崑山科技大學 環境工程系

專題研究報告

電腦輔助教學軟體製作

工程數學

指導老師：李 正 桔

班 級：四環四Ａ

學 生：謝嘉宏，林榮烈，陳又銘，陳韋帆

中 華 民 國 九 十 五 年 五 月

崑山科技大學

環

境工程

系

專題研究報告

電腦輔助教學

中華民國九十五年五月

目 錄

一、摘 要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

二、前 言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

三、緒 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

四、文獻回顧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

4.1 電腦輔助教學軟體的定義．．．．．．．．．．．．．．．．5

4.2 電腦輔助教學軟體的獨特性．．．．．．．．．．．．．．．5

4.3 電腦輔助教學軟體的學習路徑．．．．．．．．．．．．．．9

五、研究方法與步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

5.1 進行方法與步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

5.1.1 方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

5.1.2 步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

5.2 預期成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

5.3 軟體介紹．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

5.3.1 發展者硬體需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

5.3.2 發展者軟體需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

5.4 使用者軟體需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

5.4.1 使用者軟體需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

5.4.2 使用者硬體需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

六、製作過程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

七、結論與建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

7.1 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

7.2 建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

八、參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

摘 要

電腦輔助教學(CAI)是以電腦作為教學媒體，在教學的過程中用

電腦來呈現教學內容，以互動的方式來提供學習者的學習環境。其中

包含了重複教學－誨人不倦個別化教學，多樣化教學，互動化教學及

無時間限制之學習的這幾項特性。

以程式設計的方式來作 CAI 教材製作需耗量大量的時間和人

力，且需相當的專業技巧，如何更簡易的製作 CAI 軟體？

本專題企圖將教師授課製成教材，可大幅簡化 CAI 的製作難度，

又可使教學內容呈現互動，達成教學的功能。

此教學內容為＂工程數學＂先修數學，上課課程的教學 e化，探

討如何將上課內容電腦化，相關的軟硬體並錄製成教學光碟，供學習

者學習，讓學習效果提升，達到輔助教學的目的。

近年來由於電腦軟硬體技術快速進步，使得電腦硬體價格快速的

滑落，也帶動了整個電腦資訊快速發展，由於硬體價格的下降，相對

於使用者的就是個人電腦配備的提升，也使得需要快速處理器計算處

理及大量儲存空間的媒體：聲音、影像、動畫……等快速的被使用於

相關的多媒體系統：如多媒體簡報系統、多媒體教學系統等。

最早的教育方式，基於老師憑著一張嘴、一枝筆、一本書而將知

識傳授給學生;但隨著電腦的日漸風行，藉著電腦軟體的輔助，將以

往文字說明的教學方式，漸漸的用圖片、聲音、動畫……等多種媒體

表達出來，以較活潑的方式操潛移默化中映在學生的記憶中，藉此加

深學習者的印象，也就是所謂的電腦輔助教學(CAI)。但以往的電腦

輔助教學系統，均是在單機上執行：由學生自行操作電腦輔助教學軟

體的進行，雖然可由多媒體的使用而增加學習興趣，並因此得到較高

