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第六章 计算机辅助教学中的教学法 一、计算机辅助教学中的教学法 二、学科教师的教学法 三、制作人员的教学法

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第六章 计算机辅助教学中的教学法 一、计算机辅助教学中的教学法 二、学科教师的教学法 三、制作人员的教学法 - PowerPoint PPT Presentation


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第六章 计算机辅助教学中的教学法 一、计算机辅助教学中的教学法 二、学科教师的教学法 三、制作人员的教学法. 通常意义上的教学法 ——“教法”,针对教材和学生两个要素。 包含:教材的组织处理、教学过程与步骤的设计安排、具体教学方法的运用等。. 计算机辅助教学中的教学法 ——教材+学生+计算机环境,达到人机教学活动的最佳效果,是具体落实教学模式和教学策略的可操作方法和技巧。 分两个研究方面。. 从教师的角度考虑: 有活动法、发现法、同伴影响法等 从教学软件人员角度考虑:

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第六章 计算机辅助教学中的教学法

一、计算机辅助教学中的教学法

二、学科教师的教学法

三、制作人员的教学法

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通常意义上的教学法——“教法”,针对教材和学生两个要素。通常意义上的教学法——“教法”,针对教材和学生两个要素。

包含:教材的组织处理、教学过程与步骤的设计安排、具体教学方法的运用等。

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计算机辅助教学中的教学法——教材+学生+计算机环境,达到人机教学活动的最佳效果,是具体落实教学模式和教学策略的可操作方法和技巧。计算机辅助教学中的教学法——教材+学生+计算机环境,达到人机教学活动的最佳效果,是具体落实教学模式和教学策略的可操作方法和技巧。
  • 分两个研究方面。
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从教师的角度考虑:

有活动法、发现法、同伴影响法等

从教学软件人员角度考虑:

有人机界面的设计、人机教学环境中的教学效果、人机交互活动的设计、挖掘有效的教学信息等。

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学科教师的教学法(理论指导、教学模式)

    • 活动法

心理学家皮亚杰认为智慧来源于动作,活动是连接主、客体的桥梁。在教学过程中实施活动,让儿童自己动手、动脑探索外物,通过这种经验的抽象和反省,可以形成、发展自己的认知结构。

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在计算机辅助教学的过程中教师可以利用一些认知工具和虚拟实验室(Virtual Laboratory)来开展多种增加学生操作活动的机会。虚拟实验室实际上是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境,供学生观察、操纵、建构其中的对象,使他们获得体验或有所发现。
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认知工具(Cognitive Tools)是教师给学生提供一些工具软件,学生利用这些工具通过自己动手来探索外物,以更好地丰富原有的认知结构。
  • 如作为通讯工具有e—mail、电子公告板、聊天室、远程会议、电子白板;作为建构工具(Mindtool)有字处理软件、表格处理软件、多媒体制作工具、网页制作软件和概念地图。概念地图是语义网络的可视化表示方法,图中有许多节点,节点与节点之间的关系用语义标记的连线来表示。概念地图可看作是个体认知结构某一层面的形象化表示,它有助于学生将形象化地表示外物联系的知识结构整合内化到自身的认知结构中。
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 发现法

皮亚杰:只有儿童自我发现的东西才能积极地被同化从而产生深刻的理解。认知结构是由儿童主动改造的。

基于问题的学习:就是要求学生从发现问题、分析问题和解决问题为主线进行学习。“儿童是小科学家”。

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 同伴影响法

皮亚杰:重视儿童之间的相互影响。儿童之间彼此交流想法,可使他们不断了解他人的观点。在同一认知水平上的其他儿童比成人更能促使儿童从自我中心中解脱出来。

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计算机支持合作学习CSCL:在网络通信工具的支持下,进行同伴互教,小组讨论,小组练习,小组课题等合作性学习活动。计算机支持合作学习CSCL:在网络通信工具的支持下,进行同伴互教,小组讨论,小组练习,小组课题等合作性学习活动。
  • 虚拟教室VC:虚拟的学习环境,身处异地的师生可以看得见听得着,能进行实时或异步的教学活动。
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制作人员的教学法

    • 人机界面的设计

要求具有舒适和容易使用的特点,成为系统好坏的重要标志之一。

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(1)用户界面分析

包括任务分析和学习者特点分析。学习者特点分析目的是为了获得有关学习者技能和经验的全部信息,预测学习者对不同界面设计的反应,使界面的复杂性符合学习者的能力。

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关键是对学习者类型的分类:生手,新手,熟手,专家。
  • ◆ 生手

指从未使用过计算机系统的学习者。他们不熟悉计算机的操作,缺乏有关计算机系统的知识。他们对计算机会产生一种陌生的感觉。

  • ◆ 新手

指有一定的计算机经验,但对计算机辅助教学系统来说不熟悉的学习者。刚开始使用某个计算机辅助教学系统的学习者都是新手。这些学习者容易出错误。

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◆ 熟手

指对某些计算机系统已有许多经验,已成为熟练操作员的学习者。大多数经常操作计算机的学习者随着时间的延伸会变得熟练起来,他们要求有一个能快速使用的界面。但熟练的学习者可能对系统结构的了解甚少,因而他们缺乏改正意外错误和扩展系统的能力。

