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第一讲 信息技术在教学中的应用发展简史

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第一讲 信息技术在教学中的应用发展简史

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  1. 第一讲信息技术在教学中的应用发展简史 主讲人:孟楠 2014年10月23日

  2. 主要内容提示 • 2个转折点和3个发展阶段 • 计算机在教育领域的最早应用 • 计算机辅助教学的研究试验阶段 • 微机进入中小学教学及教师对计算机应用的推动 • “计算机素养运动”及其历史演变 • LOGO及问题解决运动 • 信息技术与课程整合的发展 • 网络教学及其发展前景展望

  3. 序言 • 联合国教科文组织对信息技术的定义: “应用在信息加工和处理中的科学,技术与工程的训练方法和管理技巧;上述方法和技巧的应用,计算机用其与人、机的相互作用,与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。” • 信息技术领域的每一项重大革新都会刺激教育系统产生新的应用需求并反作用于学习理论和教学实践的发展。

  4. 两个转折点: • 信息技术在教学中应用的发展过程中,有2个关键的转折点: • 微机在教学中的应用 • 因特网在教学中的应用

  5. 三个阶段: • 计算机辅助教学的研究试验阶段(20世纪50年代末至70年代末) • 计算机辅助教学的开发应用期(20世纪70年代末至90年代初) • 网络时代信息技术应用(20世纪90年代后期揭开序幕)

  6. 计算机在教育领域的最早应用 • 1950年,美国,麻省理工学院,利用计算机驱动飞行模拟器(computer-driven flight simulator)来训练飞行员。计算机在教育领域的最早应用。 • 1959年,美国,纽约城市小学,利用IBM650计算机帮助小学习者学习二进制算法(binary arithmetic)。计算机在中小学教学领域的最早应用。

  7. 计算机辅助教学的研究试验阶段 • 斯金纳的程序教学 • 20世纪60年代末期到70年代,计算机辅助教学系统的开发和研究

  8. 斯金纳的程序教学 • 19世纪50年代到60年代,斯金纳发起并推动了程序教学运动(Programmed Instruction Movement)。 • 1953年,斯金纳根据其在动物实验中得到的经验,提出了程序教学法并且总结了一系列的教学原则,形成了程序教学理论。 • 斯金纳参照以前的教学机器,设计了学习程序并设计制作了程序教学机器。 • 斯金纳的程序教注意包括以下原则:第一,积极反应原则。第二,小步子原则。第三,即时反馈原则。第四,自定步调。

  9. 20世纪60年代末期到70年代,计算机辅助教学系统的开发和研究20世纪60年代末期到70年代,计算机辅助教学系统的开发和研究 • IBM 1500辅助教学系统 • PDP-1系统(Programmed Data Processor-1) • "柏拉图系统"(PLATO)

  10. IBM 1500辅助教学系统 • 1968年,斯坦福大学,第一台专门用于教学的计算机系统——“IBM 1500辅助教学系统”(更多资料参看美国电气及电子工程师学会相关介绍:ttp://csdl.computer.org/comp/mags/an/1995/01/a1019abs.htm) • 该系统使用“课程开发器”(Coursewriter)编制课程,这些课程被称为课件(courseware)或教学软件(instructional software)。课件和教学软件的概念即起源于此。

  11. PDP-1系统 • 1960年,美国数字设备公司(Digital Equipment Corporation)研制, (更多资料请参看网页:http://en.wikipedia.org/wiki/PDP-1) 该系统被应用于教学中,标志着小型机在教学中的首次应用。 • 斯坦福大学的教授——帕特里克•素帕斯(Patrick Suppes)对IBM 1500和PDP-1在教学中的应用开展了广泛的研究和开发工作,被誉为计算机辅助教学研究的鼻祖之一。

  12. "柏拉图系统"(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试"柏拉图系统"(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试 • 1960年,美国,伊利诺大学,唐•贝泽(Donald L. Bitzer)和查莫斯•谢文(Chalmers Sherwin)合作研制出第一代柏拉图系统(PLATO I)全称——“用于自动教学操作的编程逻辑”(Programmed Logic for Automatic Teaching Operations) • 当时只能供1名学习者使用 • 该系统被公认为第一个专门的计算机辅助教学系统

