 Director 等多媒体写作工具，制作出能够脱机运行的教学课件。一批中学建立校园网，实现了辅助教学、教育行政管理和教学管理三位一体的计算机辅助教育 (CBE) 。这些学校的计算机辅助教学在教育教学诸多方面收到了显著的效益。为进一步开展计算机辅助教学奠定了基础。但是，由于起步晚，经验不足，也存在着许多问题，如：首先，没有从本质上突破旧的课堂教学模式，只是把板书制成多媒体教学框面，加上一些音像、声响等多媒体；其次，缺乏新理念的指导，计算机辅导教学仍然依据斯金纳 (B ． F ． Skinner) 的学习理论为基础的行为主义教学理论；第三，教师计算机技术不娴熟，在制作课件时往往故弄悬虚，中问设置了许多超级链接，把教学课件搞得机关重重，上时经常出现技术问题；第四，课件交互性欠强，教师与学生之间、学生与学生之间的交流都难以在课件教学中实现，更不用说人机交互了；第五，缺少因材施教、随机应变的教学灵活性，一旦生成课件就只能运行，无法修改，不利于教师因材施教和临场发挥。因此，历史教师必须学习先进理念和熟知优秀教学课件的基本要求，并掌握一定的计算机教学技巧和尝试人工智能软件教学。

二、计算机辅助教学的改进方法与设想

计算机技术在中学历史教学中应用与拓展，需要科学理论的支持，需要先进理念的指导、先进教学方法的采用与计算机技术的支持。笔者在教学实践中得出一些改进方法，并提出新的设想：

1 ．学习先进教育理念

目前历史计算机教学存在诸多问题的根本原因是教师缺乏科学理论和先进理念作为理论基础。对中学历史计算机辅助教学的改进具有指导意义的有：

(1) 三大传播理论。 “ 四大要素决定论 ”—— 贝罗 (D ． K ． Berlo) 认为，传播过程有四个大要素：信源、信息、通道、受者。传播的效果是由四个要素以及它们之间的关系共同决定的。“传授双向互动论”——施拉姆 (W ． Sehramm) 认为，传播过程是一种双向互动的过程，传者和受者都是传播的主体。受者不仅接受信息而且对信息做出积极的反应。“传播五 W 论”——拉斯威尔 (H ． D ． Lasswall) 认为：要描述什么叫做传播，可以概括成五 W ： wh0 ，传播者是谁； What ，传播内容说什么； Which Channel ，传播的通道是么途径； TO whom ，接受者是谁，即对谁说； With What Effect ，传播达到什么效果。

(2) 两种学习理论。 “ 认知主义学习理论 ” 与 “ 建构主义”，代表人物有皮亚杰、纽厄尔等，基本观点： a ．学习是认知结构的形成，要通过学习者的主观作用来实现。新学习的知识必须附着在原有知识结构的“附着点”上。只有学习者将外来的刺激同化于原有的认知结构中，才能发生有效的学习。 b ．学习凭智力与理解，绝非盲目的尝试。 c ．学习过程是信息加工过程，人脑好似电脑，应建立学习过程的计算机模型。认知理论认为新知识一定要以旧知识为附着或抛错点，认知的发展过程是同化、顺应、平衡。 [2] 这两种新教学理论要求历史教师开发教学课件时做到 a ．利用多媒体优势，帮助学生建立新旧知识的联系。历史教学软件必须引导学生把已学的历史知识与将要学习的历史新知识建立起紧密地联系。 b ．对旧历史知识的整理科学越明晰，越有利于新知识附着，使计算机多媒体辅助教学优势充分发挥。 c ．教师以引导者的身份发挥教学的主导作用，参与学生的知识建构过程。除帮助学生建立与旧有知识的关系 ( 同化 ) 外，还要在课件中揭示新旧历史知识的矛盾，如新航路开辟带有中西文化的冲突，资本主义萌芽与商业危机的矛盾，旧商路与新航道反差等等，并逐个问题加以解决，使学生知识结构改变 ( 顺化 ) ，最后进行整合，达到平衡。