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◆ 专家

专家学习者一般具有计算机软件的专长,深入了解系统运行原理,有修改和维护系统的能力。 以上学习者分类法只是为学习者分析提供了一个基础。其实,学习者分类远不是这么简单。在某一学习者总体中,学习者类型经常是混合的,而且同一学习者会随着时间而发生变化。我们在进行学习者分类时应注意到这一点。

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学习者特点的度量标准
  • 要对学习者进行分类,需要有基本的衡量尺度。这种尺度有多种,如学习者使用系统的频繁程度、了解系统的程度,以及需要学习的程度等。度量尺度的选择与学习者操作系统的作业成绩有关。例如,使用频次会对学习者的熟练程度发生影响。
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学习者特点的度量标准:

    • 使用频次
    • 使用随意性
    • 计算机的熟练度
    • 学习者知识
    • 学习者智能
    • 学习者人体操作能力和技能
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◆ 使用频次

经常使用计算机的学习者能较快地获得技能和经验。如果频率很低,技能的发展就会很慢,需要更具有支持性的界面。使用的频率有时也会发生变化。如果经常使用的学习者长时间不用,也会忘掉一些重要信息,也要向他们提供一定的帮助。

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◆ 使用随意性

使用某一系统对某一个人可能是必须的,也可能不是必须的。例如,公司销售的数据检索人员就必须使用销售订货处理系统。但是是否要用类似销售订货处理系统的软件作预测则是一件很随意事。对于学习者来说不管是何种界面都要求是友好的。但是随意使用的学习者界面,在界面的易用程度上必须更胜一筹。否则,这种系统可能永远不会被使用。

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◆ 计算机的熟悉度

大多数学习者都有使用计算机的一些经验。但不同的学习者使用计算机经验的程度有很大的差别。学习者训练对熟悉度有很大的影响。

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◆ 学习者知识

某些学习者具有相当多的计算机程序设计和操作的知识。这些专家学习者有能力扩充系统及其界面的功能。因而他们需要一种灵活的程序设计,或以部分语言型的界面满足他们的要求。

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◆ 学习者智能

这是对学习者一般知识与智力的度量,用以决定学习者能接受界面的复杂程度。

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◆ 学习者人体操作能力和技能

如果采用新的设备和工作环境,就必须对学习者的人体操作能力和技能工效学分析,以满足学习者的要求。例如分析学习者使用鼠标、扫描仪等的经验和技能。 利用以上的度量标准,可以了解有关学习者特点的一般情况。同时也应了解有关学习者变异的情况,以便使界面满足不同类型学习者的要求。

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界面设计理论

界面设计也需要在一定的理论思想指导下进行。心理模型和学习者模型、人机界面设计的理论模型分类等是界面设计理论中应该考虑的内容。

  • 1、 心理模型和学习者模型

(1)心理模型及其分类

在人与计算机系统进行通讯或对话时,需要建立系统工作的心理模型。人们利用这种,模型就能预测在完成某些行动时,系统会表现出来的特性,也能模拟在某些成分的工作不正常时系统的行为特点。

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心理模型可分为下列几类:

◆ 结构模型和动态模型:结构模型是以一种不变的方式描述一个系统。动态模型则描述系统随时间发生变化的情况。

◆ 成分模型、拓扑模型和几何模型。结构模型可以分解成若干简单的成分模型,也可以分解成各种拓扑结构模型或几何结构的模型。

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◆ 行为模型和内部结构模型。 在动态模型中,行为模型只是根据系统的输入和输出来描述一个系统。而内部结构模型则把系统分解成各成分间的相互作用。

◆ 聚合模型和机械模型。内部结构模型可以是聚合的,也可以是机械的。在聚合模型中,各成分的行为方式一致,而在机械模型中,各成分的行为方式各不相同。

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因果模型和同步模型。内部结构模型可以是因果的,也可以是同步的。聚合模型实质上是同步的。机械模型既可把成分分解成因果链,也可把它们看成是同步发生的。

◆ 行为流模型和信息流模型。在因果模型中,既可有行动流的模型,也可有信息流的模型。前者强调系统中的物质和能量,后者强调系统中的信息。

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(2)学习者模型

随着计算机辅助教学系统变得越来越复杂和人工智能技术在教学系统设计中的应用,在人机系统相互作用方式的设计中应考虑学习者在兴趣和知识背景上的差异。可以考虑开发出具有复杂学习者模型的机器系统。

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建立学习者模型可以在三个不同水平上进行:

第一个水平的学习者模型只是考虑学习者的生理和身体的特征。例如,假定学习者是右利手的,有一定数目的手指和一定的肌肉力量等。有时,学习者模型并不是明确表述的,而是隐含在教学系统的功能之中。

