1.强调以“学生”为中心
基于建构主义的CAI软件的一个主要特征是倡导以“学”为中心的教学模式，这是与传统的以行为主义为基础的CAI软件的本质区别之一(二者的区别如表1所示)。新一代教学软件应当彻底摒弃以“教”为中心、把学生当作知识灌输对象的传统教学模式，而采用全新的教学模式。至于如何体现以学生为中心，可以从三个方面考虑：
第一，充分发挥学生的主动性，激发学生的创新精神。比如在软件教学思路的设计上应尽量避免对知识点的罗列与解释，而应采用探索法、发现法、随机进入教学法等一些能充分发挥学生主体性的方法去建构知识的意义。另外，为了满足人们创造的需求，新型CAI软件应留给用户更多的操作和想象空间，使学生能从中得到创造的快乐。
第二，让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识，即将知识“外化”。在这一方面，我们可以充分发挥计算机的优势来模拟不同的情况，让学生对所学的概念、原理去应用和验证，甚至进行一些破坏性实验，从而加深对知识的理解。
第三，确定合理的评价系统。在建构主义的学习模式下，由于学生进行的都是个别化、自我建构的学习，对同一门课程，不同学生学习的方法、途径可能相差很大，如何客观公正地对他们学习的结果作出评价就变得相当重要。很明显，对他们实施统一的客观性评价是不合适的。目前，比较理想的做法是通过让学生去实际完成一个真实任务来检验学生学习结果的优劣。具体到CAI课件中，比如要测试学生的编程能力如何，就让学生来编程完成一项具体的任务，并在计算机上提供一个真实的或者虚拟的编程、调试环境，让学生根据各种反馈信息来形成解决实际问题的方案。从而通过实际问题的解决情况来检查学生对基本知识的掌握和应用能力，而没有必要让学生通过语法、语句测试或者简单地回答对错等方式进行。以《微机原理》CAI课件* 为例，在讲述“汇编语言上机过程”时，没有简单地罗列其上机步骤，而是当鼠标点击相应步骤时即可进入模拟仿真环境，学习者在该环境中可以象在真实环境中一样来学习、检验自己对知识的掌握情况。
2.强调学习“情境”的创设
建构主义认为，学习情境是学习者可以在其中进行自由探索和自主学习的场所。知识依赖于具体情境，脱离具体情境的抽象的枯燥的知识对学生来说是没有吸引力的。但是让学生总是在具体情境中去学有时又是不现实的，如在一些危险的或价格昂贵的情况下。这时，我们可以借助计算机利用虚拟现实(Virtual Reality)技术来模拟现实世界的真实环境，使得学生身临其境，如同在现实情形之中，这对知识的建构是很有好处的。在这种虚拟的情境中，学生可以以浏览探索的方式汲取知识，如进入虚拟太空学习天文知识，利用虚拟地球学习地理知识，穿过历史长廊与历史人物交流，进入分子世界游历化学殿堂，等等，这些曾经是梦想中的学习方式都可以逐步实现。
目前，虚拟现实技术在CAI软件中的典型应用是模拟仿真实验，这种软件通常融实验目的、实验原理、实验方法和具体仿真操作于一体，通过大量的模拟和仿真等人机交互，使学生掌握实验原理、操作步骤和方法。一般说来，虚拟现实软件学习效果比较好，但开发起来也有一定的难度，它要求能够根据学生的输入数据进行分析处理并作出相应的场景变化。随着计算机技术的进一步发展，这种智能型的虚拟现实软件将是未来CAI软件发展的方向之一。