2 ．确定制作优秀 CAL 教学课件的基本要求

运用计算机技术开发优秀历史课件必须具备如下优点：

(1) 优良的教育功能：即特效性、领先性、科学性。历史是过去的陈迹，我们无法把学生带入过去的历史时代，但历史总会遗留下一些文字资料，实物等遗迹，通过计算机技术一定程度上可以“再现”历史，起到特有的、无以取代的历史教学效果： a ．特效性。能为历史教学提供一种最佳的、多维的表示，传递和处理历史信息的方法和技术的途径，使学生进入了视听并用，抽象逻辑思维与具体形象思维共同参与学习过程的多维动态环境。突破抽象逻辑思维的难点，用虚拟现实的概念与技术，把已过去的学生难以能及的历史现象带到学生面前，使教学活动更加符合人的自然思维，从而获得特别优良的历史教学效果。 b ．科学性。教学内容能准确地反映历史发展的客观规律，突出重点。具体表现为教学目标明确恰当。对历史大纲 ( 课程标准 ) 、教材 ( 课本 ) 与学生 ( 教学对象 ) 三者的关系处理恰当，各种媒体信息都必须为了表现某一个历史知识内容，为达到某一层次的教学目标而设计。符合教学规律。优秀历史课件必须符合历史教学的一般规律，处理好教学内容的难度、深度、广度三者之间的关系。 c ．领先性。体现当代教育观念、教学思想和多媒体课件发展方向。

(2) 娴熟的计算技术：即技术性、艺术性、智能性。创作一个历史教学软件，要特别注意课堂教学的效率与效果，不可因计算机技术问题，影响了历史教学的效度。 a ．技术性。课的可用性与可靠性。程序有较强的交互能力，保证教学过程不受干扰，不因学生错误操作而产生错误甚至停止运行。课件使用方便、教师调整灵活，学生控制灵活。能较好地利用计算机软硬件资源，软件容易维护，人机交互有较高水平，课件安装或下载使用方便。 b ．艺术性。具有友好人机交互界面。窗口、菜单、按钮、图标及快捷键都必须美观并符合历史教学规律。另外，教与学都是紧张的脑力劳动，尽量做到简洁清新，切忌罗列繁烦复杂的知识条目。 c ．智能性。具有诊断、评价和反馈能力。

3 ．掌握一定的计算机教学技巧

教师扎实的专业知识和先进的教学理念都必须落实到计算机技术之上。计算机技术主要体现在课件设计、采集资料、制作等各个环节。

(1) 课件的设计。课件的设计是课件开发的重要阶段，是按课件的历史教学需要及软件工程的方法对课件进行综合全面的设计。主要是设计课件制作方案，课件演示方案。包括教学目的、流程的教学方案。 a ．设计好历史教学方案。教学流程设计要体现历史教学的规律，要历史教学内容划分成若干教学单元，各单元之间或按历史事件时间顺序或按历史时件的逻辑顺序绘制出教学单元的流程图。要考虑通过课件的教学能否在突出重点，突破难点，增强记忆，启发思维方面收到传统教学不能达到的效果。同时还要设计出在什么时候使用声、文、图、动画多种媒体的合理组合，使这些多媒体资料为教学服务。 b ．设计课件制作方案。首先要考虑所开发的最后产品是什么。是用于班级课堂教学交互性教学，还是网上自学；是模拟演示还是资源积件。其次是考虑课件的结构类型，是固定结构型、生成型，还是智能型结构，控制策略是线性型、分支型还是混合型。

