计算机辅助教学系统构成与评价

为了发挥计算机辅助教学的功能，必须保证它具有较为完善的构成系统。其中包括硬件系统，即计算机系统中的各种硬件设备；软件系统，即计算机系统软件和应用软件。在这个系统中，大部分可以从计算机厂家或公司里得到，如硬件、系统软件及部分应用软件。有些应用软件则需教学人员根据教学内容写出脚本，与计算机技术人员合作制作。

（一）系统硬件（Hardware）

1．硬件的种类及要求

硬件是指计算机系统中各种实际的物理设备，主要包括以下几个方面：

主机：包括控制器、运算器和内存储器。其作用是存储和处理信息。

输入设备：有键盘、光笔、鼠标器等，是将信息输入给主机的设备。

输出设备：有显示器、打印机、绘图机等，是将主机处理后的信息输出给用户的设备。

外存储器：有磁盘和录音机等，一般习惯把主机以外的其他设备统称为外部设备。

将这些硬件设备应用在教学上，对其又提出了一些新的要求。主要包括以下几个方面：

第一，将计算机作为教学媒体和教学管理的工具，相对于其他用途来说要求它输出大量的文字信息，以向学生传授知识，训练技能，报告学习结果等。而它的接受者是中小学生、大学生或成人。因此，要求它输出的文字应是学习者的母语文字，即在我国要求具有中文信息处理的功能。

第二，在CAI的系统中需要存储大量的课件，课件中含有大量的科学知识，同时还有教学管理程序及学生的有关执行程序。因此，对CAI系统内存和处存容量的要求比一般大很多。

第三，在CAI系统中学生是通过终端进行学习，通过各种输出设备给学生提供信息，终端的质量直接影响到教学效果。因此。在教学系统中终端的作用远比一般计算机系统重要得多，要求也更高，以便于学生的学习。

2．硬件的配置

单机系统：这种系统主要由微型计算机构成，包括主机、键盘、软盘驱动器、盒式录音机和打印机等。这个系统使用方便，对环境条件要求不高，在一般教室或家庭都可使用。目前使用的微机主要有APPLE机和IBMPC机。

我国研制的具有汉字处理功能的“中华学习机”不仅可以使用一般的显示终端，也可以与家用电视及录音机连接，构成微机学习系统。随着高档微机的出现，利用微机构成的局部网络也随之产生，不仅能在一定的范围内共享课件，而且具有投资少、可靠性高等特点。

分时系统：一般由小型机、中型机或大型机做主机，连接一定数量的终端而构成。由小型机构成的分时系统，主机通过专用电缆直接与几十个或上百个终端连接，在分时操作系统的支持下，学生共享主机提供的课件资源。主机具有较大容量的内存，并连接大容量的外存，可以提供丰富的课件供学生选择使用，并对学生的学习过程进行完善的管理。

网络系统：按其规模大小可分为局部网络和大型网络。局部网络是由多台分布在不同地点的计算机经数据通讯网络连接而构成的系统，如美国国家医学图书馆主办了一个叫做Lister Hill的医学教学网络，能为100多所医学院校服务。大型网络是通过通讯网络或卫星通讯与用户相联系，它的终端可分布在广阔的区域内，可以是一个国家的不同地区，甚至是不同国家。如美国的PLATO系统不仅能通过全国性的计算机网络对分布在美国20个州的学生进行教学，还能通过卫星通讯使阿拉伯的一些国家的学生在本国的计算机终端上学习PLATO所提供的课件。

（二）系统软件（Software）

系统软件也叫系统程序，是指计算机系统中供用户使用的所有软件。它主要包括操作系统、语言系统、监控程序和实用程序等各种软件。系统软件是计算机系统的重要组成部分，没有丰富的软件供系统使用，则不能充分发挥计算机的作用。(www.xing528.com)

