多媒体辅助教学及CAI课件制作与使用
第一部分：多媒体辅助教学
学校计算机教育应用的发展历史经历了两次转折：
回顾我国学校计算机教育应用的发展历史,主要经历了两次重要转折。第一次是从程序设计教学转向计算机辅助教学。
第二次转折是从课件思想向积件思想的转折。
一、为什么要进行计算机辅助教学
不可否认，传统的课堂教学具有丰富的遗产和宝贵的教学经验，在这种教学方式下，教师能用三言两语把某个复杂的问题讲得清楚透彻，并带有强烈的感情色彩和逻辑关系，它是任何现代技术所不能代替的，其简便易行又是不可企及的，传统教学中的讲授，演示、练习等教学方法至今仍具有强大的生命力，但传统教学的局限性和不足亦十分突出，传统教学的局限来自教师——课本传递结构的限制。 此外，传统课堂教学进行个别化教学的能力极差。 传统课堂教学的主要缺陷是信息功能弱，
因为计算机就是用于存储、处理和传递信息的工具。它能高质量、高效率、高智能地处理声音、语音、图形、图像、动画、视频，也就是说计算机已经能对信息进行处理。即计算机进入多媒体时代。计算机网络技术的发展，实现了资源的共享。正是计算机对信息的处理功能，使得计算机很快地进入教育领域。
二、如何才能搞好计算机辅助教学
要搞好计算机辅助教学，就要逐步解决这三个方面的问题：
1、软件问题
目前，我国教育软件的种类还不够多，教学实用性比较差。在这种背景下，有些学校为了上“计算机辅助教学课”要由老师自己开发软件。我认为这种倾向未必可取。教师最重要的任务不在于开发软件，而是如何应用软件。
实际上，近一两年来，国内出现了一批有教学应用价值的软件。由于各种原因，许多老师对这些软件还不大了解，或是对如何应用这些软件还比较迷茫。如果让老师接触到这些软件并进行有组织的探讨，那么在部分学科中实现计算机辅助教学的突破是非常有希望的。
2、教师培训问题
回顾我国计算机辅助教育发展的历史，主要矛盾有三次转移：
在刚开始时，主要矛盾在于硬件缺乏，没有足够的硬件供教师的教学活动使用。当硬件问题得到缓解后，主要矛盾转变为缺乏能够在教学中应用的软件。现在，已经出现了一些优秀的教学软件，但也同样难以在学校中推广使用，其原因是各学科教师使用计算机的意识还比较薄弱，计算机应用水平也比较低，从而很难在自己的教学中使用这些软件。
可以说，提高各学科教师的计算机意识和应用水平已经成为当前最为紧迫的问题。这里所说的教师培训不仅是指计算机操作技能培训，也不是指要培训教师开发软件，而是要立足于在掌握现代教育和教育技术理论基础之上的应用。
因此，师资培训工作应该包括三方面：
第一方面主要解决教师计算机知识、技能与态度，操作计算机的问题，使教师能够熟练地使用计算机，真正把计算机当作自己备课、授课、组织学生活动的工具；
第二方面主要是加强教师的学科修养，掌握学科最新进展与教育理论，教育技术和教育心理的理论与实践，并且帮助老师更进一步地把握学科教育的目的和本质；
第三方面主要解决如何用现代教育手段更好地达到教学目的的理论问题。所谓“现代化教学”与其说是把现代化的手段引入教学，还不如说是以现代化教学的思想来指导教学。同样，计算机进入教学本身并不能直接推动教学改革(这从我国开展计算机教育的现状中可以得到验证)，真正推动教学改革的是教师的教育观念，而计算机只不过是引起教师观念变化的催化剂。实践也表明：如果教师不转变教育观念的话，计算机在教学中的作用将是极为有限的。
因此，不管是在教学改革还是在计算机辅助教学中，培养教师的现代教学观念才是最重要的。要搞好计算机辅助教学，就要把师资培训工作作为重中之重来抓。
3、计算机技术与学科课程有机结合的问题——课程整合
当教师掌握了技术后，教师的能力就会被大大扩展了。例如：教师可以通过网络与学生进行交流，从校园网资料库中快速查找所需的内容；通过让学生在计算机上自主地操作，可以组织学生的探索和学习活动；通过学生成绩跟踪系统，可以持续地跟踪学生的学习状况等。这在客观上为计算机辅助教学提供了广阔的活动空间。 所谓技术与课程有机结合，就是要把各种技术手段完美、恰当地融合到课程中，就像在教学中使用黑板和粉笔一样自然、流畅。要达到这个目标，教师不仅要熟练掌握技术手段，更重要是要深刻了解教育的本质，了解本学科教学的根本目的，了解教学中的重点、难点所在，了解传统教学的优点和局限性，结合技术所提供的能力更好地进行教学活动。
计算机辅助教学是一个长期而艰巨的任务。然而，随着计算机辅助教学实验的深入进行，必将大大提高教学效率，必将改变传统的教学模式，进而大大推动中小学教育改革的进程。
4、学科教师对计算机辅助教学的态度有一些共同点。 (1)只在做课时用
在评价一个教师的讲课水平时，很重要的一点是看他使用先进教学设备和现代化教学工具的能力。所以在评优课或公开课的时候，教师们一般不会忘记使用计算机，哪怕是在整个课程中只用计算机来看两三道习题也好。我觉得没有必要，相反因为使用计算机的没有目的性，还要影响自己的教学。 (2)临时请计算机教师编写课件
有一个计算机教师说，学校有位数学教师做课，写完讲义和教案后请他编写软件。结果他花了几天时间给这位教师编完软件，使这位教师在上课时获得成功，计算机软件助了他一臂之力。可是后来又有一位数学教师做课，讲解同样的内容，可是给第一位数学教师编写的软件对第二位教师并不适用，每个人的教育教学方式不一样，只能另起炉灶，重新开始，结果又花了几天时间。那么这两次编写的软件，尽管花了大量的时间和精力，也只能当作“一次性”物品来使用了。很没必要，得不偿失。
5、计算机辅助教学对学科教师的要求
1、对教师的培训
