计算机管理教学cmi包括哪些功能

Question

如题所述

Answer 1

计算机管理教学CMI是一个非常重要的概念和研究方向。它的发展和应用，直接
关系到CAI的是否真正可以在教学中发挥作用。本文介绍了CMI的概念、分类、特点、
组成、发展方向，并分析了智能CMI和结构化CMI的功能。
关键词
∶CMI、CAI、计算机管理教学、教学手段、教学技术
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1003-2614（2000）04-0-03

一、CMI的概念
随着计算机辅助教学的发展和应用普及，也随着教学过程中越来越多的采用计算
机技术，有必要加强“计算机管理教学(Computer-Managed Instruction, CMI)”方面
的研究。
CMI这一名词与概念，
于七十年代初首次被提出。
Baker(1978)将CMI定义为
“使
用计算机来从事学生个别化教学活动的管理”[3]。Leiblum(1982)在详细参考各种相
关文献之后，提出CMI具有的功能可包括订定教育目标、规划教育资源与进度、安排教
材、提供练习与测验、统计分数、个人与班级之进度报告、统计分析、个别谘询等教
学与管理功能[1]。
计算机管理教学(CMI)的功能可以简单的将其分为两类：一类为利用计算机(包括
计算机网络，以下同)处理有关学校教学行政的管理活动，这些工作由计算机来执行可
以节省人力、物力、财力及时间；另一类则为有关教师配合教学，利用计算机所采取
的一些管理活动，如了解学生学习目标、诊断学生学习进度、指导与指定学生适当的
作业与练习、评价与比较学生的学习成效、学生学习数据的收集与报告等，这些都是
非常耗时的工作，若不使用计算机来辅助管理，将影响教师的正常教学活动。可以认
为，CMI是利用计算机管理教学全过程的一种技术和应用，而一般意义上的CMI主要是
指计算机管理课程教学那部分，而把计算机管理教学、实验等行政事务部分归于办公
自动化。
也有人认为CMI就是计算机辅助教学(Computer-Assisted
Instruction,
CAI)。

对CMI的认识不同也影响CMI的发展。
例如：
如果认为CMI是协助处理教学行政事务，
则建立CMI系统就会着重教学行政事务处理的自动化、科学化；如果认为CMI就是利用
计算机管理学生的学习状况，那么在开发CMI软件时，会着重於学生学习数据的记录、
分析和解释；
如果认为CMI是利用计算机控制教材的呈现，
则会着重於教材管理的设计；
如果认为CMI中计算机所扮演的角色应该和老师所扮演的知识传授角色一样，则开发
CMI软件或系统时，
会着重於使软件或系统具有某种程度的智能，
希望发展智能型软件
或系统。在本文中，笔者认为CMI主要是指由计算机管理的知识传授活动和教学管理活
动，所以CMI系统是指管理整个教学活动的系统。这是由于：
一CMI是由计算机管理的教学活动，
这与由教务行政管理人员和老师管理的教学活
动不同。
二CMI只管理知识教学活动，不管理技能和情操方面的教学活动。其理由在於知识
可以经由阅读文字图形而获得，技能则必须实际操作练习，情操更必须亲身体验和领
悟，目前的计算机不适合技能学习与情操陶冶，即使是计算机模拟实验也不是代替技
能学习。

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三CMI是一种概念，一种技术，也是一种产品。理解CMI概念，运用CMI技术，研制
CMI产品。CMI技术就是计算机管理和教学的技术，它包括管理科学、资源优化调度、
心
理
å­¦
、
自
然
语
言
处
理
(Natural
Language
Processing)
、
知
识
获
取
(Knowledge
Acquisition)，多媒体(Multimedia)和超媒体(Hypermedia)，以及计算机网络技术等。
CMI产品则指可管理知识教学活动的系统，包括硬件、软件及其他所需的设备。
CMI与CAI并不相同，
尽管它们有些类似。
CAI通常指教学内容呈现方式的计算机化，
而CMI是指教学过程管理、
跟踪、
监控、
反馈、
评估、
与教师的交互等活动的计算机化。
我们应当从教学观点去看这些名词，
而不是以计算机技术的观点去看它们。CMI是为了
使教学更有效率和效果，及时准确地对教学数据进行收集、监控和决策，而CAI则是如
何有效地利用计算机来代替部分课堂讲授和实验。从系统拥塞来看，CAI主要涉及的对
象是学生，而CMI则涉及到学生、教师和教学管理人员。我们可以认为，随着计算机辅
助技术的智能化和网络化的发展，CMI必然包含CAI。

二、CMI系统的基本组成
CMI系统依功能一般可划分为几个子系统：
一
课程编辑子系统。专门供教材设计者使用，作为制作课程软件的编辑工具。
用户可以通过这个系统输入并编辑各种教学内容，包括多媒体材料。
二
教材数据库子系统。
用以管理所输入的课程素材、
测试习题和设计好的课程
软件；
三
监控子系统。
用于监视和获取用户使用系统的信息和学习状态，
并经过一定
算法的统计分析，
得出用户学习水准，存储在数据库中或传输给相应的教师和管理者。
根据用户水平对用户学习内容进行控制。
四
课程生成子系统。
根据用户的学习要求和学习水平，
生成符合用户个体需要
的教学内容和教学方式，并输出给内容展示系统；
五
内容展示子系统。
将生成的数据和规则，
展示在用户窗口中。
接收用户应答。

