计算机辅助教学(CAI)课件的设计

　　关键词： 计算机辅助教学 模式 课件 设计 结构

　　0 引言

　　计算机辅助教学（CAI）是将计算机所具有的特殊功能用于教学的一种教学形态。在教学活动中，利用计算机及技术传导教学过程中的信息，达到教育目的，完成教学任务。利用计算机强大的软件功能，通过动画模拟能方便地突破教学的重点难点，要充分发挥计算机辅助教学的最大功能，CAI课件设计至关重要。但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，来指导课件制作过程中课题的选择、模式的选择、整体的策略和具体的制作等问题。

　　1 选材的确定

　　在教育领域中，无论哪门学科,一般都可以实施多媒体辅助教学，但是对于用常规教学方法就能达到教学目的的教学内容，就没有必要使用计算机来进行辅助教学，不然，就会造成人力、物力的浪费。

　　CAI课件的题材应选取一些利用一般教学辅助工具（如实物、模型、挂图、投影仪等）不能做演示实验或不容易做演示实验的内容。也就是课内容比较抽象、微观、枯燥问题作为CAI课件的设计对象，实现课堂教学的变微观到宏观，变抽象到具体，变静态到动态的转变。利用计算机技术降低学习难度突破教学难点，使学生产生乐学的情绪，加大课堂的实际吸收率。由此可见，适时、合理的选题是一个课件成功的关键。

　　例如：机械制图中相贯线的教学是一个难点，可采用CAI课件进行教学，利用三维立体造型、动画演示两回转体相贯的过程、立体表面所产生的相应变化，十分形象、生动、直观，便于学生学习相贯线的求解方法，在训练学生由空间立体到平面图形和由平面图形到空间立体的思维过程中，启发学生的兴趣，弥补学生对机械感性认识的缺乏。

　　又如：在电路分析基础课程中，谐振部分内容较抽象，数学推导较多，常需要借助于实物演示、图形、曲线等来加深对课程教学内容的理解。在传统教学方式中，存在着板书篇幅过大，数学推导和物理概念之间常常顾此失彼等缺点，用CAI课件的方式就能较好地解决这个问题。

　　由此可见，选题应根据CAI的必要性和可行性来进行，以最佳效果为原则。

　　2 脚本的设计

　　脚本设计是制作CAI课件的重要环节，需要对教学内容的选择、结构的布局、视听形象的表现、人机界面的形式、解说词的撰写、音响和配乐的手段等进行周密的考虑和细致的安排。它的作用相当于影视剧本。脚本是计算机辅助教学或辅助学习软件设计与实现的依据，脚本创作分为文字脚本和制作脚本两部分进行。

　　2．1 文字脚本的创作

　　是关于教学软件"教什么"及"如何教"和"学什么"及"如何学"的文字描述，包括教学目标的分析、教学内容和知识点的确定与分类、学习者特征的分析、学习模式选择、学习环境与情境创设、教学策略的制订、以及媒体的选择与设计等。

　　2．2 制作脚本的创作

　　是在文字脚本的基础上，依据先进的科学理论和教学设计思想，将文字脚本改编成适于计算机表现的形式，完成交互式界面的设计和媒体表现方式的设计。

　　3 积件的设计

　　CAI模式反映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。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。

　　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。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。

　　不利于教师和学生的个性与创造性的发挥,不适应千变万化的现实课堂教学。学校课堂计算机辅助教学需要从课件思想向一种更灵活的、适应不同教师、不同教学情境的方向发展。

　　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。

　　积件也就是模仿搭积木的形式，将教学内容分成许多的小模块，使用者只需要灵活地增删、组合这些积件将会方便地得到各种不同教学风格的CAI课件。这些积件的集合再加上各种图案、动画、声音、视频片段等就组成了一个教学课件素材库。一个较为完整的教学素材库无可置疑给我们制作CAI课件带来极大的好处。

　　积件的设计过程是积木的打造过程，是将具体教学内容转化为计算机软件的过程。程序设计人员根据已经设计完成的脚本进行程序的编写。编写程序时应该严格按照脚本进行设计，一般不可以偏离脚本，更不可以变更脚本，除非课件设计者认为非常有必要修改。

　　在积件的设计过程中，程序员对各个模块的设计必须保持一致的风格，特别需要注意的是模块的开始与结束部分。积件式课件的使用像搭积木一样，通过使用者的编辑后，各个小模块即可链接为一个完整的教学内容。因此，各个模块之间的过渡是非常重要的，而且，在程序设计时无法确定本模块的下一个模块是什么。一般来说，各个模块的开始应该简洁、直入主题，在模块的结尾部分，应该清理好本模块完成后屏幕上的内容，以不影响下一模块的正常运行。

　　在积件式课件中，各个积件(模块)通过组合成为实用的课件，因此我们在设计积件时必须为每个积件定一个唯一的特定标识符，为程序调用积件时服务。

　　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。

　　4 积件组合平台的选择

　　积件组合平台是供教师和学生使用来组合积件库并最终用于教学使用的软件环境。

　　积件平台软件的基本特点是：

　　1）无需程序设计；

　　2）方便地组合积件库各类多媒体资源；

　　3）易学易用。

　　目前我国教育技术专家评议认为，教育软件开发平台以Authorware多媒体著作平台为佳，此外，洪图、摩天、方正奥思、登高、PowerPoint，Director，Toolbook等都各有特长，但它们还不是我们所说的积件组合平台，可以算作积件平台的初级阶段。这些著作平台主要着眼于多媒体软件的设计和运用，还缺乏从课堂教学需要、教学策略与表达方面来考虑平台的功能。

