计算机辅助历史教学20年发展状况综述

８０年代以来，随着计算机多媒体技术和网络技术的迅速发展，计算机技术也已经日益渗透到学校教育、教学等领域的方方面面。在80年代，国家教委就在在北京师范大学和华东师范大学两所高校成立了中学计算机教育研究中心，指导中学计算机教育及CAI活动的开展。1990年11月，北京市举办了首届教育软件展览会。1996年元月，国家教委又举办了全国电教设备展览会，先后展示出一批数量相当可观并且通过评审的教育软件。但在中学的各个学科中，历史教学软件所占比重极小。因此，加快研制高水平的教学软件，已成为中学历史课应用CAI的首要任务。本文旨在回顾近20年来我国计算机辅助历史教学的发展状况，总结成败得失，为进一步开展计算机辅助历史教学提供一些参考意见。
一、中学历史课应用CAI的实践回顾
中学历史课应用CAI的实践最早可追溯到80年代中期，其中天津20中学的刘建中老师，1985年就将《清朝的疆域》搬上计算机荧屏；吉林油田高中的王一老师，在本校计算机教师的帮助下，在苹果机上清晰地显示并打印出教材中的《秦始皇》画像；上海16中的历史教师与该校计算机教师合作，较成功地进行了历史课的计算机联网教学；笔者在有关方面支持下，编制出《第二次世界大战》历史教学软件并通过国家教育软件评审委员会终审。此外，天津耀华中学、北京十一学校、福州师范专科学校以及长春等地的历史教师，都对CAI表现出了极大的兴趣，正在进行CAI理论价值与实践意义的研究和探索。进入90年代后，全国各地越来越多的教师投身到CAI的实践和探索中去。
计算机辅助历史教学活动的兴起和蓬勃发展，引起了全国历史教学界、各有关高等院校以及报刊杂志的关注。继天津《历史教学》发布了关于计算机辅助历史教学的首条消息和论文后，上海《历史教学问题》、《文汇报》、《解放日报》随后介绍了当地CAI活动的开展情况。著名历史教育学家，全国历史教学研究会副理事长赵恒烈教授在他的力作《历史教育学》中，专门介绍了CAI的教学步骤和方法，阐述了CAI与传统教学方式的区别。他认为，计算机辅助教学“不仅具有更大的灵活性和多样性，而且可使施教个性化，按每个学生的实际水平来从事学习”。全国历史教学研究会秘书长、首都师范大学历史系于友西教授认为：“《第二次世界大战》历史教学软件的制作与运用，体现了不断改进教学手段、提高教学质量的先进的教育思想。它以计算机的人机交互和智能为依托，解决了传统教学中难以全面实现的‘因材施教’问题。”全国中学计算机教育研究中心副主任、华东师范大学刘福生教授则明确指出：“在辅助教学领域中，作为教学工具的计算机的主要优点，不外乎两大项，第一，具有人机交互功能；第二，计算机是高度智能机器……所以说，计算机辅助教育必须体现交互和智能两大优点”可见，无论是历史教学界的专家，还是计算机领域的学者们，对如何开展CAI活动和评价近年来国内出现的各种历史教学软件，都已经在理论上形成了共识，并为历史学科应用CAI提供了应当遵循的基本原则。然而由于种种原因，这些原则和理论依据在计算机辅助历史教学的实践活动中，还没有得到充分的重视。
二、历史教学软件的类型和内容
在开展CAI活动中，关键是要编制出适用的软件。在80年代，由于计算机尚未普及，只在一些条件较好的中学，在计算机教师帮助下，编制了一些简单的CAI课件。90年初，一些专业软件公司开始组织编制教学辅助软件：较早的有广东珠海巨人集团的《中国历史》、《世界历史》多媒体教学光盘，后来武汉大学华软多媒体辅助教学光盘，北京科利华公司的《CSC电脑家庭教师》、《CSC电子备课系统》初中历史版和高中历史版，北京大学海北软件公司的《状元`97》题库光盘。但这些市场上的CAI软件多数只适用于社会化的培训或自学，真正能用于课堂之中，参与课堂教学、与教学同步的CAI软件为数甚少。
