兴起与发展

1. 兴起与发展 张京彬 北师大教育技术学院 2008年

2. 本讲内容 • 信息技术与教育技术 • 如何来理解信息、信息科学与信息技术？ • 如何来理解教育技术？ • 如何理解信息技术在教学中的应用？ • 兴起 • 物质基础 • 社会基础 • 理论基础 • 发展 • 美国发展概况 • 我国发展概况 • 发展方向

3. 本讲内容 • 信息技术与教育技术 • 如何来理解信息、信息科学与信息技术？ • 如何来理解教育技术？ • 如何理解信息技术在教学中的应用？ • 兴起 • 物质基础 • 社会基础 • 理论基础 • 发展 • 美国发展概况 • 我国发展概况 • 发展方向

4. 如何来理解信息？（1/3） • 信息无所不在，无时不在，人们像依赖空气、阳光、水一样依赖信息 • 信息不同于消息，不同于信号，也不同于知识 信息定义、特点、表征、测量、施效、评估等 信息论要研究的内容

5. 如何来理解信息？（2/3） • 信息定义的层次体系

6. 如何来理解信息？（3/3） • 信息的基本特征 • 可量度、可识别 • 可转换、可存储 • 可处理、可传递 • 可再生、可压缩 • 可利用、可共享

7. 如何来理解信息科学？（1/2） • 信息科学是“研究信息及其运动规律的科学” • 信息科学是一门新兴的跨学科的科学 • 由信息论、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程、人工智能等学科相互渗透而成

8. 如何来理解信息科学？（2/2）

9. 如何来理解信息技术？（1/2） • 如何来理解“技术”？ • 如何来理解“信息技术”？

10. 如何来理解信息技术？（2/2） • 信息技术的 体系

11. 如何来理解教育技术？（1/3） • 教育技术是： • “教育 + 技术” ？ • “教育 ╳ 技术” ？ • “教育技术”与“技术化教育” 是同义词吗？

12. 如何来理解教育技术？（2/3） • 教育技术是教育活动中所运用的一切物质工具、方法技能和知识经验的综合体 。（硬件＋软件＋潜件） • 教育技术是基于系统科学理论、传播理论和学习理论的思想、原理和方法研究解决教育和教学问题。目的是促进和改善人类学习的质量 • 教育技术是通过对教学过程和教学资源的设计，开发，利用，管理和评价 • 教育技术是育人技术及其创新整合的技术，是达成教育教学目标的方法论体系

13. 如何来理解教育技术？（3/3） • “分析问题、设计方案、评价方案”是教育技术的基本逻辑 • 构造和维护教育教学系统的技术（软技术、硬技术）体系 • 揭示教育的技术学原理 • 新媒体技术的教育应用将永远成为“最新的”教育技术应用领域而存在

14. 信息技术教学应用的潜在可能性（1/4） • 谈谈对教育教学的理解 • 教育是培养人的活动，是人类特有的社会现象 • 教育是文化的一种传承方式 • 教学是教育的执行层面

15. 信息技术教学应用的潜在可能性（2/4） • 现代信息技术已经深刻的改变了人们的生活方式、学习方式和工作方式 • 严格说来，任何的教育或教学都离不开信息技术 • 信息技术的发展为教学应用提供了无限广阔的前景 • 大容量的信息存储 • 全真的信息传递 • 使学习过程的交互特性得到最大限度的发挥 • 可对教学过程的各个阶段进行全面的监控并实施个别化处理

16. 信息技术教学应用的潜在可能性（3/4） • 信息技术的发展为教学应用提供了无限广阔的前景 • 信息技术可有效支持意义建构的过程 • 信息技术可提供符合个体认知特点的个别化学习支持 • 信息技术可以有效克服教学在时空方面的局限 • 提高教学效率和效果，增进学习，促进对知识的深刻理解 • ITAI有助于加快知识更新速度

17. 信息技术教学应用的潜在可能性（4/4） • 信息技术的发展为教学应用提供了无限广阔的前景 • 有助于培养学生的高阶思维能力 • 培养学生信息素养 • 信息技术能够突破教育环境的时空限制 • 让学生获得学习自由