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第二个水平的学习者模型是在第一个水平是进一步考虑了学习者的认知加工能力。例如,机器系统可能会假定学习者最多能记住多少数据。所有都无一例外地对学习者的认知功能作了假设。但是在过去,这一水平上的学习者模型没有明确提出来,而是隐含在教学系统之中。第二个水平的学习者模型是在第一个水平是进一步考虑了学习者的认知加工能力。例如,机器系统可能会假定学习者最多能记住多少数据。所有都无一例外地对学习者的认知功能作了假设。但是在过去,这一水平上的学习者模型没有明确提出来,而是隐含在教学系统之中。
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这一点在复杂的教学系统中更是如此。因为在复杂的教学系统中,影响学习者的各系统成分是独立设计的。若把整个教学系统看成一个认知系统就有助于将教学系统所有成分整合成一个协调系统。人机之间的不匹配一般都来自教学系统设计者不能明确说明教学系统对人的要求。这一点在复杂的教学系统中更是如此。因为在复杂的教学系统中,影响学习者的各系统成分是独立设计的。若把整个教学系统看成一个认知系统就有助于将教学系统所有成分整合成一个协调系统。人机之间的不匹配一般都来自教学系统设计者不能明确说明教学系统对人的要求。
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第三个水平上的学习者模型是把机器也看作是一个认知系统,至少把它看作是模拟了人类认知系统的某些功能。机器系统的学习者模型除了要包括学习者的认知加工技能及其局限性外,还要具有人和机器这两个认知系统如何相互作用的模型。第三个水平上的学习者模型是把机器也看作是一个认知系统,至少把它看作是模拟了人类认知系统的某些功能。机器系统的学习者模型除了要包括学习者的认知加工技能及其局限性外,还要具有人和机器这两个认知系统如何相互作用的模型。
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2、 人机界面设计的理论模型分类

在人与计算机界面中,学习者模型和心里模型共同结合而成为理论模型,它可分为如下几类:

◆ 认知模型:心理学工作者为深入理解人的心理过程而构建的信息加工模型。

◆ 学习者知识模型:主要用于计算机辅助训练以及自适应界面的模型。这类模型主要描述某一领域内的知识类型以及知识类型间的关系。这些模型都嵌入在软件中。

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学习者特点模型:根据技能与能力对学习者进行分类的模型。

◆ 学习者任务模型:学习者关于任务功能及其操作顺序结构的模型。

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学习者系统模型:学习者有关系统结构的模型。这种模型既可以用视觉类比来表示,也可用语言描述。 在界面设计中,与软件直接有关系的理论模型有学习者任务模型、学习者系统模型和学习者特点模型。各种模型的关键点在于兼容性程度。一个界面的结构和操作与学习者所设想的越一致,该界面就越容易学习和被接受。
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许多学习者根据过去使用类似教学系统的经验来建立系统的心理模型。当学习者第一次遇见系统时,学习者的心理模型可能是很含糊的,但会随经验的增加而不断完善。

任务模型和学习者系统模型有两个维度,第一是系统静态结构(系统各部分及其相互关系),它与界面显示的设计有关。第二是系统运行的动态特征,它与对话设计有关。

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学习者的系统模型的分析对界面的表示是非常重要的。如有可能应尽可能采用学习者的语言。系统的视觉类比也可直接转变城图符形式,学习者系统模型对于对话的设计也会有很大的帮助,它可以从学习者的观点来反映系统的功能组成。
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(2)界面设计形式

界面设计标准:

        • 易用性
        • 易学性
        • 操作速度
        • 复杂性
        • 控制
        • 易开发性
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界面设计形式
  • 界面设计的形式可以根据学习对象的年龄、专业、学科等不同的特点而有所不同。但是不论界面的设计形式如何变化,界面设计标准和界面中的对话设计形式应该有一个基本的统一。
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1、界面设计标准

在任务实际完成后,就需要选择界面设计的形式。这是一个需认真决策的过程,必须在系统任务和软硬件的约束之下,使界面设计形式符合学习者的特点。

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许多不同类型的界面设计形式已在人机界面中得到应用,它们的质量与功用也各不相同。界面设计人员必须熟悉各种界面形式的特点。大多数界面使用一种以上的设计形式,每一种形式满足一组任务的要求。设计的复杂程度要合适,以便支持所有的学习者。许多不同类型的界面设计形式已在人机界面中得到应用,它们的质量与功用也各不相同。界面设计人员必须熟悉各种界面形式的特点。大多数界面使用一种以上的设计形式,每一种形式满足一组任务的要求。设计的复杂程度要合适,以便支持所有的学习者。
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界面设计的主要标准有:

◆ 易用性:对无经验的学习者,界面使用的难易程度。

◆ 易学性:学习界面命令与功能的难易程度。

◆ 操作速度:完成某一操作时界面的效率。通常用操作步骤,击键或反映时来衡量。

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复杂性:所能提供的功能范围,以及这些功能能否以新的方式组合以扩展界面的能力。

