CAI课件辅助教学的未来发展方向

CAI课件辅助教学的未来发展方向

　　计算机辅助教学(CAI)是一种利用计算机帮助教师传递教育信息，实现教学目标，完成教学任务, 达到向学生传授知识和培养技能目的的教学形态和教学方式,它已经成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分。传统的知识讲授过程基本都是用语言描述的,虽然也可能重现客观世界,但很抽象,学生需要领会语言所表达的含义, 在脑海中努力拼凑, 去重复客观存在,这个过程的难度相对是比较大的。而多媒体技术的交互作用, 形成了声、光、形、色、动等直接对学生的视觉和听觉器官共同作用的情景,将抽象变为形象、呆板变为生动、烦琐变为简洁, 能够获得最佳的教学效果,使学校的教育质量和教学效率显著提高。因此,加速了高校水产食品学与CAI的相结合，促进了CAI课件在这方面的开发与研究。

　　一、水产食品学教学特点分析及与CAI相结合的重要性

　　水产食品学是高校食品工程专业教学中最重要的基础学科之一, 具有较强实践性和分析性。课程系统地介绍了水产品原料特性、加工原理与技术、质量与安全以及水产品流通等知识，为学生今后从事食品加工尤其是水产食品加工相关行业的工作奠定坚实的理论和技术基础，强调学生实际操作的能力培养，目标是培养应用型人才。理论联系实际，循序渐进强化实践教学，强调实践教学与教师科研、工厂生产实际、课外科技活动和科技创新的有机搭配与结合，达到培养理论基础扎实、具有一定科研能力和实践经验、具有较强创新意识和能力的食品高级专业人才的目标。实行“课堂CAI教学→基本技能训练→综合技能训练→设计性实验训练→生产实习→非定期工厂专门训练→毕业论文综合训练与巩固提高”的实践教学模式，基本技能训练与课堂教学同步进行。学生只有将实验与课堂理论相互联系, 才能充分理解并掌握水产食品学的内容、要点。计算机多媒体技术不仅可以用生动的媒体信息向学生讲述每一节理论课，而且还可以逼真地模拟出每一个实验的过程、结果，并在讲授与实践过程中清晰地描述应当注意的要点、难点,充分展现出CAI课件与水产食品学相结合的良好教学效果[1-2]。由此可见，摒弃以往不良的教学模式，发展以多媒体CAI技术为支撑的教学系统，将是高校水产食品学的一个新的主要教学方向。

　　二、CAI应用于水产食品学教学中的效果

　　（一）良好的交互性密切了教与学的关系。采用CAI教学软件使得教师与学生的互动性增强, 他们的关系变得密切起来。许多学生都觉得多媒体CAI有趣、新颖，比起光听老师讲课，光看书本内容要容易接受得多。原因何在呢? 原来，多媒体CAI以交互性为前提，通过图、文、声、像刺激学生的感官，引起学生对理论课和实验课的兴趣。教师与学生的联系除了在课堂上以外, 还可以通过因特网进行交流, 学生可以十分容易地“找到”教师。学生与教师之间通过与计算机的积极而频繁的信息交换, 使得授课过程始终与学生的反应相联系。同时,学生可以根据自己的学习效果来不断地从CAI中获取所需的教学内容, 从而达到教学因人而异、因材施教的目的, 而在这个过程中教师的工作量并没有明显增加。

　　（二）使水产食品学更加直观化、宏观化。利用CAI的二、三维图像技术就可以把所有的水产品的原料结构特点、生产路线和品质特征活灵活现的在显示屏上展现出来,把一个个抽象的生产路线形象化。例如在凯氏定氮法测水产品中的蛋白质时，过去往往是给学生进行粗略线路的勾画，如首先称取样品0.50-2.00g于500ml的凯氏烧瓶中，加入10g无水硫酸钾，0.5g硫酸铜和20ml浓硫酸；其次以小火加热，待泡沫消失后，加大火力，消化至透明无黑粒后，将凯氏瓶摇动一下，使周围的黑粒溶于硫酸液中，继续加热消化30min左右；最后停止消化，冷却等等。单凭课堂上这一条简单的工艺路线很难让学生理解和接受的。而在CAI课件上，我们可以把这些没有趣味性的工艺路线色彩化、三维化、动作化。从而把这些步骤变得更加直观化、立体化,引起学生的学习兴趣，也加深了学生对生产路线的理解和记忆。

　　(三)缩短教学时间, 提高教学质量[3-4]。传统的黑板加粉笔的教学模式显然是不再适用于新阶段的教育发展形势。多媒体CAI适用于形、光、声、色等多种功能，在辅助学生学习和教师授课中起到了积极的作用。学生在CAI课件的辅助学习之下，学习兴趣比以前大大提高，压力也减少了。积极性提高，学生真正地掌握了水产食品学中的内容、要点，增强了实验动手能力。对于导师，CAI可以节约板书的时间, 使教师有更多的`时间来总结教学的重点和难点, 最终的结果是教学效果提高了, 教学质量上去了, 起到事半功倍的效果。

　　三、CAI系统所采用的主要多媒体技术

　　（一）图形处理技术。水产食品学CAI系统采用了大量的实验器材、原料试剂、生产工艺路线等实验用具的图片、照片。要把这些材料用彩色扫描仪扫入计算机。而图像的加工处理, 就要运用一系列的图像处理软件进行加工、处理，以获取最理想的图像质量。同时，在要求节约计算机资源的前提下，我们应把所加工处理好的图像资料进行一些格式的变换，以节省计算机中有限的硬件资源。

