摘要：多媒體輔助教學(xué)(CAI)已經(jīng)在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，本文介紹了綜合使用多種多媒體開(kāi)發(fā)工具研制“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件的方法，并對(duì)CAI課件在輔助教學(xué)方面的策略進(jìn)行了研究。通過(guò)在教學(xué)中多次使用表明，該CAI課件及輔助教學(xué)方法可以提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新性也起到了積極的效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；CAI；輔助教學(xué)；教學(xué)方法；

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用日益廣泛，“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程逐漸成為信息學(xué)科相關(guān)專(zhuān)業(yè)(如計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、測(cè)控、信息等)的主要課程。這是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制理論、檢測(cè)技術(shù)、工程技術(shù)等多學(xué)科的理論，學(xué)習(xí)這門(mén)課程對(duì)鍛煉學(xué)生形成在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的整體觀念、提高學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新能力等方面具有積極的意義。

傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”教學(xué)模式已不再適應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展，近年來(lái)逐漸引入的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(簡(jiǎn)稱(chēng)CAI)給教育帶來(lái)了新的革命，利用其交互性、直觀性、生動(dòng)性等特點(diǎn)，可以在教師與學(xué)生之間架起一座橋梁，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與，打破傳統(tǒng)的單一的教學(xué)模式，大大推動(dòng)了教學(xué)改革，提高了教學(xué)質(zhì)量。目前多媒體教學(xué)得到了廣泛應(yīng)用，在教學(xué)上起到了很好的作用[1，2]。

針對(duì)“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課堂教學(xué)的需要，我們結(jié)合多年教授計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的經(jīng)驗(yàn)，綜合多種開(kāi)發(fā)工具研制了“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件，此課件在教學(xué)中多次使用，獲得了良好的效果。使用CAI課件教學(xué)過(guò)程中，我們還研究并總結(jié)了一些計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)，以能進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

2 “計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件研制

2.1研制“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件的必要性

第一，“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程屬交叉學(xué)科，涉及到的知識(shí)量較多，而且新的教學(xué)計(jì)劃壓縮了該課程的學(xué)時(shí)，通過(guò)CAI可以擴(kuò)大課堂信息量，緩解教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾，老師可以減少寫(xiě)黑板的時(shí)間，騰出更多的時(shí)間講解課程重點(diǎn)、解題思路或者提問(wèn)學(xué)生、討論問(wèn)題。

第二，利用CAI可以使課堂效果更生動(dòng)，如通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等方式，可以對(duì)課程的難點(diǎn)、疑點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行形象的介紹，有助于學(xué)生理解，并且提高學(xué)生的興趣。

第三，隨著高校擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)越來(lái)越多，教師對(duì)學(xué)生的控制效果下降，現(xiàn)代化的教育手段可以增加交互性。學(xué)生可在課外通過(guò)教學(xué)網(wǎng)站、試題庫(kù)系統(tǒng)等方式進(jìn)一步擴(kuò)充知識(shí)面或者檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

2.2 “計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件的開(kāi)發(fā)流程

CAI課件本質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，它的開(kāi)發(fā)過(guò)程和方法與一般軟件工程有著許多相同的地方，具有一般多媒體項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的許多共性。但由于CAI課件是一種教學(xué)軟件，其目的是通過(guò)課件的運(yùn)行，使學(xué)習(xí)者完成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的有效學(xué)習(xí)。因此它在內(nèi)容選擇、結(jié)構(gòu)組織、控制策略、交互特性等諸多因素上與其它類(lèi)型的多媒體應(yīng)用軟件有所區(qū)別，所以它的開(kāi)發(fā)、實(shí)現(xiàn)方法又具有某些獨(dú)特性[3]，圖1是“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件開(kāi)發(fā)流程。

2.3 “計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件的主要內(nèi)容和開(kāi)發(fā)工具

早期的教學(xué)課件大多數(shù)僅局限于用PowerPoint將備課內(nèi)容原樣搬到電腦上，用投影儀放出來(lái)，對(duì)課堂教學(xué)效率提高有限，不能完全發(fā)揮CAI課件的作用。而且隨著學(xué)生人數(shù)的增多，教師對(duì)學(xué)生的控制效果也就隨之迅速降低，學(xué)生與教師間缺乏直接聯(lián)系，學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)受到限制，其教學(xué)效果便會(huì)大打折扣[4，5]。

“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開(kāi)放性原則，規(guī)劃為三大模塊：課堂模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和題庫(kù)模塊，如圖2所示。

教程模塊是一個(gè)與教材同步的課堂使用課件，主要用于課堂教學(xué)，按教材順序設(shè)計(jì)課件框架，方便教學(xué)，同時(shí)結(jié)合圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻材料幫助學(xué)生理解疑難問(wèn)題。主要采用PowerPoint、flash和Matlab等為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，PowerPoint用來(lái)制作基本電子講稿，其中可以插入圖片、flash制作的動(dòng)畫(huà)及視頻等內(nèi)容，利用Matlab強(qiáng)大的計(jì)算和繪圖能力，使學(xué)生能看到控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真過(guò)程及效果，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。

