CAI課件輔助教學(xué)的未來發(fā)展方向
計算機輔助教學(xué)(CAI)是一種利用計算機幫助教師傳遞教育信息，實現(xiàn)教學(xué)目標，完成教學(xué)任務(wù), 達到向?qū)W生傳授知識和培養(yǎng)技能目的的教學(xué)形態(tài)和教學(xué)方式,它已經(jīng)成為當今教育科學(xué)及教學(xué)手段的重要組成部分。傳統(tǒng)的知識講授過程基本都是用語言描述的,雖然也可能重現(xiàn)客觀世界,但很抽象,學(xué)生需要領(lǐng)會語言所表達的含義, 在腦海中努力拼湊, 去重復(fù)客觀存在,這個過程的難度相對是比較大的。而多媒體技術(shù)的交互作用, 形成了聲、光、形、色、動等直接對學(xué)生的視覺和聽覺器官共同作用的情景,將抽象變?yōu)樾蜗蟆⒋舭遄優(yōu)樯鷦印┈嵶優(yōu)楹啙? 能夠獲得最佳的教學(xué)效果,使學(xué)校的教育質(zhì)量和教學(xué)效率顯著提高。因此,加速了高校水產(chǎn)食品學(xué)與CAI的相結(jié)合，促進了CAI課件在這方面的開發(fā)與研究。
一、水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)特點分析及與CAI相結(jié)合的重要性
水產(chǎn)食品學(xué)是高校食品工程專業(yè)教學(xué)中最重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一, 具有較強實踐性和分析性。課程系統(tǒng)地介紹了水產(chǎn)品原料特性、加工原理與技術(shù)、質(zhì)量與安全以及水產(chǎn)品流通等知識，為學(xué)生今后從事食品加工尤其是水產(chǎn)食品加工相關(guān)行業(yè)的工作奠定堅實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，強調(diào)學(xué)生實際操作的能力培養(yǎng)，目標是培養(yǎng)應(yīng)用型人才。理論聯(lián)系實際，循序漸進強化實踐教學(xué)，強調(diào)實踐教學(xué)與教師科研、工廠生產(chǎn)實際、課外科技活動和科技創(chuàng)新的有機搭配與結(jié)合，達到培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、具有一定科研能力和實踐經(jīng)驗、具有較強創(chuàng)新意識和能力的食品高級專業(yè)人才的目標。實行“課堂CAI教學(xué)→基本技能訓(xùn)練→綜合技能訓(xùn)練→設(shè)計性實驗訓(xùn)練→生產(chǎn)實習(xí)→非定期工廠專門訓(xùn)練→畢業(yè)論文綜合訓(xùn)練與鞏固提高”的實踐教學(xué)模式，基本技能訓(xùn)練與課堂教學(xué)同步進行。學(xué)生只有將實驗與課堂理論相互聯(lián)系, 才能充分理解并掌握水產(chǎn)食品學(xué)的內(nèi)容、要點。計算機多媒體技術(shù)不僅可以用生動的媒體信息向?qū)W生講述每一節(jié)理論課，而且還可以逼真地模擬出每一個實驗的過程、結(jié)果，并在講授與實踐過程中清晰地描述應(yīng)當注意的要點、難點,充分展現(xiàn)出CAI課件與水產(chǎn)食品學(xué)相結(jié)合的良好教學(xué)效果[1-2]。由此可見，摒棄以往不良的教學(xué)模式，發(fā)展以多媒體CAI技術(shù)為支撐的教學(xué)系統(tǒng)，將是高校水產(chǎn)食品學(xué)的一個新的主要教學(xué)方向。
二、CAI應(yīng)用于水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)中的效果
（一）良好的交互性密切了教與學(xué)的關(guān)系。采用CAI教學(xué)軟件使得教師與學(xué)生的互動性增強, 他們的關(guān)系變得密切起來。許多學(xué)生都覺得多媒體CAI有趣、新穎，比起光聽老師講課，光看書本內(nèi)容要容易接受得多。原因何在呢? 原來，多媒體CAI以交互性為前提，通過圖、文、聲、像刺激學(xué)生的感官，引起學(xué)生對理論課和實驗課的興趣。教師與學(xué)生的聯(lián)系除了在課堂上以外, 還可以通過因特網(wǎng)進行交流, 學(xué)生可以十分容易地“找到”教師。學(xué)生與教師之間通過與計算機的積極而頻繁的信息交換, 使得授課過程始終與學(xué)生的反應(yīng)相聯(lián)系。同時,學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)效果來不斷地從CAI中獲取所需的教學(xué)內(nèi)容, 從而達到教學(xué)因人而異、因材施教的目的, 而在這個過程中教師的工作量并沒有明顯增加。