  13. “柏拉图系统”(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试“柏拉图系统”(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试 • 1961年,PLATO II第一个分时(time-shared)教育系统,可同时供两个学习者使用; • 1963-1966年,PLATO III第一个基于计算机的在线教育社群,可以同时处理20个电脑终端,配有一个被称为"辅导者"(Tutor)的课程编辑系统; • 1975年,PLATO IV,开始使用高分辨率的等离子显示屏和触摸屏。 • 截至到20世纪80年代,开发人员基于这些理念先后为柏拉图系统设计了包括100学科、15,000个小时的课程单元。

  14. “柏拉图系统”(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试“柏拉图系统”(PLATO)——计算机技术与教学方式结合的最初尝试 • 第一个“可提供广泛领域课程的个别化教学系统”每个学习者自定步调学习个别化的课程,每个都拥有其个人的PLATO“教师”,为学习者提供即时的反馈。 • 系统使用了大量当时最先的计算机技术在20世纪70年代即可支持图像、动画、模拟和文本等多种媒体形式的教学;可以追踪记录学习者与计算机的交互和提交的答案,便于教师追踪和分析学习者的学习过程; • 创建了第一个基于计算机的大型社区该系统可允许学习者和教师之间、甚至任何PLATO网络的用户之间实现在线交流。

  15. 微机进入中小学教学以及教师对计算机应用的推动 • 背景 • 微机进入中小学 • 教师参与教育软件编制的热潮

  16. 背景 • 20世纪70年代后期,利用大型机和小型机开发的计算机管理教学系统和计算机辅助教学行政管理系统陆续进入中小学。 • 教师并不欢迎这些计算机辅助教学系统,多数教师对提供教学的计算机系统知之甚少,在课程开发方面也没有发言权。 • 人们开始认识到——计算机不可能从根本上变革课堂教学的形态。 • 人们对计算机辅助教学的态度开始从狂热回归到现实,反而开始追求易学、易用、实用的计算机辅助教学系统。

  17. 微机进入中小学 • 1977年,第一台微机进入中小学,教学中应用的计算机开始从大型机转向桌面办公系统。 • 20世纪80年代初,美国的明尼苏达教育计算机科学联盟(Minnesota Educational Computing Consortium, MECC)该组织得到自然科学基金的资助,开始大量生产和提供课件,其他教育软件公司也相继出现,出现了教育软件出版的高潮。

  18. 教师参与教育软件编制的热潮 • 热潮期:20世纪80年代初,教师参与课件设计的热情很高,美国等发达国都曾兴起过教师参与课件编制的热潮。 • 冷却期:教师逐渐认识到要想编制出比购买的产品更有用的课件,需要花费更多的时间、精力,而且对专业知识要求甚高时。教师参与课件编制的热潮逐步降温。

  19. “计算机素养运动”及其历史演变 • 计算机素养的提出 • 计算机素养对信息技术教育的影响 • 计算机素养内涵的发展及其影响

  20. 计算机素养的提出 • 1972年,阿瑟•列尔曼(Arthur Luehrmann)在波士顿教育大会上第一次面向中小学提出“计算机素养”阿瑟•列尔曼因此被人们称为计算机素养之父 • 当时的计算机素养主要被用来界定:编程技能 及 诸如文字处理等其他计算机操作技能。其中,计算机编程在计算机素养中占有重要地位。

  21. 对信息技术教育的影响 • 微机开始进入学校时,实际上没有足够的软件可用,唯一可用的是机器固有的BASIC语言。 • 由于数学和自然科学教师是最先尝试使用新设备的人,他们学习程序语言相对来说容易一些,因此,在许多学校,首先由他们改行教学生程序语言。 • 对于当时的许多教育工作者来说,计算机素养和编程成了同义词。

  22. 计算机素养内涵的发展及其影响 • 计算机素养内涵的发展——信息素养 • 计算机素养内涵发展而带来的影响 • 各种对“信息素养”的不同界定 • 我国对“信息素养”的研究

  23. 计算机素养内涵的发展——信息素养 • 1974年,美国信息产业协会主席泽考斯基(Zurkowski, Paul G., 1974)提出了信息素养(Information Literacy)的概念; • 他认为:“在如何将信息资源应用到工作中这一方面得到良好训练的人被称为具有信息素养的人。有信息素养的人已经习得了使用常见信息工具和主要信息来源的技术和能力,以形成信息解决方案来解决他们面临的问题”。