我们正在研制开发的《电路与电子技术实验计算机模拟教学系统》就属于这种应用。在该系统中，我们采用VB、AUTHORWARE等多媒体编程、编著工具并结合3D-MAX创建电子实验平台，虚拟一个真实的实验环境。在后台利用美国Berkeley大学研制的电路仿真程序spice作为仿真内核(我们对其源程序进行修改编译为WINDOWS的动态连接库文件spice.dll，供实验环境程序调用)，保证对使用者搭接的任意电路进行实时仿真，以得到一个真实的实验结果。这样学员只需利用计算机而不需要其他任何设备就可以进行电路与电子技术实验，从而真正实现虚拟电子实验室。在如图2所示的实验平台中，学员可以从左边的元件盒中选择相应的元器件，并按实验要求在下方的通用实验板上搭接电路(如单级放大电路)，测试所需的实验仪器则在右上角的仪器架上。目前该软件已安装在网络教室进行教学试点，取得了良好的效果。我们认为在高校教学经费普遍不足的情况下，通过仿真实验可以大大缓解实验仪器设备不足等问题。因此，仿真实验教学为进一步加大实验教学的强度，提升实验教学对学员创新能力和实践能力培养的力度，同时降低实验教学对客观物质条件的依赖都有积极的促进作用。
3.强调学习者之间的“协作”与“会话”
建构主义的学习模式认为，学生对知识的建构不仅依赖于自身原有的知识水平与经验，而且还在一定程度上取决于同伴之间对问题的共同讨论与理解。学生与学生之间，学生与教师之间均可以进行相互讨论，取长补短。这就是所谓的“协作学习”(Collaborative Learning)，或者称为“协同学习”。
随着计算机网络的发展，基于建构主义的协作式网络学习模式已越来越引起人们的重视。计算机支持的协同工作(Computer supported Cooperative Work，简称CSCW)技术已成为计算机技术研究的重要领域之一，正是由于这些技术的发展为计算机辅助教学开辟了新的天地。现在人们已越来越认识到，传统的基于单机的个别化教学尽管有其独到的优越性，但要适应不同学生的学习风格需要以及学习进度需要等，仍具有一定的局限性，也不易形成学生之间的竞争机制、合作机制。而基于网络的计算机辅助教学系统则可以很好地克服以上局限性，所以我们应当大力提倡开发基于网络的支持协作学习的CAI软件。特别是随着Internet飞速发展，为我们开辟了更加广阔的应用前景，并提供了多种能支持协作学习的网络工具，如Chat、NetMeeting等。
基于网络的协同学习最简单的实现方法是通过WWW平台上的BBS服务，这种系统具有实时讨论、用户留言及电子邮件等多种功能，实现建立专题讨论组、学习者发表意见或评论、指导者监控等讨论学习功能。教师通过交互界面向网络中的每一个学生规定同一信息内容的学习任务和有待解决的同一问题，对如何解决这类问题，在教师允许的情况下，学生既可以借助共享白板来实时交流，又可以通过E-mail分别发表自己的意见，最终取得一致意见。单纯利用网页来实现基于网络的协作型CAI课件固然简单，但由于网页多以文本、图片展现信息，从而限制了媒体的表现力，对于较复杂的课件难以实现。为此，我们采用了多媒体编著工具与网页技术相结合的方法来实现基于网络的支持协作学习的CAI课件。我们研制开发的《微型计算机原理与应用技术》CAI课件* 就采用了这种方式。具体做法是：采用Authorware 5.0对课件进行多媒体编辑，然后利用Authorware的Shockwave技术，在Internet上发布与播放(如图3所示，即为课件在IE5中的运行情况)。Shockwave技术是一种浏览器(Netscape Navigator，Internet Explorer及其兼容浏览器)插件技术(Plug-in)，该插件可以从Macromedia公司的Web站点(网址：http://WWW.macromedia.com/shockwave/download/)自由下载。另外，我们利用ASP等动态网页技术实现“协作”与“会话”功能。从而较好地实现了丰富的多媒体表现功能与灵活的网络协作、会话功能的有机结合，同时也为开展远程教学作了有益的探索与尝试。
