课堂CAI课件的设计与实现

南城一中电教处    万国军

  【摘 要】课堂CAI课件设计方式和使用，直接取决于课堂教学的目标特点、教学内容的整体规划、知识点的安排、教学过程中具体的顺序结构以及所需媒体的选择与整合等因素方面。而实现的步骤主要是将收集和通过自己制作好的素材利用多媒体创作工具进行程序合成。本文在大量实际设计与制作经验的基础上，讨论了从教学设计到制作脚本的编写、课堂CAI的素材制作和实现步骤。亦即讨论了从教学设计到制作脚本转化过程中富有指导意义的一些原则和设计模式；探讨了素材制作和程序合成所常用的工具和制作过程中的一些普遍原则。

  【关键字】  课堂CAI课件  素质教学思想   教学设计       制作脚本    程序流程     素材制作    程序合成

    计算机在教育中迅猛发展，为我们提供了一种崭新的学习方式和教学模式。实践表明，计算机辅助教学方式是现代教学活动中一种富有成效的教学方式，并且日益成为教学模式发展的主流。显而易见，这种教学方式与传统的教学方式截然不同——它不仅音像合一，图文并茂，生动逼真，而且能实现即时评价或及时反馈，及时了解学生的学习效果，调整教学策略。显然，计算机辅助教学是现代教育教学改革发展，是推进我国教育现代化进程的重要组成部分。

    然而，计算机辅助教学在学校教育中的运用，还远远没有取得预期的效果。计算机教学现状不尽人意是个不争的事实。不少学校虽然兴起了多媒体课堂教学，但传统的教学观念和模式还没有从根本上得到改变。一些率先运用现代教育技术的学校虽然开发了一些以辅助课堂教学的课件，但由于教学设计思想的滞后和对计算机教学功能特点的忽视等原因，导致课件陷入“黑板搬家”，既不能充分体现现代教学思想，激发学生学习的兴趣和积极性，又丧失了计算机辅助教学的许多功能。

    现代教学实践迫切需求融现代教学设计思想观念和计算机辅助教学功能于一体的教学课件。

基于此，近一年多时间以来，我力图在计算机课件设计与制作实践中，将教育传播理论、教学设计思想、素质教学思想和计算机辅助教学的功能特点融合起来。在不断的尝试探索中，初步形成了我对课堂CAI课件设计思想和制作步骤的看法：

    一、多媒体教学

    多媒体教学的两大主要方式是多媒体演示型课堂教学和多媒体网络型课堂教学。它们有各自的特点和适用范围。

     1、多媒体网络型课堂教学

    多媒体网络型课堂教学就是通过由教师机、学生机、服务器、音影传输器及其它附件所组成的网络，以实现多媒体教学信息的高速传输和共享。其特点主要是：

   ●通过网络传输多媒体信息。

   ●实现教学信息资源共享与个别化学习。

   ●通过网络实现小组学习讨论。

   ●具有教学测试和信息反馈分析能力。这种教学方式适用于学生探索式个别化学习和协作式学习的教学。

    2、多媒体演示型课堂教学

    多媒体演示型课堂教学就是老师通过多媒体计算机、大屏幕投影仪、实物展示平台等，使教学内容直观、形象地呈现出来。其特点主要是：

   ●内容直观、形象。

   ●图文声同时作用学生多个感官。

   ●操作简单方便，能随时呈现有关教学内容和表现的信息。

● 这种教学模式是以教师为中心，教师讲，学生听，教学信息单向传播，缺乏双向交流。这种教学方式适用于直观、形象内容的教学和观摩示范教学。目前在许多学校正在大力推广。

     二、素质教学思想是课件设计的关键

    改变传统的师生关系和相互作用的模式，确定师生角色的新定位。这对时下的教师来说无疑是一种巨大的挑战，因为这意味着教师必须告别传统的驾轻驭熟的教学方式，学生也必须超越习惯的学习方式。

  （1）教师的角色，从以教师为中心的讲解者转变为学生学习的指导者、导航者、活动的组织者和前进过程中的激励者。教师从完全的“显现角色”淡化为“潜隐角色”，亦即教师的幕后工作大大增加了，工作量是以往传统教学的好几倍。从寻找课件制作的素材，到课件文字脚本的撰写，再到课件的试用和修改等等，是传统教学型教师所无法想象和体会的。

