ความหมายของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน
บุญเกื้อ  ควรหาเวช  (2543. หน้า 65) กล่าวว่า คอมพิวเตอร์ช่วยสอน มาจากคำว่าCAI (Computer Assisted Instruction) หมายถึง วิถีทางของการสอนรายบุคคลโดยอาศัยความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่จะจัดหาประสบการณ์ ที่มีความสัมพันธ์กันมีการแสดงเนื้อหาตามลำดับที่ต่างกันด้วยบทเรียนโปรแกรมที่เตรียมไว้อย่างเหมาะสม คอมพิวเตอร์ช่วยสอนจึงเป็นเครื่องมือช่วยสอนอย่างหนึ่งที่ผู้เรียน เรียนด้วยตนเองเป็นผู้ที่จะต้องปฏิบัติกิจกรรมต่าง ๆ ที่ส่งมาทางจอภาพผู้เรียนจะตอบคำถาม ทางแป้นพิมพ์ แสดงออกมาทางจอภาพ มีทั้งรูปภาพและตัวหนังสือหรือบางทีอาจใช้ร่วมกันกับอุปกรณ์อย่างอื่นด้วย เช่น สไลด์ เทปวีดีทัศน์ เป็นต้น
คุณลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน
คุณลักษณะที่สำคัญของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน 4 ประการดังนี้
1. สารสนเทศ (Information)
2.  ความแตกต่างระหว่างบุคคล (Individualization)                                                       3. การโต้ตอบ (Interaction)
4. การให้ผลป้อนกลับโดยทันที (Immediat  feedback)

กระบวนการเรียนการสอน 9 ขั้นของ กาเย่ บริกส์และแวกเนอร์ (Gagne, Briggs and Wagner 1988, 21-31 อ้างถึงใน สุกรี รอดโพธิ์ทอง 2531, หน้า 75-89) ดังนี้             1. การเร้าความสนใจให้พร้อมที่จะเรียน (Gain Attention) ก่อนที่จะเริ่มเรียนมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ผู้เรียนควรจะได้รับแรงกระตุ้นและจูงใจให้อยากที่จะเรียน ทำได้โดย การใช้ภาพ สีและ/หรือเสียง เสียงประกอบในการสร้างไตเติล(Title)  ใช้กราฟิกขนาดใหญ่  ง่าย ไม่ซับซ้อน มีการเคลื่อนไหวที่สั้นและง่าย ใช้สีและเสียง เข้าช่วยให้สอดคล้องกับกราฟิก  ภาพควรค้างอยู่ที่จอภาพจนกว่าผู้เรียนจะเปลี่ยนภาพ ในกราฟิกควรบอกชื่อเรื่องที่จะเรียนแสดงผลบนจอได้เร็วและควรเหมาะกับวัยของผู้เรียนด้วย
2. วัตถุประสงค์ของการเรียน ( Specify Objective ) การบอกวัตถุประสงค์ของ        การเรียนในบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอนนั้น เพื่อให้ผู้เรียนรู้ล่วงหน้าถึงประเด็น สำคัญของเนื้อหาและเค้าโครงเนื้อหาอย่างกว้าง ๆ เพื่อให้การเรียนรู้มีประสิทธิภาพ การบอกวัตถุประสงค์นั้นทำได้หลายแบบ  อาจบอกเป็นวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรมหรือวัตถุประสงค์ทั่วไป  ซึ่งจะต้องคำนึงด้วยว่าควรใช้ถ้อยคำง่าย  หลีกเลี่ยงคำที่ยังไม่เป็นที่รู้จักและเข้าใจโดยทั่วไป ไม่ควรกำหนดวัตถุประสงค์หลายข้อเกินไป  ถ้าเป็นบทเรียนใหญ่มีวัตถุประสงค์กว้างๆ ควรต่อด้วยเมนู ( Menu) แล้วจึงมีวัตถุประสงค์ย่อยปรากฏบนจอทีละข้อ โดยใช้กราฟิกง่าย ๆและการเคลื่อนไหวเข้าช่วย