有效而又持续的教师培训计划是实现计算机辅助教学深入课堂的核心。每一位教师都应该具备操作计算机和在学生中推广新的学习策略的能力。
2、给教师的任务
既然计算机在学科教学中当作一种教具，它的重要作用之一就是要将知识更加透彻深刻传授给学生。
目前这方面成功的例子也不少。比如有的老师利用计算机编程来模拟物理课中很难用其他教具向学生讲明白的“布朗运动”环节，生动形象；有的教师用计算机模拟物理中物体的平抛运动，使学生认识更加深刻；有的教师用“几何画板”平台制作简单软件，向学生演示几何教学中不能穷举的“任意三角形”；还有利用“几何画板”演示弹簧振子的简谐振动等。由这些例子可以看出，计算机的模拟能使教师讲解复杂难懂问题的教学变得轻松简单，学生也能在实践而不是“想象”中进行学习了。
6、计算机辅助教学对计算机教师的要求 （1）教会学生使用计算机
学生的任务只要学会使用计算机，会将计算机作为一个工具运用于学科学习、以及对知识和信息进行索取，而不是学会计算机的全部知识。
比如教会学生利用计算机查找资料，这对学生至关重要。这里有一个相对比的例子，有一位语文老师给学生留下科学节的竞赛作文“小麦的风格”，学生在这方面的知识很贫乏，有的甚至不知小麦长什么样，更不知它何时播种何时收获，所以根本谈不上能写它的何种风格，于是大家把全班仅有的一本“大百科全书”当成了宝，但是此书上仅对小麦有两三百个字的简要介绍，根本无法满足学生的需求。而相反有一个例子就是语文老师留下作文“我喜欢的一种小动物”，当然同学们就写熟悉的诸如猫狗之类，难免落入俗套。而有一个学生就写的是一种热带鼠，活灵活现，妙趣横生，比较之下他的作文内容就丰富得多。原因就是他曾在网上仔细观察过这种热带鼠，为他提供了很好的作文素材。这就很好地体现了计算机是帮助学生开阔视野，增加知识的好帮手。真正是“秀才不出门，能知天下事”。 （2）引导学生运用计算机 计算机学科教学的指导思想是：教学活动应该以真实的、具有挑战性的任务为核心，并鼓励学生的探索与协作。据资料介绍有一位历史老师在教历史的过程中，不是像我们的历史老师，一篇一篇告诉学生发生什么事情有什么意义，而是一开始就留一篇论文“第二次世界大战对我国经济有什么影响”，由学生自己找资料，自己找出答案。于是学生在写论文的过程中，必须要得到有关二次大战的前因后果，以及相互联系的许多事情，还要把它们进行横向纵向分析比较，于是可以在图书馆或网上图书馆查得有关资料，还要与网上朋友进行请教交谈辩论等，很多东西很多观点都是越辩越明白，于是一篇很有见地的论文就由学生之手出来了，而且通过写论文的过程，学生自觉地就将历史事件和历史知识融会贯通，远比老师让他记住哪个年代发生了哪件事效果强得多。因为学生变被动学知识为主动吸取知识。
7、计算机辅助教学对学校的要求 （1）硬件方面
学校的所有学习领域都应该为学生提供利用信息技术的机会。比如电脑应该出现在教室、图书馆和其他专用教室等地方，这将更加有利于学生在课程之外利用计算机进行信息技术的学习。 （2）软件方面 就目前情况看来，学校里的科任老师确实时间很紧，而要去尝试新的教学方法，意味着将花更多的时间和精力。 第一个是教师的热情，属于主观因素，第二个则是客观因素我们必须给教师提供方便，这包括学习的方便与使用的方便。
要为教师开发收集一些工具软件 目前有很多工具型软件，这些软件适合某个学科或某一阶段课程使用的软件开发平台，由教师根据备课的需要，自己按教学中的实际需要，用这些平台编一段软件来配合自己的教学。现在有一个用于几何教学的平台，还有用于音乐、美术教学的几个平台。只要教师能基本掌握使用计算机的能力，稍加培训就能够自如地运用它们来按自己的意愿制作小软件，紧密配合自己的教学过程，实现计算机辅助教学。
有一个“几何画板”的软件平台，它适合用于平面几何、立体几何、解析几何、射影几何等教学中使用，同时也能用于代数中函数（图像）的教学，也能用于物理教学中的力学、几何光学等与数学模型、几何图像结合密切的部分课程。
三、教师掌握课堂计算机辅助教学的三级标准：
一级水平：（一般教师）掌握Windows、word、Powerpoint、Internet Explorer、使用一般教学软件的入门知识; 二级水平：（学校骨干教师）掌握Authorware、多媒体教学资料的输入和简单加工技术、本专业的核心软件; 三级水平：（市县专职教师）掌握 VB、数据库、图形动画类软件以及更深入的编程能力.第二部分：CAI课件制作与使用
一、CAI是目的还是手段
中小学计算机辅助教学到底是教学手段还是目的？虽然每个人都会认为它是一种手段而不是一种目的。而教学手段应该为教学目的服务，不牢记这一点，就无法摆正计算机辅助教学在中小学课堂教学中的位置。
有一些老师用几十小时甚至一个月准备一节多媒体公开课的课件，对这一节课来说，可能是十分成功的。但是这段准备时间的工作，多数都会受到消极影响，这实际上是混淆了自己的工作范围,是教学还是编制软件。
二、CAI应注意的问题
1、要明白教师在课堂教学中应发挥主导作用，计算机教学只能发挥其辅助作用，不能成为课堂教学的主宰。
2、选用的辅助媒体必须是解决问题的最优势媒体，课堂教学能够很好处理的就没有必要非得使用媒体。同时，选用的辅助媒体又要具有推广性，尽量简化使用条件，使最多人使用。
3、在理科教学中，决不能使用计算机代替实验。