　　（二）音频处理技术。CAI多媒体技术中的音频技术，是整个CAI系统中不可缺少的多媒体信息之一。它不仅以声音传播的方式向学生传达信息，起到了普通的讲述效果，而且还与系统中的图像、动画视频紧密结合，充分配合每一个画面，每一段视频的演示讲述，充分做到了视听同步，有声有色, 最主要的是加深了学生对画面的印象。音频声效的处理,主要是通过声卡来完成的。我们可以把系统中所需要的声音创建成一个独立的层，并按运行系统的计算机硬件资源情况选择其是否挂接，这就可以在系统出现相关的教学内容时，用声音来表达在屏幕上出现的内容。

　　（三）动画视频处理。水产食品学中的许多内容中,从以往传统的版书式教学模式来看,是很难向学生展示其立体方面的,尤其是对于那些复杂的水产品原料结构特点来说,学生难以从直观方面理解接受原料变化模型。在多媒体CAI的二维和三维动画中,就可以很好把这些复杂的原料直观的用三维效果表达出来,加深了学生的理解程度。在动画技术的处理中，我们可以把这一些二维的图像用作材料,通过一些非专业的三维转化处理, 把二维的图像转化成为三维图像。同时，我们也可以利用专业的三维制图技术软件, 对所需要的三维图像进行编辑，使画面生动起来。

　　总之，我们在制作多媒体CAI系统的时候，即要充分利用计算机多媒体技术有效地表达出水产食品学的内容，又要以计算机系统资源为前提，在有效利用资源下，不多占资源。

　　四、水产食品学CAI教学课件设计制作实例[5-6]

　　在这里我们结合MDK (Multimedium Development Kit) 多媒体创作工具对“鱼贝肉蛋白质的分离与提纯”实验进行课件设计。其制作过程可分为以下三个步骤：

　　1、确定计算机软硬件配置，主要是根据课堂教学的需要目标和CAI教学课件所要达到的功能而确定。

　　2、多媒体信息的录入，多媒体信息包括复杂的图形、图像、动画、声音、视频信息。它的主要来源有：使用工具软件制作；使用录音、录像、扫描仪等设备进行录入：购买商品库。

　　3、CAI课件的制作，在完成以上录制后就可以按照设计要求，在MDK多媒体创作工具的编辑环境下进行多媒体CAI课件的创作。该课件可以分为两部分，前部分介绍基本原理，后半部介绍实验的具体步骤，两部分之间通过按钮进行切换。

　　4、以图、文、声、像以及动画的形式把鱼贝肉蛋白质的分子结构、形态和性质, 以及在生物体内的影响向学生展现，引起学生对鱼贝肉蛋白质的兴趣。为分离提取具体内容，首先以图表的形式介绍鱼贝肉蛋白质提取和鉴定的操作程序, 这有助于学生操作时有清晰的思路。通过定义动作为Run Program 类按钮调用在Turbo Pascalfor Windows 环境下编写的程序并运行，在微机上可通过按钮互相调控，在屏幕上观察以下操作步骤：首先，清洗、采肉、精确称量20克，用均质机绞碎，加上磷酸缓冲液均质，放在200ml容量瓶中，用蒸馏水冲洗均质机2-3次，与鱼浆混匀，定容至刻度，备用。其次，将上述均质好的混合液再充分搅拌，放入离心机中离心分离，得到上清液和残渣（其中上清液中包括肌浆蛋白质和抽提物）。将上清液加入5%三氯醋酸，是机将蛋白质沉淀，过滤，是机将蛋白质颗小分子的抽提物分开；并对残渣（肌原纤维蛋白质和肌基质蛋白质）进行分离，将残渣加入0.8mol/L的KCL或NaCL溶液和磷酸缓冲液均质化后，放入离心机中离心分离，肌原纤维蛋白质六在上清液中，残渣便是肌基质蛋白质和碱溶性的蛋白质。最后，将残渣加入0.1mol/LNaOH溶液搅拌、离心分离，碱溶性的蛋白质留在溶液中，残渣便是肌基质蛋白质。以上过程全是由动画形式来交代，步骤之间的切换可通过按钮进行，其优点是使繁琐的实验步骤条理分明，学生容易形成清晰的实验思路；由于是由自己控制，在难理解的地方学生有足够的时间去理解；过去一些抽象的文字解说不再抽象。总之，在CAI的辅助下，可加深学生对实验基本原理的认识，激发学习的热情，在整个实验教学过程中起到了积极的辅助作用。

　　五、CAI辅助教学未来的发展方向

　　(一)网络快速化发展：随着我国计算机网络建设的发展，今后的水产食品学教学软件必须向着网络化的方向发展，不仅要支持局域网，而且要支持因特网。

　　(二)智能性增强：水产食品学的CAI起到辅助教学的作用，对其智能性要有更高的要求。

　　(三)变革的快速化：现在是按照通用程序的开发模式和环境下，结合水产食品学教学软件的特点进行开发，速度慢，效率低。应该发展专用的多媒体教学软件开发平台，让那些真正从事教学的老师能按照实际需求，自己搭建多媒体教学程序。

　　六、结束语

　　水产食品学CAI辅助教学的研究首先要明确其地位是“辅助”, 而不是“代替”, 不可盲目地、不加分析地用CAI辅助教学代替其它教学方法和手段。要坚持不可取性原则, 尽可能地避免或缩短形式上的追求过程。一切能够用实验去研究的教学问题就决不能脱离实验, 并通过微机解决其局部放大模拟或微观变化宏观展示。学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼, 在实验中对情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现。总之在开展水产食品学辅助教学的同时, 应坚持以实验为基础的教学原则。