CAI课件的理论基础分析：从1954年美国IBM公司第一个CAI系统的开发成功，标志着人类即将迈进计算机辅助教学应用的时代，历时至今，“计算机辅助教学的理论基础经历了三个阶段：行为主义学习理论、认知主义学习理论和建构主义学习理论”[4]行为主义学习理论：第一个阶段为行为主义学习理论。行为主义学习理论是由行为主义心理学家斯金纳在20世纪60年代初提出的，这个时期计算机辅助教学正处于初级阶段。行为主义学习理论没有突破以“教”为主的学习观念，认为学习就是对于外部刺激所做出的适应性的反应。教学模式以教师为中心，由教师的“教”作为实现教学的主要目的，学生必须遵从教师的意愿决定学习的内容与方向。这种教学模式在一定程度上禁锢了学生的学习思路，更抑制了学生的学习兴趣。由于斯金纳的行为主义学习理论是由“程序教学”发展而来，“因此CAI课件的设计是基于框面的，小步骤的分支式程序设计，多年来一直成为CAI课件开发的主要模式，并且沿用至今[5]。”10173
认知主义学习理论：第二阶段为认知主义学习理论。认知主义学习理论于70年代末到80年代末走上历史舞台，并占据了主要地位。认知主义也称为认知心理学，它摒弃了行为主义的理论观点，而重视对学生的心理研究。它认为：学习是以“学”为主。学生对于来自外部的刺激信息进行处理时，是根据自己原有的知识结构、兴趣偏好以及需求进行筛选。这一理论总结了学生认知的思文规律，强调学生的学习不应该是在教师的强行灌输下完成的，应该是在掌握学生学习规律的基础上制定教学理论和教学研究方向，从而完成学习目标。认知主义学习理论把学生思想从传统的教学模式中解放出来，强调了学生学习的自主性。主张教学的过程应该是细致研究学生心理特性与认知的过程。学者安德逊在这一时期根据认知主义学习理论开发了“高中几何智能辅助教学系统”，成为认知主义学习理论的成功案例[6]。
建构主义学习理论：第三阶段为建构主义学习理论。建构主义学习理论是心理学家皮亚杰在90年代初提出的，他在认知主义学习理论的基础上更深层次的阐述学习的认知规律。他创立的日内瓦学派是专门针对儿童的认知发展进行深入研究的，他认为认知的形成是通过内因和外因共同作用的结果，儿童形成认知的过程必须通过外因即环境的认知，与内因即自身认知结构相结合，从而形成自身认知结构的调整，产生新的认知。他在建构主义学习理论中提出：学习的过程是自身认知结构建构的过程。这个过程必须是“情景、协作、会话、意义建构”四个元素共同作用的结果。这一理论可以理解为学生的学习是在一定的社会文化背景下，利用资料及借助他人的帮助，实现新的知识与原有知识结构的融合，以达到对当前事物的性质、规律以及相互联系的深入理解而形成认知。建构主义的学习理论强调“学生应该从被动的接受外部的刺激和被灌输知识的角色中转换过来，变成信息加工的主体和知识内容的主动建构者[7]。”
建构主义学习理论在CAI课件中的引入，让CAI课件的设计开发寻找到了方向，要提高学生的学习效果，就要以提升CAI课件的用户体验为重要手段，不仅要使教学内容充实，同时也要做到界面美观、交互性强、操作方便以及视听效果好等要求，让学生产生学习的兴趣。
在上世纪的中期，多媒体课件便开始在国外的课堂上进行了应用，经过几十年的发展，多媒体教学己经取得了非常瞩目的成绩，尤其在美国、英国等发达国家，已经取得了一定的实践经验和一整套的理论体系，这应该是教育技术和教学手段的一个巨大进步和质的飞越。在上世纪70年代，国外己经开始了CAI系统(计算机辅助教学系统)的智能化，它可以把个别指导型CAI的教学内容变得图文并茂，声色俱全，并可使交互形式更为生动活泼。此后多媒体课件还向虚拟现实方向进行了发展。如美国休斯顿大学和NASA(美国国家航空和宇航局)约翰逊空间中心的人员建造了“虚拟物理实验室”的系统，这种系统可以让学生进行万有引力定律等各种虚拟实验，从而达到对物理概念和物理定律的深刻理解[8]。 CAI课件系统国内外研究现状和发展趋势:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_9146.html