按照目前国内已看到的历史教学软件分类，大致有备课型、辅教型、辅学型、题库型四类，基本上涉及历史教学的全过程——备课、上课、复习、考试。
1．备课型软件
北京科利华公司日前全面推出的“CSC电子备课系统”（历史版），为我们利用计算机技术实现备课现代化创造了条件：首先便是将教师从繁重的备课中解放出来，从信息匮乏的无奈中解放出来，从粉笔与黑板的枯燥中解放出来，从而为实现创造性的教学创造了条件。
这套软件收录的资料，通库、专库加起来近2亿字，图片约3500幅，影视精选350多个片断，相当于一个中等师范学校图书馆专业书籍的藏书量，老师只要一套光盘在手即如同掌握了一个图书馆，随意地选取图书，图片、影视等资料，任意阅读、使用。而且这个“图书馆”还是设施先进的“图书馆”，教师可以利用软件的“全文检索”功能非常简便地搜索到自己所需的各种资料。
教师坐在计算机前，只需按动鼠标和键盘，就能够查询调用所需要的文字资料、影视图像、历史地图、文物插图等；全国各地优秀教师的教案或课堂教学实况；符合本课教材要求的各种水平的检测习题和答案等备课资料，利用WORD；WPS等文字编辑系统，便可快捷地编辑成自己的图文并茂的各种教学文本。这不仅提高了备课质量，减轻了教师的劳动强度。而且对提高教师素质水平，开拓教学思路，形成先进的教育思想有着不可估量的作用。
2．辅教型软件。
如广东巨人集团和武汉华软集团编制的多媒体历史教学软件。这种软件将历史教材中的历史地图、历史人物插图以及历史文物插图等图形存贮在课件（即软盘）内，通过计算机动态地（或静态地）显示在荧屏上，教师根据显示的图形讲授。例如荧屏显示出《清朝疆域》的七个方位及对应名称，教师依顺时针方向顺序讲授，指明其方向、山川、河流、湖泊及岛屿名称。也就是说，这类软件必须通过教师的讲授（即操作）才能完成教学任务，实现教学目的。基本上没有人机交互，也显示不出计算机的智能，充其量只能是幻灯、电影、录像等电教手段的形式变换，并未反映出CAI的真谛。
辅教型CAI软件目前仍以研制的操作型软件为主，要分析其产生的背景、具体的设备条件，而不能简单地归之为观念错位或对计算机功能、CAI理论认识水平的差距。就我国现阶段而言，操作型软件尽管尚不能完全达到CAI的全部要求，但他们在中学各个科目里的广泛存在和应用，却在某种程度上反映了其使用价值的合理性。当然，一俟时机成熟，应逐步将其引向更高级的阶段。
3．辅学型软件
随着学校和家庭多媒体计算机的推广和普及，及大量优秀辅学型软件光盘的上市，如《中国五千年》、《孙中山》等寓教于乐的优秀历史光盘；北京科利华公司的《CSC电脑家庭教师》辅助光盘、北京大学海北软件公司的《状元`97》题库练习光盘等的上市，吸引了越来越多的学生利用计算机进行历史学习和复习。
辅学型软件，大多是适合一人一机的学习方式，可“自动”进行人机交互，计算机可根据使用者的操作，自动选择和运行学习内容。以《第二次世界大战》为例的自动型软件，是在操作型软件的基础上，遵循计算机辅助历史教学的基本原则发展完善而成。“其教学步骤分为：
①教材分成很多基本部分，编成程序（框面）。
②在通过以问题检验学生学习的知识后，即可任其继续往下学习。
③通过呈现正确的答案对学生的回答做出及时的强化。
④程序的编制必须遵循一种学习类型并能探索每个学生知识的数量和他保持的时间。
⑤根据学生的错误反映提供补充材料。呈现新的学习内容。
不难看出，这种软件体现了交互和智能两大特点，符合应用CAI的基本原则，适用于一人一机、多人多机和联网教学的要求。因此，在条件具备的地区和学校，引导提倡开发研制自动型软件，对于推动CAI的健康发展，具有十分重要的现实意义。
4．题库型软件