◆ 控制:由学习者还是计算机发起和控制的对话。

◆ 易开发性:设计界面的难易程度,开发这种界面需要花费多大的努力。

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2、对话设计的形式
  • (1)问答式。
  • 这是一种简单的人-计算机对话方式。它由计算机提示一系列的问题,由人作出回答。其最简单的形式只作是和否(Y/N)反应,也可填入复杂的数字和字母。学习者的回答只限于很少一组有效的反映。因而这类对话的复杂程度,受到极大的限制。问答对话容易使用和学习,因为它给出了完整的提示,告诉用于该做什么。
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(2)菜单。
  • 菜单是一种适合于无经验学习者的简单对话形式。在菜单中所有可能的项目都作为提示显示在屏幕上,学习者用一字母或数字选择其中之一。单个屏幕上每次显示的菜单数量是有限的,一般最后局限于9各项目。超过这个项目就会使短时记忆负荷过大,会增加菜单内的搜索时间。因此,选择项很多的系统可采用层次结构,为学习者提供一种逻辑路径。这种方法对没有经验的学习者简便易用,但对专家学习者则会感到太慢太繁。
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菜单常常用于提取功能。但是当选择项目有限时,也可用作数据输入。菜单常常用于提取功能。但是当选择项目有限时,也可用作数据输入。
  • 对菜单的编程比较容易,学习者也容易检验它的正确性。但是菜单所消耗的CPU资源较多。对远程终端来说,若每次大量地改变屏幕的内容,会使系统的反应时大大增加。
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3)图符。
  • 图符是一种类似显示菜单那样在显示器上表示不同功能的图象,如Windows视窗界面上的图符。学习者若要选择某一功能,只要用鼠标等指示装置把光标指向图符即可。如果图符设计得非常逼真,它将是一种非常有效的技术。对有经验和无经验的学习者,其学习和操作时间都会大大减少。图符也可说是一种超越语言障碍的国际对话语言。
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由于对图符的解释存在着很大的个体差异,因此,图符必须配有一定的文字说明。图符通过拟物化来产生意义,这对某些的对象很容易实现,但对一些抽象的概念却很难表达。若图符所表示的对象是唯一的或无异义的,它的作用就很大。但是当用图符表示几个类似的项目时,界面设计者要设计可区别且有意义的图形就很不容易。由于对图符的解释存在着很大的个体差异,因此,图符必须配有一定的文字说明。图符通过拟物化来产生意义,这对某些的对象很容易实现,但对一些抽象的概念却很难表达。若图符所表示的对象是唯一的或无异义的,它的作用就很大。但是当用图符表示几个类似的项目时,界面设计者要设计可区别且有意义的图形就很不容易。
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(4)填表
  • 填表是一种数据输入时常用的对话形式,它也可用在数据的提取和编辑中。这种办法的核心是在CRT屏幕上显示一张与一般使用的表相类似的表。显示中有整个表的表头,还有不同数据域的表头和提示数据位置的光标等。在填表式对话方式中,使用相同的显示可完成数据的提取、显示和编辑。
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表格的优点在于它具有与传统行文档案相类似的布局。其操作步骤也清楚明了。在数据输入对话中,填表时伴有联机核对。表格的优点在于它具有与传统行文档案相类似的布局。其操作步骤也清楚明了。在数据输入对话中,填表时伴有联机核对。
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(5)命令语言。
  • 命令语言具有很多不同的类型,其中包括单词命令和具有一定语法的复杂命令。命令语言的一个基本特点就是几乎都不向学习者显示附加的信息。学习者输入命令的位置有提示符指示。由于显示的信息较少,命令语言对屏幕空间的使用和在数据传输上是非常经济的。
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命令语言的最大优点在于其界面的完善性和灵活性。如果一个系统具有许多学习者想调用的功能,而且这些功能需要不同的组合,那么命令语言就是一种理想的界面。这是因为不同的功能可以用语法组合在一个句子中。一旦形成语法,就可以用嵌套的方法形成更复杂的命令。这种界面对控制某些系统来说是一种完善的、能扩充的界面。命令语言的最大优点在于其界面的完善性和灵活性。如果一个系统具有许多学习者想调用的功能,而且这些功能需要不同的组合,那么命令语言就是一种理想的界面。这是因为不同的功能可以用语法组合在一个句子中。一旦形成语法,就可以用嵌套的方法形成更复杂的命令。这种界面对控制某些系统来说是一种完善的、能扩充的界面。
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命令语言的缺点在于学习编码和语法的时间很长。这种界面对初学者是难以使用的。如果命令语言不只是采用某些关键词,那么就会增加编程的难度,增加学习者的负担,因为这时相当于建立一个简单的编译器。命令语言的缺点在于学习编码和语法的时间很长。这种界面对初学者是难以使用的。如果命令语言不只是采用某些关键词,那么就会增加编程的难度,增加学习者的负担,因为这时相当于建立一个简单的编译器。
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(6)自然语言。
  • 自然语言采用学习者自然的通讯方法。按理说,它是最理想的人机界面。然而从学习者的角度看这种方法有许多局限性,而且还带来计算量大等问题。自然语言既可用语言直接输入,也可用键盘输入。语言输入是一种较快的理想方法,但目前的语言识别技术还未达到成熟的地步。键盘输入的方法费时较长,且容易出错。自然语言理解的主要问题在于可在不同层次上产生意义,要真正做到自然语言对话,必须建立具有智能的机器以及相应的语义数据库。因此,目前自然语言界面只局限于在某些领域中使用。
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(7)交互类型。
  • 许多时候,系统的功能往往决定了可采用的界面设计类型。如一个超大规模集成电路(VLSI),其设计系统就必须要求一个交互的图形界面,以及电路元件的图符库。因此有必要根据交互作用的类型对任务进行分类。主要的交互类型有:数据输入、数据显示、数据提取(搜索和显示)、数据编辑、命令(学习者调用的系统功能)、对话、等等。这些分类并不是互相排斥的,作这样的分类可对界面设计起到一般的指导作用。
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(3)人机交互界面的设计原则
  • 建构主义的学习观认为,学习者是在一定的学习环境中,通过和环境的相互作用实现知识的发现,问题的解决的。学习环境不仅是指学习者学习、生活的环境,而且还包含着学习动机,学习兴趣,思维方式等方面的信息。
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界面上内容明了,信息区、交互区的排列位置合理界面上内容明了,信息区、交互区的排列位置合理

