CAI課件輔助教學的未來發展方向

計算機輔助教學(CAI)是一種利用計算機幫助教師傳遞教育信息，實現教學目標，完成教學任務, 達到向學生傳授知識和培養技能目的的教學形態和教學方式,它已經成為當今教育科學及教學手段的重要組成部分。傳統的知識講授過程基本都是用語言描述的,雖然也可能重現客觀世界,但很抽象,學生需要領會語言所表達的含義, 在腦海中努力拼湊, 去重複客觀存在,這個過程的難度相對是比較大的。而多媒體技術的交互作用, 形成了聲、光、形、色、動等直接對學生的視覺和聽覺器官共同作用的情景,將抽象變為形象、呆板變為生動、煩瑣變為簡潔, 能夠獲得最佳的教學效果,使學校的教育質量和教學效率顯著提高。因此,加速了高校水產食品學與CAI的相結合，促進了CAI課件在這方面的開發與研究。

一、水產食品學教學特點分析及與CAI相結合的重要性

水產食品學是高校食品工程專業教學中最重要的基礎學科之一, 具有較強實踐性和分析性。課程系統地介紹了水產品原料特性、加工原理與技術、質量與安全以及水產品流通等知識，為學生今後從事食品加工尤其是水產食品加工相關行業的工作奠定堅實的理論和技術基礎，強調學生實際操作的能力培養，目標是培養應用型人才。理論聯繫實際，循序漸進強化實踐教學，強調實踐教學與教師科研、工廠生產實際、課外科技活動和科技創新的有機搭配與結合，達到培養理論基礎紮實、具有一定科研能力和實踐經驗、具有較強創新意識和能力的食品高級專業人才的目標。實行“課堂CAI教學→基本技能訓練→綜合技能訓練→設計性實驗訓練→生產實習→非定期工廠專門訓練→畢業論文綜合訓練與鞏固提高”的實踐教學模式，基本技能訓練與課堂教學同步進行。學生只有將實驗與課堂理論相互聯繫, 才能充分理解並掌握水產食品學的內容、要點。計算機多媒體技術不僅可以用生動的媒體信息向學生講述每一節理論課，而且還可以逼真地模擬出每一個實驗的過程、結果，並在講授與實踐過程中清晰地描述應當注意的要點、難點,充分展現出CAI課件與水產食品學相結合的良好教學效果[1-2]。由此可見，摒棄以往不良的教學模式，發展以多媒體CAI技術為支撐的教學系統，將是高校水產食品學的一個新的主要教學方向。

二、CAI應用於水產食品學教學中的效果

（一）良好的交互性密切了教與學的關係。採用CAI教學軟件使得教師與學生的互動性增強, 他們的關係變得密切起來。許多學生都覺得多媒體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、像刺激學生的感官，引起學生對理論課和實驗課的興趣。教師與學生的聯繫除了在課堂上以外, 還可以通過因特網進行交流, 學生可以十分容易地“找到”教師。學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生的反應相聯繫。同時,學生可以根據自己的學習效果來不斷地從CAI中獲取所需的教學內容, 從而達到教學因人而異、因材施教的目的, 而在這個過程中教師的工作量並沒有明顯增加。

（二）使水產食品學更加直觀化、宏觀化。利用CAI的二、三維圖像技術就可以把所有的水產品的原料結構特點、生產路線和品質特徵活靈活現的在顯示屏上展現出來,把一個個抽象的生產路線形象化。例如在凱氏定氮法測水產品中的蛋白質時，過去往往是給學生進行粗略線路的勾畫，如首先稱取樣品0.50-2.00g於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，待泡沫消失後，加大火力，消化至透明無黑粒後，將凱氏瓶搖動一下，使周圍的黑粒溶於硫酸液中，繼續加熱消化30min左右；最後停止消化，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,引起學生的學習興趣，也加深了學生對生產路線的理解和記憶。

(三)縮短教學時間, 提高教學質量[3-4]。傳統的黑板加粉筆的教學模式顯然是不再適用於新階段的教育發展形勢。多媒體CAI適用於形、光、聲、色等多種功能，在輔助學生學習和教師授課中起到了積極的作用。學生在CAI課件的輔助學習之下，學習興趣比以前大大提高，壓力也減少了。積極性提高，學生真正地掌握了水產食品學中的內容、要點，增強了實驗動手能力。對於導師，CAI可以節約板書的時間, 使教師有更多的時間來總結教學的重點和難點, 最終的結果是教學效果提高了, 教學質量上去了, 起到事半功倍的效果。

三、CAI系統所採用的主要多媒體技術

（一）圖形處理技術。水產食品學CAI系統採用了大量的實驗器材、原料試劑、生產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量。同時，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行一些格式的變換，以節省計算機中有限的硬件資源。