18. 信息技术教学应用的特点 • 教材多媒体化 • 资源全球化 • 教学个性化 • 学习自主化 • 活动合作化 • 管理自动化 • 环境虚拟化

19. 信息技术教学应用的种类（1/2） • 在学校中的应用主要有两种 • 教学应用 • 管理应用

20. 信息技术教学应用的种类（2/2） • 对于教学应用，信息技术扮演两种角色，一是作为教学目标；二是提供资源和学习工具 • 对于前者，又可以分为两种： • “信息技术科学教育” • “信息技术文化教育” • 对于后者 • 改变教育体制、教学思想、教学方法、教学手段、教学管理和教学评价等，从而改变教学结构

21. 信息技术教学应用的框架（1/5） • 计算机技术在教育中的应用，称为计算机辅助教育CBE • 初级阶段：CAI阶段 • 计算机辅助教学CAI（ Computer Assisted Instruction） • 计算机辅助学习CAL（ Computer Assisted Learning） • 计算机管理教学CMI（ Computer Managed Instruction） • 计算机辅助测验CAT（ Computer Aided Test ） • 计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design） • 高级阶段：ITAI阶段 • 教育信息化 • 信息技术与课程整合IITC（Integrating Information Technology into the Curriculum）

22. 信息技术教学应用的框架（2/5） • 通信技术在教育中的应用：远距离教育（ DL，Distance Learning） • 以信函传递为主的第一代远程教育 • 1840年，英国人伊萨克.比特曼把速记教程函寄给学生，标志着函授教育的开始 • 中国的师祖：蔡元培先生，于1902年在上海建立的“中国教育会” • 以广播电视远程通信为主的第二代远程教育 • 无线电广播通信阶段的远程教育 • 视听通信阶段的远程教育 • 实时交互双向通信的第三代远程教育 • 基于计算机技术与通信技术的融合

23. 信息技术教学应用的框架（3/5） • 网络技术在教育中的应用 • 多媒体网络教室 • 多媒体教室兼具多媒体教学、因特网浏览、安全恢复、电子考场 • 纯软件、纯硬件、软硬件结合三种方式 • 视频点播技术VOD（Video on Demand） • 充分利用WEB技术、流媒体技术和数据库技术 • 利用VOD视频点播进行学习，是现代远程教育最基本的教育形式 • 视频会议系统 • 虚拟技术和网格 • 虚拟学社、虚拟教室、虚拟校园、虚拟图书馆

24. 信息技术教学应用的框架（4/5） • 虚拟现实技术在教育中的应用 • 虚拟实验室 • 应用于物理、化学、生物等实验性学科 • 所为虚拟实验室，就是利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情境，供学生观察与操纵其中的对象，使他们获得体验或有所发现 • 利用虚拟实验室进行仿真实验 • 基于WEB的虚拟实验室 • 基于WEB的可视化的三维环境 • 鼠标点击或拖拽进行操作 • 虚拟青蛙、虚拟果蝇、虚拟诊所等应用

25. 信息技术教学应用的框架（5/5） • 人工智能技术教育应用：从计算机辅助教学过渡到智能辅助教学，主要用于： • 知识的表示和访问 • 对学生错误的自动判断 • 智能超媒体教学系统 • 智能导师系统（ITS）

26. 本讲内容 • 信息技术与教育技术 • 如何来理解信息、信息科学与信息技术？ • 如何来理解教育技术？ • 如何理解信息技术在教学中的应用？ • 兴起 • 物质基础 • 社会基础 • 理论基础 • 发展 • 美国发展概况 • 我国发展概况 • 发展方向

27. 计算机辅助教学的兴起（1/2） • 计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction简称 CAI)的研究与应用始于1958年，至今已有五十多年的历史。它得到了迅速发展，并对教育教学改革产生了深刻的影响，而它自身也已发展成为有着广阔应用前景的新兴学科