的學習效果，但往往教學者不能立即知道學習者的學習狀況，並給予

適時的幫助，而有事倍功半的可能。

1

前 言

一般課程設計者再製作學軟體時，教材的呈現往往是要求的重

點。希望能以精緻的畫面、豐富的內容，吸引學習者的注意，進而引

發學習的情趣，以達到教學的效果。

CAI 應用在教育上的核心依然是以教學原理、學習理論課程內容

為主體，所以必須研究關於人類學習、認知的各種理論以及相關的學

科領域知識，並將之應用帶 CAI 課程軟體的收學設計中，方能使 CAI

課程軟體符合學習理論的要求，而能提供一個真正適性、個別化的收

學環境。

然而我們利用工程數學教學讓學生在上課時所遇到的講解、問

題，可以從這邊得到更詳細的說明也可以反覆練習及到完全了解為

止。有效的運用多媒體科技以供豐富的動畫，使學生可以從多重管道

獲取相關的學習訊息，以提高學生的學習興趣，並配合適當的學策

略，以提昇教學效果、達成教學目標將是 CAI 課程軟體成敗的另一個

重要關鍵。

2

緒 論

電腦輔助教學(CAI)是以電腦作為教學媒體，指在教學的過程中

直接用電腦來呈現授課教學內容，並以互動的方式來提供學習者控制

的個別學習環境。CAI 的教學可以協助老師教導學生並設計課程及教

學，輔助現行教學的不足及彌補由教師施教無法兼顧之處，例如：學

生可以在任何時間、任何地點使用 CAI 以解決突發的問題，並能以一

對一個別的教學方式。如此不但可以減少個人學習時受到周圍人事物

的影響，同時電腦也能個別進行測驗及記錄學生學習之成效，成為教

師在教學上的一個重要的輔助工具。

電腦輔助教學 CAI 包含了個別化教學、多樣化收學、互動化教學

及無時間限制之學書的這幾項特性。

1.個別化教學

電腦輔助教學強調個別化及補救教學之學習。它是一種個別學習

怪境之安排，運用多媒體呈現於電腦上，結合文字、影像、語音、圖

片等方式，提供個別學習者之教學，幫助學習者達到學習之目的。

2.多樣化的教學

電腦憑高速處理能力，配合硬體介面及驅動程式，已能結合各種

其他視體媒體，形成多媒體電腦輔助教學，充分發揮聲、光、色及實

景動畫的教學效果。

3.互動化教學

由於電腦輔助教學的互動性，使電腦能根據每位學生的個別需

要、興趣、能力及學習方式，以最適當的方法呈現出來，產生「雙向

溝通」的學習效果。它同時具有了教學頁就是測驗頁，學習吸收的程

度，一經過測驗便立即知曉，也可稱之為是挑戰及回應式的教學模式。

3

4.無時間限制之學習

學習者只要具備電腦設備加上電腦輔助教學之軟體，就能進行

CAI 學習，且能重複的學習，直到了解課程內容為止。

理想的 CAI 軟體：

雖然發展 CAI 軟體沒有固定的模式，但是隨著軟體技術的日州精

進，如何善用電腦的特性，發展較為理想的 CAI 軟體，是重要的課題。

理想的 CAI 軟體應具有哪些內涵呢？除了必須要操作簡明，完全中文

化、本士化、明確標示適用對象等特性外，包括明確的收學目標與緊

密的教學結構、完善的學習容、適性的教學模式、逼真的模擬演示、

有效又有趣的練習、適當的回饋、學習評量、學習記錄等，都是賦予

CAI 軟體的重要肉涵。

4

文獻回顧

4.1 電腦輔助教學軟體的定義

電腦輔助教學一直到現在都無明確的標準定義，相關學者提出：

「電腦輔助教學是一種直接運用電腦交談模式來呈現教學，並控制個

別話學習還得教學課程。」（Hick＆hyde，1973）。

sipple(1980)解釋：「電腦輔助教學是一種將學生安置以編寫好

的電腦互動模式課程中的教育觀念，電腦依照學習者先前的反應選擇

下一個適當的主題或單元，並允許學習者按照自己的學習能力調整進

度。」，在教學活動中，有許多項目可及科目均可以使用到電腦輔助

教學，就像家庭老師一樣和學生產生互動。

4.2 電腦輔助教學軟體的獨特性

電腦輔助教學之獨特性相較於其他可用以作為輔助教學之媒體

（如幻燈片、錄音帶，錄影帶或電影），CAI 明顯的擁有其獨特的性

質，此即設計者可透過軟體的人機介面設計（Hnmand-Mchine Design）

使得學習者與電腦的行為統整成一個系統，而使人與電腦的互動

（interaction）達到最佳化（optimize）。

如何有效的運用多媒體科技以供豐富的圖形（graphs）、聲音

（sound）、動畫（animation）、影像（image）、影片（vedio），使學

生可以從多重管道獲取相關的學習訊息，以提高學生的學習興趣，並

配合適當的教學策略，以提昇教學效果、達成教學目標將是 CAI 課程

軟體成敗的另一個重要關鍵。

CAI 應用在教育上得核心依然是以教學原裡，學習理論課程內容

為主體，所以必須研究關於人類學習、認知的各種理論以及相關的學

科領域知識，並將之應用於 CAI 課程軟體的教學設計中，方能使 CAI

課程軟體符合學習理論的要求，而能提供一個真正的適性、個別化的

教學環境。

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多媒體輔助教學應具下列特性:

1.隨時隨地學習（LearningｏｎDemand）

藉由電腦和網路的連結，能夠營造出一個多資源、多管道和多學

習方式的多元學習環境（Multichannel Learning Envioronment)(計

惠卿，民 84)，透過這個方便學習環境，學習者可以隨時隨地的來學

習、而不會受到時間，空間的限制。

2.多元訊息呈現

由於資訊以多種方式呈現，使得學習者更容易被資訊所吸引，因

而增加其記憶的效果。透過視覺、聽覺甚至運動覺來呈現資訊，不懂

使我們更容易理解訊息，在我們回一時提供了有效的提示，使得記憶

力得以加強（楊家興，民 82）

3.重視個別化學習

傳統的教學方式適一個教學教導一大群的學習者，受到人力和資

源的限制，教師很難針對不同的學習者施予不同的教學。但是由於每

個學習者都是一個獨立個體，他們在能力、興趣、經驗和知識上均有

差異（Janassen，1988），這樣的教學方式，可能無法使每一個學習

者達到充分的學習。而多媒體電腦輔助教學，採用的是【學習者控制】

（Learner Ｃontrol）的方式，為不同的學習者提供個別化的路徑、

教學速度及教學內容與深度等選擇，使得每一個學習者可以根據自己

的喜好，興趣與學習速度….等，來加以學習（楊家興，民 82）。

由於多媒體輔助教學能夠根據每個學習者給於不同的教學，充分

做到教育工作者的理想－個別化教學，才能真正落實以學習者為中心

的教育理念（吳清基，民 79）。

4.不斷重複的能力

在傳統的教學過程中，課程內容大多是由教師講述給學習者聽、

教師無法圍了少數幾個人的需求，將課程不斷的重複說明。但，透過

多媒體電腦輔助教學的輔助，可以不斷重複課內容，提供無限次補救

教學的機會，直到學習者學會為止（李宗薇，民 82）。如此，將能有

效的節省人力與成本，更能因而提昇學習者的學習成效。

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5.標準畫的教材

電腦能夠維持教學品質的一致與標準化。人類教師會因為受限於

生理或心理的限制，使得教學品質受到影響，但電腦卻不會（王立行，

民 81）。由於多媒體電腦輔助教學的使用，能夠使得學習者學到預先

設計好的教學內容。因為固定的輸出，將不會像傳統教學一般，受到

素質，客觀環境等內在和外在因素的影響。

6.紀錄學習者學習狀況

透過先前適當得規劃，利用電腦紀錄儲存的功能，可以追蹤學習

者操作紀錄（例如瀏覽項目、時間、互動操作細節、答案的正確與錯

物的次數），並針對個別或整體成果加以分析，提供學習者相關的學

習狀況與資訊，作為日後改進的學習依據（計惠卿，民 84）。

7.提供適當得回饋

在學習者學習的過程中，如果沒有給於予適當得回饋，將會使學

習的效果大打折扣。在學習的過程中，適時的指導學習者學習方向，

指導學習內容，並告知學習狀況，乃至提供學習評語，都可以善加利

用回饋的設計。使多媒體電腦輔助教學能夠和學習者雙方有互動的功

能，進而達成教學的目標（黃清雲，民 83）。

8.特別適用於特殊情境的教學

由於電腦能夠模擬許多特殊的情境，例如高危險性，高複雜性、

耗費資源甚多者，如果能運用多媒體電腦輔助教學來幫助我們模擬一

個近似真實的狀況，將能夠節省許多訓練的成本，也能夠達到訓練的

目的（王燕超，民 80）。