（二）音頻處理技術。CAI多媒體技術中的音頻技術，是整個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、動畫視頻緊密結合，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。我們可以把系統中所需要的聲音創建成一個獨立的層，並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的教學內容時，用聲音來表達在屏幕上出現的內容。

（三）動畫視頻處理。水產食品學中的許多內容中,從以往傳統的版書式教學模式來看,是很難向學生展示其立體方面的,尤其是對於那些複雜的水產品原料結構特點來説,學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,就可以很好把這些複雜的原料直觀的用三維效果表達出來,加深了學生的理解程度。在動畫技術的處理中，我們可以把這一些二維的圖像用作材料,通過一些非專業的三維轉化處理, 把二維的圖像轉化成為三維圖像。同時，我們也可以利用專業的三維製圖技術軟件, 對所需要的三維圖像進行編輯，使畫面生動起來。

總之，我們在製作多媒體CAI系統的時候，即要充分利用計算機多媒體技術有效地表達出水產食品學的內容，又要以計算機系統資源為前提，在有效利用資源下，不多佔資源。

四、水產食品學CAI教學課件設計製作實例[5-6]

在這裏我們結合MDK (Multimedium Development Kit) 多媒體創作工具對“魚貝肉蛋白質的分離與提純”實驗進行課件設計。其製作過程可分為以下三個步驟：

1、確定計算機軟硬件配置，主要是根據課堂教學的.需要目標和CAI教學課件所要達到的功能而確定。

2、多媒體信息的錄入，多媒體信息包括複雜的圖形、圖像、動畫、聲音、視頻信息。它的主要來源有：使用工具軟件製作；使用錄音、錄像、掃描儀等設備進行錄入：購買商品庫。

3、CAI課件的製作，在完成以上錄製後就可以按照設計要求，在MDK多媒體創作工具的編輯環境下進行多媒體CAI課件的創作。該課件可以分為兩部分，前部分介紹基本原理，後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的分子結構、形態和性質, 以及在生物體內的影響向學生展現，引起學生對魚貝肉蛋白質的興趣。為分離提取具體內容，首先以圖表的形式介紹魚貝肉蛋白質提取和鑑定的操作程序, 這有助於學生操作時有清晰的思路。通過定義動作為Run Program 類按鈕調用在Turbo Pascalfor Windows 環境下編寫的程序並運行，在微機上可通過按鈕互相調控，在屏幕上觀察以下操作步驟：首先，清洗、採肉、精確稱量20克，用均質機絞碎，加上磷酸緩衝液均質，放在200ml容量瓶中，用蒸餾水沖洗均質機2-3次，與魚漿混勻，定容至刻度，備用。其次，將上述均質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和抽提物）。將上清液加入5%三氯醋酸，是機將蛋白質沉澱，過濾，是機將蛋白質顆小分子的抽提物分開；並對殘渣（肌原纖維蛋白質和肌基質蛋白質）進行分離，將殘渣加入0.8mol/L的KCL或NaCL溶液和磷酸緩衝液均質化後，放入離心機中離心分離，肌原纖維蛋白質六在上清液中，殘渣便是肌基質蛋白質和鹼溶性的蛋白質。最後，將殘渣加入0.1mol/LNaOH溶液攪拌、離心分離，鹼溶性的蛋白質留在溶液中，殘渣便是肌基質蛋白質。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，其優點是使繁瑣的實驗步驟條理分明，學生容易形成清晰的實驗思路；由於是由自己控制，在難理解的地方學生有足夠的時間去理解；過去一些抽象的文字解説不再抽象。總之，在CAI的輔助下，可加深學生對實驗基本原理的認識，激發學習的熱情，在整個實驗教學過程中起到了積極的輔助作用。

五、CAI輔助教學未來的發展方向

(一)網絡快速化發展：隨着我國計算機網絡建設的發展，今後的水產食品學教學軟件必須向着網絡化的方向發展，不僅要支持局域網，而且要支持因特網。

(二)智能性增強：水產食品學的CAI起到輔助教學的作用，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發模式和環境下，結合水產食品學教學軟件的特點進行開發，速度慢，效率低。應該發展專用的多媒體教學軟件開發平台，讓那些真正從事教學的老師能按照實際需求，自己搭建多媒體教學程序。

六、結束語

水產食品學CAI輔助教學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輔助教學代替其它教學方法和手段。要堅持不可取性原則, 儘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問題就決不能脱離實驗, 並通過微機解決其局部放大模擬或微觀變化宏觀展示。學生在實驗中所經受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛鍊, 在實驗中對情緒、意志、毅力等品質的形成只能通過實驗來實現。總之在開展水產食品學輔助教學的同時, 應堅持以實驗為基礎的教學原則。