计算机管理教学cmi包括哪些功能

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 *** 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 *** 作练习，情 *** 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 *** 陶冶，即使是计算机模拟实验也不是代替技

能学习。

2

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

学

、

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

。

3

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、、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。

属于。

CMI软件属于系统软件。CMI指计算机管理教学 *** 作系统是管理、控制和监督计算机硬件与软件资源的计算机程序，是系统软件的核心。

CMI基本上由5个功能模块组成：数据中心、教学管理模块、教学评估模块、课件传送模块和系统管理模块。

CBE(Computer

Based

Education):一般把计算机在教育领域的各种应用统称为计算机辅助教育(简称CBE)。

CAI(Computer

Assisted

Instruction):计算机辅助教学(CAI)是将计算机技术用于辅助教学的技术，它是程序教学的进一步发展，是一种新的程序教学形式。它的研究对象是教师、学生和计算机三者组成的人-机教学系统的构成、各要素之间的关系及其相互作用的规律，目的是利用计算机技术实现教学过程的进一步优化。

CMI(Computer

Managed

Instruction):计算机管理教学(CMI)是计算机支持的教学管理任务的各种应用。

注意:CAI和CMI构成了CBE的两个主要方面，但并不是CBE的全部，还有计算机辅助行政管理、计算机教学等其他方面。

另外CMI还是声卡的一种型号，用得也比较多。

是CMM CMM是指“能力成熟度模型”，其英文全称为Capability Maturity Model for Software，英文缩写为SW-CMM，简称CMM。它是对于软件组织在定义、实施、度量、控制和改善其软件过程的实践中各个发展阶段的描述。CMM的核心是把软件开发视为一个过程，并根据这一原则对软件开发和维护进行过程监控和研究，以使其更加科学化、标准化、使企业能够更好地实现商业目标。

CMM是是一种用于评价软件承包能力并帮助其改善软件质量的方法，侧重于软件开发过程的管理及工程能力的提高与评估。CMM分为五个等级：一级为初始级，二级为可重复级，三级为已定义级，四级为已管理级，五级为优化级。

CMM是由美国卡内基梅隆大学软件工程研究所1987年研制成功的，是目前国际上最流行最实用的软件生产过程标准和软件企业成熟度等级认证标准。目前，我国已有软件企业通过了CMM标准认证 。

SW-CMM(Capability Maturity Model For Software 软件生产能力成熟度模型,以下简称"CMM"),是87年由美国卡内基梅隆大学软件工程研究所（CMU SEI）研究出的一种一种用于评价软件承包商能力并帮助改善软件质量的方法，其目的是帮助软件企业对软件工程过程进行管理和改进，增强开发与改进能力，从而能按时地、不超预算地开发出高质量的软件。

其所依据的想法是：只要集中精力持续努力去建立有效的软件工程过程的基础结构，不断进行管理的实践和过程的改进，就可以克服软件生产中的困难。CMM它是目前国际上最流行、最实用的一种软件生产过程标准，已经得到了众多国家以及国际软件产业界的认可，成为当今企业从事规模软件生产不可缺少的一项内容。

CMM目前通用流行的版本是1．1（Version1．1）。《按照软件工程研究所（SEI）的原来计划，CMM的改进版版本2．0（V2．0）是要在1997年的11月完成的。但是，美国国防部办公室要求软件工程研究所（SEI）延迟发放公布CMM版本2．0，直至他们完成另一个更为紧迫的项目-CMMI。

CMMI(Capability Maturity Model Integration能力成熟度模型集成)，是美国国防部的一个设想。他们希望把所有现存的与将被发展出来的各种能力成熟度模型，集成到一个框架中去。这个框架用于解决两个问题：第一，软件获取办法的改革；第二，从集成产品与过程发展的角度出发,建立一种包含健全的系统开发原则的过程改进。

CMM为软件企业的过程能力提供了一个阶梯式的改进框架，它基于过去所有软件工程过程改进的成果，吸取了以往软件工程的经验教训，提供了一个基于过程改进的框架；它指明了一个软件组织在软件开发方面需要管理哪些主要工作、这些工作之间的关系、以及以怎样的先后次序，一步一步的做好这些工作而使软件组织走向成熟。

一、CMM的诞生

信息时代，软件质量的重要性越来越为人们所认识。软件是产品、是装备、是工具，其质量使得顾客满意，是产品市场开拓、事业得以发展的关键。而软件工程领域在1992年至1997年取得了前所未有的进展,其成果超过软件工程领域过去15年来的成就总和。