28. 计算机辅助教学的兴起（2/2） • 同其它学科一样，CAI的产生和发展具有广泛的基础，归纳起来主要有三方面，即计算机辅助教学产生和发展的： • 1、物质基础 • 2、社会基础 • 3、理论基础

29. 1、CAI产生的物质基础（1/3） • 计算机是20世纪人类历史上最伟大的科技成果之一 • 1946年第一台电子数字计算机诞生以来，五十多年来，计算机在数量或是性能方面的发展速度是十分惊人的 • 首先是发展得快，表现在数量增加的快和性能提高的快 • 信息技术领域里的“摩尔定律”

30. 1、CAI产生的物质基础（2/3） • 计算机作为一种教学媒体，具有深刻的教育价值： • 多媒体、动态、交互性能强 • 对人类感觉器官的全方位立体化刺激 • 信息的海量存储和处理，不会产生疲劳感，具有其他教学媒体甚至教师无法发挥的作用

31. 1、CAI产生的物质基础（3/3） • 另一个特点是对社会的发展影响深刻。计算机的出现和发展，标志着人类步入了信息时代，通过计算机使人类的脑力得以扩大和延伸。 • 为教育的改革和发展提供了新的方法和技术手段，为计算机辅助教学的兴起和发展提供了必不可少的物质基础。

32. 2、CAI产生的社会基础（1/4） • 信息社会的基本特点： • 信息成为重要智力资源。 • 传统工业将为知识密集型的“高技术工业”所代替，从事信息产业的人口比例越来越大 • 社会价值的增加主要靠知识，劳动技能主要不是靠体力，而是以智力和知识为基础

33. 2、CAI产生的社会基础（2/4） • 教育和教学是社会发展的产物，而它本身又要不断变革，以适应社会发展的需要 • 各种不同类型的社会对教育教学有不同要求，而教育教学也需要针对不同类型社会进行自我变革： • 信息社会对教育提出的要求 • 教育作出的相应的改革

34. 2、CAI产生的社会基础（3/4） • 信息社会对教育提出的要求，主要有： • “知识更新”加速，“知识激增”，形成所谓的“知识爆炸” • 职业更新频繁、知识更新的加快，必然会影响到职业的更换 • 信息时代的教学不应该以发展人的记忆为主，而应该以发展智力、创造力为主

35. 2、CAI产生的社会基础（4/4） • 教育作出的相应变革，如下： • 从以学校教育为中心向终身教育转变，从培养记忆力向培养创造力转变 • 大教育观 • 当代科学发展的“综合化”趋势

36. 3、CAI产生的理论基础（1/8） • 计算机辅助教育的产生和发展，受到多方面理论的影响，其中最重要的是教育心理学的影响。 • CAI思想的形成受到两个概念的影响： • 教学机器 • 程序教学

37. 3、CAI产生的理论基础（2/8） • 教学机器的概念是20世纪20年代普莱西提出的,1924年他设计了第一台自动教学机器,可可以送出多个供学生选择的问题，并跟踪学生回答，因为是通过机器进行教学，所以又称为“机器教学”或“自动教学”。 • 由于普莱西的教学机器设计尚存在问题，以及当时的条件还不够成熟，因此在当时并没有引起人们的普遍重视，但是它的原理对后来发展的程序教学和CAI有着密切的关系。

38. 3、CAI产生的理论基础（3/8） • 程序教学是20世纪50年代发展起来的。心理学家斯金纳根据从实验室中对动物实验引出的操作条件反射和积极强化的理论，设计了教学机器和程序教学。 • 斯金纳在普莱西的教学机器的基础上提出了学习材料程序化的想法，后来就发展成为不用教学机器只用程序教材的“程序教学”。

39. 程序教学样例 • 图A 分数分布 • X f • 1 • 2 • 3 • 4 • 3 • 0 • 99 2 • 98 1 • N = 16 1. 本图给出了一系列原始分数 。 频率分布 2. 图A中的X列表示每一个可能的分数值， 而每一个分数出现的频率列在 列。 f 3. 图A中用记号 表示分数值。 X 4. 99分这一分数值出现的频率是 。 2 5. 通过图A，你知道用记号f表示频率分 布中每一个分数值出现的 。 频率