（二）使水產(chǎn)食品學(xué)更加直觀化、宏觀化。利用CAI的二、三維圖像技術(shù)就可以把所有的水產(chǎn)品的原料結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)路線和品質(zhì)特征活靈活現(xiàn)的在顯示屏上展現(xiàn)出來,把一個個抽象的生產(chǎn)路線形象化。例如在凱氏定氮法測水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)時，過去往往是給學(xué)生進行粗略線路的勾畫，如首先稱取樣品0.50-2.00g于500ml的凱氏燒瓶中，加入10g無水硫酸鉀，0.5g硫酸銅和20ml濃硫酸；其次以小火加熱，待泡沫消失后，加大火力，消化至透明無黑粒后，將凱氏瓶搖動一下，使周圍的黑粒溶于硫酸液中，繼續(xù)加熱消化30min左右；最后停止消化，冷卻等等。單憑課堂上這一條簡單的工藝路線很難讓學(xué)生理解和接受的。而在CAI課件上，我們可以把這些沒有趣味性的工藝路線色彩化、三維化、動作化。從而把這些步驟變得更加直觀化、立體化,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也加深了學(xué)生對生產(chǎn)路線的理解和記憶。
(三)縮短教學(xué)時間, 提高教學(xué)質(zhì)量[3-4]。傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)模式顯然是不再適用于新階段的教育發(fā)展形勢。多媒體CAI適用于形、光、聲、色等多種功能，在輔助學(xué)生學(xué)習(xí)和教師授課中起到了積極的作用。學(xué)生在CAI課件的輔助學(xué)習(xí)之下，學(xué)習(xí)興趣比以前大大提高，壓力也減少了。積極性提高，學(xué)生真正地掌握了水產(chǎn)食品學(xué)中的內(nèi)容、要點，增強了實驗動手能力。對于導(dǎo)師，CAI可以節(jié)約板書的時間, 使教師有更多的`時間來總結(jié)教學(xué)的重點和難點, 最終的結(jié)果是教學(xué)效果提高了, 教學(xué)質(zhì)量上去了, 起到事半功倍的效果。
三、CAI系統(tǒng)所采用的主要多媒體技術(shù)
（一）圖形處理技術(shù)。水產(chǎn)食品學(xué)CAI系統(tǒng)采用了大量的實驗器材、原料試劑、生產(chǎn)工藝路線等實驗用具的圖片、照片。要把這些材料用彩色掃描儀掃入計算機。而圖像的加工處理, 就要運用一系列的圖像處理軟件進行加工、處理，以獲取最理想的圖像質(zhì)量。同時，在要求節(jié)約計算機資源的前提下，我們應(yīng)把所加工處理好的圖像資料進行一些格式的變換，以節(jié)省計算機中有限的硬件資源。
（二）音頻處理技術(shù)。CAI多媒體技術(shù)中的音頻技術(shù)，是整個CAI系統(tǒng)中不可缺少的多媒體信息之一。它不僅以聲音傳播的方式向?qū)W生傳達信息，起到了普通的講述效果，而且還與系統(tǒng)中的圖像、動畫視頻緊密結(jié)合，充分配合每一個畫面，每一段視頻的演示講述，充分做到了視聽同步，有聲有色, 最主要的是加深了學(xué)生對畫面的印象。音頻聲效的處理,主要是通過聲卡來完成的。我們可以把系統(tǒng)中所需要的聲音創(chuàng)建成一個獨立的層，并按運行系統(tǒng)的計算機硬件資源情況選擇其是否掛接，這就可以在系統(tǒng)出現(xiàn)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容時，用聲音來表達在屏幕上出現(xiàn)的內(nèi)容。
（三）動畫視頻處理。水產(chǎn)食品學(xué)中的許多內(nèi)容中,從以往傳統(tǒng)的版書式教學(xué)模式來看,是很難向?qū)W生展示其立體方面的,尤其是對于那些復(fù)雜的水產(chǎn)品原料結(jié)構(gòu)特點來說,學(xué)生難以從直觀方面理解接受原料變化模型。在多媒體CAI的二維和三維動畫中,就可以很好把這些復(fù)雜的原料直觀的用三維效果表達出來,加深了學(xué)生的理解程度。在動畫技術(shù)的處理中，我們可以把這一些二維的圖像用作材料,通過一些非專業(yè)的三維轉(zhuǎn)化處理, 把二維的圖像轉(zhuǎn)化成為三維圖像。同時，我們也可以利用專業(yè)的三維制圖技術(shù)軟件, 對所需要的三維圖像進行編輯，使畫面生動起來。
總之，我們在制作多媒體CAI系統(tǒng)的時候，即要充分利用計算機多媒體技術(shù)有效地表達出水產(chǎn)食品學(xué)的內(nèi)容，又要以計算機系統(tǒng)資源為前提，在有效利用資源下，不多占資源。
四、水產(chǎn)食品學(xué)CAI教學(xué)課件設(shè)計制作實例[5-6]
在這里我們結(jié)合MDK (Multimedium Development Kit) 多媒體創(chuàng)作工具對“魚貝肉蛋白質(zhì)的分離與提純”實驗進行課件設(shè)計。其制作過程可分為以下三個步驟：