(2) 素材的收集与编采。资料的搜集可以到图书馆、校园网、因特网、电视台、校电教中心、 VCD 光盘及其他磁盘、自制数码摄影，甚至于超市等收集。如要做中国的发展的教学课件，可以“ A 日擒雕牌 ” 炼乳为例，这只商标是近代温州民族资本家吴百亨同英商争夺浙江市场中产生的，对中国产生的背景、民族资本家的革命性都很有说服力。历史资料收集的主要网站有：人民教育出版社 ( 教材及大纲 )www . pep . tom . cl /。中学历史教学 http : //www . yb2hs . com . cn / teacher / net / his/。中学历史教学资源网 http ://ajl ． teacher ． 100point ． corn /。资料的采集指对已收集的资料进行加工制作。声音素材对采样频率，量化位数、声道板进行选择。动态视频图像须对这些素材进行混合、反向、回音、调节音量、修改频率、转换格式、修改声道、移动割拼、添加文字等编辑。历史课件会使用大量的原始图片、图表、录象，这些素材的制作加工，尤要精美细致。

(3) 课件的制作与开发。课件设计和资料采集完成之后，就进入课件制作与开发阶段。根据历史教学需要选用多媒体写作工具。由于历史课件需要展示大量的历史图片等资料，又加上时间紧迫，所以平时教学可用使用简便、制作方便的页面式卡片为基础的幻灯型课件制作软件，如 toolbook 。如果教学内容复杂，课件结构联接较为复杂的课件，比如树型结构，可以用以图标为基础的流程图型 Authorware 和以时间为基础的时基型软件，如 Director 、 Action 。用于网上，可用远程多媒体课件制作工具 Frontpage 。

(4) 课件的美工修改。历史课件最终都是以界面、框面的形式展示给学生。要把死的历史变活，很大程度上处决于历史软件的界面与框面美感教学效果，因此，界面、框面的设计必须遵循美学法则。人的美感来源于视觉与听觉。而视觉、听觉效应往往与人的生理、心理、情绪、文化素养有着紧密的联系，课件的图像、动画、音像通过视觉与听觉反映于神经中枢，使学生感到友好、亲切，产生美感，所以必须美学工艺知识同心理学知识紧密结合对课件修改。

(5) 尝试人工智能软件教学。只有开发人工智能教学软件，才能使我国中小学的历史计算机教学进入一个新阶段。人工智能教学软件是指计算机能够利用历史史实等教学信息，生成教学问题，用较强的自然语言理解能力和逻辑推理能力回应学生提出的历史问题的教学工具。

基于人力、物力、时间和计算机技能因素，笔者只做了极为肤浅的尝试，介绍如下：

借助 Frontpage 作为基础，研制提供学生学习、教师教学的双向互动和人机交互的计算机历史教学环境。它分成学生学习模块与教师教学模块：在线学习的学生可以随时打开教师教学模块作为课堂教学的辅助与补充，教师可以随时打开学生模块，察看、监控学生学习历史的过程与结果。

整个过程是学生选定目标，查看教师提供的学习建议，完成学习内容，提交教师布置作业，分析计算机作出作业批改，最后上传到教师模块。

教师教学模块把教学目标也分为三等，系统会根据历史教学目标提议教学策略，并给出相应的历史教学内 容。教师可对教学内容任意增减。教学资料是根据课堂教学实际情况选用的资料。全部系统工作可通过计算机清晰地显示给学生，体现出历史教学过程中教师与计算机、教师与学生、学生与学生及学生与计算机的互动。

此外，还可以利用国外较为成熟的智能计算机教学软件智能导师系统 (ITS) 和人工智能化教学环境 (AIBLE) 在历史教学中进行尝试，等等。

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温州实验中学分校 邱建伟

【摘要】本文从计算机辅助教学的功能入手，结合地理CAI课件的运用体会，总结了计算机辅助教学手段对发展学生思想素质、认知能力、智力因素、非智力因素的作用，同时也阐述了计算机辅助教学的推广应用对提高教师素质的作用。