3. ทบทวนความรู้เดิม ( Active PriorK nowledge) ก่อนที่จะให้ความรู้ใหม่แก่ผู้เรียน ซึ่งในส่วนของเนื้อหาและแนวความคิดนั้น ๆ ผู้เรียนอาจไม่มีพื้นฐานมาก่อน มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ผู้ออกแบบโปรแกรมควรจะต้องหาวิธีการประเมินความรู้เดิม ในส่วนที่จำเป็นก่อนที่จะรับความรู้ใหม่ นอกจากจะเป็นการเตรียมผู้เรียนให้พร้อมที่จะรับความรู้ใหม่แล้วสำหรับผู้ที่มีพื้นฐานแล้วก็จะเป็นการทบทวน  แต่ก็ไม่จำเป็นต้องมีการทดสอบเสมอไป  ขั้นนี้ควรเปิดโอกาสให้ผู้เรียนออกจากเนื้อหาหรือแบบทดสอบได้ตลอดเวลา
4. ให้เนื้อหาและความรู้ใหม่ (Present New Information) ควรใช้ ภาพประกอบกับเนื้อหาที่กะทัดรัด ง่ายและได้ใจความ ภาพที่ดีไม่ควรมีรายละเอียดมากเกินไป  ใช้เวลานานไปไม่เกี่ยวกับเนื้อหา  เข้าใจยากหรือการออกแบบไม่เหมาะสม การออกแบบโปรแกรมในส่วนของเนื้อหาควรคำนึงด้วยว่าควรใช้ภาพประกอบเฉพาะ ส่วนเนื้อหาที่สำคัญอาจใช้กราฟิกในลักษณะต่างๆ เช่น แผนภูมิ แผนภาพ ภาพ เปรียบเทียบช่วย เนื้อหาที่ยากและสลับซับซ้อนควรใช้ตัวชี้แนะ(Cue) เช่น การขีดเส้นใต้  การตีกรอบ การเปลี่ยนสีพื้น ฯลฯ แต่ไม่ควรใช้กราฟิกที่ยาก  ควรจัดรูปแบบให้น่าอ่าน ยกตัวอย่างที่เข้าใจง่าย   ควรเสนอกราฟิกเท่าที่จำเป็นและไม่ควรใช้สีเกิน 3 สีในจอสี ใช้คำที่คุ้นเคย  การโต้ตอบควรมีหลาย ๆ แบบ                                                                       5. แสดงความสัมพันธ์ของเนื้อหา (Guide Response) ในขั้นนี้เป็นการเปิดโอกาสให้ผู้เรียนร่วมคิด ร่วมกิจกรรม  ซึ่งย่อมทำให้ผู้เรียนจดจำเนื้อหาได้ดีและสัมพันธ์กับประสบการณ์เดิมของผู้เรียน ควรแสดงให้เห็นว่าส่วนย่อยมีความสัมพันธ์กับส่วนใหญ่ และสิ่งใหม่มีความสัมพันธ์กับความรู้เดิมของผู้เรียน  บางครั้งควรให้ตัวอย่างที่แตกต่างออกไปบ้าง ถ้าเนื้อหายากควรให้ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมและควร กระตุ้นให้ผู้เรียนคิดถึงประสบการณ์เดิม
6. กระตุ้นการตอบสนอง (Elicit Responses) ในขั้นนี้เป็นการเปิดโอกาส ให้ผู้เรียนร่วมคิด  ร่วมกิจกรรม  ซึ่งย่อมทำให้ผู้เรียนจำเนื้อหาได้ดี  ควรให้ผู้เรียน ตอบสนองวิธีใดวิธีหนึ่งเป็นครั้งคราว  ไม่ควรให้ตอบยาว  ควรเร้าความคิด อาจใช้ กราฟิกหรือเกมช่วยในการตอบสนอง หลีกเลี่ยงการตอบสนองซ้ำ ๆ และไม่ควร  มีคำถามหลายคำถามในข้อเดียวกัน   การตอบสนองของผู้เรียน  คำถาม และผลป้อนกลับ ควรอยู่ในกรอบ (Frame ) เดียวกัน
7. ให้ข้อมูลป้อนกลับ (Provide Feedback) บทเรียนจะกระตุ้นความสนใจของผู้เรียนได้มาก  ถ้าบทเรียนนั้นท้าทายผู้เรียน  โดยบอกจุดมุ่งหมายที่ชัดเจนและให้ผลป้อนกลับเพื่อบอกให้ผู้เรียนรู้ว่าผู้เรียนอยู่ตรงไหน  ห่างจากเป้าหมายเท่าใด และควรคำนึงด้วยว่าผลป้อนกลับควรให้ทันทีหลังจากผู้เรียนตอบสนอง  บอกให้ผู้เรียนทราบว่า ตอบถูกหรือผิด  การแสดงคำถาม คำตอบ และผลป้อนกลับควรอยู่ในกรอบเดียวกัน ควรใช้ภาพง่าย ๆ  ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหา                 เข้าช่วย หลีกเลี่ยงการใช้ภาพที่ตื่นตาเพื่อหลีกเลี่ยงผลทางภาพจะทำให้ผู้เรียนสนใจมากกว่าเนื้อหา ไม่ควรใช้กราฟิกที่ไม่เกี่ยวข้องกับเนื้อหา ใช้การให้คะแนนหรือภาพเพื่อบอกความใกล้ไกล จากจุดหมายและควรเปลี่ยนรูปแบบของผลป้อนกลับบ้างเพื่อเร้าความสนใจ