许多尝试计算机辅助教学的教师都会面临这样一个同样的问题：从市场购买教学软件不但会造成经济上的负担，而且总有不尽如人意的地方无法完全满足我们的需要；自己编制课件又会消耗大量的时间精力，以至于影响自己的工作、生活，处于一种两难的境地。的确，这个问题一直困扰着我们。这实际上是目前没有真正地利用好网上资源或有一些资源没有共享造成的。我个人认为，应该强化使用，弱化编制，以有选择的使用为主。实际上，并不是每堂课都需要一个完整的独立课件，也并不是每堂课都要从头到尾使用多媒体。有时候，一堂课穿插几幅图片，一段动画就能很好地解决问题。比如：高一语文的《灯》这一课，在处理上只是截取几张有关灯的图片（BMP文件）和一段朗诵（WAV文件）就取得了理想的效果。
三、CAI课件经历了两个过程
1、第一代教学软件——课件
课件是用于学校课堂计算机辅助教学的软件。 （1）课件的特点
课件(Courseware)是在一定的学习理论指导下,根据教学目标设计的、反映某种教学策略和教学内容的计算机软件。课件的基本模式有练习型、指导型、咨询型、模拟型、游戏型、问题求解型、发现学习型等。无论哪种类型的课件,都是教学内容与教学处理策略两大类信息的有机结合。具体讲,课件包括:①向学习者提示的各种教学信息;②用于对学习过程进行诊断、评价、处方和学习引导的各种信息和信息处理;③为了提高学习积极性,制造学习动机,用于强化学习刺激的学习评价信息;④用于更新学习数据、实现学习过程控制的教学策略和学习过程的控制方法。
课件的开发过程,就是课件的设计者把自己对于教学的想法,包括教学目的、内容、实现教学活动的教学策略、教学的顺序、控制方法等,用计算机程序进行描述,并输入计算机,经过调试成为可以运行的程序。
课件的设计与制作涉及到多种学科的知识和技能,一般由课程专家、教学设计人员、有经验的学科教师、教育科研人员、美术人员、软件设计人员,有时还需要音乐工作者、摄录像人员等共同参加,组成课件开发小组。 从课件的指导思想和制作过程可以看到,由于课件是编制者按某一思路设计制成的、前后连贯的、有系统性的软件,是按特定的教学策略教学某一学科知识,因而具有以下特点: ①课件与教学目标、教学策略、学习理论密切相关,是编制者教育思想与教学方法的具体体现。 ②课件成品后不可修改,不能由师生重组改造,以适应自己的教学实际。 ③适用于事先确定的、特定的教学目标与具体的教学情境。
④有的课件完全与教科书配套,紧扣教学大纲,紧扣某版本中小学教材,按教科书章节安排课件内容。 ⑤具有整体性、固定性、特定性和封闭性。
优秀的课件能按某种学习理论和教学策略达到教学目的,在教师和学生的教学活动中起到一定的作用。但课件自身的基本特性,决定了其在教学活动中的使用范围很窄,有很大的局限性。 （2）课件的局限性
无论多么优秀的课件开发专家根据科学的学习理论和丰富的教学经验设计开发的课件,也只能适用于某一特定的教学情境,无法适应千变万化的教学情况。众所周知,教学有法,教无定法。就我国学校教学的实际情况看,由于地区、学校、社会环境、师资素质与个性、学生对象等因素各不相同,因而同一课件很难被不同教师应用于各自不同的教学情境中。
即使是参与课件开发的教师本人,随着时过境迁,面对不同的教学对象,也需要调整课件以适应新的情况。 有时,教师看中了课件的某个片断,如介绍某段知识的动画、插图、史料,但因为课件是不可重组的整体,必须从头到尾运行,结果是得不偿失,这是教师所不能接受的。
显然,这是课件编制者与教师在角色上的"错位"。即课件设计者取代了教师的地位,教师变成了计算机软件的"用户"。
2、第二代教学软件——积件
积件(Integrableware)是由教师和学生根据教学需要,自己组合运用的教学信息和教学处理策略库与工作平台。积件是从课件的经验中发展出来的、现代教材建设的重要观念转变,是继课件之后的新一代教学软件。 积件本身不带有任何企图包办教师教学的思维或理论,更注重用教学理论培训教师。积件库和积件组合平台供教师任意选用,为教育的主体服务,因而受到教师的欢迎。CAI的实质是辅助工具,而不是代替教师。科技与教育,教育为主。
四、CAI课件的制作
我们不能用传统的眼光和角度来观照和评价计算机课件设计，要有全新的眼光，全新的角度。这个新的评价标准就是：这个课件是否真正体现了计算机这一先进的教学工具的优越性，是否有助于减轻学生和教师的负担，提高教学的效率和效益。当今流行的课件制作中存在着三大失误。 第一大失误，是课件制作缺乏通用性方面的考虑。
通用性是考察课件效率和效益的最重要的标准。许多人制作课件，出发点不是为整体的教学服务，只是为了偶然上公开课的需要。课要好看，要充分显示出“运用了最先进的教学手段”----这就是许多人运用计算机上公开课的心态，为此花很多的时间（可能是半个学期，也可能是一个学期）来制作课件。因为这个课件从一开始就是为了某一节特定的课例而设计的， 从一开始就决定了它不可能用在别的课上， 不仅不能用在别的老师的课上，许多个例说明，甚至就连课件的设计者本人将来也不会再用这一课件来上课。
这样作出来的课，大部分都是很好看的。这种课我们最常听到的评语是：课件花了很多时间和精力，课堂气氛很好，信息量很大，效果比传统教学方式好，等等。“花了很多时间和精力”，这能说是好处吗？假如这些时间精力花得不值得呢？“课堂气氛很好”，学生不是天天在多媒体课室上课，一年才上这么一次两次，感觉新鲜，又加上是公开课，有那么多的老师来听课，注意力能不集中吗？课堂气氛能不好吗？“信息量大”，“效果好”，大多数的多媒体公开课课例，信息量是大的，这是事实；这个课是花了几十甚至上百个小时的艰辛劳动弄出来的，效果当然会显得好一点。但这就等于效率和效益高了吗？平时用三个小时备的课，现在因为要用多媒体，花了六十个小时去准备，也就是说多投入了二十倍的时间和精力，而那节课能好二十倍吗？一个人能有多大的精力？ 整一个学期都在为一节课翻肠倒胃， 其它的课肯定打折扣。这对学生、对学校都不是好事。 如果一个课件通用性很强，不仅制作它的老师用，全校都能用，全市都能用，全国都能用，这样的课件，别说花六十个小时，就是六百个小时、六千个小时也是值得的。 第二大失误，是课件制作中简单地以计算机代替一切。