【关键词】CAI，CAI课件，地理教学

在现代信息社会，计算机技术已渗透到社会的各个领域和人们的日常生活与工作中，自然也对教育产生着巨大的影响。以计算机为核心的多媒体技术自然而然地走进了课堂教学中，这必将导致教育思想、教育理论、教学模式、教学方法和教学手段的重大变革。计算机辅助教学（Computer—Assisted Instruction,简称为CAI）在教学中的应用即是教学手段的一大变革，这种变革同时也为全面推进素质教育开辟了灿烂的前景，而全面推进素质教育正是新世纪人才培养的需要。因为在二十一世纪，世界经济、科技、军事的竞争，归根到底是人才的竞争，只有培养出一大批具有国际竞争能力的高素质人才，提高全民族的综合素质，我国才能在二十一世纪的竞争中立于不败之地。本文仅以初一社会（地理）教学为例，就CAI在素质教育中的作用浅谈几点体会。

一、运用CAI有助于学生思想素质的提高和道德行为意识的培养

在教学过程中对学生进行思想教育，是我们教育工作者的首要任务。中学地理教学内容中蕴含着极其丰富的德育因素，主要包括：爱国主义教育和国情教育、党的基本路线和社会主义现代化建设成就教育、科学世界观教育、法制和道德教育、环境保护教育等五个方面。我们国家在1991年曾经颁布过《中小学地理学科国情教育纲要》，其目的就是要加强地理教学中德育功能的落实。要使思想素质教育融入到地理教学中，运用CAI课件进行教学应具有独特的明显功效。例如：学习“黄河”一节内容时，利用CAI课件，一开始便是一曲慷慨激昂的“黄河协奏曲”，配以黄河汹涌澎湃、排山倒海之势的壮观画面，大大激发了学生的学习热情和爱国之情；讲到黄河下游“地上河”的特征时，利用电脑动画演示“地上河”的形成过程，启迪学生考虑“地上河”的形成原因主要是黄河中游黄土高原地区的水土流失所造成的，使学生感受到植树造林、保持水土的重要性，从而对学生进行环境保护教育；讲到我国政府对黄河治理开发的巨大成就时，又可以进行社会主义现代化建设成就教育。

中学地理德育教学目标包括认知、情感和行为三个层次，其中行为目标是最高层次，也是德育教育的最终目标。因为学生一切认知内容和情感倾向，只有最终转化为学生自觉、自愿的行为意识，才说明德育工作真正做到了家。在地理教学中，全球观、环境观、人口观、资源观、可持续发展观等均可以影响到学生的道德行为意识。所以在地理CAI课件中，运用一些生动的事实，如“黄河”一节内容中，可引入中央电视台新闻30分《关注三江源》，激发学生讨论，引导学生思索，促进学生道德行为意识的发展。

二、运用CAI有助于学生认知能力的培养和提高

地理学习过程是特殊的认识过程，根据认知结构理论，地理学习认知过程的结构模式如下：

感知（形象思维为主）阶段 理解（抽象思维为主）阶段 巩固阶段 应用阶段

地理事实性知识体系 地理理论性知识体系 地理知识 地理技能

意 创

向 造

动 机 原认知结构 新认知结构 地理问题的解决

创造思维的培养

地理学习认知过程的一般结构模式图

从上述结构模式图可看出：地理学习认知过程从“动机形成”开始，中间经过感知、理解、巩固、应用等若干阶段，最后以“创造性解决地理问题”为终端。在地理教学过程中运用CAI，组织与发展学生地理学习的认知结构，对提高地理学习质量、促进地理学习能力关系极大。

利用CAI可以大大拓宽学生地理感知的范围、加强空间感知能力，帮助他们建立起丰富而正确的地理表象。例如，本来在偏僻内地山区的学生对河口三角洲景观、海岛风光或沿海平原的学生对内地沙漠景观、高原草原风光等无法正确进行地理感知，但现在有了CAI的运用，一切都迎刃而解了。这就为学生后续阶段学习活动的顺利进行打下良好的基础，也使他们在地理的理论性知识的学习中建立起感性认识的基础。