题库型软件是为了适应应试教育需要，利用计算机的智能性质，编制的题库和自动组卷软件。例如，北京科利华公司出版的“CSC高中六门学科题库”光盘软件、北京人教文博信息有限公司出版的“中学智能组卷、评测系统”软件等，可以在命题教师选定好范围、题型、题量、分数等条件后，数分钟内自动生成一份附参考答案的标准试卷，经修改后直接打印使用。
从上述几种软件所表现的内容看，几乎都选取了现行历史教材中那些知识点密集、历史地图插图较多、事件紧凑、头绪繁杂、时空跳跃明显的章节。这种现象绝非偶然，它是历史学科的特点和为解决这一难题在CAI中的反映。传统的历史教学实践表明，教师在课堂教学中，只有采用形象、直观的方式，才能收到较好的效果。80年代末，图示教学法在历史教学界风行一时，从实践效果看，图示法在减轻学生学习负担上具有现实意义和推广价值。但是，图示的表现手段基本上是手工操作式的。表现内容多为文字、符号及各种线条箭头等简单形式，又难以解决信息反馈、数据统计等问题。而自动型软件则在这些方面得心应手，发挥了巨大优势。CAI不仅能以形象的、直观的、动态的图示表现形式适应历史教育的需要，而且应当在解决认识历史事件的动因、性质及规律等深层次的问题上进一步发挥其交互和智能的优势。
三、计算机辅助历史教学的模式及选择
利用计算机多媒体技术和网络技术辅助历史教学，是计算机应用于历史教学的主要方面，它大大丰富了教学手段，提高了教学效益，是历史教学手段现代化的重要标志。
计算机多媒体技术和网络技术在历史教学中的应用，依据其内容和功能，可分为四大类型：
1、计算机大屏幕联机或单机演示教学模式。
该模式是将计算机与大屏幕投影仪或电视终端连接起来，面向整个课堂进行教学。这一模式是充分利用计算机的多媒体功能而设置的，计算机多媒体技术能结合扫描仪、摄像机、录放机、CD-ROM、VCD 、声霸卡、显微镜等各种多媒体教学设备，将文字、数值、图形、图像、声音、动画、视像等多种信息媒体承载的信息，由计算机数字化综合处理和有机集成后，通过屏幕等把结果显示出来。教学中，教师可根据教学需要，选择CAI教学软件中适用的文字、图片、表格、录像片断、练习等内容，通过联机高清晰度投影仪或联机电视终端演示出来辅助教学。
2、半交互联机式教学模式。
这是一种简单的计算机网络教学系统，由网络CAI教学平台和多媒体网络产品组成，这种模式是在上一模式的基础上，再连接多个低档微机终端，各终端都可与主机进行简单交互。授课时，教师控制主机，可将多媒体信息(语言、图像、文字)同步传输给每一个学生的计算机终端。这种这一教学模式将计算机辅助教学带入了一个崭新的时代。这种模式一般可在多媒体语音教室中使用，教学中既能把老师的屏幕广播给每个学生，又能把学生的屏幕传给老师观看，老师可以通过网络和学生交谈，也能通过网络操作学生的机器，进行手把手的教学。从教学形式上看，可以进行演示性教学，也可以进行简单的人机交互。
在教学中，老师可以灵活运用系统的各项功能，利用自制的或市售的各种教学辅助软件(CAI)，为学生提供系统学习指导的课程内容，以分别完成教学的不同环节，如课堂教学、分组教学、示范教学、观摩教学、个别教学、课堂提问、课堂实习、课堂测验和标准化考试。此外，还有对象选择、动态分组、教鞭显示、权限分配等功能融合于整个教学过程中，更显示了网络系统在辅助教学中的魅力。
以上两种教学形式都是通过传统的授课方式讲授、提问，辅之以荧屏演示相关内容，保证教学过程得以进行。学生在教学过程中仍处于被动的接受之中，具体授课形式和使用一般视听教具上课形式类同。
3．交互型联网教学模式
现以高中《世界历史》下册第二章《帝国主义的凡尔赛一华盛顿体系》第二目“战后的新兴国家”为例说明。