9.提供學習者一個自在的學習空間

多媒體電腦輔助教學因為是採一對一的個別教學方式，即時學習

者學習失則或進度緩慢，也不至於不好意思，這對於個性內向的學習

者來說，可以大大減輕同儕的壓力。這種心理因入的考慮，尤其是對

於中下程度的學習者進行補救教學時，更為重要（Clamp,1983）。

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10.操作示範與解說

藉由多媒體電腦輔助教學所提供的視訊，可以達到操作示範的目

的。電腦可以呈現真實的畫面及聲音，並配合適當的旁白與文字的解

說，學習者可以清楚的看到操作示範、流程、記憶並理解其過程，而

可以重複弄直到完全明白為止（裡建橋、蔡錫濤，民 84）

固然多媒體電腦輔助教學有以上諸多的優點，但是在使用多媒體

電腦輔助教學系統時，仍有一些問題點是值得我們去加以注意的：

1. 對於被動學習者，較不易接受

由於多媒體電腦輔助教學是要由學習者主動控制，因此，如

果遇到比較被動或是學習意願較低的人，就無法達到教學的目的。因

此，對於這樣的問題，就可能需要搭配電腦化的教學方式來加以解決。

2.被預期成本的投入

企業若要導入多媒體電腦輔助教學，就必須有足夠的硬體設

備，例如多媒體電腦。此外，系統的開發成本也要考慮。

3.避免過多的學習控制

在設計多媒體電腦輔助教學系統時，應避免有過多不必要的

選擇讓學習者操弄，因為這樣將會干擾學習者的學習。提供適當的學

習者控制，並且適當的給予指引，以免學習者流連【控制】之中，而

忘了學習本意。

4.過多的連結將會使學習者迷失方向

在多媒體電腦輔助教學系統中，大部分的節點都可能連結到

多個以上的節點，而學習者在學習過程中，可能會由於過多的連結，

而迷失在這個系統之中。因此，將整個多媒體電腦輔助教學的知識予

以適當的組織，才能幫助學習者在學習時能夠建構自己的認知網路

（Merril,1991）。

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4.3 電腦輔助教學軟體的學習路徑

淡江大學教育資料科學系所住任兼所長徐新逸（民,84）

在「CAI 課程軟體之發展步驟」研究中指出，CAI 軟體應該強調互動

性、視覺性、情境化、遊戲性、模擬性的設計，藉以提高學習者的動

機、增強理解力，激發想像力，並培養邏輯思考、推理、語文訓練、

記憶、或問題的解決能力。研究中提到教學設計的重要性，它是應用

了學習心學，學習理論、傳播理論、媒體與電腦科技之理論基礎，並

與教學實務工作相連結。教學設計的工作就是根據參與人、事、物的

整合，讓「教」與「學」內外配合，是學習發揮最大成效。

現今 CAI 軟體結合了文字、聲音、圖片、動畫、影像等，其製作

過程如同一齣電影之編輯。不僅內務必正確，軟體的挑戰性、適切性、

幽默與美觀、劇情及角色的討好亦是維持學習者動機的重要因素。

在設計軟體系統應給於回饋的方式，譬如：操作錯誤時，答題錯

誤時、答對時之系統反應為何？是哭臉/笑臉/、稱讚/指正、有聲/

無聲….計回饋理型態是屬於立即回饋/延拓回饋，是給予指示、詳細

說明…面設計以 icon button menu 的型式出現，可告知學習者輸入

資料時的方式適用鍵盤，還是用滑鼠選項….等，都可使 CAI 變得好