计算机是功能十分强大的工具，传统的教学手段似乎都可以由它来代替。于是有人觉得有了计算机黑板粉笔也可以不要了，投影仪也可以不要了，幻灯机录音机录象机也都可以不要了。
计算机确实拥有传统教学工具的一切功能。但有必要让计算机来代替一切吗？录象机放录象很方便，干吗非要把录象资料转到计算机中去呢？计算机转存影视文件要花很多时间，考虑到效率和效益，这时间花的不值得。也有不少人喜欢把图片转存到计算机中去。多媒体室有实物投影仪的话，这样的转存也是在浪费时间。 第三大失误，是课件制作不能体现计算机的优势。
计算机课件的优势在于超文本功能、人机互动功能和网络功能。目前许多已制作出来的课件，都不能体现这三大功能，都只不过是把图片、影视或文本简单地转换为计算机演示罢了。与其花那么多时间、那么大的精力去把它们制作成计算机课件，还不如直接使用投影录象来得方便省事。 比如99年省教育学院组织的计算机辅助教学课程整合课中有一节《故宫博物院》，用计算机来演示故宫的建筑构造，跟一般的录象有所不同，调用者能够通过操纵鼠标或键盘随意进出故宫各处，并且可以即时调出解释说明或相关背景资料或有关诗词歌赋趣闻逸事等等，起码这样，才能是计算机的《故宫博物院》。总之，计算机课件必须至少体现上述三大功能的其中之一，如果不能做到这一点，还是不要用计算机的好。计算机要么不用，要用就得用在点子上。
计算机辅助教学，大家都是摸索着干，要尽量避免走入误区。光制作出好看的课件，是没有任何意义的。要讲求实际，要真正地体现出计算机的优越性，那就得使计算机的使用真正达到提高教学的效率和效益的目标。 不见得一说多媒体教学，就得大家都去制作课件。最好大家都不必忙着去制作课件，先多考虑怎样把别人已做出来的课件用好。实在没有现成的适用的课件，那才自己做，但一定要考虑花那力气值得不值得。
五、如何制作优质实用的计算机辅助课堂教学软件呢? 在实践中体会到：
首先，应对CAI软件的作用有一个清楚的了解和认识
我们知道，在传统的教学模式中，教师通常使用文字、语言、动作等表达方式把知识传授给学生，有时为了教学的直观，教师会借助于实物、模型、挂图和实验等教学辅助工具来演示和阐述所讲内容。当然这些教具是必不可少的，但有其局限性：例如，有些被描述的对象太抽象(如立体几何)，有些被描述的对象太大(如天体运动)或太小(如分子的热运动)，无法用实物来展示；有些运动过程发展变化非常迅速(如波动、碰撞过程)，有些过程进行得非常缓慢(如生物生长)，用模型、挂图则不能准确反映，甚至根本不能正确说明。这些内容虽然用录像或电影手段也能够反映出来，但因这些方法的交互能力差，教师不能任意地调用。而CAI课件则恰恰弥补了这些教具的不足。其一，由于它的交互性，使教师演示时机动灵活，迅速方便，轻松省时，从而使课堂容量增大，课堂效率提高；其二，由于它图、文、声并茂，使传统教学中无法或难以表达的内容，形象直观地展现在学生的面前，使学生学习的注意力更加集中，对现象、过程的认识和理解更加深刻，记忆更加牢固，从而获得了更好的教学效果。
第二，应着力把握好CAI课件的选材。
CAI课件为课堂教学提供了一个先进的、多功能的表达方式，那么软件制作者应怎样选择题材呢?其实在中小学阶段的绝大部分学科中，都有题材可选。例如，生物学科中动物体内血液的循环，植物的光合作用、根的吸水现象；地理学科中地球板块的运动、地球的自转与公转、大气的运动；物理学科中的振动、波动和核反应过程；化学学科中离子的运动和反应过程等，都可作为CAI课件选材的对象。但是，并不是所有学科的所有内容，都适合作成CAI课件搬上课堂。例如，将大量的板书和推导过程写入课件，在课堂上显示，则学生印象不深，不易吸收，倒不如教师在黑板上一边讲解一边书写推导过程的效果好；另有些现成的实验，例如物理学科中物体平抛与竖直下落的等时性实验，化学学科中溶液酸碱性判断的实验等，如果改用课件放动画来展示，则会缺乏真实感，弄巧成拙，不如用实物进行演示更具说服力，更能使学生信服。因此，应该选择那些其它教学手段难以或不能表达的内容来作为制作CAI课件的题材。 第三，应明确CAI课件制作的要求。
许多CAI课件制作的风格各异，但大部分都有一个共同特点，就是以辅导学生为目的。软件中包含了整个教学过程中知识的讲解、描述、练习，学生可以独立地使用这些软件进行学习，无需教师的参与，软件运行时，画面上展示的文字、图形、动画等尺寸较小，仅适合学生个人学习或小范围演示，我们称之为计算机导学软件。而我们所讨论的课件，是用于课堂辅助教学的软件，是为课堂教学服务的，它的表达形式与导学软件是很不同的，应该满足下列要求：
1.由于课件用于课常，因此其画面上的文字、图形和动画等内容的尺寸都应尽量大些，当画面投影到大屏幕上时，要让整个班的学生均看得清楚。
2.课件中存储的内容要精练，画面要简洁，而大量的讲解和推导应让教师去完成。
3.虽然多媒体软件的表达能力十分强大，引入课堂后，弥补了传统教学的不足，但作为课件，它仍然是一种辅助教学手段，课件不应该包括整个教学过程的讲解、描述，不能取代教师的作用。我们认为，应该根据教材的内容，充分利用多媒体软件的交互功能，将课件设计成一些既相对独立，又相互联系的模块，让教师均能按自己组织教材的需要，灵活地调用各个模块里的内容，设计自己的教学过程，表现自己的教学风格，而不受课件的限制和左右。总之，在计算机辅助课堂教学中，仍然需要充分发挥教师在课常上的主导作用。
