中国教育

　　教学模拟软件在教学中可以有多种不同的用法，例如：

　　（1）演示法：在课堂讲授时，教师先向学生讲述某一系统的基本原理，接着用模拟程序进行演示，帮助学生加深对于原理的理解。

　　（2）实验法：让学生通过操纵模拟的系统掌握实验步骤，然后进入真实实验室，可以有效地减少实验中的操作失误，这时计算机模拟实验起到预备实验的作用。另一种做法是利用计算机模拟实验来替代真实实验。例如，有一个名叫电子实验台的模拟软件活象一个万能的电路试验室，允许学生构建各种电路，并用仿真的仪表如电流表、电压表、示波器等来测量各个结点上的信号。

　　（3）探索法：让学生像科学家一样地工作，在模拟的情境中进行探索，去发现隐藏在其中的规律，实际上就是让他们自行找出该模拟的世界所依赖的模型。例如，有一个叫做“虚拟果蝇”的模拟实验软件，可以让学生通过做果蝇交配实验来发现孟德尔遗传定律。学生首先选一只雄果蝇和一只雌果蝇作为亲本，它们有不同颜色的眼睛和不同形状的翅膀。过了几秒钟，这一对新婚果蝇就会繁殖出许多小果蝇，他们中有的像父亲，有的像母亲，有的是二者兼而有之。计算机提示学生仔细观察这些后代果蝇，记录不同形态果蝇的数目。然后，从这些果蝇中再选择一对作交配，看看它们会产生什么样的后代。就这样，经过几代交配实验后，学生最多花几小时就能独立地“发现”生物的遗传定律，而如果用真实果蝇做实验则需要几个星期。

　　（4） 体验法：利用计算机模拟方法构造一种微型世界，让学生通过操纵其中的对象来形成操作技能和解决问题的能力。例如，有个名叫“模拟公园”的软件可以让学生设计一个公园，他可以选择地形，自主决定载什么树、种什么花和草，以及养什么动物，还有建什么娱乐设施，而这些是要花钱的。当然，如果他的公园设计合理，经营得当，他可以很快得到“赢利”。这样的模拟系统需要学生综合运用动植物知识、生态知识和经营管理知识。有的模拟软件运用了虚拟现实技术。

　　（5）游戏法：利用计算机模拟技术还可以构造寓教于乐的环境，学生可以扮演某些角色，如作为探险家如何在蛮荒险地求生存，作为企业家如何在市场竞争中取胜，作为见习教师如何博得校长和学生的欢迎。

5．教学游戏

　　教学游戏与计算机模拟有密切关系，多数教学游戏本质上也是一种模拟程序，只不过在其中刻意加入趣味性、竞争性、参与性的因素，做到“寓教于乐”。在教学游戏中利用多媒体技术，不但可使模拟的现象变得更加逼真，而且可创造在现实世界中难觅的“虚拟现实”情景。

　　教学游戏往往还与一种称为 “案例研习”（Case studies）的CAI模式相联系，埃林顿（H. Ellington，1981）等人提出一个模拟、游戏、案例研习三者之间的关系模型（图6a），有助于我们澄清概念。罗密佐斯基（Romiszoski，1984）则进一步刻画了它们各自本质的区别（图6b）。

图6　 教学模拟、游戏、案例研习之关系

6．智能导师

　　智能导师系统（Intelligent Tutoring System，简称ITS）企图利用人工智能技术来模拟“家教”的行为，允许学生与计算机进行双向问答式对话。一个理想的智能导师系统不仅要具有学科领域知识，而且要知道它所教学生的学习风格，还能理解学生用自然语言表达的提问。然而，世界上迄今所建立的此类系统能达到实用水平的屈指可数。

7．问题解决

　　问题解决（Problem-Solving）是一个十分广泛的概念。但由于历史的原因，问题解决作为一种CAI模式，是指利用计算机作为解题计算工具，让学生利用计算机的信息处理功能解决学科领域相关的问题。通常有两种不同的做法：一是让学生利用某种计算机语言来编制解决问题的程序，如Pascal、BASIC等，LOGO语言也可当作适合于儿童的问题求解语言；二是向学生提供问题求解软件包，如力学计算程序、化合分析程序、社会科学统计软件包（SPSS）、通用数学计算程序Mathematica、工程数学计算程序MatLab等。就CAI范畴而言，后一做法现已成为主流，因为它可使学生将精力集中于问题求解的方法而非编程细节。