8. ทดสอบ ( Assess Performance) เพื่อเป็นการประเมินผลการเรียนและให้ผู้เรียนสามารถจำได้  ควรคำนึงด้วยว่าแบบทดสอบควรตรงกับจุดประสงค์ของบทเรียน  ข้อทดสอบคำตอบและข้อมูลป้อนกลับ  ควรอยู่ในกรอบเดียวกัน และต่อเนื่องอย่างรวดเร็ว  ไม่ควรให้ผู้เรียนพิมพ์คำตอบยาวเกินไป  ควรให้ผลป้อนกลับ   ครั้งเดียวในหนึ่งคำถามและควรบอกผู้เรียนถึงวิธีที่จะตอบให้ชัดเจน  บอกผู้เรียนว่ามีตัวเลือกอื่นด้วยหรือไม่ที่จะช่วยในการทำแบบทดสอบ  และต้องคำนึงถึงความแม่นยำ และความเชื่อถือได้ของแบบทดสอบ  อย่าตัดสินใจว่าตอบผิดถ้าคำตอบไม่ชัดเจน  ควรใช้ภาพประกอบในการตั้งคำถาม ไม่ควรตัดสินว่าคำตอบผิด ถ้าพิมพ์ผิด วรรคผิดใช้ตัวอักษรผิด                                                                                                                      9. การนำความรู้ไปใช้ (Enhancing Retention and Transfer) ควรให้ผู้เรียนทราบว่าความรู้ใหม่ มีส่วนสัมพันธ์กับความรู้เดิมอย่างไร เพื่อทบทวนแนวคิด สำคัญ เสนอแนะสถานการณ์ที่ความรู้ใหม่อาจทำประโยชน์ได้และบอกผู้เรียน ถึงแหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อเนื่อง                    

ทฤษฎีและจิตวิทยาที่เกี่ยวกับการเรียนรู้ของมนุษย์
ในการพัฒนาบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอนจำเป็นจะต้องคำนึงถึงทฤษฎีการเรียนรู้ของมนุษย์และจิตวิทยาที่เกี่ยวกับการเรียนรู้ของมนุษย์ เพื่อบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่พัฒนาขึ้นนั้นสามารถใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ทฤษฎีที่เกี่ยวกับการพัฒนาบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอน
ได้แก่ทฤษฎีพฤติกรรมนิยม(Behaviorism)  ทฤษฎีปัญญานิยม (Cognitive) ทฤษฎีโครงสร้างความรู้ ( Schema theory )  ทฤษฎีความยืดหยุ่นทางปัญญา ( Cognitive Flexibility theory )  ดังนี้                     
1.พฤติกรรมนิยม ( Behaviorism ) เป็นทฤษฎีซึ่งเชื่อว่าจิตวิทยาเป็นเสมือนการศึกษา
ทางวิทยาศาสตร์ ( Scientific study of human behavior )  และการเรียนรู้ของมนุษย์เป็นสิ่งที่สามารถสังเกตได้จากพฤติกรรมภายนอก นอกจากนี้ยังมีแนวคิดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง    สิ่งเร้าและการตอบสนอง เชื่อว่าการเรียนรู้ของมนุษย์เป็นพฤติกรรมแบบแสดงอาการ มีการเสริมแรง ( Reinforcement ) เป็นต้น                                                                                 2. ทฤษฎีปัญญานิยม (Cognitive) เชื่อว่าพฤติกรรมมนุษย์เป็นเรื่องภายในจิตใจมนุษย์มีความนึกคิด มีอารมณ์จิตใจและความรู้สึกภายในที่แตกต่างกันไป ดังนั้นการออกแบบการเรียน