六
跟踪子系统。建立用户使用或学习档案，描绘某一阶段用户学习进步轨迹；

七
定量评估子系统。根据收集用户的学习纪录，统计分析，并评估学生们的学
习成效。
八
数据传输子系统。将用户学习数据或教师评定，传输给教务系统的管理者；

九
教务管理子系统。及时获得线上学习情况，按照教务管理有关制度，进行学
籍管理和成绩管理工作。并将数据放入数据库。
十
数据查询子系统。
按照级别，
供管理人员、
学生或教师查询学习状态和成绩。

CMI的效益之一在於提高学生学习效果。
因此了解系统对学生是否有助益是非常重
要的。资料收集与评估子系统在学生学习过程中，记录其学习路径、与电脑交谈情形
及回答问题的答案，提供给教师了解学生学习的问题所在，若是属於课程软件的问题，
则提供教师用以改进该课程软件，以达到更好的学习效果。若是属於学生学习方面的
问题，则可进行个别辅导，达到大班教学、小班辅导的教学效果。所以，
CMI实际上需
要将各种CAI软件纳入控制流程
，
再将教学过程所需要的管理活动变为计算机处理和决
策
，
并配合学习数据收集功能
、
依赖与网络的信息传输功能
，
就构成了一个基本的CMI
系统框架
。

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三、CMI的两个发展方向
CMI是一种由计算机管理知识教学活动，
计算机不仅要吸收知识，
还要把知识改编
成合适于不同学生的教材，
计算机要能依学生的知识程度呈现不同的教学策略、
内容、
顺序、方式(而不是传统的CAI只有一套固定的管理知识教学的程序)。由此，CMI有两
个重要的发展方向：Intelligent
CMI（智能型CMI）和Stuctured
CMI（结构化 CMI）。
如果CMI系统具备学习知识、编辑教材、依据学生知识调整教学策略及调整用户界面
(User interfaces)的功能，则可称为智能型CMI系统(Intelligent CMI System)，简
称ICMI(Intelligent CMI)。如果CMI系统只能以某一套固定的管理程序去管理教材，
管理学生学习状况，管理教学策略，管理用户界面，则可称为结构化CMI系统
(Structured CMI System)。简称SCMI (Structured CMI)。
ICMI和SCMI是目前CMI发展的两大方向，其中智能型CMI和智能型Tutoring
(Intelligent Tutoring或称Intelligent CAI)的研究有密切关系，结构化CMI则与传
统的教科书(Textbook)及目前流行的超媒体(Hypermedia)技巧有密切的关系。多数情
况下，智能型CMI系统和结构化CMI系统两者之间会有一些交叉(Partially ICMI &
Partially SCMI)。例如可能有一套CMI系统，只有用户界面部分是智能型的，其他的
教材部分、学生学习状况部分及教学策略部分都是结构化的。
打个比方来理解CMI，智能型CMI相当于专家型教师（expert teacher），即一流
教师的知识教学活动，教师会吸收知识，会把知识转化为教材，会记住某位学生的学
习状况，会依据学生的知识程度调整教材内容和教学方法。而结构化CMI相当于精彩的
教科书，在此指的是纸张型的教科书，而不是新兴的光盘教科书，其教材及隐含在教
材中的教学策略即是固定的，其用户界面、文字、图片、色彩、形状等也是固定的。

四、ICMI和SCMI的特点
一 ICMI
Intelligent CMI的发展，在概念上必须可以模拟expert teacher（专家教师）的
知识教学活动，在技术上必须可能运用AI（人工智能）的技术（如Knowledge
Representation, Knowledge Acquisition, Natural Language Processing)，仿真神
经网络的技术及多媒体的技术。在产品上必须选择某些知识教学内容，如物理知识教
学、数学知识教学，做尝试性的Intelligent
CMI发展。从功能观点，Intelligent
CMI
必须有下列特点：
1.智能型的教材管理功能
能获取知识，综合为教材，Knowledge
Acquisition甚至Learning。能有效管理教
材库，也是一种知识库（Knowledge Base）。
2.智能型的学生学习状况管理功能
能较准确和适时地评估学生获取的知识数量与质量。能有准确地记录学生学习状
况。在Intelligent Tutoring研究中，这部分称为Student modelling。
3.智能型的教学策略管理功能
能依据某一位学生的学习状况及某一个知识教学内容，
选取最优的(Optimal)教学
策略，如举例、图形、文字、反馈、评量题型、教材呈现顺序等。
4.智能型的用户界面管理功能
能以类似人类沟通的方式，如语言、书写文字、视觉和用户交谈。