  24. 计算机素养内涵发展而带来的影响 • 信息素养的概念扩大了计算机素养的内涵和教育价值 • 引导人们从单纯重视学习计算机程序编制,到开始倡导利用计算机等信息技术获取信息并通过信息加工处理问题(包括教学和学习中遇到的问题)的重要性。

  25. 计算机素养内涵发展而带来的影响 • 到了80年代中期,以程序设计为主的计算机素养课遭遇了很多困难。 • 为了让计算机在教育中发挥作用,教师开始关注应用软件,引发了前面所讲的教育软件开发的高潮。 • 计算机素养课的内容和教育模式也开始转变:编程和计算机历史等内容纷纷让位于文字处理、数据库和电子表格等应用软件教学,计算机开始慢慢贴近学生和教师的生活于学习。

  26. 各种对“信息素养”的不同界定 • 1989年,美国图书馆协会,信息素养总统委员会:“要成为一个有信息素养的人,他必须能认识到何时需要信息,并具有检索、评价和有效使用必要信息 的能力。

  27. 各种对“信息素养”的不同界定 • 1992年道伊尔(Doyle, C.,1994)提出了对信息素养的界定。 • 能认识到准确、完整的信息是明智决策的基础 • 能识别信息需求 • 能在信息需求的基础上阐明问题 • 能确定潜在的信息来源 • 能形成成功的(信息)查询策略 • 能利用计算机技术或其他技术访问信息源 • 能评估信息 • 能根据实际的应用需要组织信息 • 能将信息整合到现有知识体系中 • 能在批判性思维和问题解决的过程中使用信息

  28. 各种对“信息素养”的不同界定 • 美国南部学校协会(Southern Association of Colleges an Schools’s Commission)“查找、评估和使用信息并最终成为一名独立的终生学习者的能力”

  29. ALA & AECT 对信息素养的界定 • 1998年,美国中小学图书管理员协会和教育通讯与教育技术协会(ALA & AECT, 1998)对信息素养“三个层次、9个标准”的界定是最为系统,也是影响最为广泛的定义。

  30. ALA & AECT 对信息素养的界定 • 这一界定认为:“信息素养”只是信息时代每个公民充分利用信息的最基本要求,即只是第一个层次的要求。真正具备信息素养的公民还应在基本信息素养的基础上努力形成“独立学习”(2.Independent Learning)能力,并养成与信息时代相适合的“社会责任”(3.Social Responsibility)。后两者也是信息素养的自然延伸。

  31. ALA & AECT 对信息素养的界定 • 三个层次 —— 1. 信息素养标准1:具有信息素养的学习者能够有效和高效地获取信息。标准2:具有信息素养的学习者能够批判性地并按要求评价信息。标准3:具有信息素养的学习者能够准确地、有创造性地利用信息。

  32. ALA & AECT 对信息素养的界定 • 三个层次 —— 2. 独立学习标准4:作为独立学习者的学习者是具有信息素养的并能捕捉与个人兴趣相关的信息。标准5:作为独立学习者的学习者是具有信息素养的并能欣赏文学作品和对信息进行的其他有创意的表达。标准6:作为独立学习者的学习者是具有信息素养的并力争在信息搜索和知识生成方面具有杰出能力。

  33. ALA & AECT 对信息素养的界定 • 三个层次 —— 3.社会责任标准7:对学习共同体和社会做出积极贡献的学习者是具有信息素养的并能认识到信息对民主社会的重要性。标准8:对学习共同体和社会做出积极贡献的学习者是具有信息素养的并能践行有关信息和信息技术的合乎伦理的行为。标准9:对学习共同体和社会做出积极贡献的学习者是具有信息素养的并能有效参与到捕捉和生产信息的群体中。

  34. 不同的看法 • 有些研究者和机构认为“信息素养”这一概念过分强调信息的重要性,而弱化了技术的价值,忽视了教师和学习者的技术操作能力或曰技术素养的培养,并认为“信息与通信技术素养”(Information and Communication Technology Literacy, ICT Literacy)是最具概括力的概念。 • 美国教育考试服务中心于2002年(ETS, 2002)中提出:"信息与通信技术素养是指利用数字技术、传播工具和网络来获取、管理、综合、评价和创造信息,以便在知识社会中发挥作用。"

