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4---计算机辅助教学--4计算机(CAI)辅助教学的兴起CAI产生和发展的物质基础CAI产生和发展的社会基础信息社会对教育提出的要求“知识更新”加速“知识激增”，形成“知识爆炸”需解决人们学习时间、接受能力和理解能力有限与知识激增的矛盾高度发展的智力如何培养善于学习、善于思维、提高创造力教育作出的相应改革从以学校教育为中心向终身教育转变学习新技术，使用新技术CAI产生和发展的理论基础教育心理学教学机器（1924年，普莱西设计的自动教学机器）程序教学（20世纪50年代，斯金纳提出的程序教材）行为主义学习理论、认知学习理论、建构主义学习理论计算机辅助教学的发展美国CAI的发展概况1958~1970主要是以大学和计算机公司为中心理论：斯金纳刺激－反应理论模式个别指导型和操练型计算机技术：文本方式交互1970~1980实用化，多学科、多领域微型计算机的出现智能CAI出现1980~1990多媒体计算机的应用理论：认知学习理论1990以后多媒体和计算机网络的出现建构主义的学习理论我国CAI的发展概况86年，“全国中学计算机研究中心”成立90年代中期，成立高校CAI协作组《关于加快中小学信息技术课程建设的指导意见》CAI的发展方向应用方式的多样化多种学习资源的集成化研究、使用和教师培训的互动基本概念计算机辅助教育（CAE）是计算机在教育中的重要应用。它是为了提高教育质量和效率，利用计算机技，按照科学的方法解决教育过程中的问题，由此而形成的一种新的教育技术。计算机辅助教学（CAI）CAI是CAE的重要组成部分计算机辅助教学是教师为了提高教学效果和效率，利用以计算机为中心的丰富的教学资源，改进教学或为学生提供一个学习环境，使学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学方式。计算机管理教学（CMI）CMI是CAE的重要组成部分广义的说法：计算机在学校管理中的应用，包括教学管理、学校事务管理、图书情报资料管理等另一说法：CMI是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统，包括组织课程和学生数据，监督学生的学习进程，诊断、补救、评价学习结果等传统教学模式与教学系统传统模式教师学生教材以教师为中心教师利用媒体(讲解、板书)向学生传授知识示例教学目标教学内容判断评价信息处理信息处理反馈呈现接受反应学生教师CAI模式与教学基本过程CAI模式学生教师资源教育技术构建教学情景(利用教学资源)学生参与教学过程(交流、讨论)获得知识(发现、理解、形成)学习新课题或原内容启动呈现教学信息提出问题结束进一步决策判断、反馈选择学习内容接受反馈、强化反应接受教学信息补习计算机辅助教学的基本形式帮助教师备课型备课型软件功能：为教师提供教学用的各种参考料为教师提供用于考试的试题和答案为教师提供优秀的教学方法样例为教师提供制作课堂上使用的多媒体教学软件（课件）平台课堂演示型适宜表现的内容：其他手段难以表现的微观现象真实实验中有危险（或长时间或极短时间看到）的现象过去的过程和事件需要反复观察的动态现象个别化学习型为学习者提供一个别化的学习环境，学习者通过与计算机交互实现学习目标包括：操练和练习、对话、游戏、模拟、测试、问题解答、发现学习和信息检索协作学习型整合型对教师提出了新的要求熟练运用现代教育技术手段现代媒体操作技能CAI软件的编制技能CAI组合教学的设计技能重视自身能力的培养和提高重视教育教学科研能力的提高一专多能计算机辅助教学课程目的CAI软件的开发和制作授课内容CAI软件开发的基础常用开发CAI软件的使用课程要求动手操作反复练习乐于实践参考书《计算机辅助教学》师书恩编著，高等教育出版社《多媒体CAI课件制作培训教程》孙印杰等编著，电子工业出版社《几何画板在数学教学中的应用》万福永编著，华东师范大学出版社考核要求作业、实验报告期末测试CAI软件设计理论行为主义学习理论与CAI软件设计认知主义学习理论与CAI软件设计建构主义学习理论与CAI软件设计CAI软件设计流程1.