我们正在研制开发的《电路与电子技术实验计算机模拟教学系统》就属于这种应用。在该系统中，我们采用VB、AUTHORWARE等多媒体编程、编著工具并结合3D-MAX创建电子实验平台，虚拟一个真实的实验环境。在后台利用美国Berkeley大学研制的电路仿真程序spice作为仿真内核(我们对其源程序进行修改编译为WINDOWS的动态连接库文件spice.dll，供实验环境程序调用)，保证对使用者搭接的任意电路进行实时仿真，以得到一个真实的实验结果。这样学员只需利用计算机而不需要其他任何设备就可以进行电路与电子技术实验，从而真正实现虚拟电子实验室。在如图2所示的实验平台中，学员可以从左边的元件盒中选择相应的元器件，并按实验要求在下方的通用实验板上搭接电路(如单级放大电路)，测试所需的实验仪器则在右上角的仪器架上。目前该软件已安装在网络教室进行教学试点，取得了良好的效果。我们认为在高校教学经费普遍不足的情况下，通过仿真实验可以大大缓解实验仪器设备不足等问题。因此，仿真实验教学为进一步加大实验教学的强度，提升实验教学对学员创新能力和实践能力培养的力度，同时降低实验教学对客观物质条件的依赖都有积极的促进作用。
3.强调学习者之间的“协作”与“会话”
建构主义的学习模式认为，学生对知识的建构不仅依赖于自身原有的知识水平与经验，而且还在一定程度上取决于同伴之间对问题的共同讨论与理解。学生与学生之间，学生与教师之间均可以进行相互讨论，取长补短。这就是所谓的“协作学习”(Collaborative Learning)，或者称为“协同学习”。
随着计算机网络的发展，基于建构主义的协作式网络学习模式已越来越引起人们的重视。计算机支持的协同工作(Computer supported Cooperative Work，简称CSCW)技术已成为计算机技术研究的重要领域之一，正是由于这些技术的发展为计算机辅助教学开辟了新的天地。现在人们已越来越认识到，传统的基于单机的个别化教学尽管有其独到的优越性，但要适应不同学生的学习风格需要以及学习进度需要等，仍具有一定的局限性，也不易形成学生之间的竞争机制、合作机制。而基于网络的计算机辅助教学系统则可以很好地克服以上局限性，所以我们应当大力提倡开发基于网络的支持协作学习的CAI软件。特别是随着Internet飞速发展，为我们开辟了更加广阔的应用前景，并提供了多种能支持协作学习的网络工具，如Chat、NetMeeting等。
基于网络的协同学习最简单的实现方法是通过WWW平台上的BBS服务，这种系统具有实时讨论、用户留言及电子邮件等多种功能，实现建立专题讨论组、学习者发表意见或评论、指导者监控等讨论学习功能。教师通过交互界面向网络中的每一个学生规定同一信息内容的学习任务和有待解决的同一问题，对如何解决这类问题，在教师允许的情况下，学生既可以借助共享白板来实时交流，又可以通过E-mail分别发表自己的意见，最终取得一致意见。单纯利用网页来实现基于网络的协作型CAI课件固然简单，但由于网页多以文本、图片展现信息，从而限制了媒体的表现力，对于较复杂的课件难以实现。为此，我们采用了多媒体编著工具与网页技术相结合的方法来实现基于网络的支持协作学习的CAI课件。我们研制开发的《微型计算机原理与应用技术》CAI课件* 就采用了这种方式。具体做法是：采用Authorware 5.0对课件进行多媒体编辑，然后利用Authorware的Shockwave技术，在Internet上发布与播放(如图3所示，即为课件在IE5中的运行情况)。Shockwave技术是一种浏览器(Netscape Navigator，Internet Explorer及其兼容浏览器)插件技术(Plug-in)，该插件可以从Macromedia公司的Web站点(网址：http://WWW.macromedia.com/shockwave/download/)自由下载。另外，我们利用ASP等动态网页技术实现“协作”与“会话”功能。从而较好地实现了丰富的多媒体表现功能与灵活的网络协作、会话功能的有机结合，同时也为开展远程教学作了有益的探索与尝试。