1．操作系统

操作系统是计算机系统的指挥中心，学生通过操作系统使用计算机。其主要功能是调度程序作业的运行，管理程序文件和数据文件，控制外部设备输入、输出的操作等，各种子系统和课件均在操作系统的控制下运行。在某些CAI系统上，如PLATO、TICCIT等，有专门的操作系统。对多数CAI来说，是使用通用的操作系统。微机的操作系统一般称为磁盘操作系统，目前使用的主要有：APPLE机上使用的DOS3．3，CP/M操作系统，IBM、PC机上使用的DOS系统等。

2．语言系统

在早期，CAI课件多数是用通用的计算机语言来编写的，如BASIC语言、FORTRAN语言和PASCAL语言等。但使用这些语言编写课件需要语言处理系统的支持，熟悉这些语言编程的专门人员才能制作课件。为了便于广大教师自己制作，许多国家都在研制CAI专用语言，即课件著作语言或写作语言。目前世界上已有几十种这类专用语言。CAI专用语言基本上可以分为两种类型：一类是用于某种教学策略，例如Coursewriter、PILOT、PLANIT等；另一类是更加完善的程序设计类型的写作语言。

3．学习监控程序

一个CAI课件是由多个学习模块构成的系统。此系统的管理、学习路径的控制、诊断测验的实施、学习任务的分配等，通常都是由一个学习监控系统来完成的。在较为完善的CAI系统上，由一个专门设计的CMI系统来支持CAI的运行。CMI系统不仅提供菜单结构以控制教学模块、课程的顺序和呈现，而且还收集学生学习记录和提供数据库结构，以保存和报告学生的学习情况。

4．实用程序

实用程序又称为工具软件。为了适应某些形式CAI课件开发的需要，还需提供一些功能较强的工具软件。例如，图形开发工具、表格处理工具、文字处理工具及拷贝程序等，都是实用程序。这些程序常以软件包的形式提供给使用者。

（三）CAI课件

课件是教学信息及其编写程序的综合体。是采用计算机语言、写作系统或其他写作工具，将教学内容按照一定的系统结构编制而成的计算机软件。制作一个较为完善的课件一般要经过以下几个步骤：

1．确定目标

首先应详细的分析教学任务，规定课件所应达到的目标。即通过课件的学习使学习者掌握哪些知识和技能，产生什么样的行为变化。而且还应分析，为了达到这个目标计算机教学是否优于其他教学方法。然后根据教学目标确定教学的内容和范围及每部分内容应达到的具体要求。

2．设计教学内容

对教学内容进行设计即编写教学程序的文字稿本。主要是根据教学内容把课程分成许多小的单元，详细规定每一小单元的表达形式（文字、图像、声音等）以及向学生提出的问题；同时要预测学生的各种可能的回答，预备适当的反馈信息；然后据此进行屏幕设计。

3．编程与调试

选择适当的语言将每一个单元的屏幕设计内容和教学策略转换成计算机程序。由于对内容调度、连接的方式不同，呈现教学内容的方式可有几种形式。顺序式：把教学内容根据内在的联系顺序地连接起来，学生学习完一段内容后即显示下一段内容，直到全部完成；也可设计成当学生达到某种水平后才进入下一个内容。随机式：开机后首先显示内容名称的菜单，供学习者选择，学习者可操作控制键根据自己的需要有选择地进行学习。混合式：是以上两种形式的结合，学生即可顺序地进行学习，也可进行选择性学习。生成式：是具有人工智能的系统。计算机可按一定的方式显示教学内容或提出问题，要求学习者学习、回答；学习者也可提出问题或要求，由计算机回答或讲解，进行较为自由的人机对话。当一个课件初步完成以后，把程序输入计算机运行，看是否达到所规定的目标要求和程序设计要求，进行修改调试。

4．评价与修改

将编好的课件在教学中进行小规模的实验，检验课件编制的质量及其教学效果，发现问题立即修改，直到达到教学目标的要求、通过评价鉴定后，才能交付使用。