凯氏定氮仪智能导师系统

教师可以通过“个别监控”功能，方便地监视不同学生的操作进程，进行有针对性 的 及时指导，这时的“教练”可以是教师，也可以是凯氏定氮仪智能导师系统。建构主义的教练策略正是 当 学习者在学习过程中遇到困难，系统 通过诊断适 时地给予指 导、建议、暗 示和 反馈。 它包 括 给学习者指明方向、步骤提示、帮助学习者重建问题解决模型等。网络 教室环境可通过监 控 学习过程来掌握学习者的学习情 况，从而实现教 练策略。教练的 指导和建议在学习 者需 要 的时候才出现，教练可以是教师，也可以是学习伙伴。可见，网络教 室环境 下，教师的作用 是 监控、分析学习者的学习状态和调节学者各种能力（包括操作技能、认知能 力、言语交流能 力 和协作学习等方面的能力）的发展。 ３．Ｓｃｈｏｏｌｎｅｔ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络环境与“建模策略” 在校园网和 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ学习模式下，教师将 教学资料数字化后上传，再辅以 网上的 其他 各 种各样的学习资源，建构一种可供学习者自由探索的学习环境，这种学 习环境通常用来针 对 主题式学习或者基于方案的协作学习，如美国科学探索网络开发的学习化学酸碱知识 的 ＰＨ 酸碱度学 习 模 型，利 用 恰 当 的 建 模 理 论，它 包 含 趣 味 （Ｅｘｃｉｔｅ）、探 索 （Ｅｘｐｌｏｒｅ）、解 释 （Ｅｘｐｌａｉｎ）、扩充（Ｅｘｐａｎｄ）、延伸（Ｅｘｔｅｎｄ）、交流（Ｅｘｃｈａｎｇｅ）、测验（Ｅｘａｍｉｎｅ）的 ７Ｅ模式，在 这 种学习环境中，学习者能进行设计性和探索性的实验的自主学习；另一种学习环境 “电子 工 作台”系统，允许学习者利用它提供的元 件构 造各种 模拟 电路 和数字 电路，并 能动态 测试 电 路的性能。

还有虚拟的多用户空间（ＭｕｌｔｉＵｓｅｒＤｉｍｅｎｓｉｏｎ，ＭＵＤ）学习 环境，它引入“空间 隐 喻”的概念，使得在地理上处于分离的 用户能 进行 交互 和协作，并 通过 电子邮件、电子 报纸、 ８．２　信息技术的学习环境的设计 ·１６５·电子白板、虚拟教室等工具来支持各种学习活动和校园文化。 ８．３　计 算机 教育 应用 的模 式 ８．３．１　计算机在教育和人类学习中的作用 ２０世纪 ８０年代初，美国著名的 计算 机专家泰勒 （Ｔａｙｌｏｒ）曾 指出：计 算机 应用于 教育 有 三种模式，一是把计算机看做指导教师（Ｔｕｔｏｒ），即起个 别指导 作用；二是 把计 算机看 做被 指 导者（Ｔｕｔｅｅ），由人教会计算机做各种事情，例 如用 计算机 编程 （即计算机程序设计）就是 要 让计算机学会按照人们编排的指令来完成各种操作，这种应用模式通常也称之为计 算机 程 序设计；三是把计算机看做工具（Ｔｏｏｌ），辅助人们完 成教学过程中所 面临的各 种任务。由 于 Ｔｕｔｏｒ、Ｔｕｔｅｅ和 Ｔｏｏｌ三个英文 单词 均以 字母 Ｔ开头，所 以这 三种计算 机教 育应用模 式也 称 “３Ｔ”模式。随着人们对“计算机文化”这一概念理解的日益深入，３Ｔ中 的“Ｔｕｔｅｅ”即 利用 计 算机编程这种应用模式，已逐渐 为西方发达国家 的中小学所 抛弃。这是因为信息社 会要 求 人人都会使用计算机，但并不要求人人都会编程，甚至以计算机 科学作 为自己专业的人员 也 不见得都要会编程，所以把程序设计语言及程序设计方法作为文化基础课在广大中 小学 校 普遍开设，是不适当的（但可作为高中选修课开设）。