4.在制作过程中，应广泛征求学科教师的意见，集思广益，最后以有丰富教学经验的教师的建议为依归，以保证课件的科学性。
5.软件制作者应尽量熟悉课堂教学的规律和过程，努力研究课堂教学的艺术，能用教师的眼光来看问题，能综合学科教师的建议，能从课堂教学的角度设计课件的表达方式，以保证课件的实用性。
一个有生命力的CAI课件应该具备充分利用计算机多媒体表达其它教育方法难以或无法表达的教学内容，做到信息量大、调用灵活、内容科学、画面简洁并适合辅助课堂教学，保证教师在课堂教学中，能充分发挥自己的主导作用，而不受软件的左右和约束的特点。
六、CAI课件的编制原则
根据课堂教学的特点，我们认为编制CAI课件要遵循五条原则：教学性原则﹑控制性原则﹑简约性原则﹑科学性原则和艺术性原则。 1．教学性原则
CAI的目的是优化课堂教学结构，提高课堂教学效率，既要有利于教师的教，又有利于学生的学。所以我们首先关心的是利用某个课件进行教学是否有必要性，即课件的教学价值。课件的教学性主要表现在课件的教学目标，内容的选择及组织表现策略，可以从以下几个方面理解教学性的含义。
(1).教学目标：明确课件要解决什么问题，达到什么目的。根据教学设计不同，目标可多可少。例如关于“机械振动和机械波”的课件，教学目标可设置为：“展示机械波的产生和形成过程，使学生理解机械波的概念，波长﹑波速和频率的概念及其关系”。也可以设置为“使学生理解波的传播方向与质点振动方向的关系，会根据已知的一个方向判断另一个方向”，或“理解波的独立传播性和相干性，会判断振动加强点和减弱点”。 (2).课件内容：内容的选取要考虑两个因素，其一选取那些没有演示实验或不容易做演示实验，传统上一直采用讲述教学，因此教学结构单一的教学内容。其目的是优化教学结构，使学生能够愉快﹑主动地学习。其二选取那些在课堂上用常规手段不能很好解决的问题，也就是解决教学难点问题。其目的是顺利实现新知识的顺应，更新或重建学生的物理认知结构。在目前的CAI实践中，有人认为课件的内容就要选择难点和重点，这一认识比较片面。 (3).组织表现形式：在内容的组织上要发挥计算机的特有优势，符合学生的认知规律。CAI在物理课堂上的优势是动态模拟，以创设物理情景，激发学生的兴趣，扩大学生的感知量，使学生形成鲜明的表象，帮助学生掌握概念和规律。对于模拟，既要有连续的演示，又要有分步骤的演示。只有连续的演示不利于教师的讲解，只有分步演示则不利于学生形成完整表象。如果一个课件缺乏创意，仅仅是板书搬家，习题搬家，那么其教学价值就很低。 2．控制性原则
课堂的教学时间是有限的，不能使教师和学生把宝贵的时间浪费在课件的调试和控制上，也不能把课件变成电影片，只能一放到底。因此课件的操作要简便﹑灵活﹑可靠，便于教师和学生控制，使师生经过简单的训练就可以灵活使用，具体说有以下几点。
(1).课件安装要方便，可以自由拷贝到硬盘上。有些课件只能软盘运行或光盘运行，需要较长的等待时间，有的长达数分钟，师生焦急等待，使课堂失控。还有的课件附有复杂的安装说明，使人望而生畏。
(2).良好的操作界面。在课件的操作界面上设置寓意明确的按钮和图标，最好支持鼠标，尽量避免复杂的键盘操作，避免层次太多的交互菜单。为便于教学，要设置好各部分内容之间的转移控制，可以方便地前翻﹑后翻﹑跳跃。
(3).交互应答。对于以学生课堂自学为主的课件，要对学生的输入做即时应答，并允许学生自由选择训练次数，训练难度；对于演示型课件，可以现场输入数据改变演示进程。
(4).误操作处理。如果教师执行了误操作，可以方便退出，或重新切入，避免死机现象，提高课件的可靠性。 3．简约性原则
课件的展示是通过计算机屏幕﹑大屏幕电视或大屏幕投影实现的，学生接受信息的主要渠道是视觉刺激，因此投影的画面应符合学生的视觉心理。画面的布局要突出重点，避免或减少引起学生注意的无益信息干扰。注意动物与静物的色彩对比，前景与背景的色彩对比，线条的粗细，字符的大小，以保证全班的学生都能充分感知对象。内容的切入和退出最好采用淡入和淡出，避免花俏的动作。我们可以把以上特点概括为简约性，具体有以下几点：
(1).画面布局突出对象,同一画面对象不易多，运动的对象一般不要超过两个，对象的图形要简约化，避免单纯的“求真实”倾向。
(2).同一画面色彩数量不易多，以不超过四种为益。避免对表现内容无益的花边﹑彩框。 (3).减少文字数量，过多的文字阅读不但容易使人疲劳，而且干扰学生对物理过程的感知。
(4).不必制作华丽的片头（相当电影的序幕），内容的跳入转出采用淡入淡出，避免多余动作（如文字一个一个地蹦到屏幕上，对象转几圈在定位等）
(5).尽量少用音响，除非必要的物理现象的拟音，现象的描述和规律的陈述不要以声音信号的形式出现。 4．科学性原则
科学性无疑是课件评价的重要指标之一，但是否应对于有科学性问题的课件“一票否决”，要对科学性问题做具体分析。科学性的基本要求是不出现知识性的错误，模拟符合物理原理。如果片面强调科学性，就会束缚人的手脚，不利于广大教师走进课件编制者的行列。所以在科学性的评判上宜粗不宜细。具体考虑以下几点： (1).物理模拟原理要正确，要反映主要的机制，细节可以淡化。例如动态模拟日食和月食的演示,能显示本影区和半影区,日﹑地﹑月三者位置关系的变化既可。而不必顾及地球饶日公转一周，月球要饶地球转12周，以及轨道共面性差异等细节。否则画面极不简约,干扰主题。