1、確定計算機軟硬件配置，主要是根據(jù)課堂教學(xué)的需要目標和CAI教學(xué)課件所要達到的功能而確定。
2、多媒體信息的錄入，多媒體信息包括復(fù)雜的圖形、圖像、動畫、聲音、視頻信息。它的主要來源有：使用工具軟件制作；使用錄音、錄像、掃描儀等設(shè)備進行錄入：購買商品庫。
3、CAI課件的制作，在完成以上錄制后就可以按照設(shè)計要求，在MDK多媒體創(chuàng)作工具的編輯環(huán)境下進行多媒體CAI課件的創(chuàng)作。該課件可以分為兩部分，前部分介紹基本原理，后半部介紹實驗的具體步驟，兩部分之間通過按鈕進行切換。
4、以圖、文、聲、像以及動畫的形式把魚貝肉蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性質(zhì), 以及在生物體內(nèi)的影響向?qū)W生展現(xiàn)，引起學(xué)生對魚貝肉蛋白質(zhì)的興趣。為分離提取具體內(nèi)容，首先以圖表的形式介紹魚貝肉蛋白質(zhì)提取和鑒定的操作程序, 這有助于學(xué)生操作時有清晰的思路。通過定義動作為Run Program 類按鈕調(diào)用在Turbo Pascalfor Windows 環(huán)境下編寫的程序并運行，在微機上可通過按鈕互相調(diào)控，在屏幕上觀察以下操作步驟：首先，清洗、采肉、精確稱量20克，用均質(zhì)機絞碎，加上磷酸緩沖液均質(zhì)，放在200ml容量瓶中，用蒸餾水沖洗均質(zhì)機2-3次，與魚漿混勻，定容至刻度，備用。其次，將上述均質(zhì)好的混合液再充分攪拌，放入離心機中離心分離，得到上清液和殘渣（其中上清液中包括肌漿蛋白質(zhì)和抽提物）。將上清液加入5%三氯醋酸，是機將蛋白質(zhì)沉淀，過濾，是機將蛋白質(zhì)顆小分子的抽提物分開；并對殘渣（肌原纖維蛋白質(zhì)和肌基質(zhì)蛋白質(zhì)）進行分離，將殘渣加入0.8mol/L的KCL或NaCL溶液和磷酸緩沖液均質(zhì)化后，放入離心機中離心分離，肌原纖維蛋白質(zhì)六在上清液中，殘渣便是肌基質(zhì)蛋白質(zhì)和堿溶性的蛋白質(zhì)。最后，將殘渣加入0.1mol/LNaOH溶液攪拌、離心分離，堿溶性的蛋白質(zhì)留在溶液中，殘渣便是肌基質(zhì)蛋白質(zhì)。以上過程全是由動畫形式來交代，步驟之間的切換可通過按鈕進行，其優(yōu)點是使繁瑣的實驗步驟條理分明，學(xué)生容易形成清晰的實驗思路；由于是由自己控制，在難理解的地方學(xué)生有足夠的時間去理解；過去一些抽象的文字解說不再抽象。總之，在CAI的輔助下，可加深學(xué)生對實驗基本原理的認識，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，在整個實驗教學(xué)過程中起到了積極的輔助作用。
五、CAI輔助教學(xué)未來的發(fā)展方向
(一)網(wǎng)絡(luò)快速化發(fā)展：隨著我國計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，今后的水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)軟件必須向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，不僅要支持局域網(wǎng)，而且要支持因特網(wǎng)。
(二)智能性增強：水產(chǎn)食品學(xué)的CAI起到輔助教學(xué)的作用，對其智能性要有更高的要求。
(三)變革的快速化：現(xiàn)在是按照通用程序的開發(fā)模式和環(huán)境下，結(jié)合水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)軟件的特點進行開發(fā)，速度慢，效率低。應(yīng)該發(fā)展專用的多媒體教學(xué)軟件開發(fā)平臺，讓那些真正從事教學(xué)的老師能按照實際需求，自己搭建多媒體教學(xué)程序。
六、結(jié)束語
水產(chǎn)食品學(xué)CAI輔助教學(xué)的研究首先要明確其地位是“輔助”, 而不是“代替”, 不可盲目地、不加分析地用CAI輔助教學(xué)代替其它教學(xué)方法和手段。要堅持不可取性原則, 盡可能地避免或縮短形式上的追求過程。一切能夠用實驗去研究的教學(xué)問題就決不能脫離實驗, 并通過微機解決其局部放大模擬或微觀變化宏觀展示。學(xué)生在實驗中所經(jīng)受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛煉, 在實驗中對情緒、意志、毅力等品質(zhì)的形成只能通過實驗來實現(xiàn)。總之在開展水產(chǎn)食品學(xué)輔助教學(xué)的同時, 應(yīng)堅持以實驗為基礎(chǔ)的教學(xué)原則。
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