網(wǎng)絡(luò)模塊為學(xué)生自學(xué)而設(shè)計(jì)，設(shè)置交互式學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容包括公告欄、課程說(shuō)明、教學(xué)目標(biāo)、相關(guān)知識(shí)、學(xué)習(xí)方法、教學(xué)信息結(jié)構(gòu)、多媒體素材、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上作業(yè)、學(xué)習(xí)討論、在線學(xué)習(xí)、在線視頻等?；赪eb模式，采用ASP為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)開(kāi)發(fā)了基于Web的遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)，學(xué)生可以在客戶(hù)機(jī)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)裝有Matlab Web Server的服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上遠(yuǎn)程在線仿真。

題庫(kù)模塊是一套多媒體題庫(kù)，可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)、自測(cè)，同時(shí)也可以為期末和期終考試命題提供參考，該系統(tǒng)可以提供手動(dòng)出卷、自動(dòng)出卷，自動(dòng)輸出試卷答案，試卷和答案都可以按指定格式導(dǎo)出到Word里面。該模塊采用Delphi為開(kāi)發(fā)工具，采用Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖3~6為“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件使用效果圖。

該“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件面向課堂教學(xué)、課后測(cè)試、網(wǎng)上互動(dòng)自學(xué)， 充分利用多媒體計(jì)算機(jī)的交互性、控制性，合理組織教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)過(guò)程多元化、立體化、形象化，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生們能在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)這門(mén)課程。

2.3研制CAI課件的體會(huì)

第一，CAI課件設(shè)計(jì)要有整體規(guī)劃，由于包含較多的模塊和內(nèi)容，綜合利用多種開(kāi)發(fā)工具，需要多人合作完成，因此必須做好整體規(guī)劃和模塊間的銜接；

第二，CAI課件設(shè)計(jì)要有條理性，遵循循序漸進(jìn)的原則，便于學(xué)生接受；

第三，CAI課件要突出生動(dòng)性，使用CAI課件要增加授課的知識(shí)量，但決不能大量的照搬羅列課本上的內(nèi)容，CAI課件的主要目的應(yīng)是講解疑難問(wèn)題，幫助學(xué)生理解，可以通過(guò)圖片、flash、視頻等方式生動(dòng)形象的表述疑難問(wèn)題；

第四，CAI課件設(shè)計(jì)要有交互性，課堂模塊要設(shè)置一些提問(wèn)、課堂討論的內(nèi)容，以促進(jìn)師生交流，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生積極思考的習(xí)慣，網(wǎng)絡(luò)模塊和題庫(kù)模塊要適合學(xué)生課后使用，便于自學(xué)和自我測(cè)試。

第五，CAI課件既要緊扣教材，又要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在有限的時(shí)間內(nèi)為學(xué)生展示豐富的、新穎的信息。

3 “計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程輔助教學(xué)方法與策略

在使用CAI輔助教學(xué)過(guò)程中，我們通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和課題組討論，總結(jié)出了一些教學(xué)方法和策略。

第一，CAI課件和板書(shū)相結(jié)合。采用CAI能提高教學(xué)效率和教學(xué)效果，但也不能完全扔掉黑板，傳統(tǒng)的黑板教學(xué)方式在原理推導(dǎo)、解釋、歸納等方面仍有可用之處，另外在課堂上需要補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)或引申到其它知識(shí)點(diǎn)時(shí)，在黑板上出現(xiàn)比在課件上更合適，同時(shí)也可使學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間盯著屏幕產(chǎn)生的視疲勞得到緩解。

第二，采用循序漸進(jìn)的教學(xué)方法，避免填鴨式教學(xué)方式。該課程涉及到多學(xué)科的知識(shí)，教師在教授時(shí)應(yīng)提前對(duì)相關(guān)知識(shí)做簡(jiǎn)單串講，逐步使學(xué)生建立起知識(shí)間的聯(lián)系，形成系統(tǒng)的概念。

第三，注重工程性和科研性，理論聯(lián)系實(shí)際。該課程一般在本科生的第六及第七學(xué)期開(kāi)設(shè)，高年級(jí)學(xué)生已初步掌握了本專(zhuān)業(yè)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，在課程教學(xué)中要有意識(shí)的引入一些實(shí)際工程和科研問(wèn)題，這樣既可以保持教學(xué)的新穎性，又可以引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，掌握一些工程意識(shí)和科研思路。

第四，采用啟發(fā)式和交互式方法，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，學(xué)生在四年內(nèi)學(xué)到的知識(shí)畢竟有限，更重要的是要學(xué)會(huì)思考和創(chuàng)新，在課堂教學(xué)中采用提問(wèn)、討論等方式，有意識(shí)的啟發(fā)學(xué)生去思考，設(shè)置一些課程設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生分組查資料、做方案、相互討論，培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新能力。

4結(jié)束語(yǔ)

我們?cè)凇坝?jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件的研制和輔助教學(xué)方面做了一些工作，得到了學(xué)校認(rèn)可和學(xué)生的好評(píng)，“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”CAI課件光盤(pán)已經(jīng)隨我們自編的教材由機(jī)械工業(yè)出版社出版。今后我們要繼續(xù)改進(jìn)和提高，為不斷提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而不斷努力。

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