學易用，親合力也增強。徐新逸（民 84）強調整各軟體開發過程中，

須先進行軟體測驗；軟體測試使以三步驟來進行評估，一對一方式評

估，然後小組的評估、再來是實地測驗，之後再進行總結評鑑，透過

專家及實際使用，評估之後果能發現哪些設計不能採用，哪些功能值

得加強，修改，才能做出更高品質的教學軟體

9

學習路徑的觀念－用知識網路及學習路徑作為教學者在編輯教

材的系統編排方式。課程內容經由這樣的安排，能讓學習者有足夠資

訊且方便使用系統資源。學習路徑從開始的學習到進度的完成及中間

的學習網路形成完整的學習內容。由於學習路徑是有順序的安排路

線，且有起點，可讓學習者按教學者設計的路徑來學習。

製作一個路徑模組，負責產生各系統所規劃的學習路徑，此學習

路徑的多媒體樣板是由多媒體教材質料庫所取出，而此外多媒體學習

單元樣板則是由教材編輯模組產生，置放在多媒體教材資料庫中。本

模組並非至學習路徑資料庫取出學習者位置紀錄，根據此位置資料將

學習者的圖示貼在該學習單元的節點上，以便識別。並配合學習路徑

在學習進入某一學習單元節點時呼叫相關的學習單元以便學

習者能進行學習（向漢城，民 86）

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研究方法與步驟

5.1 進行方法與步驟

5.1.1 方法

本專題製作採分析與實作式進行。所採用的軟體是 FLASH 用來作

CAI 電腦輔助教學的軟體。

5.1.2 步驟

1.蒐集資料

在初步蒐集資料方面。我們將資料記錄下來，以便參考。

2.CAI 需求分析

針對使用者對 CAI 系統的需求做分析，使 CAI 系統能夠符合大多

數使用者的直正需求。

3.CAI 音樂、動畫、圖片製作

我們準備將蒐集作的資料一一製成電腦檔案，加以分類在每個子

系統中應用。

4.撰寫程式

我們將 CAI 之音效、動畫、圖片等，利用程式語言將其串連完成。

5.CAI 系統測試與整合

將每個子系統的功能單獨測試，將錯誤修改之後，再將其成完整

的系統。

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6.撰寫文件

將完成後之 CAI 系統功能、硬軟體需求要使用方法等，作成詳細

的報告書。

5.2 預期成果

由於現今電腦科技的進步使得教學的方法更多元化，讓我們在生

活上，學習上更易有所斬獲。發展的 CAI 軟體教學，打算分利用電腦

多媒體的特性，以達到如下的預其目標：

一、互動式教學

連用電腦進行學習的過程中，透過教學設計者的巧心設計，常常

會利用發聲、例題、對話、歌唱、問問題、按按鍵、輸入等等的動作，

引導學習者融入思考，一步一步在實作中學習。

二、提高學習興趣

利用文字、影像、動畫及音效等結合的表現方式、讓學習者能提

高學習的興趣，不會再對數學感到無趣，造成學習上的障礙。

三、作為良好輔助教材

透過電腦將教學內容系統化，編序化的直接呈現，以提供給老師

們作為上課的輔助教材。

四、人性化的介面

所以畫面的設計及圖片都以人性化的方式設計，讓學習者在學習

階段也因畫面的有趣、生動而延長學習時間。

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五、速配

配合本身的學習速度，跳躍式學習(想學哪裡，就學哪裡)