  35. 我国对“信息素养”的研究 • 信息素养理论引入到我国可以追溯到20世纪90年代末,我国学者相继翻译信息素养理论,并且将其本土化。

  36. 我国对“信息素养”的研究 • 华东师大,课程与教学系,王吉庆教授,1999年7月出版,《信息素养论》是最有代表性的研究成果这本书在国内第一次系统地介绍了信息素养理论 。 • 两篇非常经典的论著: • 东北师范大学,董玉琦教授,《信息教育的概念与课题》 • 上海师范大学,黎加厚教授,《基于现代教育技术的信息教育》

  37. 我国对“信息素养”的研究 • 2000年,《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》对我国21世纪学生提出以下6个方面的“信息素养”教育和培养目标:①信息获取能力;②信息分析能力;③信息加工能力;④信息创新能力;⑤信息利用能力;⑥协作意识和信息的交流能力。

  38. LOGO及问题解决运动 • 1968年,西蒙•派珀特(Seymour Papert)发明了LOGO编程语言,LOGO和问题解决运动开始。 • “在制作中学习”(Learning by making)西蒙•派珀特倡导将LOGO作为年幼儿童的编程语言,让学习者在计算机上画图、编歌曲、玩游戏等活动并提倡儿童利用LOGO进行制作和解决问题。认为儿童在使用LOGO解决问题的过程中可以发展自己的智力。

  39. LOGO及问题解决运动 • 20世纪70年代后期,随着个人计算机开始广泛使用,LOGO语言也开始迅速传播 • LOGO运动在20世纪80年代前后盛极一时,这种狂热直到1985年后才慢慢平静下来。

  40. LOGO及问题解决运动 • LOGO针对不同软硬件载体的特性开发出了多样化的变型。 • 20世纪80年代出现了动态海龟(Dynamic turtles),可通过程序实现动画效果; • Windows出现后,又开发出可在Windows环境下运行的"PC LOGO for Windows"; • 随着互联网的出现,LOGO又与Java语言联姻,2003年,推出了用JAVA语言编写的跨平台软件NETLOGO; • 2004年推出研究分散系统运行机制的建模环境StarLogo 2.1,容许并行地控制上千个小海龟,并且为这些小海龟设定不同的行为模式,以便模拟现实世界中的复杂现象。

  41. LOGO及问题解决运动 • 不管是LOGO的最初版本,还是其后续开发的版本,主要应用目的都是引导学习者利用信息技术解决问题。其基本流程是:“思考问题-确定算法-编程实现-通过控制(仿真)机器人的动作外化问题解决结果-根据问题解决结果反思问题解决的思路与过程”。

  42. LOGO及问题解决运动 • 由于LOGO语言具有很强的直观性、生动性和生成性,而且便于学习者解决各种实际问题,大多数中小学机器人和机器人教学平台中都是在LOGO的基础上开发的,或者提供兼容LOGO语言的功能。 • 例如,目前在全球影响广泛,在国内也已经开始推广使用的乐高机器人(Lego)就是在LOGO的基础上开发的。

  43. 信息技术与课程整合的发展 • 美国是比较早地提出信息技术与课程整合的国家 • “2061计划”:专门提出了信息技术与各学科整合的思想。(详细资料见http://www.sznx.com.cn/NT/news/2061/res/2061pro/index.htm) • 1996年,成立了评价和监控美国中小学信息技术与课程整合的进展情况的组织。该组织对整合的进展进行跟踪评价,并每年发表一个报告,对本年度整合情况进行总结。

  44. 我国信息技术与课程整合的发展 • 1998年,全国中小学计算机教育研究中心,有关研究人员借鉴西方发达国家的提法,第一次提出了“课程整合”的概念 • 1998年6月,全国中小学计算机教育研究中心,设立“计算机与各学科课程整合”课题组,并将其列入课题立项。

  45. 我国信息技术与课程整合的发展 • 1999年1月,全国中小学计算机教育研究中心,北京师范大学组织召开了 “计算机与各学科课程整合”项目开题会“课程整合”项目开始走向有组织的研究阶段。

  46. 我国信息技术与课程整合的发展 • 2000年10月,全国中小学信息技术教育工作会议提出:“在开好信息技术课程的同时,要努力推进信息技术与其他学科教学的整合,鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段。”

  47. 网络教学及其发展前景展望 • 著名科学家钱学森对未来教育作了如下论述:“未来教育 = 人脑 + 电脑 + 网络”