    • 界面结构设计美观合理,主题突出
    • 交互图标意义明确,使用方便,易于接受
    • 动画的变化速度合理
    • 支持键盘、鼠标双重操作
    • 具有帮助功能
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在这些基本的设计原则下,还需要考虑到使用多媒体CAI课件的学习对象及其相应的学习环节。学习对象分为在校学习者、在职的业余学习者和社区学习者,学习者还有年龄的差异。人机交互界面的设计原则要适应不同学习对象和不同学习环境的差异。在这些基本的设计原则下,还需要考虑到使用多媒体CAI课件的学习对象及其相应的学习环节。学习对象分为在校学习者、在职的业余学习者和社区学习者,学习者还有年龄的差异。人机交互界面的设计原则要适应不同学习对象和不同学习环境的差异。
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发展中的自动化语言识别技术、触摸浏览器、虚拟现实技术以及人工智能技术等将不仅改善人与计算机接触时计算机对人的感应,而且将会进一步改进人机界面的物理设计,使得计算机更好地为教育服务。 发展中的自动化语言识别技术、触摸浏览器、虚拟现实技术以及人工智能技术等将不仅改善人与计算机接触时计算机对人的感应,而且将会进一步改进人机界面的物理设计,使得计算机更好地为教育服务。

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合作学习对学习效果的影响
  • 网上合作学习作为一种重要的未来教育的网上教学方式,已经受到越来越多的关注和重视。虽然大多数的理论研究和学术调查都不约而同地指出和证明合作学习是一种高效率、高质量的教学形式,其教学效果明显优越于计算机辅助教学中的个别化学习方式,
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众所周知,网络通讯的软硬件环境为开展网上合作学习提供了基本的技术支撑,保证了合作成员间信息交流的通道畅通。但是采用何种网上合作学习的教学法是最有效的?目前有很多国内外的学者都在研究合作学习对学习效果的影响问题。众所周知,网络通讯的软硬件环境为开展网上合作学习提供了基本的技术支撑,保证了合作成员间信息交流的通道畅通。但是采用何种网上合作学习的教学法是最有效的?目前有很多国内外的学者都在研究合作学习对学习效果的影响问题。
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 人机教学环境中的学习效果

(1)合作学习对学习效果的影响

探讨不同程度的合作学习所营造出的不同目标导向模式对参与学员学习效果的影响。

组间不同依存关系所产生的不同合作程度:组内合作组间竞争、组内合作组间不竞争、组内组间合作。

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研究结果:组间竞赛有助于学习成就的提高,且无害于参与学员社交上的发展,是教学者可考虑运用之多元教学策略之一。研究结果:组间竞赛有助于学习成就的提高,且无害于参与学员社交上的发展,是教学者可考虑运用之多元教学策略之一。
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(2)多媒体组合信息与学习效果