(2).要尊重物理事实，允许必要夸张。例如弹性碰撞的演示，碰撞小球经过形变和恢复形变的过程，为使学生充分感知形变过程，要对形变程度进行夸张处理，使形变量足够大。
(3).显示的文字﹑符号﹑公式﹑图表及概念﹑规律的表述力求准确无误。语言配音也要准确。但个别的字符错误不宜责为科学性错误。 5．艺术性原则
如果一个课件的展示不但取得良好的教学效果，而且使人赏心悦目，使人获得美的享受，则说课件具有较高的艺术性。这样的课件是好的内容与美的形式的统一，美的形式能激发学生的兴趣，更好地表现内容。但考虑到目前的课件编制水平普遍不高，这一项的要求不宜高。其表现有： (1).展示的对象结构对称，色彩柔和，搭配合理，有审美性。 (2).在不违反简约性原则下,使对象更加逼真，如采用3D效果。 (3).对象的连续运动流畅，无拖沓﹑跳跃的感觉。 (4).必要的配音音色优美。
七、CAI课件开发平台的选择方案
目前CAI课件开发平台可谓是琳琅满目，所以对多媒体开发平台的选择就显得尤为重要。恰当的选择不仅使开发CAI课件事半功倍，更可激发教师使用CAI的热情；反之则会降低开发效率，阻碍教师采用CAI手段优化课堂结构。下面就此问题提出我的一些看法和建议。
（一）开发平台的选择原则 1.高效原则 多媒体开发工具，具有所见即所得、媒体集成度高、各种特殊效果丰富且实现容易的特点，开发课件或进行多媒体备课自然有传统“语言”系统无可比拟的效率优势。 2.易用原则
同一种知识有1000个教师，就有1000种教学方式，开发平台的操作应简单易用，必须能使一个完全不懂程序设计甚至完全不懂计算机操作的教师在很短的时间内掌握使用方法，才能真正使教师接受、运用它们。 3.开放原则
教学中的素材千变万化，开发平台必须兼容绝大多数的媒体格式，支持各种输入设备，能够采用或提供各种素材。尽量做到一切素材都能用，开发出的课件能适用于任何计算机。 4.价廉原则
这是任何领域的共同要求。前提当然必须“质优”。决定选择不同平台的因素 （1）课件类型
中小学各学科中存在大量的动画演示，还有的以交互练习为主，课件的类型影响开发平台的选用。 （2）教师水平
普通学科教师由于计算机操作水平和时间限制，一般采用诸如PowerPoint等开发平台；而计算机教师就应掌握一些功能较强的开发工具。
（二）多媒体开发平台简介 1.Macromedia的Authorware 这是一个基于流程图的多媒体创作工具，特点是功能强大，配以丰富的函数实现灵活多变的媒体编排和系统导航，操作容易，是最好的多媒体系统集成工具。 2.Macromedia的Director 号称“大导演”的Director是二维动画的标准，通过“分镜表”的使用使之具有强大的二维动画制作功能，对动画的编排细化到帧。 转场效果丰富，媒体兼容度高，辅以Lingo语言轻松实现各种导航、特技效果。自带画板功能强大，6.0版以上还能使用Photoshop丰富的滤镜，更使其视觉开发傲视群雄。 3.方正奥思、洪图、银河、摩天等国产多媒体创作工具
这几种国货优点是贴近中国用户习惯，操作简便，各有一些令人称道的功能，得存在一些缺点，如：兼容度低、支持的媒体格式少，、生成的产品稳定性不太好等。 4.微软Office套件中的PowerPoint 操作极其简便，配套模板、素材丰富的“电子幻灯片”制作是PowerPoint的最大特色。系统提供的模板和各种体贴的提示能使你在几分钟就能开发出一个生动美观的多媒体讲义，适合初级用户制作一些“讲义式”、“幻灯片式”的课件。缺点是缺乏各种特殊效果，动画制作能力太差。
（三）多媒体开发平台选择方案
基于上述介绍，我们可从课件类型、教师水平、资金状况等三个因素选择不同方案。 方案一：方正奥思搭配PowerPoint 计算机教师使用方正奥思，一般教师使用PowerPoint，适合教师计算机水平不高、课件要求不高。如课件只需分步呈现知识点或单纯展示图片、表格、声音等素材，那么PowerPoint绰绰有余；如果需要较复杂的跳转和一些特效，就可以让计算机教师利用方正奥思完成。这样搭配使用可满足大多数学校的需求，当然复杂一些的动画或交互性强的课件就不尽人意了。 方案二：Director搭配PowerPoint Director强大的二维动画制作功能，加上能实现绝大多数需要的跳转控制、交互功能，完全可以称之为“多媒体创作工具集大成者” 。 但由于其对使用者要求较高，所以配合一般教师使用PowerPoint是个不错的建议。好在Director完全能够调用PowerPoint格式文件，两个平台能够沟通。 方案三：Authorware搭配flash,配备Photoshop图片处理软件
这个方案是公认的梦幻组合。虽然前两个平台单独使用自然能独挡一面，但Macromedia公司决不是重复开发。Authorware侧重与系统集成，对程序的导航、交互控制功能无人出其右；flash侧重网页媒体制作，特别是动画制作堪称第一。动画及特技效果由flash制作，再由Authorware来进行编排，绝对能体现课件制作的最高水平。
八、CAI模式的选择：
课件的优劣直接影响着教学的效果，一个优秀课件的设计、制作，离不开教育科学理论的指导。应把课件的制作放在整个教学系统中去考虑，即用现代教学理论中教学设计、教学模式和教学活动的原理，指导完整课件制作过程中模式的选择、整体的策略和具体的制作等问题。