  （2）学生角色，从被动的接受地位转变为主动参与，发现，探究和知识的建构的主题地位。这对于学生来说也是一个很大的挑战。学生能否赢得这一挑战，关键在于教师的引导、鼓励和促进。学生必须学会主动学习，亦即自主学习。只有这样才能适应信息时代学习社会的需求，才能发展自己的创造力，掌握终身学习的能力。

  （3）媒体作用的改变，传统的使用媒体的目的在于作为教师讲解的辅助工具，而现在和将来必须将媒体的作用主要定位于学生的认知工具，成为学生发现、探究和建构知识的工具。否则，现代教育技术的运用将会极大地浪费它的潜在功用。

  （4）教学过程的转变，以往的教学过程非常单调机械，由教师的讲授和说明为主调，而现在和将来的教学过程必须是通过媒体创设情景，问题探究，协作学习和意义建构为主调。

   三、课堂CAI课件的设计

   本文主要是对课堂CAI课件的设计和制作进行系统的分析和研究。

1、课堂教学软件的开发总体过程

    课堂教学软件的开发与一般的软件开发不同，它需要与该堂课的教学方式及特点和教学设计的具体过程相结合。因此课堂CAI教学软件的设计与开发决定了该堂课的教学特点、教学顺序结构、知识要点，教学中所需媒体的选择与组合。而制作脚本则直接面向软件开发，必须要清晰明了、准确易懂、适合制作人员使用。教学设计思想转化为制作脚本是教学软件制作或实现重要基础。演示型课堂CAI的开发，一般要经过前期规划、项目定义、教学设计、脚本写作、结构设计、素材采集与制作、程序合成、测试与评价等阶段，在整个制作过程中还要有及时的反馈与修正。其基本过程如图所示:

2、从教学设计到制作脚本的转化

    在整个开发过程中，教学设计到制作脚本的转换是一个非常重要的步骤。教学设计就是要从整体上来决定课件的基本要素及其相互联系，而制作脚本就是详细地说明制作中的每个细节。能否在制作脚本中完整地再现教学设计的意图，直接影响软件开发的最终效果，因而我们有必要对如何实现教学设计到制作脚本的转化进行研究。

A、实际工作中不尽人意

    从基本的教学设计到课件的文字脚本或制作脚本，其转换过程连接着宏观目标和具体方案技术。而在这一阶段中担当主要角色的学科教师担负着重要而又关键的职责，而且难度较大。在实际工作中经常会出现下面两种情况：

Δ  教学设计与脚本写作由同一个人来进行，这个人往往是任科老师或学科组长，他只精通专业知识，但对软件制作的制作技术或过程缺乏了解，因此写出的脚本不方便软件开发人员进行工作，甚至提出一些不切实际的要求；

Δ  脚本写作者直接参与软件制作，这种人往往熟悉软件制作的技术或过程特点，但对学科专业知识及教学设计并不在行，因此不能透彻地理解教学设计者的意图，使得软件不符合教学规律，难以起到课件的应有作用。

    这两种方式都是目前教学课件开发中惯常的运作方式，结果常常导致设计与制作之间的脱节、鸿沟或隔膜，影响了课件开发的质量。因而，至关重要的问题就是两方面人员的全面沟通和密切合作。

B、教学设计

     教学设计是运用系统方法分析教学问题，包括确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案，试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程（邬美娜，1993）。在演示型课堂CAI的设计与开发中需要运用教学设计的理论、方法解决以下问题：