如何利用多媒体产生的组合信息使学习者获得最有效的学习信息量。

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1、媒体组合信息与学习注意
  • 利用多媒体计算机可以较为容易地产生动画,我们经常采用将文字说明重叠在活动图上的方法,这种方法能使学习变的生动、有趣。一般而言,多媒体系统给学习者带来很好的学习环境,可以取得很好的学习效果。但是,是不是只要能组合各种媒体的教学信息,就一定会得到良好的学习效果呢?
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注意是心理学研究的内容之一。
  • 人的注意是具有指向性的。所谓指向性就是指认识活动的选择性,对认识活动的对象进行有意的和无意的选择,并且还表现在对这些事务比较长久的保持。在人机教学环境下所设计的教学软件应该考虑这种注意的指向性,应该利用多媒体技术合理地组合多种媒体信息,突出每一屏幕上学习内容地重点,以容易引起学习者地注意,为学习者能比较长地保持学习信息提供最佳信息环境。
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同样在人机教学环境下,也应该考虑让学生的注意放在教学内容上。由于人在同一时间内不能感知一切对象,而只能感知其中少数对象。因此面对屏幕上同时出现的各种多媒体组合信息,学习者也只能感知其中的部分对象,而不可能是全部对象。由于人的心理活动对一定对象的指向和集中,这些少数对象就被清晰地认识出来,而同时作用的其它对象就没有意识或意识比较模糊。同样在人机教学环境下,也应该考虑让学生的注意放在教学内容上。由于人在同一时间内不能感知一切对象,而只能感知其中少数对象。因此面对屏幕上同时出现的各种多媒体组合信息,学习者也只能感知其中的部分对象,而不可能是全部对象。由于人的心理活动对一定对象的指向和集中,这些少数对象就被清晰地认识出来,而同时作用的其它对象就没有意识或意识比较模糊。
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曾经有心理学家做过这样的实验:用两种不同的态度学习12个无意义音节,一种态度是注意学习,另一种态度是随便看看。实验结果表明:被试者注意学习,希望从速学会的人只需学习9-12次;而只是随便看看,并不注意学习的人,需要89-100次。曾经有心理学家做过这样的实验:用两种不同的态度学习12个无意义音节,一种态度是注意学习,另一种态度是随便看看。实验结果表明:被试者注意学习,希望从速学会的人只需学习9-12次;而只是随便看看,并不注意学习的人,需要89-100次。
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2、动态背景对阅读速度的影响
  • 实验结果表明背景运动的速度稍微缓慢时,对被试的阅读速度造成的影响很小,但是当背景运动速度增快到23°/sec时,阅读速度明显下降。这个实验可以向我们表明:在多媒体教学系统中,背景运动的速度会影响学习者对文字学习的注意。也许背景运动速度为23°/sec可以作为一个对文字学习产生显著影响的注意阈限,因此我们设计有背景运动的多媒体教学软件时,背景运动的速度应该控制在这个注意阈限内。
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3、动画对学习记忆的影响
  • 在多媒体有声教学系统中学习者记住有声教学内容的多少直接反映了他学习效果的好坏。在多媒体有声教学系统的实际应用中动态画面也会对有声教学内容的记忆带来影响。
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系列实验分以下七个实验组进行:
  • ◆ T组(Text)。该组是在计算机通信中主讲者用文字和被试交流。被试共17名,其中男性6名,女性11名。
  • ◆ TP组(Text+photo)。该组是在用文字的计算机通信中出现主讲者脸部的静态人像。被试共15名,其中男性7名,女性8名。
  • ◆ TM组(Text+Movie)。该组是在用文字的计算机通信方式中出现主讲者脸部动态形象。被试14名,其中男性6名,女性8名。
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V组(Voice)。该组是主讲者和被试在计算机通信方式中用声音交流。被试14名,其中男性8名,女性6名。
  • ◆ VP组(Voice+Photo)。该组是用声音的计算机通信方式中画面中出现主讲者的静态人像。被试15名,其中男性9名,女性6名。
  • ◆ VM组(Voice+Movie)。该组是在用声音的计算机通信画面中出现主讲者的动态人像。被试15名,男性6名,女性9名。
  • ◆ F组(Face to face)。该组是计算机通信方式中被试和主讲者直接面对面用言语交流。被试17名,其中男性9名,女性8名。
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这些实验的结果表明:
  • ①文字为主的方法比声音为主方法好;
  • ②以文字为主时有主讲者的动态人像的TM组比T组和TP组的记忆保持率低的多;
  • ③在以声音为主的三个组V组、VP组、VM组之间被试的记忆保持率没有差异;
  • ④在面对面的F组里,因为只能面对面地用声音传达信息,因此与声音为主的实验组的记忆保持率接近。
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从视觉和听觉感受器出发分析以上实验可以发现:学习者同时接受视听觉信息和只接受视觉或听觉信息的学习效果是有差异的。多媒体组合信息对学习效果的影响还可以从很多方面开展实验研究。从视觉和听觉感受器出发分析以上实验可以发现:学习者同时接受视听觉信息和只接受视觉或听觉信息的学习效果是有差异的。多媒体组合信息对学习效果的影响还可以从很多方面开展实验研究。
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 人机交互活动的设计

(1)网上互动课程设计

主要功能模块:网上课程内容讲座、课程内容精品集、典型问题评析、课程BBS、课程信息库等。

要突出以下几个特点:

 交互性

 多样性

 开放性

 共享性

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1、实时交互的概念及其重要性
  • 实时交互的概念是当学习者根据Web网页的请求选择或输入有关数据后,Web服务器将数据传送至待处理的脚本或应用程序,并即时地将处理结果返回Web页面,即这一和计算机交互的过程是实时进行的。
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实时交互性是多种类型的CAI模式(如讲解演示、操作与练习、问题解答、虚拟现实等)的重要特性,同时它也应该是一个网上教学软件的必备特征,一个优秀的网上多媒体教学软件更应该具备高效的交互性与动态性。实时交互可以充分地发挥自主学习的优越性,使学习者能及时得到反馈信息,帮助学习者在学习过程中更具主动性,进一步提高教学效果。实时交互性是多种类型的CAI模式(如讲解演示、操作与练习、问题解答、虚拟现实等)的重要特性,同时它也应该是一个网上教学软件的必备特征,一个优秀的网上多媒体教学软件更应该具备高效的交互性与动态性。实时交互可以充分地发挥自主学习的优越性,使学习者能及时得到反馈信息,帮助学习者在学习过程中更具主动性,进一步提高教学效果。
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在实时交互式的过程中,用户根据Web网页提示主动选择或输入有关数据后被发送到Web服务器,Web服务器调用符合ASP(Activ9 Sever Pages,动态服务器主页)、CGI(C0伽011Gatevay Interface,公用网关接口)或ISAPI(Internet Server API,Internet服务器应用程序接口)接口规范的程序(或者脚本)以处理数据,然后将运行结果返回HTML页面中的用户。ASP、CGI或ISAPI程序可以用任何语言编写,由于它们是客户/服务器应用接口的Web标准,故运行时ASP、CGI或ISAPI程序可以实时地生成HTML文件,这样就使它的输出成为动态生成的Web页面,从而达到了用户和软件之间实时交互的目的。
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虽然现有的网页制作软件(如FrontPage),能够把ActiveX控件、Java Applet、JavaScript、VB Script、各种表单、插件等嵌入到网页中,或直接使用动态HTML语言,以增强网页的交互性,但这些工具往往只能局限于某一方面的应用,且对不熟悉这些工具的学科老师来说应用普及又成了问题。
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2、网上互动课程设计
  • 开发网上多媒体教学课程,除了应当具备一般多媒体教学软件的要求外,还应较好地利用网络资源,发挥多媒体技术的作用,能体现现代教育思想和观念,能完成传统教学方式所无法做到的事情,并且能够动态维护系统与加强软件功能。网上互动课程设计有以下主要功能模块:
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网上课程内容讲座:展示课程的基础知识,提供课程导航,提供主讲教师电子邮箱。
  • ◆ 课程内容精品集:提供课程内容的精华部分和典型案例。
  • ◆ 典型问题评析:展示历届课程教学中的教师对典型问题的讲评分析。
  • ◆ 课程“BBS”:提供课程讨论区、热线咨询、问题答疑区。
  • ◆ 课程信息库:提供与课程有关的历史资料、国内外最新动态、国内外相关站点与网页的热点链接。
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3、网上课程互动的特点
  • 网上互动课程一定要突出以下几个特点:
  • (1)交互性
  • 利用Internet资源,增强课件交互性。设置了教授信箱、课程讨论区、问题答疑区等多种方式的双向交流环境。
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学习者在学习讲座时如碰到问题,可马上点击所在内容主讲教师的信箱,进入Internet邮件服务区,把问题以E-mail方式提交给教师,教师以同样方式把解答反馈给学习者;在任何时候,学习者可把学习中碰到的问题或在实际工作中碰到的课程中的难题提交到课程讨论区或教授信箱;在“ 课程BBS”中,教师给出启发性解答,其他同学也可以发表个人主见,相互交流,共同提高。教师与学习者、学习者与学习者之间利用Internet进行交流,非常有利于教与学之间的互动、学与学之间的协作。
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(2)多样性
  • 学习方式的多样性提供了学习的宽松环境。学习者可以在“讲座”中了解学习课程内容提供的基础知识;可以在“课程内容精品集”中加强对课程核心内容的掌握;可以在“典型问题评析”中学习别人对问题的思想方法;可以在“BBS”中参与讨论;可以在“信息库”中找寻相关信息;还可以随时向教授提出问题并能得到答复。这种多样性的学习方式和宽松环境无疑让学习者更喜欢学和更主动去学,利于学习者的个性发展。
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(3)开放性
  • 网上多媒体教学课程具有动态开放性优势。由于课程采用的是HTML技术及超文本链接技术,所以课程内容可以随需要更新、增删,教学方法可以改进, 软件功能也可以随着技术的发展而加强。
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(4)共享性
  • 学习者与教师可在“课程信息库”模块中共享Internet上的信息,不断充实完善教与学的内容,进一步扩大“课程”教学的知识面。
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(2)网络论坛上教师引导设计