40. 3、CAI产生的理论基础（5/8） • 程序教学的特点 • 教师的“教”不一定通过课堂来实现 • 不同的时间和空间里 • 小步子、积极反应、及时反馈、自定步调 • 强调学生的个性和主动学习 • 程序教材由一系列的小段组成

41. 3、CAI产生的理论基础（6/8） • 在20世纪50年代计算机的教育应用得到广泛重视，在50年代后期，程序教学发展为直线式（斯金纳）和分支式（克劳德）两种： • 直线式 • 分支式 • 不同的模式反映了不同教育心理学对学习过程的理解与观点

42. 3、CAI产生的理论基础（7/8） • 程序教学的两种模式

43. 3、CAI产生的理论基础（8/8） • 除了教育心理学理论对CAI的形成具有直接的影响外，信息论、系统论、控制论也对CAI的产生和发展有不同程度的影响

44. 本讲内容 • 信息技术与教育技术 • 如何来理解信息、信息科学与信息技术？ • 如何来理解教育技术？ • 如何理解信息技术在教学中的应用？ • 计算机辅助教学的兴起 • 物质基础 • 社会基础 • 理论基础 • 计算机辅助教学的发展 • 美国发展概况 • 我国发展概况 • 发展方向

45. 计算机辅助教学的发展（1/2） • 计算机辅助教学的发展阶段划分的不同观点： • 分为CAI和ITAI两个阶段（师书恩、武法提） • 分为CAI、CAL和IITC三个阶段（何克抗） • 对CAI发展阶段的特征、历史划分基本达成共识，此处重点谈CAI阶段的发展

46. 计算机辅助教学的发展（2/2） • 对于计算机辅助教学（CAI）,重点谈三个方面，国外、国内和未来展望，其中对于国外的发展主要以美国为代表： • 1、美国CAI的发展概况 • 2、我国CAI的发展概况 • 3、CAI的发展方向

47. 1、美国CAI的发展概况（1/20） • 美国是开展CAI研究与应用最早的国家，也是应用最普遍的国家，CAI在美国的发展概况基本上代表了CAI的发展脉络和特点 • 根据计算机技术的发展和应用、社会对人才培养的新要求以及新学习理论的应用，CAI的发展可按四个阶段来说明 • （一）1958年至1970年：发展的初期阶段 • （二）1970年至1980年：实用阶段 • （三）1980年至1990年：普及阶段 • （四）1990年以后：全新发展阶段

48. 1、美国CAI的发展概况（2/20） • （一）1958年至1970年：CAI发展的初期阶段。 • 1. 基本情况 • 2．运用的学习理论 • 3. 使用的计算机技术

49. 1、美国CAI的发展概况（3/20） • （一）1958年至1970年：基本情况 • 主要以大学和计算机公司为中心开展的软件、硬件开发研究工作，并出现了一些有代表性的系统 • (1)美国IBM公司的研究工作： • 1958年设计了第一个计算机教学系统； • 1961年，研制了心理学，统计学和德语阅读CAI系统； • IBM公司开发了COURSEWRITER程序语言，以方便地开发交互式学习课件 • IBM公司还制作System1500教学系统。这个系统支持32个学生工作站，每个工作站安装一个显示终端、一个图像投影仪和一个声音装置

50. 1、美国CAI的发展概况（4/20） • （一）1958年至1970年：基本情况 • 以大学和计算机公司为中心开展的软件、硬件开发研究工作，并出现了一些有代表性的系统 • (2)大学的研究： • ①斯坦福大学是开展计算机辅助教育最早的大学之一 • ②伊里诺斯大学的PLATO。并很快就发展成为一个有很强功能的大型计算机网络，目前还在使用 • ③加利福尼亚大学建立了教育技术中心，该中心开发了大量的物理及自然科学中的计算机辅助教学课件