运行环境：实现联网的机房（配有教师控制台和大屏幕演示器；供机房工作人员或听课教师使用的监视器），配置足够数量的计算机及相应数量的软盘；配有打印机。
教学过程：
①教师操纵控制台主机，大屏幕显示《战后欧洲》历史地图，所有计算机和监视器同步显示。
②教师引导学生观察一战后欧洲九个新兴国家的位置及对应名称。
③指令某个学生，在《战后欧洲》空白图上对应位置填充该国名称。该生操作其面前的键盘填充，大屏幕、监示器及各荧屏均同步显示答案。无误，自动显示另一国疆域范围令其应对；有误，则另换学生按同样方式应对，直至正确。
④按③的方式将九国名称全部由学生正确地显示在荧屏的相应位置上。
⑤教师根据正确答案指出九国从北到南的排列顺序；分析邻海国家与内陆国家的区别；讲清九国分别从哪四大帝国的瓦解分化而来；教给学生记忆的方法（此教案已编入程序，亦可自动进行）。
⑥令全体学生操作各自键盘，在《战后欧洲》空白图上相应位置填出九国国名。此时中断学生计算机之间的联系。
⑦授课教师按动数码键，任意调看个别学生的进展情况。听课教师亦可照此方法通过监视器任意接收全班学生的信息反馈。
⑧调看结果从数量上分析只能出现三种基本情况：a.九国全部应对正确；b.部分应对正确；c.应对全部错误。
对此，自动应对的方案是：
A.重新演示一遍正确答案，巩固学习记忆成果后，自动转入下一目内容的学习。
B.显示其应对错误国家的正确答案进行纠正，令其重新应对刚才答错的问题，结果又会出现前列a.b.c.三种情况，但需要解决的问题数量减少了，对策依然如前，此时的b.c同等看待。几经反复，随着错误数量的减少至零，最终b的问题得到解决，达到a的水平，自动转入下目学习。
C.显示全部正确答案，自动接第⑤中的教案程序施教后，令其重新回答。结果再现a.b.c三种情况，a.b对策如前处理，c依本项方案反复，在智力正常的情况下，最终亦能达到a的水平。
⑨调看结果出现⑧中的三种情况时，计算机一方面分别应对施教；教师一方面应及时到处于c水平的学生处指导帮助，避免全班学生进展差距过大。
⑩全班基本正确答完后，教师根据调看结果和咨询统计资料；指出学生应对错误发生率较高的国家，并进行针对性分析。
⑾此目教学完毕。打印机打印出全班学生填图统计成绩表格。
4．交互型分阶段教学模式。
以高中《世界历史》第八章《第一次世界大战》为例说明。
运行环境：未实现联网，其它条件与自动型联网教学模式同。
教学过程：
①第一阶段在教室教学两课时。教师首先按章、节、目把二战的三个阶段，欧、非、亚太三个战场交待清楚；然后指导学生根据课文、地图、插图阅读教材，要求学生在阅读过程中尽可能记住教材中的300余个知识点，事实上难以达到，但基本上能形成对二战的进程有个大概的了解，且已掌握部分知识点，初步形成教材主要内容之间的联系。
②第二阶段到机房上机操作两课时，检查、巩固、强化学习效果。由于第一阶段各个学生对知识掌握的程度不同，这个阶段学生的进度必然拉开。应对方案则自动按第三种教学模式中的⑧进行。此时教师应根据巡视结果和平时对学生的了解，注意帮助程度较差的学生在两课时内完成掌握全部知识点的任务。
以上四种教学模式，都是近年来全国各地历史教师在CAI实践中探索创造出来的基本模式，从不同角度反映了在不同地区，不同时间，不同条件下计算机辅助历史教学的各个侧面。尽管这样分类，难免有以偏概全之虞，但具体采用何种教学模式。目前仍难强求一致。从效果上看，以第三种模式最佳，但对机房设备条件要求较高；而第一、二种模式距离CAI的实质意义相差较远，但较符合我国目前大多数学校的计算机硬件配置实际，将在相当长的时间内仍是计算机辅助教学的主要形式。随着计算机和计算机应用的普及，交互型联网式教学模式将成为计算机辅助教学的发展方向。使用计算机辅助历史教学，对教师的备课、讲课、组织教学，知识的不断更新提出了更为严格的要求，教学过程中的随意性和丝毫懈怠，都可能导致难于收到预期效果和教学的失败。