需求分析课件目标、课件形式、课件功能、开发平台、制作人员2.脚本编写根据总体方案，对各个目标进行细化。3.软件结构设计脚本的计算机化。界面设计、交互设计、反馈设计、风格设计4.素材准备5.课件集成进行界面制作和素材链接，运用工具软件的过程6.课件调试CAI软件的开发和实现CAI课件一般具备下列功能：呈现教学内容取得交互响应判断响应正误并提供反馈控制教学流程评价学习效果CAI课件开发语言写作语言（60年代初）：COURSEWRITER（第一个，IBM公司）可视化编程通用语言（80、90年代）VB、VC++、Authorware、几何画板等基于网络的教学软件创作平台VB、VC++、Authorware、Dreamwaver等几何画板几何画板概述第1章几何画板的基本操作第2章几何画板快速入门第3章几何画板的进一步使用第4章综合应用概述《几何画板》制作:美国KeyCurriculumPress公司《几何画板》--教学的软件平台适合几何（平面几何、解析几何、射影几何等）《几何画板》--动态几何工具在运动中保持给定的几何关系在变化的图形中，发现恒定不变的几何规律。功能浏览提供了画点、画线和画圆的工具。几何画板提供了旋转、平移、缩放、反射等图形变换功能。几何画板还提供了度量和计算功能。几何画板带有坐标系功能，可以绘制多种函数的图象。几何画板符合Windows应用程序的风格。第1章几何画板的基本操作几何画板的界面利用画板工具箱作图几何图形简单编辑操作文本工具的使用几何画板的窗口几何画板窗口标题栏功能菜单画板工具箱工作区状态条画板窗口标题栏绘图区水平、垂直滚动条画板工具箱选择工具选择对象(含平移、旋转、缩放)画点工具画点画圆工具画圆画线工具画线(直线、射线、线段)文本工具加标注或给对象加标签自定义工具基本操作--画点、画线、画圆两个概念：父母子女画线：画直线、画射线、画线段基本操作--选择点、线、圆选中状态基本选择方法（利用选择工具）选择一个：单击对象选择多个：连续单击所要选择的对象从多个选定的对象中不选某一个：单击对象选择对象的父母(或子女)：编辑菜单选择所有：编辑菜单当前工具不同，选择所有的对象也不同选择所需：画矩形选择&平移、选择&旋转、选择&缩放基本操作--拖动方法用选择平移工具，拖动所需对象注意拖动某一对象时，其所有子女也跟着移动在拖动过程中保持几何关系几何画板强调其构造关系（点C在圆上，其运动只能在圆上）。基本操作--删除与恢复对几何图形修改时的几种方法：1.删除（使用时要注意）选中对象按DEL键，此时该对象的所有子女同时被删除。2.隐藏对象(Ctrl+H)3.撤消快捷键CTRL+Z“编辑”菜单中的“撤消”选项按住Shift键,单击编辑|撤消所有动作,快捷键Shift+Ctrl+Z4.重复快捷键CTRL+R“编辑”菜单中的“重复”选项按住Shift键,单击编辑|重复所有动作,快捷键Shift+Ctrl+R基本操作--文本工具的使用设置标签显示或隐藏对象的标签移动标签的位置更改标签改变标签的字号和颜色通过属性对话框设置,只影响该对象通过文本工具栏设置,影响后续所有对象利用菜单自动显示对象标签通过“编辑”|“参数设置”加标注选择文本工具，在适当地方画一矩形，输入所需内容通过“文本工具栏”可设置文本的字体、字型、字号第2章几何画板快速入门利用构造菜单作图利用变换菜单作图利用图表菜单绘制函数图象度量菜单的使用利用构造菜单作图对象上的点：选中1个或1个以上的对象交