　　积件平台应该从Authorware、PowerPoint等优秀平台软件中吸取素材组合的设计思想，如简易的图标调度方式，OLE2.0对象链接与嵌入思想、对象呈现的特技设计、模板、向导的思想等等，并从积件思想本身来考虑组合平台的教学功能。目前，我国一些高校、军事院校、计算机软件公司正在着手研制适合中国学校教学需要的积件组合平台，已取得了可喜的进展。同时，Authorware、PowerPoint等国际上很有影响的主流软件也会不断加强其功能，不断升级的版本将会功能更加强大，使用更加方便。这种激烈的竞争将有利于使积件迅速普及到每一位教师的课堂教学中。

　　目前，经过各地教育技术同行的探索，以网络浏览器为基础的积件组合平台有可能成为教育软件平台的发展主流方向。

　　5 结构的设计

　　CAI课件结构的设计是将模式选择中完成课件的各个局部的教学单元之间联系起来成为整体，呈现在计算机屏幕上。它是制作课件中很重要的环节。

　　设计CAI课件的系统结构依照以下步骤进行：

　　（1）设计课件的封面要求形象生动，标题简练，能吸引学生。引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，确定课件主菜单和各级子菜单及按钮，实现所表达的教学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类型和屏幕风格，并考虑每类屏幕的基本组成要素。

　　6 素材的收集

　　一个多媒体CAI课件的成功与否，在很大程度上决定于其各种素材的质量和丰富程度。CAI素材是CAI课件中用到的各种听觉和视觉的材料，也就是CAI课件中用于表达一定思想的各个单元，它包括图形、图像、动画、文本、声音、音乐、视频图像等，采集图象素材的方法非常多。可以根据具体情况选择其中一种方法或是综合应用其中的几种方法，概括起来主要有以下六种：图象扫描、图象捕捉、数字摄影、光盘采集、网上下载或网上图片库、软件制作如：常用的有FREEHAND、ILLUSTRATOR、CARELDRAW等绘制图形，3DS MAX、FLASH制作动画。对于采集到的图象素材，一般还要使用PHOTOSHOP之类的软件按照设计要求进行合成处理后才放入制作的多媒体软件中，形成素材库。

　　从素材库中调用自己所需的素材，然后利用便于操作的教学软件工作平台加以组合，将现有的课件或其它软件中的素材重新分离、整理、还原。将现有的载体资料（图形、文字、声音等）数字化处理等。实现 "积件"库的模式，做到："以不变（积件）应万变（教学实际）"。

　　7 屏幕的设计

　　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、修饰美化设计等内容。屏幕设计除了追求屏幕美观、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：

　　1）在设计课件的屏幕显示内容时，首先要考虑其可见性。屏幕显示应尽量使观察点达到最大的注意范围，屏幕显示的内容越集中，排列越有规律，越能成为相互联系的整体，注意范围就越大。

　　2）在考虑注意范围的同时，屏幕的组织也应符合短时记忆容量的组块规律，即：短时记忆容量大约为7±2个组块。因此，屏幕显示的内容的项目数不超过9项。

　　3）另外，屏幕颜色的设计要符合色彩的感知规律。

　　8 CAI系统的调试

　　调试是CAI课件制作的最后环节，关系到这个课件有没有实用价值，一般检查以下几点：

　　（1）制作好的课件，能否顺利地从制作电脑中移到多媒体教室的电脑上。

　　（2）制作好的课件，要在不同环境的多台电脑上试运行，观察是否都正常。

　　（3）参加评比的课件，打包时特别要注意AVI文件或有链接设置的文件，是否带过去了。

　　（4）在多媒体教室教学时，课件通过视频液晶投影仪投在屏幕上，颜色、线条和图象易失真，文字大小也要变化，应注意调整。

　　软件基本完成后，应试用一段时间后再作修改，进一步优化结构，完善教学内容。

　　9 课件制作过程中应该注意的问题

　　课件制作中应注意的几点问题：

　　（1）注意色彩的合理应用色彩的应用可以给课件增加感染力，但运用要适度，以不分散学生的注意力为原则。如：色彩搭配要合理，色彩配置要真实，动、静物体颜色要分开，前景、背景颜色要分开，每个画面的颜色不宜过多。

　　（2）尽量加入人机交互练习。

　　设计CAI软件时，适当加入人机交互方式下的练习，既可请同学上台操作回答，也可在学生回答后由教师操作；这样做能活跃课堂气氛，引导学生积极参与到教学活动中。

　　（3）注意字、图、声的混合?例如，对于一些动画，由于其自身不带声音，设计时，应为动画配上适当的音乐或音响效果，这样可以同时调动学生的视听觉功能，有利于学生记忆，提高教学质量。对于一些重点的字、词、句，除了采用不同的字号、字体和字形加以强调外，也可以运用动画、闪烁等技术，引起学生有意注意。

　　总之，一个多媒体课件应该以强化教学效果，提高教学质量为中心。我们要认真对其加以实践和研究，扬长避短，充分发挥其在课堂教学中的作用，提高课堂教学质量和效益。

　　参 考 文 献

　　1、吴立岗 《教学的原理、模式和活动》 广西教育出版社 1998.3

　　2、于凤芹 《多媒体CAI课件设计与实现的一般方法》 《电化教育研究》 1998年第五期

　　3、[美]嘉格伦 《网络教育》 高等教育出版社 2000年2月

　　4、何克抗 《现代教育技术》 北京师范大学出版社 1998年11月