   ● 对学习者的分析：包括分析学习者的学习需求、学习者的特点和学习者的心理状况以及认知水平等；

   ●教学内容的总体安排：教学目标的确定，教学内容的选择，以及相互之间的关系；

   ●教学中具体单元、知识的安排：教学中的重点、难点的表现方式及相应的教学方法；

   ●教学媒体的选择：如何选择、安排并运用各种素材、媒体，以及各种媒体的使用等。

    针对同一教学内容进行的教学设计可以有多种模式，教学设计的结果将极大地影响脚本写作。优化的教学设计方案可以使课件结构更加清晰、合理，容易制作和维护。

C、清晰脚本的实现

    对脚本写作者和软件制作人员来说，如何将教学设计转化为清晰的脚本是个关键问题。

    所谓“清晰的脚本”是指：脚本可以清晰地表现教学设计的思路，同时脚本里也要表现出清晰的程序结构，即将知识的结构与程序的结构融为一体。因此，如何将教学的思路溶解在程序的结构里就成为了重点要解决的问题。课堂CAI的结构是知识结构与程序结构的有机结合。

    一般来说，不论多么复杂的程序都可以用顺序、条件和重复三种基本的构造表示，并且可以用这三种基本的构造来描述教学的过程。例如：斯金纳的程序式教学法的要点是“小步子”和“自定进度”，即将教学内容分解为比较小的知识单元，学习者通过一步步地学习这些知识单元来进行整个学习过程。因此学习的进度是由学习者自己掌握的。这种学习的方式直接转化为程序，其主要形式就是顺序结构以及局部的循环结构。而由布鲁纳等人所倡导的认知式学习方法则主张让学习者置身于一个可以交互的世界中，让其通过操作、实验来寻找例证及反例，通过不断地发现新知识来进行学习。这种学习方式转化为程序，就更多地表现为条件结构和循环结构。由此可见，教学的设计方式决定教学的过程。因此，教学设计决定了脚本的结构，也决定了最终的程序结构。

D、教学设计到脚本转换的一般原则及模式：

     由于不可能要求所有人都精通教学设计、专业知识和软件开发，所以在“教学设计→清晰的制作脚本”这一过程中应该遵循一些原则，以及参照的一些现成模式，如：操作与练习模式、指导模式、咨询型模式、模拟模式、游戏模式等。

● 逐步细化的原则：首先确定总体的教学策略，决定总体上使用哪种结构模式。然后确定局部的教学策略，为每个教学重点、难点选定最合适的教学方法以及结构模式。最后将每个模块细化到帧的水平，并作出脚本设计。

●结构参照内容设计的原则：课件的安排应接近学习者的习惯。当然，也要按照教学策略进行安排。例如采取反向分析进行的教学设计，就是使学生在了解了足够预备知识的条件下来实现最后的教学目标。这样，脚本的结构就容易做到与教学设计相一致。

 ●最小开销原则：这个原则实际上有两个含义。第一，是指要使程序结构应该最精简，模块数量尽量少，复用度尽量高。第二，是指用于媒体上的开销应该尽可能地小。

 ●开放性原则：课件的结构是开放的、容易维护的。在教学设计发生变化的情况下，应该可以容易地改变课件的结构，并且容易追加新的教学内容。

当然，这些只是一般性的原则，在实际设计过程中不应该拘泥于这些规矩，而应按照实际需要进行制作脚本的设计。

四、课堂CAI的素材制作及合成：

1、文字：多媒体课件中少不了中文信息，中文windows中有宋体、黑体等很少几种字体，为了课件中文字信息的美观多样，应在windows中尽可能多的安装一些中文字体。也可以在windows下外挂中文之星(Cstar)或四同利方（Richwin)等中文平台。

2、图形图像：图形图像的来源一般由自己制作、现成的图库、图像扫描等。处理图形图像的软件最常用的有Photoshop、CorelDraw、Photostyle、iphotos等。实践中最常用的图片游览器有ACDsee等。

3、动画：多媒体软件中使用动画能够增色不少，常常关系到软件印象的好坏。常见的做二维动画的软件有Animator  pro、Flash、Director，三维动画多用3D  Studio、3D  Studio max、Cool  3D，两维变形动画多用Morph等。

4、视频：一般通过视频捕捉卡，用Video for Windows  的工具VidCap和VidEdit 采集和编辑。以及Ulead  Media  studio、 非线性编辑软件Adobe  Premiere 容视、音频处理于一体，支持众多的文件格式，也使用较为广泛。