论坛主持人不只是问题的发现者及信息的组织者,也是学习活动的促进者、教学者、设计者及训练者。

 论坛支持人扮演的角色:技术性角色、组织者角色、社会性角色、教学性角色。

 论坛主持人的问答技巧

 论坛主持人的沟通语气

 主持人引导设计的研究方法

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1、论坛主持人扮演的角色
  • 论坛主持人扮演的角色大致可归纳为技术性角色、组织性角色、社会性角色和教学性角色。
  • 技术性(technical)角色主要是使科技的使用透明化,让参与者得以将注意力集中在学习的工作上。论坛主持人必须尽量使系统的运作简单化,并提供参与者技术的指导与支援。
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组织性(organizational):角色在于发挥教学管理与领导的功能,让参与者清楚地知道教学者预期的目标、课程的要求、以及讨论的议程等。论坛主持人主要任务为:决定讨论目标、讨论时序、以及讨论规范,对于系统环境功能或议程变更的引导,以及系统信息负载、不明确、不相关等问题的处理皆必须随时注意。组织性(organizational):角色在于发挥教学管理与领导的功能,让参与者清楚地知道教学者预期的目标、课程的要求、以及讨论的议程等。论坛主持人主要任务为:决定讨论目标、讨论时序、以及讨论规范,对于系统环境功能或议程变更的引导,以及系统信息负载、不明确、不相关等问题的处理皆必须随时注意。
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社会性(social)角色主要营造一个友善亲切的讨论环境給参与者。可采取的策略如:以诚恳的语气邀请参与者加入讨论,要求参与者自我介绍、对新加入的成员表示欢迎、肯定参与者的贡献、增强好的讨论行为、要求改变不好的讨论行为等。社会性(social)角色主要营造一个友善亲切的讨论环境給参与者。可采取的策略如:以诚恳的语气邀请参与者加入讨论,要求参与者自我介绍、对新加入的成员表示欢迎、肯定参与者的贡献、增强好的讨论行为、要求改变不好的讨论行为等。
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2、论坛主持人的问答技巧
  • 以上论坛主持人的四种角色功能均与讨论如何进行有关,其相关的技巧与注意事项包括议题的初始、引导、回应与结束的技巧,以及讨论内容的综合等。
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3、论坛主持人的沟通语气
  • 除前述的问答技巧外,沟通语气也是论坛主持人很大的挑战。由于网络论坛主要以文字进行互动,缺乏脸部表情,身体语言和声音等方式的沟通,因此选用的字语、信息的长短。或感情的因素均会影响沟通的效果。
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4、主持人引导设计的研究方法
  • 台湾师范大学资讯教育研究所开展了这项网络论坛主持人引导风格的研究。他们以五位资深教师担任网路论坛的主持人,每位论坛主持人分别引导一组 6一7人的职前教师进行为期八周的论坛讨论。
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 教学信息的挖掘

(1)数据挖掘

数据挖掘指从数据仓库中提取隐含的、事先未知的和潜在有用的信息,从而帮助决策者提出问题、发现问题、解决问题等。

具有两种能力:自动预测倾向和行为,允许使用者实现知识驱动的决策;自动发现未知模式。

数据挖掘目前较多地应用在商业上地市场分析和Internet的资源挖掘上。

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应用于学习上的数据挖掘技术是一个高级的学习过程,它实现了对未知知识的发现,体现了建构主义所追求的知识构建目标。 应用于学习上的数据挖掘技术是一个高级的学习过程,它实现了对未知知识的发现,体现了建构主义所追求的知识构建目标。

数据挖掘的功能任务有:总结规则挖掘、关联规则挖掘、分类规则挖掘、聚类规则挖掘、预测分析、趋势分析等。

实现数据挖掘的方法有:统计分析方法、聚类分析、归纳、决策树、神经网络、可视化技术等。

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用户界面

结果输出

关联分析

序列模式分析

分类分析

聚类分析

数据挖掘核心

专用的数据库接口

数据仓库

数据库

其它数据源

(2)数据挖掘系统结构及数据分析过程

  • 三级结构
  • 三个步骤
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数据仓库

数据挖掘

数据查询

高级学习

初级学习

学习者

(2)数据挖掘技术的教学应用

  • 数据挖掘与建构主义

通过“知识”进行连接。

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数据挖掘又称从数据库中的知识发现,数据挖掘的过程可以说是一个知识构建的过程。 数据挖掘又称从数据库中的知识发现,数据挖掘的过程可以说是一个知识构建的过程。

把数据挖掘作为以知识构建的手段,要注意以下设计要点:

 数据挖掘不能完全替代学习者的思考,否则失去建构主义要求自主学习的意义

 数据挖掘是一项技术,而非立即可用的解决方案。

 实施数据挖掘的各种软件包毫设计简单,能视最终的学习者方便使用;界面设计上要充分发挥数据挖掘可视化技术的威力

 数据源要按数据仓库的特征设计,按相关的学习主题组织。

 与CSCL结合,支持个人和群体的数据挖掘。

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