時間：2022-08-16 06:37:21
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇計算機輔助教學論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
1教師教學方法單調(diào)，學生學習主動性差在建筑課程教學中，由于概念性較強、理論知識較多，通常采用灌輸模式的教學方法，導致學生對課程枯燥，積極性不高，使其不能很好的理解掌握知識。
2教學直觀性不夠，學生學習效率低目前，職業(yè)院校建筑課程仍已理論為主，然而由于課程特點因素，需要很多的直觀性教學體驗，教材上的圖解及文字表述，無法達到使學生理解掌握專業(yè)知識的要求。同時傳統(tǒng)的教學使得課堂上教師的表述及書寫方式，使學生的理解速度和主動參與都受到嚴重的限制。教師僅僅側(cè)重于講授專業(yè)知識，實踐動手能力嚴重缺失，進而學生只是頻于應付測試及考試，但是專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)卻未達到實際標準。
3課堂教學缺乏交流，師生互動弱高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標是應用型人才，需要使理論和實踐有機的結(jié)合起來。建筑課程因現(xiàn)場情況復雜、問題多樣及解決辦法多樣等問題，需要了解實際現(xiàn)場情況，具有針對性的進行更多的課堂交流及討論。
4理論學習與實踐脫節(jié)，立體空間建模缺失建筑專業(yè)是研究實體與空間、體塊與體量、光與影的科學，涉及建筑中尺度、比例和三維空間設(shè)計的基本原則。進而使理論與實踐有機的結(jié)合，然而傳統(tǒng)教育方法無法搭建起這樣的橋梁關(guān)系。
二使用計算機輔助手段在建筑課程教學中的優(yōu)勢
1課前準備更充分，教學控制更加自如，提高教學質(zhì)量采取計算機輔助教學模式，教師前期準備會更加充分，既能熟悉教材的教學內(nèi)容，又能搜集與教學內(nèi)容相關(guān)的更多實效性資料；突出重點、難點，進而將大量的信息呈現(xiàn)于課堂上，使課題內(nèi)容盡可能的延伸和發(fā)展。同時對教學的控制也有更好實現(xiàn)。
2注重提升實驗性、實訓性，提高學生實踐水平能力在建筑專業(yè)課程教學內(nèi)容中，涉及實驗性、實訓性內(nèi)容廣泛，比如“基坑支護”、“地基與基礎(chǔ)”、“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“鋼結(jié)構(gòu)”等，不僅要有理論作為支撐，同時要進行不斷的實驗、實訓，對于學生而言，要具有對構(gòu)件受到空間多維力的作用分析能力，結(jié)構(gòu)的構(gòu)造處理能力，對測量技術(shù)的操作能力。利用計算機輔助教學，可以將此類情況進行地基模擬實驗分析、結(jié)構(gòu)模擬分析工程等，把各環(huán)節(jié)具體、形象地展現(xiàn)給學生，使其具有較強的工程性和實踐性。把學生從工地實踐中解脫出來，防止施工現(xiàn)場實踐的意外發(fā)生。
3注重抽象的知識變得形象具體，通俗易懂現(xiàn)階段，傳統(tǒng)教學模式仍處主要的建筑教學模式，按教學設(shè)計的思路簡單的課件仍存在局限性。在教學過程中，加強立體思維、空間思維，同時強調(diào)發(fā)散思維，計算機輔助教學實現(xiàn)具有動靜結(jié)合，化繁為易的效果，教師可運用AUTOCAD、Flash和3DMAX等軟件，制作出形象生動的教學情境，再結(jié)合講授使學生很容易置身其中，增強了課堂教學的活力，優(yōu)化了課堂教學的過程。
4拓展思維，扎實技能水平，提高學生自學能力計算機輔助教學具有立體感、空間感及逼真感，形神兼?zhèn)涞奶攸c，利用此類方法手段，開拓學生思維，培養(yǎng)學生扎實技能水平。利用創(chuàng)設(shè)模擬的真實形象環(huán)境，給建筑教學帶來突破。比如：在教學過程中，運用計算機輔助教學軟件對某種建筑的結(jié)構(gòu)剖視圖講解，使學生可以三維圖立體不同角度的轉(zhuǎn)換進行查看，研究建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部特征，使其提高實踐能力，同時激發(fā)學生自我研究、剖析問題的能力。
三計算機輔助教學應注意的相關(guān)問題