5、音频：录制音频素材一般是在声卡输入端接入 麦克风或其他声音输入设备，用Windows的录音机（Sound Recorder）进行录音和编辑。另外也可以利用声卡附带的软件（如Audio Station）或Ulead  Mediastudio  Pro 5.0进行录制，这种方法不仅可以“外录“而且可以“内录“，即直接从唱碟上采集音频素材。

6、程序合成：

 课堂CAI软件编辑合成的创作工具有Authorware 、 Director  Hypercard、  Powerpoint  、Visual  Basic、  Delphi 、 Flash等等，多媒体教学软件就是将文字、数据、图形、静态图像、视频及活动图像等素材通过多媒体创作工具组接起来，并赋于交互功能，形成一个多媒体教学软件。但在制作过程中应注意以一几点：

   （1）制作过程中应遵循的原则：多媒体教学课件不同于电影或风光片，它要求完全尊重客观实际。也就是说，必须毫不夸张地展现课程内容，而不能为了壮观的特技或漂亮的画面而歪曲知识的真实面目，因此，有些内容可以由动画来表现，而有些内容则只能实地拍摄。当然，在遵循这一原则的前提下，还应考虑怎样才能充分发挥各种媒体的优势，从而把课程的内容尽量表达得的简洁明了。

  （ 2）总体设计：这一步主要是从美学的角度以及课件的功能要求方面来考虑。确定整个课件的色彩基调，界面的表达形式，尤其重要的是课件的功能。欢快的色彩可以给人轻松的感觉；丰富的界面形式令人心旷神怡；而合适的功能设置，则既可以满足教学的要求，又能避免不必要的冗余工作，从  而缩短课件的开发时间。

     下面我将以本人制作的小学语文《丰碑》课堂演示型课件为例，谈谈在具体制作过程中的一些心得体会。课堂演示型课件的目的是辅助课堂教学。因此，设计重点应放在对课程中的难点进行阐释上，由于这节课的内容较多，因而课件在功能设计上力求简单明了。主要通过多级菜单界面形式来实现对课程内容的访问。另外，在每一个次级菜单界面上设计一个返回按钮，这样既可以用来返回主菜单，又可以使老师很方便的返回上面所讲的问题进行及时复习。以下是其程序结构流程图：

    由于该教学课件的目的主要是辅助课堂教学，一般要求采用投影仪把图片从计算机投影到屏幕上。为了保证投影效果清晰，整个课件的各级菜单界面应以白色和蓝色为主要基调；而在课件中的动画主要是以二维动画为表达手段，且画面以细线条为主，故画面底色宜采用淡雅的浅蓝色，而线条尽量采用较深的色彩。

    当然，一个优秀的多媒体教学软件应该是教学和艺术的完美结合，它不仅要展现出强有力的教学功能，而且应具有趣味性、知识性和艺术性。因此软件的设计和研制者既有这一领域较全面的专业知识和一定的教学经验，还能把这些成体系的知识以恰当的方式提供给学习者。形成生动的画面、言简意赅的解说词、悦耳动听的音乐等，使学习内容图文并茂、栩栩如生，从而调动学生学习的积极性，收到最佳的教学效果。

结束语 

    多媒体计算机辅助课堂教学的应用是教育改革的一个重要途径。在多媒体教学软件中应注意运用计算机的交互性来充分发挥学生的创造性学习精神，这不仅能提高教学质量，而且还能使课堂教学紧跟时代步伐。

                                                                                     参考文献：

1、《教育传播学》，钟志贤，江西教育出版社，1992年10月。

2、《学科教学软件设计和使用中的素质教学思想问题》 （全国中小学电化教育协会小学年会学术报告，1999,11）    钟志贤

3、《计算机辅助教学原理与课件设计》  项国雄   电子科技大学出版社，1997，7

4、《教学设计》   乌美娜 主编   1993年

5、《从CAI课件的教学设计到脚本的转化》王纯方瑾 邱全胜 张伟 连慕兰 桑建利 陈晓霞 北京师范大学生命科学学院

6、《软件工程》杨文龙  姚淑珍 吴芸电子工业出版社，1997 年   

7、《计算机辅助教育》  何克抗    高等教育出版社，  1996 年

8、《现代教育技术》  清华大学主办    1999年第三期