软件管理工程引起广泛注意源于20世纪70年代中期。当时美国国防部曾立题专门研究软件项目做不好的原因，发现70%的项目是因为管理不善而引起，而并不是因为技术实力不够，进而得出一个结论，即管理是影响软件研发项目全局的因素，而技术只影响局部。到了20世纪90年代中期，软件管理工程不善的问题仍然存在，大约只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。软件项目失败的主要原因有：需求定义不明确；缺乏一个好的软件开发过程；没有一个统一领导的产品研发小组；子合同管理不严格；没有经常注意改善软件过程；对软件构架很不重视；软件界面定义不善且缺乏合适的控制；软件升级暴露了硬件的缺点；关心创新而不关心费用和风险；军用标准太少且不够完善等等。在关系到软件项目成功与否的众多因素中，软件度量、工作量估计、项目规划、进展控制、需求变化和风险管理等都是与工程管理直接相关的因素。由此可见，软件管理工程的意义至关重要。

软件管理工程和其它工程管理相比有其特殊性。首先，软件是知识产品，进度和质量都难以度量，生产效率也难以保证。其次，软件系统复杂程度也是超乎想象的。因为软件复杂和难以度量，软件管理工程的发展还很不成熟。

软件管理工程的发展，在经历了从70年代开始以结构化分析与设计、结构化评审、结构化程序设计以及结构化测试为特征的结构化生产时代，到90年代中期，以CMM模型的成熟模型和日益为市场接受为标志，已经进入以过程成熟模型CMM、个体软件过程PSP和群组软件过程TSP为标志的以过程为中心的时代，而软件发展第三个时代，及软件工业化生产时代，从90年代中期软件过程技术的成熟和面向对象技术、构件技术的发展为基础，已经渐露端倪，估计到2005年，可以实现真正的软件工业化生产，这个趋势应该引起软件企业界和有关部门的高度重视，及早采取措施，跟上世界软件发展的脚步。软件生产转向以改善软件过程为中心，是世界各国软件产业或迟或早都要走的道路。

软件过程改善是当前软件管理工程的核心问题。50多年来计算事业的发展使人们认识到要高效率、高质量和低成本地开发软件，必须改善软件生产过程。软件管理工程走过了一条从70年代开始以结构化分析与设计、结构化评审、结构化程序设计以及结构化测试到90年代中期以过程成熟模型CMM、个体软件过程PSP和群组软件过程TSP为标志的以过程为中心向着软件过程技术的成熟和面向对象技术、构件技术的发展为基础的真正软件工业化生产的道路。软件生产转向以改善软件过程为中心，是世界各国软件产业或迟或早都要走的道路。软件工业已经或正在经历着"软件过程的成熟化"，并向"软件的工业化"渐进过渡。规范的软件过程是软件工业化的必要条件。

软件过程研究的是如何将人员、技术和工具等组织起来，通过有效的管理手段，提高软件生产的效率，保证软件产品的质量。由此诞生了软件过程的三个流派：CMU-SEI的CMM/PSP/TSP；ISO 9000质量标准体系；ISO/IEC 15504（SPICE）。

CMM/PSP/TSP即软件能力成熟度模型/ 个体软件过程/群组软件过程，是1987年美国 Carnegie Mellon 大学软件工程研究所(CMU/SEI)以WSHumphrey为首的研究组发表的研究成果"承制方软件工程能力的评估方法"；SO 9000质量标准体系是在70年代由欧洲首先采用的，其后在美国和世界其他地区也迅速地发展起来。目前，欧洲联合会积极促进软件质量的制度化，提出了如下ISO9000软件标准系列：ISO9001、ISO9000-3、ISO9004-2、ISO9004-4、ISO9002；ISO/IEC 15504（SPICE）是1991年国际标准化组织采纳了一项动议，开展调查研究，按照CMU-SEI的基本思路，产生的技术报告ISO/IEC 15504--信息技术软件过程评估

目前，学术界和工业界公认美国 Carnegie Mellon 大学软件工程研究所(CMU/SEI) 以WSHumphrey为首主持研究与开发的软件能力成熟度模型CMM是当前最好的软件过程，已成为业界事实上的软件过程的工业标准。

二、CMM的发展

1987年美国 Carnegie Mellon 大学软件工程研究所(CMU/SEI)以WSHumphrey为首的研究组发表了CMM/PSP/TSP 技术，为软件管理工程开辟了一条新的途经。