1計算機輔助教學要與傳統(tǒng)教學相結(jié)合計算機輔助教學雖然可以增強生動性、形象性及直觀性，激發(fā)學習興趣。更能突出重點、難點，提升教學質(zhì)量及效率，使教學實踐能力得到提高。但理論知識無法達到教學內(nèi)容的面面俱到，并非所有內(nèi)容都可以采用此類教學模式，必須注意與傳統(tǒng)教學方法有機結(jié)合，在教學中有針對性、有選擇地使用，進而根據(jù)教學內(nèi)容及要求和施教對象而定。
心理學認為，興趣是積極探索某種事物的認識傾向，它是學生學習的動力源，是智能和心理發(fā)展的催化劑。學生一旦對學習發(fā)生強烈的興趣，就會激發(fā)內(nèi)在的學習愿望和學習動機，就會聚精會神，努力追源，并感到樂在其中。多媒體計算機通過定格、慢放、加速、重復、圖像的變化、色彩以及聲音配合等效果，充分發(fā)揮其直觀、形象、新奇、促思等優(yōu)勢，引起學生的好奇心，激發(fā)學生求知欲，活躍學生的思維。例如在“分數(shù)的基本性質(zhì)”一課中，一上課老師就說：“同學們，今天我給大家講一個故事”，一邊說一邊簡單地操作鼠標，與計算機連接的電視機顯示器上出現(xiàn)了畫面，學生一下子被屏幕上的有趣的畫面吸引了，隨著螢屏的演示，老師繼續(xù)講故事：猴山上的小猴子最喜歡吃猴王做的那些又香又甜的大餅，一天猴王做的大餅剛出爐，它的三個孩子吵著說“我要吃餅，我要吃餅。”于是猴王把三塊大餅分給三只小猴子吃，它先把第一塊餅平均切成四塊分給老一一塊，老二嫌小吵著說“一塊太少了，我要兩塊”，猴王便把第二塊餅平均切成八塊分給老二兩塊；老三更貪了吵著“兩塊太少了，我要三塊”，于是猴王把第三塊餅平均切成十二塊分給老三三塊。同學們，你知道哪只猴子分到的餅多嗎？因為有形象的故事情節(jié)，有多媒體計算機生動有趣的圖象動態(tài)顯示，使抽象的數(shù)學概念形象化，激發(fā)學生以極大興趣投入學習。
又如在教學“面積和面積單位”時，運用計算機的畫畫板輔助教學，幫助學生進一步理解面積的意義。教師在屏幕上畫出下面圖形：
讓學生選擇喜歡的顏色給圖形涂色，學生們十分感興趣地挑選喜歡的顏色給圖形涂色，每涂一個，老師就讓學生回答這個圖形的面積是什么？當涂到第五個圖形時，顏料一下子都跑到外面充滿整個瑩屏，學生被愣住了，為什么呢？這時教師抓緊時機問：“這個圖形的面積又是什么呢？”學生們驚喜地發(fā)現(xiàn)：這個圖形不是封閉圖形，它沒有面積。這種無聲的、動態(tài)的形象顯示，不僅一下子激發(fā)孩子們的好奇心，引起他們對學習新知識的高度興奮，并且在教師有聲的語言引導下進入學習過程，達到啟迪思維，激發(fā)興趣的目的。
二、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生掌握重點，突破難點。
電化教學的核心是要提高教學質(zhì)量。教學過程中，只有當學生掌握知識的重點，突破難點的情況下，才能談得上提高教學質(zhì)量。利用多媒體計算機突破教學過程中的重點、難點是很好的教學手段。
例如在教學“相遇問題”應用題時，運用軟件直觀演示輔助教學，創(chuàng)設(shè)情境，幫助學生較深刻地理解題目中數(shù)量間的關(guān)系。教師簡單地操作鼠標，屏幕上首先出現(xiàn)了一條鐵軌，上面有一輛火車從左往右地行駛，一會兒，另一輛火車也從右往左地駛過來，兩列火車在逼真的火車運行時發(fā)出的聲音中相對開出，直到相遇。這時屏幕上出示了一道應用題：“甲乙兩列火車從兩地相對行駛，甲車每小時行駛75千米，乙車每小時行駛69千米。甲車開出后1小時乙車才開出，再過2小時兩車相遇。兩地間的鐵路長多少千米？”教師再操作鼠標，屏幕上出示了線段圖，在線段圖上分別標出了每小時火車所行的路程。這樣難點在火車形象運行的動態(tài)演示和直觀的線段圖中得以解決，它比老師的任何解釋都具有說服力，增強了感觀上的剌激。演示一結(jié)束，學生們很快就列出正確的算式解答。因此，利用多媒體計算機輔助教學可以使學生清楚地掌握概念，獲得正確的結(jié)論，并嘗到成功的喜悅，強化了學習的興趣。
三、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生思維的發(fā)展。
小學生的認識特點是從形象思維為主向抽象思維為主過渡，要使學生理解抽象的數(shù)學概念，就必須為學生提供必要的感性材料，使之借助事物的具體形象或表象進行思維，從而逐步理解和掌握知識。而多媒體計算機通過模擬演示，突出實際操作過程，讓學生進行觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括，通過引導學生經(jīng)歷獲取知識的思維過程，達到培養(yǎng)智能，啟迪思維的目的。
例如在“圓柱的認識”教學中，利用軟件演示，幫助學生學習圓柱的形成和側(cè)面面積的計算：
