CAI課件輔助教學(xué)的未來(lái)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(shí)現教學(xué)目標，完成教學(xué)任務(wù), 達到向學(xué)生傳授知識和培養技能目的的教學(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。傳統的知識講授過(guò)程基本都是用語(yǔ)言描述的,雖然也可能重現客觀(guān)世界,但很抽象,學(xué)生需要領(lǐng)會(huì )語(yǔ)言所表達的含義, 在腦海中努力拼湊, 去重復客觀(guān)存在,這個(gè)過(guò)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(dòng)等直接對學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)器官共同作用的情景,將抽象變?yōu)樾蜗�、呆板變�(yōu)樯鷦?dòng)、煩瑣變?yōu)楹?jiǎn)潔, 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(zhù)提高。因此,加速了高校水產(chǎn)食品學(xué)與CAI的相結合，促進(jìn)了CAI課件在這方面的開(kāi)發(fā)與研究。
一、水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)特點(diǎn)分析及與CAI相結合的重要性
水產(chǎn)食品學(xué)是高校食品工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中最重要的基礎學(xué)科之一, 具有較強實(shí)踐性和分析性。課程系統地介紹了水產(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(shí)的理論和技術(shù)基礎，強調學(xué)生實(shí)際操作的能力培養，目標是培養應用型人才。理論聯(lián)系實(shí)際，循序漸進(jìn)強化實(shí)踐教學(xué)，強調實(shí)踐教學(xué)與教師科研、工廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際、課外科技活動(dòng)和科技創(chuàng )新的有機搭配與結合，達到培養理論基礎扎實(shí)、具有一定科研能力和實(shí)踐經(jīng)驗、具有較強創(chuàng )新意識和能力的食品高級專(zhuān)業(yè)人才的目標。實(shí)行“課堂CAI教學(xué)→基本技能訓練→綜合技能訓練→設計性實(shí)驗訓練→生產(chǎn)實(shí)習→非定期工廠(chǎng)專(zhuān)門(mén)訓練→畢業(yè)論文綜合訓練與鞏固提高”的實(shí)踐教學(xué)模式，基本技能訓練與課堂教學(xué)同步進(jìn)行。學(xué)生只有將實(shí)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)的內容、要點(diǎn)。計算機多媒體技術(shù)不僅可以用生動(dòng)的媒體信息向學(xué)生講述每一節理論課，而且還可以逼真地模擬出每一個(gè)實(shí)驗的過(guò)程、結果，并在講授與實(shí)踐過(guò)程中清晰地描述應當注意的要點(diǎn)、難點(diǎn),充分展現出CAI課件與水產(chǎn)食品學(xué)相結合的良好教學(xué)效果[1-2]。由此可見(jiàn)，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，將是高校水產(chǎn)食品學(xué)的一個(gè)新的主要教學(xué)方向。
二、CAI應用于水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)中的效果
�。ㄒ唬┝己玫慕换バ悦芮辛私膛c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(dòng)性增強, 他們的關(guān)系變得密切起來(lái)。許多學(xué)生都覺(jué)得多媒體CAI有趣、新穎，比起光聽(tīng)老師講課，光看書(shū)本內容要容易接受得多。原因何在呢? 原來(lái)，多媒體CAI以交互性為前提，通過(guò)圖、文、聲、像刺激學(xué)生的感官，引起學(xué)生對理論課和實(shí)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(guò)因特網(wǎng)進(jìn)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(guò)與計算機的積極而頻繁的信息交換, 使得授課過(guò)程始終與學(xué)生的反應相聯(lián)系。同時(shí),學(xué)生可以根據自己的學(xué)習效果來(lái)不斷地從CAI中獲取所需的教學(xué)內容, 從而達到教學(xué)因人而異、因材施教的目的, 而在這個(gè)過(guò)程中教師的工作量并沒(méi)有明顯增加。