在谈到教学手段和方法的选择时，赵恒烈教授曾指出：“……不能认为使用某种教学手段的方法一定优于其余的方法，教师必须根据具体条件来选择作用。《文史通义·说林》中说：“厉风可以拨百围之木，而不可以折径寸之草；钱搏可以刚蔓野之草，而不可以伐拱把之木。’方法如厉风如钱镈，只有用在合适的地方，才能达到既定的教学目的，更好地提高历史教育的质量。”选择计算机辅助历史教学的课堂模式时，尤其应当考虑自身所处的环境和条件，这样才能充分发挥教学设备的作用。
四、CAI的理论研究情况
计算机辅助历史教学已经取得的成果还远远不能满足需要，尚属于刚刚起步的初级阶段。不过，它具有非常大的发展潜力，亟待我们去开发、应用、推广和提高。而这一切离不开对CAI理论的深入研究，从而为探讨建立CAI崭新的教学模式提供理论依据。
在国际上，自从1958年美国IBM公司研制成功世界上第一个计算机辅助教学系统，从而宣告人类开始进入计算机教育应用的时代以来，计算机辅助教学和理论基础经历了行为主义学习理论（60年代初至70年代末）、认知主义学习理论（70年代末至80年代末）、建构主义学习与教学理论（90年代初至今）三次大的演变。建构主义学习理论是认知主义学习理论的最新发展，它强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。这个阶段被认为是CAI理论发展的成熟阶段。
五、现有CAI的主要不足及解决对策
目前，在市场上占绝对地位的是单机环境下运行的CAI软件，这类软件大多以光盘作为信息的载体，将教材中的内容以多媒体的形式展现出来。这些软件在内容和技术两方面都存在许多不足。
从内容上分析，目前的CAI软件存在如下不足：
1、简单重复教材，缺乏创新精神。
目前所开发的教育软件、既使那些还说得过去的“辅助教学、学习”软件，基本上是重复教材，有的甚至就是把课本上的图形直接扫描到计算机至后，然后填上颜色就制成了所谓的软件，而叙述语言近似课本的原文，这样的“教育软件”还不如教科书，是不会被教师和家长接受的，这也难怪被人们说成是“书本的搬家”、甚至被教育出版部门控告“侵权”。
辅助教学、学习软件应依据大纲，不拘泥教材，应是对教材的补充和完善，要发挥出计算机的优势，来完成和开发那些课本无法做到的内容。
2、脱离教学大纲，制造超纲题库。
有些软件公司开发的题库，所依据的不是现行大纲，题目严重超纲，学校买回来根本设法使用，而家庭买了对孩子的学习也有害无益。这样的“辅助教学软件”是没有应用价值的。
应用计算机开发题库是个好思路，但在应用过程中应把出题的自主权交给教师，使教师能够根据自己学生掌握知识的情况有的放矢，而且在开发题库时要通过大量的测试来确定题目的难度系数、以及评价方式，这样才有利于教师利用题库为教学服务。
3、“应试”成分太多，追求商业利益。
l998年9、10月间，“中国革命军事博物馆”举办了“北京市首届教育软件博览会”。会上几乎集中了北京市所有的教育软件开发商。博览会上的教育软件代表着我国现时期内软件的最高质量。但问题却也不少。教育部基础教育司金司长到会观看了所有教育软件商所开发的产品，在充分肯定了软件商的开发工作的同时，也对一些厂家在教育软件封面上冠以“高考之路”、“圆上大学之梦”等应试成分给予了批评。有些软件商在软件营销策略上还推出“保你上大学，否则退钱”的口号，来吸引家长购买。
做为营销策略，我们不对其议论，但宣传思路要和我国现时期教育改革的方向和目标一致，提高学生的能力和素养不是靠“应试题库”、“电子题库”来完成的。其实这样的软件也受到家长和学生的反对。因为这样的电子试题库还不如书店习的习题便宜实用。