การสอนควรที่จะคำนึงถึงความแตกต่างภายในของมนุษย์ด้วย ทฤษฎีนี้เกิดจากแนวคิดของ Chomsky ที่เห็นด้วยกับ Skinner ซึ่งเป็นบิดาแห่งทฤษฎีพฤติกรรมนิยม นอกจากนี้ยังมีแนวคิดต่างๆเกิดขึ้น ได้แก่ แนวคิดเกี่ยวกับเรื่องความจำ ความแตกต่างระหว่างบุคคล ความจำระยะสั้น ระยะยาวและความคงทนของการจำ แนวคิดนี้ได้แบ่งประเภทของความรู้ออกเป็น 3 ลักษณะ คือความรู้ในลักษณะเป็นขั้นตอน(Procedural Knowledge) ได้แก่ ความรู้ที่อธิบายว่าทำอย่างไรและเป็น องค์ความรู้ที่ต้องการลำดับการเรียนรู้ที่ชัดเจนความรู้ในลักษณะเป็นการอธิบาย (Declaretive Knowledge) ได้แก่ ความรู้ที่อธิบายว่าคืออะไรและความรู้ที่อยู่ในลักษณะเงื่อนไข (Conditional Knowledge) ได้แก่ ความรู้ที่อธิบายว่าเมื่อไรและทำไม ส่วนในด้านแนวคิดที่เกี่ยวกับเรื่องความทรงจำ( Short term memory ,long term memory and retention)ทฤษฎีปัญญานิยมทำให้เกิดแนวคิดเกี่ยวกับการออกแบบการเรียนการสอนในลักษณะสาขา(Branching)  ของ Crowder เมื่อนำแนวคิดนี้ไปเปรียบเทียบกับแนวคิดการออกแบบของพฤติกรรมนิยมแล้วจะทำให้ผู้เรียนมีอิสระมากขึ้นสำหรับการควบคุมการเรียนของตนเอง คอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่ออกแบบตามแนวคิดของทฤษฎีปัญญานิยมจะมีโครงสร้างของบทเรียนในลักษณะสาขาเช่นกัน โดยผู้เรียนทุกคนจะได้รับการเสนอเนื้อหา ในลำดับที่ไม่เหมือนกัน เนื้อหาที่จะได้รับการนำเสนอต่อไปนั้นจะขึ้นอยู่กับความสามารถ ความถนัด และความสนใจของผู้เรียนเป็นสำคัญ
3. ทฤษฎีความยืดหยุ่นทางปัญญา (Cognitive flexibility theory) มีแนวความเชื่อว่าความรู้แต่ละองค์ความรู้นั้นมีโครงสร้างที่แน่ชัดและสลับซับซ้อนมากน้อย แตกต่างกันไปโดย     องค์ความรู้บางสาขาวิชา เช่น    คณิตศาสตร์กับจิตวิทยานั้นแตกต่างกัน คณิตศาสตร์ถือว่าเป็นองค์ความรู้ที่มีโครงสร้างตายตัวไม่สลับซับซ้อนเนื่องจากเป็นตรรกะและความเป็นเหตุเป็นผลที่แน่นอนขององค์ความรู้ ส่วนจิตวิทยาถือว่าเป็นองค์ความรู้ที่ไม่มีโครงสร้างตายตัว และมีโครงสร้างที่สลับซับซ้อน เนื่องจากความไม่เป็นเหตุเป็นผลขององค์ความรู้
4. ทฤษฎีโครงสร้างความรู้ (Schema theory ) เชื่อว่าโครงสร้างภายในของความรู้ที่มนุษย์มีอยู่นั้นจะมีลักษณะเป็นกลุ่มที่เชื่อมโยงกันอยู่ ในการที่มนุษย์จะเรียนรู้อะไรใหม่ๆ นั้นมนุษย์จะนำความรู้ใหม่ที่เพิ่งได้รับนั้นไปเชื่อมโยงกับกลุ่มความรู้ที่มีอยู่เดิม(Pre-existing knowledge) การรับรู้เป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้เกิดการเรียนรู้เนื่องจากไม่มีการเรียนรู้ใดเกิดขึ้นได้โดยปราศจาก     การรับรู้ การรับรู้ข้อมูลถ่ายโอนความรู้ใหม่เข้ากับความรู้เดิม นอกจากโครงสร้างความรู้จะช่วยในการรับรู้และการเรียนรู้แล้ว โครงสร้างความรู้ยังช่วยในการระลึก(Recall) ต่าง ๆ ที่เคยเรียนรู้มา