点（CTRL+I）选中两条路径中点（CTRL+M）选中1条或多条线段线段（CTRL+L）选中2个或更多的点射线、直线垂线、平行线（直线）选中一直线型对象和若干个点选取一个点和若干个直线型对象角平分线（射线）选中三个点，其中第二个点为角的顶点利用构造菜单作图—续以圆心和圆周上的点画圆选中2个点：第一个点是圆心第二个点是圆要经过的点以圆心和半径画圆选中1点和1条线段圆上的弧选中点、圆周、另一个点(逆时针方向)过三点的弧选中3个点内部（CTRL+P）选择3个以上点(次序有关)选择一个圆作出圆内选择一段弧作出“扇形内”区别选择圆和弧选择一段弧作出“弧弦内”利用构造菜单作图—续轨迹选取1个目标对象（点、线、圆）和一已知路径上一点注：路径上的点可以控制该目标对象(目标对象的定义过程用到这一点)作出的是这一点在路径上运动时该目标对象相应的运动轨迹。例1.作一条线段的垂直平分线2.作一个三角形的内切圆3.过圆外一点作圆的切线利用变换菜单作图利用“变换”菜单中的命令可以生成原目标的变换图象。平移：按直角坐标、按极坐标、按标记向量旋转：标记中心、标记角缩放：标记中心反射：标记镜面注:（1）几何画板可以定量作图。（2）利用“变换”菜单中的命令，会生成一个新的变换图像。例1.利用平移将一个三角形ABC沿x轴平移5cm、沿y轴平移1cm，得到一个全等三角形。2.利用旋转将一个三角形ABC绕坐标原点旋转180度，得到一个全等形。3.利用缩放将三角形ABC以坐标原点为中心缩放（缩放比为3:1），得到一个相似形。4.利用反射将三角形ABC以x轴为对称轴反射，得到一个轴对称的全等形。5.作一个相邻三条棱的大小和方向都可改变的平行六面体。6.动态显示将一三角形一角拉出和送回。利用图表菜单绘制函数的图象例：绘制函数y=x2的图象绘制函数y=sinx的图象绘制函数ρ=cos(θ)的图象度量菜单的使用长度(选取线段)距离(选定两点或一点一线)周长()圆周长(选取圆)角度选取三个点:第二个点是角的顶点面积选取多边形、圆、扇形等弧度角选取弧、扇形或弧弦内弧长半径比例(选取两条线段)计算打开计算器坐标、横坐标、纵坐标选取一个点坐标距离选取两点斜率选取一直线型对象方程选取圆或直线第3章几何画板的进一步使用几何画板的操作类按钮移动动画隐藏或显示系列链接滚动几何画板的变换操作_迭代参数的使用操作类按钮移动用于构造一个移动按钮，可将绘图窗口中的一个或多个点移动到指定的目的地动画用于构造一个动画按钮可使一个或多个(最多10个)沿各自的路径进行动画隐藏或显示用于构造一个按钮，用于显示或隐藏所选对象系列用于构造一个系列按扭，它是两个或两个以上基本按钮类型的连接链接用于构造一个链接按钮，实现页面的跳转和链接的控制滚动用于构造一个滚动按钮，实现屏幕的滚动“隐藏/显示”、“系列”按钮隐藏/显示属性的设置总是显示对象,总是隐藏对象系列按钮属性的设置执行参数,动作间暂停例用系列按钮等实现逐行延时显示文字移动按钮点到点的移动方法:依次选中移动点、目标点单击“编辑”|“操作类按钮”|“移动”从对话框中设置所需内容注：可同时控制多个点的移动例：任意三角形与特殊三角形利用动画按钮进行动态作图1.实现动画的条件需路径和路径上的点任意对象(版本4以上)2.方法选中路径上的点单击“编辑”|“操作类按钮”设置所需内容单击|“动画”按钮即可3.将其某一子女设置为跟踪路径，可得图形4.轨迹的设置选择运动的点和跟踪的对象,通过作图菜单,作轨迹.例：1.作一个任意三角形。2.在平面上任取两条线段AB、CD，并在其上分别各取一点E、F，连接这两点得一条线段，求此线段中点G的轨迹。3.用动画显示一个四边形的轴对称图形的形成过程。“链接”按钮页面的作用模块化，结构化页面的管理（“文件”|“文档选项”）增加空白页从当前文档中复制页从其它文档中复制页页切换按