4、违背教学规律、不讲教学方法。
一些软件开发单位不懂教学，不了解教学规律和教学教法，因此开发的软件也就违背了学生的认知规律，不适合教师的教和学生的学。如：一些本可引导学生支自己动手实践的内容，却做成了“鼠标实验”；引用史实荒唐，叙述语言不准确、不完整，描述过程过于简化，甚至失实；造成误导和违背科学性原则等……这样的软件不仅不能开发学生的能力和智力，培养学生的创新精神，反而起到了阻碍作用。
从技术上分析，CAI软件还存在如下不足：
1、交互性能简单、忽略电脑优势。
计算机作为一种教和学的媒体，其有别于其它媒体的重要特点之一就是交互性。因此计算机辅助教学软件，要把计算机的这个特点充分发挥出来。否则开发出的软件可能还不如录音或录像资料，不如投影幻灯片，甚至不如教科书和习题集。一些软件在演示一个过程（动画〕时，停不下来。还不如录像资料用暂停键静止一个画面，确实没有开发的必要。
做为计算机辅助教学软件的开发者，首完要学好现代教育技术的基础知识，要掌握各种教育媒体的特点和运用规律，计算机确实有其它各种教学媒体无法比拟的长处，但也决不像有些计算机软件开发商所说的，计算机能取代其它一切媒体。
2、追求表面完整、缺乏内部联系。
目前的教育软件开发商往制作教育软件时，一做就是一个系列，贪大求全，想法是不错的，但能力有限，因此做不出精品。
3、缺乏网络支持
现有的绝大多数CAI课件是被刻录在光盘上，在单机环境下运行，无法利用网络在知识更新上方便与快捷的优势。这样的CAI课件一旦生产完成就再也无法对教学的内容进行更新和维护，因而是没有生命力的，将随着时间的发展而被淘汰。
4、缺乏智能性
缺乏智能性的CAI课件系统，因为无法按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容，也无法达到教育学所要求的个别化教学和启发式教学。
5、缺乏教师的参与
现有的CAI课件系统在出售后，如何操作、如何进行学习都是学生自己的事。教师完全不了解学生的情况，学生在碰到问题时，也不能向教师求助，师生之间根本无法交流。这使行软件的适应性很差。
6、缺乏督导人员的监督
现有的CAI始终被作为一种教学辅助的方式，而不是一种独立的教学手段，在很大程度上是因为缺乏必要的监督与制约机制。没有监督和制约的教学体制，当然不会得到教育部门和社会的认可。
总之，我们的软件开发从目前看，不是要追求表面的系列化、成套的产品，而应该针对某一个专题，深入研究其内部的相互联系，充分利用计算机发展的最新技术成果，做出“精品”，做出教学或学习“平台式”软件。只有这样的软件才符合教师和学生的需要，才会有生命力。

教学是一门艺术，而不是一门技术，这个观点似乎已成为大多数教师的共识。利用计算机多媒体教学则是一门更讲究的艺术，教师绝不能只是充当一个机器的操作者的角色。教师的教学观念和教学方法在过去、现在和将来都是教学的灵魂，任何先进的教学设备都不可能取替它，而只能够起着辅助教学的作用。正如摄影家常说的那样：“教会你按下快门，只需要几分钟的时间，那是技术；而你要学会在什么时候、什么地点、从什么角度对准什么人按下快门，那恐怕是一辈子也学不完，因为这是艺术。”
CAI课件只是作为改革传统教学的一种工具，能否成功使用，一个极重要的因素是在于教师能否将CAI的各种因素与教学目标、教学内容、教学活动和方法有机地结合起来。结合的方法不同，对CAI的辅助教学的效果也不同。最出色的教师在使用CAI辅助教学的时候，能做到“交响乐式的结合”，即能根据教学目标，适时适事地找出CAI的最佳作用时机和最佳作用点，最大限度地发挥CAI辅助教学的作用。