利用CAI还可以加强学生对地理知识的理解，包括地理概念、地理特征、地理成因、地理规律等，而这对于地理学习至关重要。在CAI课件中，一可以化繁为简，突出重点，如《北美洲》课件的设计制作中，把位置、地形、河流、湖泊、气候等各个地理要素分开显示，起到帮助理解的作用；二可以化静为动，形象直观，如“季风的形成”、“地球的运动”等课件，用动画进行模拟显示，就使学生原本难以理解的地理概念等变得形象、直观；三可以化远为近，生动逼真，如课件“月球”中，有“月球漫步”、“阿波罗11号登月过程”、“月食形成”等一些视频片段，带领学生遨游太空，提高他们对天文知识的了解和认识，取得了良好的效果。

利用CAI也可以加强学生对地理知识的巩固和运用。有一些课件制作工具如Authorware等具有非常强大的管理教、学功能，它可以随时跟踪学生的学习进程，反馈学生的学习效果，反映学生对知识的掌握程度和运用的熟练程度。不同类型的课件都能起到巩固和运用知识的作用。如操作练习型课件通过反复地练习使学生巩固和熟练某些知识技能；教学游戏型课件用来产生强烈的竞争性或自我挑战性的学习环境，特别适合于地理课中地图知识的巩固和运用如地图的分割和拼接等；模拟演示型课件用计算机模仿真实现象或实现理论上的“理想模型”，极有利于培养学生运用知识、解决问题的能力，如地理学中的行星运动现象等。

三、运用CAI有助于学生智力的发展

智力是一个人的各种心理能力和认识能力的总和，主要包括观察力、记忆力、思维力和想象力。地理教学中的各种知识、技能都具有一定的智力因素，地理教师在教学过程中应尽力去挖掘。另外，随着社会历史的发展，各种智力因素的价值也在发生变化，因此，教师应随时注意教学方法和教学手段的革新。用计算机辅助教学（CAI）手段来挖掘智力因素、促进智力发展就是一种很好的方法。

例如，在课件《南极洲》中，我们以斯金纳等人提出的程序教学法的思想为基础，设计了这么几步：第一步，设计了两个问题：（1）、从温州坐飞机一直往南飞，中途不改变方向，最终会到达什么地方？（2）、若要建一座四面八方都朝北方的房子，应建在哪儿？这两个问题一下就促使学生作出了积极的反应，激发了他们的兴趣；第二步，把南极洲的自然环境这一重点内容细分为三个小步骤：（1）、感受南极独特的景观（冰雪世界），（2）、了解南极独特的地形、地势（冰雪高原、海拔最高），（3）、理解南极独特的气候（严寒、大风、干燥）；第三步，根据上述三个小步骤，针对性地设计了一些有趣的问题，，极大地调动了学生的积极性，帮助学生掌握这三步内容，并及时对学生的反应进行反馈、巩固。这样设计制作的课件在课堂教学中的运用，经过刺激、反应、强化，循序渐进，达到了预期的教学目标。在这个课件的应用中，我们体会到：

（1）、CAI课件在教学中的运用有利于激发学生学习的动机、兴趣等，促进了学生非智力因素的发展，从而为智力的良好发展创造了条件；

（2）、CAI与一些教学方法如程序教学法的结合运用，体现了教学过程中学生是主体，学习主要应着重发展学生能力的教育思想，也有利于培养学生独立思考、独立分析问题和解决问题的能力，这种思想给学生的智力发展开辟了广阔的天地；

（3）、某些CAI课件，如课堂演示型课件，有利于教学进程的控制，使学生学习过程随着学生智力发展的程度，循序渐进，从而取得最佳的教学效果；

（4）、利用CAI可以促进学生的观察能力的发展，而观察能力是人们智力总体中不可缺少的重要一环，是获得知识、发展智力的前提。例如，在课件《南极洲》中，我们先后用了南极洲“海陆位置图”、“纬度位置图”、“地形剖面图”、“矿产分布图”以及南极各种风光图，借此来训练学生的地图观察能力，包括目的观察、全面观察、对比观察等。而如果离开计算机，利用传统的教学挂图，将很难达到这种效果；