CAI模式反映了利用计算机进行教学活动时，完成各个教学子目标所表达教学内容的交互方式。合理地选择模式，可使制作出的课件质量及应用在教学上的效果都得到提高。 常用的7种模式: (1)操作练习，用在对课堂教学的补充。(2)单元指导，相对独立的教学单元，用来教学生掌握具体概念，抽象概念和规则，评估学生的理解力。(3)游戏智力，设计为引起学生兴趣，通过锻炼学生的决策能力，达到开发智能，激发潜能。(4)模拟观察，利用算法模型等软件工具，模仿客观现实或规律，加深对事物规律的理解。(5)发现学习，将学生置于预先设计好的情景中，通过学生的探索发现事物的规律。(6)问题求解，提供给学生解决学科中某一类问题的工具，通过对该学科的求解，掌握解决该类问题总的思想方法。(7)辅助测试，提供快速检查学生学习水平的工具,及时反馈信息。
选择CAI模式时要注意以下几点：首先，考虑课件所要达到的教学目标,如果课件的目标是传授概念、规则、原理等(数学中定义、公理、公式、定理)，宜采用操作练习模式（类似小黑板）；如果课件的目标是培养学生解决某类问题的能力，则可采用模拟观察或问题求解模式（类似活动投影片）。其次，考虑课件所要表达的教学内容,对于不同特征的教学内容应采用不同的教学方式，选择与其相适宜的CAI模式，这样可收到较好的教学效果。例如要观看立体图形的各个面有关线在不同位置的相互关系，就可以选用模拟观察模式。
九、CAI课件结构的设计
所谓结构设计，即把有关课件的整体策略及用何种方式把各个局部的教学单元之间联系起来，呈现在计算机屏幕上，就是课件结构的设计。这是制作课件过程中很重要的一个环节。
刚开始迈进课件制作门槛的教师，易按照呈现信息 示范例子 操作练习反馈强化 得出结论的传统路径，制成不脱凡俗的课件。依据超媒体结构的特点，制作课件时就应避传统教学观念中线性和有顺序性之短，扬超媒体依人类思维联想记忆非线性结构之长，使制成的CAI课件在教学过程中有独特的风格。 设计CAI课件的系统结构，可按以下步骤进行：
(1).设计课件的封面要形象生动，标题要简炼，能引起学生兴趣。导言要阐明教学目标与要求，介绍使用方法，呈现课件基本结构。(2).根据课件的主要框架及教学功能，确定课件的主菜单和各级子菜单及按钮，实现所表达内容转换的顺利跳转。课件运行过程中应做到随时能结束退出。(3).将教学内容划分成若干个知识单元，并确定每个知识单元的知识点构成及所达到的教学目标。(4)根据不同的知识单元，设计相应的屏幕类型，使相同的知识单元具有相对稳定的屏幕风格，并考虑每类屏幕的基本组成要素。
十、CAI脚本的设计
课件脚本设计一般是先根据需求来确定系统的目的，定义系统的功能与界面，然后以屏为单位确定系统的逻辑结构，选择媒体形式和确定每种媒体的信息量，最后形成详细而完整的制作脚本。具体步骤可按目标设计—表现方式的选择—课件结构设计—形成脚本—脚本卡片设计这样的顺序进行。 十
一、制作CAI平台的选择
每个课件制作平台都有自己的特点，课件制作时平台选择得当，可起到事半功倍作用。对不同的教学内容、知识点，应选用适当的软件制作平台。如数学教学中，要画函数的图象、方程的曲线或作图象的对称或旋转变换，可用《几何画板》平台；显示解题过程或显示知识间的联系，可用《PowerPoint》平台；如要象传统教法，在黑板上边讲边板书，则可用《数学实验室》平台；而要观看立体图形的各个面，有关线在不同位置的相互关系，又可选用《3DMAX》平台。
十二、CAI素材（媒体）的制作
素材是课件组织中的核心，教育信息传递的实体。主要包括以下方面： 1.文字的编辑。
文字是最基本的媒体，是学生获取知识的重要来源。对文字的基本要求是:(1)文字内容要简洁、突出重点，应以提纲式为主.有些实在舍不去的文字材料,如名称解释、数据资料等，可利用软件中热字、热区交互功能，阅读完后自行消失。(2)解题的过程要随着讲解逐步显示，这样有利于学生抓住重点。(3)要采用合适的字体、字号。文字内容的字号要尽量大，一般三号以上为好，字体要醒目，一般宜采用宋体、黑体和隶体。对于文字内容中或公式关键性的标题，要用不同的字体、字号、字形和颜色加以区别；对重点内容、重要的点、线、面还可通过闪烁加不同颜色显示，以引起学生重视。(4)文字和背景的颜色搭配要合理，以醒目、易读，长时间看后不累为佳，一般文字颜色以亮色为主，背景颜色以暗色为主。几种具有较好视觉效果的颜色搭配方案是：白色/蓝色、白色/黑色、白色/紫色、白色/绿色、白色/红色、黄色/蓝色、黄色/黑色、黄色/红色等。 2.图形与图象的获取
图形和图象是CAI课件中重要组成部分。“一图胜千言”，人们可以从图形和图象中理解许多其它形式难以表达的内涵，图形和图象的获取可以用Windows98操作系统中自带的屏幕抓取功能，也可以用绘图软件绘制，还可以利用扫描仪和数字相机输入到计算机中形成相应的图象文件，或利用视频卡、超级解霸软件等捕捉图象。为了得到理想效果,可以使用Photoshop图象处理软件，对输入的图象进行裁剪、拼接等各种优化处理。常用图象文件的扩展名为.BMP、.TIF、.GIF、.JPEG等。
图形和图象设计时应注意：（1）图象的内容要便于学生观察。（2）复杂图象要逐步显示，有利于学生把握重点。如数学课正弦曲线函数Y=sin(x+j )的教学中，当相位改变时的对应图象变化讲解，依次逐步对应显示效果就很好。（3）在不影响显示效果的前提下图象尽量简单，以少占用存储空间为原则，否则会影响系统的显示速度。
3.声音的录制
CAI课件中的音乐与直观的视觉形象相辅相成，合理地加入一些音乐和音响效果，可以更好地表达教学内容，有利于学习者大脑保持兴奋状态，使视觉思维得以维持。同时还可吸引学生的注意力，增加学习兴趣，调节课堂的紧张气氛，有利于学生思考问题。