Ｔｕｔｏｒ模式则在个 别指导的基础上发 展 为能满足多种教学要求的计算机辅助教学模式，即 ＣＡＩ模式。 在 ＣＡＩ中 既有 个别指 导又 有 协作学习；既有适合学生个人的练习与操作，又有适合教师课堂演示的动态模拟；既 可进 行 启发式教学，又可让学生主动探索问题求解方法，此外还有各种 寓教于 乐的益智性游戏软 件 等。只有 Ｔｏｏｌ这种应用模式仍保持原有的涵义，即仍把计算机看做工具，但其使用范围和 原 来相比也有很大程度的扩展。 在我国，从 ２０世纪 ８０年代开始，计算机在教育领域的应用开始越 来越广泛，到 ９０年 代 初期，计算机在教育教学中用做工具主要有两个方面：一是作为数据处理工具（如各 种数 据 库和电子表格处理软件的应用）；二是作为 文字处理工具（如 ＷＰＳ或 者 Ｗｏｒｄ软件 等）。 近 年来，计算机在教育领域作为 工具 应用的一 大发 展，就是 作为 教学过 程 中一种 有效的认 知 工具。认识计算机在人类学习中的作用，首先，应该全面认识以计 算机为 基础的现代化信息 技 术在教育中的作用。当早期人们用计算机辅助教学时，第一个直 接的想法是让计算 机扮 演 导师的角色，从程序式教学发展 了后 来的 智能导 师系 统。麻省理工学院 的 Ｐａｐｅｒｔ教 授提 出 一个截然不同的见解，他认为应该让计算机扮演学员的角色，而 让学生 充当老师来教计算 机 做事，并为此设计了一种适合于儿童使用图形程序语言 ＬＯＧＯ，使 儿童可 以从 使用这 种语 言 来指挥计算机作图绘画开始，逐 步进入程序设计 的抽象殿堂。既 然计算机可以当老 师和 当 学员，为什么不可以当平等的学伴呢？现在已经出现了虚拟学伴系 统，可以与学习者进行 互 ·１６６· 第８章　信息技术教育的教学设计帮互学。计算机还可以充当教师和学生的助手，如寻找和整理资料、代理 通信联 络、提示 事 务日程等。以上这些可以作为信息技术的拟人作用。 另一方面，信息技术在教育中的 拟物 作用日益受 到重视。可以 用计 算机 和网络 构造 便 于学生进行探索性学习的情境，如微型世界、虚拟实验室、虚拟学社、虚拟教室 等。利用网 上 资源丰富的特点，可以发展基于资源的学习。更自然的做法是让教 师和学 生使用信息工具， 包括效能工具、认知工具、通信工具，支持他们教与学的活动。图 ８．２较 好地 刻画了 信息 技 术在教育中的拟人和拟物作用。 图 ８．２　现代信息技术在教育中的作用 显然，随着以学生为主体的教育思想日益深入人心，以计算 机为核 心的信息技术的拟 物 作用和从属拟人作用越发明显。

８．３．２　作为工具的计算机 信息技术应用在教学中，计算机以其快速、准确的处理能力，海 量的存 储空间，灵活的 人 机交互的特点，不论对教育 者还是 对学 习者来讲，都 是一 个功 能强大的 工具。 对教育者 来 说，他们可以利用它作为教学工具，主要应用有： （１）计算机辅助教学（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ-ＡｓｓｉｓｔｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＣＡＩ）是计算机应用于教育的一种 传 统形式。使用 ＣＡＩ，可以传授新知识、技能，帮助学生掌 握和巩固知识与技能，启发和 促进 学 生去“发现”规律和知识，帮助培养学生解决问题的能力等。目前，交互式多媒体将各种媒 体 材料与计算机相连，将以往以文本的图 形为基础的 ＣＡＩ变成 了更 令人激 动的 吸引学 习者 注 意力的材料。智能计算机辅助教学（ＩＣＡＩ）是 ＣＡＩ未来的趋势，它将能极大增强 ＣＡＩ的威力。 （２）计算机管理教学（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ＭａｎａｇｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＣＭＩ）。教师工作的一个主要方面 是进行教学管理，他必须关心学生的学习进展情况，选择合适的教学策略，安排课程 的内 容 和教学进度，等等。计算机在教学中除了能辅助教学外，还能记录、收集、监控学生的学习 过 程，从而辅助教师组织和管理 教学，给教师 以极大的 帮助，教师的 工作因此 可以 更准确、更 迅速。（３）计算机辅助测验 （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ-ＡｓｓｉｓｔｅｄＴｅｓｔｉｎｇ，ＣＡＴ）。在 教育 过程 中，测验是 一个 必 ８．３　计算机教育应用的模式 ·１６７·不可少的环节，它包括测验的构造、组织以及评价。