�。ǘ┦顾a(chǎn)食品學(xué)更加直觀(guān)化、宏觀(guān)化。利用CAI的二、三維圖像技術(shù)就可以把所有的水產(chǎn)品的原料結構特點(diǎn)、生產(chǎn)路線(xiàn)和品質(zhì)特征活靈活現的在顯示屏上展現出來(lái),把一個(gè)個(gè)抽象的生產(chǎn)路線(xiàn)形象化。例如在凱氏定氮法測水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)時(shí)，過(guò)去往往是給學(xué)生進(jìn)行粗略線(xiàn)路的勾畫(huà)，如首先稱(chēng)取樣品0.50-2.00g于500ml的凱氏燒瓶中，加入10g無(wú)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(wú)黑粒后，將凱氏瓶搖動(dòng)一下，使周?chē)暮诹Ｈ苡诹蛩嵋褐�，繼續加熱消化30min左右；最后停止消化，冷卻等等。單憑課堂上這一條簡(jiǎn)單的工藝路線(xiàn)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(méi)有趣味性的工藝路線(xiàn)色彩化、三維化、動(dòng)作化。從而把這些步驟變得更加直觀(guān)化、立體化,引起學(xué)生的學(xué)習興趣，也加深了學(xué)生對生產(chǎn)路線(xiàn)的理解和記憶。
(三)縮短教學(xué)時(shí)間, 提高教學(xué)質(zhì)量[3-4]。傳統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)習之下，學(xué)習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)中的內容、要點(diǎn)，增強了實(shí)驗動(dòng)手能力。對于導師，CAI可以節約板書(shū)的時(shí)間, 使教師有更多的`時(shí)間來(lái)總結教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn), 最終的結果是教學(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系統所采用的主要多媒體技術(shù)
�。ㄒ唬﹫D形處理技術(shù)。水產(chǎn)食品學(xué)CAI系統采用了大量的實(shí)驗器材、原料試劑、生產(chǎn)工藝路線(xiàn)等實(shí)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(jìn)行加工、處理，以獲取最理想的圖像質(zhì)量。同時(shí)，在要求節約計算機資源的前提下，我們應把所加工處理好的圖像資料進(jìn)行一些格式的變換，以節省計算機中有限的硬件資源。
�。ǘ┮纛l處理技術(shù)。CAI多媒體技術(shù)中的音頻技術(shù)，是整個(gè)CAI系統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學(xué)生傳達信息，起到了普通的講述效果，而且還與系統中的圖像、動(dòng)畫(huà)視頻緊密結合，充分配合每一個(gè)畫(huà)面，每一段視頻的演示講述，充分做到了視聽(tīng)同步，有聲有色, 最主要的是加深了學(xué)生對畫(huà)面的印象。音頻聲效的處理,主要是通過(guò)聲卡來(lái)完成的。我們可以把系統中所需要的聲音創(chuàng )建成一個(gè)獨立的層，并按運行系統的計算機硬件資源情況選擇其是否掛接，這就可以在系統出現相關(guān)的教學(xué)內容時(shí)，用聲音來(lái)表達在屏幕上出現的內容。
�。ㄈ﹦�(dòng)畫(huà)視頻處理。水產(chǎn)食品學(xué)中的許多內容中,從以往傳統的版書(shū)式教學(xué)模式來(lái)看,是很難向學(xué)生展示其立體方面的,尤其是對于那些復雜的水產(chǎn)品原料結構特點(diǎn)來(lái)說(shuō),學(xué)生難以從直觀(guān)方面理解接受原料變化模型。在多媒體CAI的二維和三維動(dòng)畫(huà)中,就可以很好把這些復雜的原料直觀(guān)的用三維效果表達出來(lái),加深了學(xué)生的理解程度。在動(dòng)畫(huà)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(guò)一些非專(zhuān)業(yè)的三維轉化處理, 把二維的圖像轉化成為三維圖像。同時(shí)，我們也可以利用專(zhuān)業(yè)的三維制圖技術(shù)軟件, 對所需要的三維圖像進(jìn)行編輯，使畫(huà)面生動(dòng)起來(lái)。
總之，我們在制作多媒體CAI系統的時(shí)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)的內容，又要以計算機系統資源為前提，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)課件設計制作實(shí)例[5-6]