人声配音通过话筒、声卡可直接在计算机上录制, 音乐和音响效果声可以从光盘上得到。声音录制时，其中参数采样频率和采样位数，决定声音文件所占空间的大小，应适当选择。常用声音文件扩展名为.MID、.WAV，前者文件占用存储空间较少。
音乐和音响效果的设计应注意：（1）音乐的节奏要与教学内容相符，数学课中以少用为佳。（2）音乐的音响效果不能用得过多，用得过度反而是一种干扰信息，效果也适得其反，如教师讲解题目时，用音响效果就是一种干扰。（3）背景音乐要舒缓，不能过分的激昂，否则会喧宾夺主。（4）要设定背景音乐的开关按钮或菜单，便于教师控制。
4.动画和视频的制作
动画和视频以动态表现信息，其手法最具魅力，动画和视频对于移动的、与时间相关的信号处理或图形表现尤其有用。如数学学科的二次函数和求曲线的轨迹方程教学内容，都是课堂教学中较难表述的。可用《几何画板》及动画制作软件3DMAX或Flash等制作。视频可通过摄像机拍摄编辑、配音合成，再经模—数信号转换器得到，也可从Vcd光碟或录像带中取得(注意版权)。视频文件占用存储空间较大，使用时应注意。 十
三、CAI课件的屏幕设计
屏幕设计的水平影响着课件的“形象”，良好的屏幕设计对于激发学生者的学习兴趣,积极有效地与计算机交换信息都有着十分重要的作用。
屏幕设计一般指屏幕版面设计、显示次序设计、颜色搭配设计、字体形象设计和修饰美化设计等内容。用来进行计算机辅助教学的课件，其屏幕的设计比一般的教学软件标准更高，即除了追求屏幕的美观、形象、生动之外，还要求屏幕所呈现的内容具有较强的教学性和科学性。
屏幕设计应遵循一定的规则，一般要有较大的观察注意范围，内容既要集中,又要排列有规律，相互联系融为一体。设计要注重感知效果，性质或强度上对比大的形式,人对它们的差异感知变得特别清晰，用背景把知觉对象衬托出来的方法,可提高感知效果。屏幕上显示的内容要符合记忆策略，文字输出句子要短，语言要精炼，意义要明确，重点要突出，屏幕提示或操作项目不超过5项为宜。 十
四、CAI课件中反馈的设计
反馈是指在学习者作出反应、表现出行为之后，应及时让学习者知道学习结果。通过反馈信息，学习者能知道自己的理解与行为是否正确，以便及时改正。提供反馈的目的是促进“强化”的内部学习过程。通过反馈，学习者的成功学习得到肯定，受到一定的鼓励，有助建立学习的信心。
课件制作时，应根据不同的反馈内容来设计反馈呈现形式，例如，对正确或错误这一反馈内容的表达，可用文字（“对，真聪明”，“错，加把劲”）、声音（优美或难听）、图象（笑脸或哭脸）、动画（得意或失意）来表示。反馈可分为即时反馈和延时反馈，一般根据教学内容进行选择。对联想记忆的内容可使用即时反馈，如定义、公理、公式等的识记；对概念、原理等需要理解或思考的内容可使用延时反馈，如理解某个概念，常常要通过几个不同角度的题目来考查，每个题目只涉及概念的局部，应在题目全做完后，从总体上纠错指导为好。
第三部分：深入开展积件类教学软件的理论研究和实验研究
积件的思路是我国面向21世纪教育现代化改革中产生的新的教育技术思想和实践，在发展过程中会遇到许多新的问题，需要深入开展积件系统的理论研究和实验研究。例如： * 积件库的收集、制作、整理的技术问题； * 积件交流与使用中的著作权问题； * 积件组合平台的最优化设计问题； * 积件在课堂教学中的教学法研究；
* 教育行政部门对积件类教学软件的管理问题；
四、重新认识计算机辅助教学
学校课堂计算机辅助教学从课件思想走向积件思想,标志着人们对计算机辅助教学的认识上升到一个新的阶段。这个历史转变促使我们重新思考什么是CAI,这对发展面向21世纪的现代教育技术至关重要。 1.科技与教育谁是主体
课件以学习理论和教学设计来代替教师、固化(程式化)教学过程,其功能定位于教育的主体地位,排斥了教师的作用,结果是事与愿违。积件本身不带有任何企图包办教师教学的思维或理论,更注重用教学理论培训教师。积件库和积件组合平台供教师任意选用,为教育的主体服务,因而受到教师的欢迎。课堂教学与CAI的关系是体用关系,CAI的实质是辅助工具,而不是代替教师。科技与教育,教育为主。 2.CAI本质上是教师的教改运动
学校教育现代化,设备条件是重要的,但不是关键的,关键是人,是校长和教师。一个学校要发展CAI,首先是校长的重视和参与,关键是教师的参与和使用。计算机辅助教学的实质是学校领导和教师的教改运动。在开展计算机辅助教学的起步阶段,师资全员培训至关重要。以计算机为代表的高科技具有比传统媒体更强大的功能,为教师的教学改革提供了更广阔的天地。 3.重新认识CAI评价标准 随着CAI从课件思想转向积件思想,CAI教学软件的评价标准需要建立新的指标体系。例如,积件库的素材丰富程度、分类与检索的科学性、快速性、智能性等将成为重要的评价指标。
显然,基于积件的评价标准与原来课件的评价标准有许多不同,需要专门研究新的CAI软件评价标准体系和CAI课堂教学评价标准。
4.重新认识教育理论与CAI的关系
教育理论是CAI的基础。积件思想将教育理论和教学设计与产品开发分离,定位于用教育理论培训教师,让每位教师自己运用教育理论去对具体的教学情境进行教学设计,活用教学素材和微教学单元库,活用教学理论。 因此,CAI与教育理论的结合点,不仅仅在课件产品上,更重要的是在教师的思想上。师资培训将成为CAI的重要组成部分。今后,教学软件开发商需要将积件产品的销售与教师培训相结合,而且这种培训要从单纯的技术培训向技术与教育理论相结合的方向发展。