5.3 軟體介紹

FLASH8.0

FLASH 是一段專為動畫設計所開發的工具，它可以結合向量繪

圖、音樂與音效。製作出超炫的動畫、互動式按鍵、電影、MTV、遊

戲等等多媒體物件，由於它是由向量曲網所構成，所以 FLASH 檔案都

非常小，最適合放在網頁中來展示。

除此之外，FLASH 可以將檔案執行成執行檔(EXE)，讓你的作品

在沒有安裝 FLASH 程式的電腦上，也可以正常的展示。

FLASH 自從 1996 年正式發表至今，功能是越來越強。它輕鬆地

整合聲音、動畫、圖片、互動式設計，並且能夠正常的顯示在多種瀏

覽器與作業平台。

PhotoImpact 6.0

PhotoImpact 是由國內友立這家公司所研發，它不僅是融合了美

工繪圖軟中特有的向量式物件概念可使得物件放大而不會產生鋸齒

狀的邊緣，它更具有專業影像處理軟體所具有的影像處理功能，再結

合了時下最流行的網頁製作的工具等等實用的功能，儼然成為國內最

有潛力的一段影像應用軟體。

PhotoImpact 也是一個功能強大、有趣好用的學件導向鏑影像編

輯程式。所編輯的任何影像都會先以獨立的項目形式存在，您可以持

續在它上面編輯，直到滿意了才將它合併至影像。因為當您編輯物件

時並不會影響到影像的其化部份，因此對於正在處理的作品將擁有更

大的掌控權。

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PhotoImpact 更提供了各式各樣的特效以及好用的工具，可更輕

鬆地編輯影像。程式中收集了很多附有簡易用法說明的濾鏡特效，可

讓作品更為出色;更好的是，只要兩三個步驟，您就可以將它們加到

作品之中。如果您精心製作了一組特別的選項，還可以將它們加節可

自訂的百寶箱內，以便用於其化影像之中

5.3.1 發展者硬體需求

FLASH 是屬於動畫設計方面的軟體，既然是與多媒體扯上關系那

電腦設備就不能太差。至少要有以下等級的電腦設備。

Pentium3 500MHz 以上中央處理器

128MB 以上的記憶體

10GB 以上的硬碟空間。

16MB SDRAM 以上顯示卡

喇叭一部

燒錄器一部

5.3.2 發展者軟體需求

Macromedia Flash 8.0

PhotoImpact 6.0

Windows 98/ME/XP 視窗作業系統

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5.4 使用者軟體需求

5.4.1 使用者軟體需求

Windows 98/ME/XP 視窗作業系統

Flash Player(Flash 播放程式)。

5.4.2 使用者硬體需求

現今的科技進步，電腦推陳出新，只要電腦等級在 586 位元以上

的電腦，都可以輕而易舉的使用這一段電腦輔助教學軟體學習。

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製作過程

將老師上課內容透過手寫板的教學文字，製作成 FLASH 檔

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結論及建議

7.1 結論

CAI 的優點

1.減低時空的限制

使學習者再不受空間及時間影響下皆可按受與練習

2.實現個別化教樣

為適應個別差異的學生，達到因材施教的理想，可不斷重複教學

3.交談雙向學習

使用者在評量單元中，可以就由回饋反應來修正學習盲點

CAI 的限制

1.個別差異之輔導，與課外相關問題回答較困難

2.沒有團體討論的功能

3.需要學生主動求知

7.2 建議

CAI 的建議

1.應加強圖形聲音的效果

2.增加動畫學習功能以增加樂趣

3.評估能建立學生成績資料庫，則更能使學習者獲知學習成績指

標。

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為了讓電腦輔助教學能廣泛的使用，我們可以進一步的再將它網

路化，把教學內容製作成網頁，讓學習者能直接透過網際網路，在往

後只要在有電腦及網路的地方，都可以隨時上網學習。而在內容方

面，可以再多增加一些語音效果，可以使學習者在學習時，能覺得生

動活潑，而增加學習興趣，同時也能增進學習之效果。

由於電腦輔助教學能運用在很多方面，我們僅先工程數學教學內

容，之後可以再陸續增加其他的實驗內容，讓這門課程能完全電子化。

CAI 雖然是一種有許多優點的教學輔助方法，但它仍然是一種人

與機器的溝通，所以它無法達到像老師教學的那人與人的人性溝通的

境界。所以 CAI 與傳統教學間的角色只是相輔相成的，而尚無法以任

何一種來取代另一。在教學上，重視 CAI 是一種趨勢，因為傳統教學

加上 CAI 的輔助。可使教學變更豐富更有效，也讓學習變的更有趣。

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參考文獻

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