在這里我們結合MDK (Multimedium Development Kit) 多媒體創(chuàng )作工具對“魚(yú)貝肉蛋白質(zhì)的分離與提純”實(shí)驗進(jìn)行課件設計。其制作過(guò)程可分為以下三個(gè)步驟：
1、確定計算機軟硬件配置，主要是根據課堂教學(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，多媒體信息包括復雜的圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻信息。它的主要來(lái)源有：使用工具軟件制作；使用錄音、錄像、掃描儀等設備進(jìn)行錄入：購買(mǎi)商品庫。
3、CAI課件的制作，在完成以上錄制后就可以按照設計要求，在MDK多媒體創(chuàng )作工具的編輯環(huán)境下進(jìn)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(shí)驗的具體步驟，兩部分之間通過(guò)按鈕進(jìn)行切換。
4、以圖、文、聲、像以及動(dòng)畫(huà)的形式把魚(yú)貝肉蛋白質(zhì)的分子結構、形態(tài)和性質(zhì), 以及在生物體內的影響向學(xué)生展現，引起學(xué)生對魚(yú)貝肉蛋白質(zhì)的興趣。為分離提取具體內容，首先以圖表的形式介紹魚(yú)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(shí)有清晰的思路。通過(guò)定義動(dòng)作為Run Program 類(lèi)按鈕調用在Turbo Pascalfor Windows 環(huán)境下編寫(xiě)的程序并運行，在微機上可通過(guò)按鈕互相調控，在屏幕上觀(guān)察以下操作步驟：首先，清洗、采肉、精確稱(chēng)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(yú)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(guò)濾，是機將蛋白質(zhì)顆小分子的抽提物分開(kāi)；并對殘渣（肌原纖維蛋白質(zhì)和肌基質(zhì)蛋白質(zhì)）進(jìn)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(guò)程全是由動(dòng)畫(huà)形式來(lái)交代，步驟之間的切換可通過(guò)按鈕進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是使繁瑣的實(shí)驗步驟條理分明，學(xué)生容易形成清晰的實(shí)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(shí)間去理解；過(guò)去一些抽象的文字解說(shuō)不再抽象�？傊�，在CAI的輔助下，可加深學(xué)生對實(shí)驗基本原理的認識，激發(fā)學(xué)習的熱情，在整個(gè)實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中起到了積極的輔助作用。
五、CAI輔助教學(xué)未來(lái)的發(fā)展方向
(一)網(wǎng)絡(luò )快速化發(fā)展：隨著(zhù)我國計算機網(wǎng)絡(luò )建設的發(fā)展，今后的水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)軟件必須向著(zhù)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：現在是按照通用程序的開(kāi)發(fā)模式和環(huán)境下，結合水產(chǎn)食品學(xué)教學(xué)軟件的特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，速度慢，效率低。應該發(fā)展專(zhuān)用的多媒體教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)平臺，讓那些真正從事教學(xué)的老師能按照實(shí)際需求，自己搭建多媒體教學(xué)程序。
六、結束語(yǔ)
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(guò)程。一切能夠用實(shí)驗去研究的教學(xué)問(wèn)題就決不能脫離實(shí)驗, 并通過(guò)微機解決其局部放大模擬或微觀(guān)變化宏觀(guān)展示。學(xué)生在實(shí)驗中所經(jīng)受的思維、操作、分析、觀(guān)察能力的鍛煉, 在實(shí)驗中對情緒、意志、毅力等品質(zhì)的形成只能通過(guò)實(shí)驗來(lái)實(shí)現�？傊陂_(kāi)展水產(chǎn)食品學(xué)輔助教學(xué)的同時(shí), 應堅持以實(shí)驗為基礎的教學(xué)原則。
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