（5）、CAI课件的设计和运用，能启迪学生的思维，发展学生的智力。如：通过“季风的形成”课件，引导学生揭示“海陆热力性差异——海陆间气温差异——海陆间气压差异——风向的季节变化——季风”之间的内在联系。课件的运用有利于教师引导学生理解、掌握、运用地理概念、地理判断、地理推理，揭示地理现象的内在联系，从而获得地理规律性的认识，同时也有利于学生发散性思维的培养；

（6）、利用CAI还可以促进学生地理空间能力的培养和发展。美国心理学家西莱辛格和格德曼认为人的三大类能力是：“空间能力、计算能力和语言表达能力”。地理空间能力是人的基本能力之一，判断空间方位，确定事物之间的空间联系及结构，是人的基本素质之一。对初中学生而言，要他们掌握一个街区、一个城市的空间方位或许不难，但要掌握一个地区、一个国家、一个大洲乃至整个地球或是太阳系等的空间方位，就比较难了。不过，利用CAI，我们可以比较好地帮助学生形成地理空间概念，帮助他们更容易地确定空间方位，从而为他们以后的生活、工作打下良好的基础。

四、运用CAI有助于学生非智力因素的培养

心理学家燕国材教授在“应重视非智力因素的培养”一文中指出：从广义上讲，凡是智力因素以外的一切心理因素都可以总称为非智力因素；从狭义上说，非智力因素主要是由动机、兴趣、情感、意志和性格等五种基本因素组成。作为一个整体，非智力因素的具体作用主要表现在动力、定向、引导、维持、调节和强化等六个方面。这六大作用都是为了调动学生的积极性，使他们在学习过程中，灵活地培养智力和能力，从而为他们的成功学习创造条件。因为根据非智力因素理论，一个人学习的成功是由智力和非智力因素共同决定的。所以如何在教学过程中培养学生的非智力因素，就显得非常重要了。CAI的推广应用，为我们提供了一个切实可行的方法。

第一，可以利用CAI，创设愉快的学习情境，培养非智力因素。都说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，良好的教育、学习气氛是培养非智力因素的重要条件。运用一些精心制作的，具有一定视觉美感、听觉美感、操作美感的CAI课件，使学生在内心燃起求知的渴望，激发起学习兴趣，使他们乐于学习，能获得成功的体验，从而产生更深层的愉快，从而帮助他们主动有效地学习。

第二，在CAI课件的设计中充分考虑初中学生的心理发展规律，有利于非智力因素的培养。一个人的智力发展，必需有新的需要，这里所指的需要，就是非智力因素的个性倾向性，其表现形态有兴趣、爱好、动机、目的、理想和信念。可以利用CAI课件，激发学生产生新的兴趣、爱好、动机等，一旦新的需要与他们原有的心理水平或结构构成了矛盾，就产生了心理发展动力。因此，符合初中学生的心理发展规律的CAI课件有利于非智力因素的培养。

五、运用CAI有助于促进教师素质的提高

建设高质量的教师队伍，是全面推进素质教育的基本保证。所以素质教育实施得怎么样，关键因素是教师，从计算机辅助教学的角度来看，取决于教师的计算机辅助教学意识和计算机技能。CAI的推广应用必然会带动教师素质的提高。一方面，CAI的推广应用会促使教师教育观念的更新，而教师教育观念的更新是实施素质教育的立足点；另一方面，CAI的推广应用也会促使教师优化教学方法，而这是进行素质教育的有效途径；再一方面，教师通过运用CAI课件，掌握和提高了计算机技能，提高了教学设计的意识和能力，从而提高了教师的综合素质。同时，教师对计算机辅助教学手段的需求也会使这一方面经费投入加大，促进计算机辅助教学的发展，从而进一步推动素质教育的发展。

总之，计算机辅助教学在素质教育中具有强大的功能，并且必将会在今后教育改革中发挥更大的作用，从而推动素质教育的进一步发展。可以这样说，教育改革愈是深入，计算机辅助教学愈是有用武之地。所以，计算机辅助教学与素质教育的协同发展，将会使21世纪的中国教育充满生机和活力。

参考文献：

①、孙大文主编，《地理教育学》， 高等教育出版社