CMM框架用5个不断进化的层次来评定软件生产的历史与现状：其中初始层是混沌的过程，可重复层是经过训练的软件过程，定义层是标准一致的软件过程，管理层是可预测的软件过程，优化层是能持续改善的软件过程。任何单位所实施的软件过程，都可能在某一方面比较成熟，在另一方面不够成熟，但总体上必然属于这5个层次中的某一个层次。而在某个层次内部，也有成熟程度的区别。在CMM框架的不同层次中，需要解决带有不同层次特征的软件过程问题。因此，一个软件开发单位首先需要了解自己正处于哪一个层次，然后才能够对症下药地针对该层次的特殊要求解决相关问题，这样才能收到事半功倍的软件过程改善效果。任何软件开发单位在致力于软件过程改善时，只能由所处的层次向紧邻的上一层次进化。而且在由某一成熟层次向上一更成熟层次进化时，在原有层次中的那些已经具备的能力还必须得到保持与发扬。

软件产品质量在很大程度上取决于构筑软件时所使用的软件开发和维护过程的质量。软件过程是人员密集和设计密集的作业过程：若缺乏有素训练，就难以建立起支持实现成功是软件过程的基础，改进工作亦将难以取得成效。CMM描述的这个框架正是勾列出从无定规的混沌过程向训练有素的成熟过程演进的途径。

CMM包括两部分"软件能力成熟度模型"和"能力成熟度模型的关键惯例"。"软件能力成熟度模型"主要是描述此模型的结构，并且给出该模型的基本构件的定义。"能力成熟度模型的关键惯例"详细描述了每个"关键过程方面"涉及的"关键惯例"。这里"关键过程方面"是指一组相关联的活动；每个软件能力成熟度等级包含若干个对该成熟度等级至关重要的过程方面，它们的实施对达到该成熟度等级的目标起到保证作用。这些过程域就称为该成熟度等级的关键过程域，反之有非关键过程域是指对达到相应软件成熟度等级的目标不起关键作用。归纳为：互相关联的若干软件实践活动和有关基础设施的一个集合。而"关键惯例"是指使关键过程方面得以有效实现和制度化的作用最大的基础设施和活动,对关键过程的实践起关键作用的方针、规程、措施、活动以及相关基础设施的建立。关键实践一般只描述"做什么"而不强制规定"如何做"。各个关键惯例按每个关键过程方面的5个"公共特性"（对执行该过程的承诺，执行该过程的能力，该过程中要执行的活动，对该过程执行情况的度量和分析，及证实所执行的活动符合该过程）归类，逐一详细描述。当作到了某个关键过程的的全部关键惯例就认为实现了该关键过程，实现了某成熟度级及其以低级所含的全部关键过程就认为达到到了了该级。

上面提到了CMM把软件开发组织的能力成熟度分为5个的等级。除了第1级外，其他每一级由几个关键过程方面组成。每一个关键过程方面都由上述5种公共特性予以表征。CMM给每个关键过程了一些具体目标。按每个公共特性归类的关键惯例是按该关键过程的具体目标选择和确定的。如果恰当地处理了某个关键过程涉及的全部关键惯例，这个关键过程的各项目标就达到了，也就表明该关键过程实现了。这种成熟度分级的优点在于，这些级别明确而清楚地反映了过程改进活动的轻重缓急和先后顺序

dmi码的波形图怎么画

线路码型：差分码/CMI/DMI/多进制码南京信息职业技术学院差分码01CMI码02DMI码03多进制码04目录 这种码型不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码。通常以电平跳变表示1，以电平不变表示0，当然上述规定也可以反过来。 由于差分码型是以相邻脉冲电平的相对变化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性码为绝对码。01差分码码型特点： 双相码在每个码元周期的中心点都存在电平跳变，所以富含位定时信息。 又因为这种码的正、负电平各半，所以无直流分量，编码过程也简单，但带宽比原信码大1倍。01差分码CMI是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。编码规则： “1”码交替用“11”和“00”两位码表示； “0”码则固定地用“01”表示。02CMI码CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可以用来宏观检错。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于844Mb/s的光缆传输系统中。特点是比原始序列增加了20%的码速，但便于提取定时信息、低频分量小且同步迅速。02CMI码DMI也是一种双极性二电平码。编码规则： “1”码交替用“11”和“00”两位码表示； “0”码则用“01”、“10”交替表示。03DMI码实际应用中还存在多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形。这种码型统称为多电平或多值码型。例如，若令两个二进制符号00对应+3E，01对应+E，10对应-E，11对应+3E，则所得波形为4电平波形，在高数据速率传输系统中，采用这种信号形式是适宜的。04多进制码差分码波形示意图：四进制码你能画出对应的CMI/DMI码波形图吗？04多进制码谢谢南京信息职业技术学院 孙玥

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