①教師操作鼠標，屏幕上出示幾個圓柱的實物圖；再操作鼠標，圓柱實物圖背景消去，
剩下閃爍的圓柱立體圖，學生從圓柱實物圖抽象出圓柱的立體圖，初步認識了圓柱。
②操作鼠標，屏幕上出現(xiàn)一個長方形，然后這個長方形繞著它的一條邊旋轉(zhuǎn)一周，形成一個圓柱體，讓學生掌握圓柱的形成過程和認識圓柱的底和高。
③操作鼠標，圓柱的底面隨著閃爍慢慢地從上往下移，讓學生認識圓柱不但兩個底面的面積相等，而且從上到下的粗細一樣，也就是說每個橫截面的面積都相等。
④待學生掌握了圓柱的特征后，老師引導學生觀察、討論：把圓柱的側(cè)面展開會是什么圖形呢？讓學生展開思維，各抒已見，自由發(fā)揮；有的認為圓柱側(cè)面展開是長方形，有的認為是平行四邊形，有的認為是正方形。到底哪個答案對呢？老師不急著表態(tài)，而是操作鼠標，讓學生觀察屏幕上的演示：把圓柱的側(cè)面豎著剪開，打開后得到一個長方形。
⑤操作比較：如果把側(cè)面斜著剪能否得到一個長方形？斜著剪得到一個什么樣的圖形？
⑥思考：這個長方形（或平行四邊形）的長（底）和寬（高）與圓柱的什么有關(guān)呢？在什么條件下展開后的圓柱體的側(cè)面是個正方形？這時又怎樣計算圓柱的側(cè)面面積？學生通過計算機的形象演示、教師提出的問題，結(jié)合自己的操作過程和觀察比較過程，能有條有理地講述圓柱側(cè)面面積怎樣推導出來。學生通過充分的動眼、動手、動腦、動口，不但弄清楚知識之間的來龍去脈，也活躍和發(fā)展了學生的思維。
四、借助多媒體計算機輔助教學，增加課堂密度，強化學習動機。
隨著信息社會的到來，計算機的開發(fā)和應用正以前所未有的速度沖擊著我們這個時代。把計算機技術(shù)應用于教育領(lǐng)域，在國外稱為計算機輔助教學（CAI）和計算機管理教學（CMI）。我國有關(guān)CMI的研究剛剛起步，而對CAI的研究已進入推廣和使用階段，這標志著我國現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的又一次飛躍。
CAI教學的發(fā)展，在國外始于60年代行為主義學習理論所倡導的程序教學法，即根據(jù)刺激反應—強化原則，及時獲取教學信息的反饋，有效地實行個別化教學。由于當時的計算機發(fā)展剛剛起步，軟件開發(fā)價格昂貴，操作難度大，并未受到廣泛關(guān)注。80年代，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，為CAI創(chuàng)造了有利條件，尤其是認知心理學的興起，使CAI軟件開發(fā)更側(cè)重于應用，注重知識的條理性和結(jié)構(gòu)化，強調(diào)與學習者已有的認識結(jié)構(gòu)相匹配，使其在原有認知結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過計算機的輔助達到同化和順應，從而形成新的認知結(jié)構(gòu)。近幾年，由于認知心理學理論的日益成熟及多媒體計算機技術(shù)的開發(fā)，使CAI更注重于學生學習能力的形成、學習策略的掌握和提供更多的個別化教學選擇。CAI的發(fā)展趨勢，正順應了現(xiàn)代化教學的兩個基本趨勢，即強調(diào)教學的主體性，強調(diào)充分發(fā)展學生的個性，全面提高學生的整體素質(zhì)。
目前，我國正處于“應試教育”向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)軌時期，堅持素質(zhì)教育的基本觀點，就要面向全體學生，即通過個體的發(fā)展，實現(xiàn)真正意義上的全面發(fā)展；同時，幫助學生具備各方面的基本素質(zhì)，形成合理的素質(zhì)結(jié)構(gòu)，為學生未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使學生終身受益。而要實現(xiàn)個性的全面發(fā)展，必須立足于學生個體差異、因材施教，這不僅要有雄厚的知識基礎(chǔ)，還必須掌握獲取知識技能的方法，形成自學能力，這樣才能適應未來社會不斷變化的需要。
CAI教學的主要特點，為我們進行素質(zhì)教育目標的實施，提供了有益的幫助。首先，計算機信息存貯量大，處理迅速，方便的人機交互功能，提供了良好的個別化學習環(huán)境。學生能根據(jù)自己的學習能力理解和發(fā)展水平，調(diào)節(jié)學習進度和難度，真正實現(xiàn)因材施教。其次，計算機的模擬功能，可使抽象內(nèi)容形象化，靜止內(nèi)容動感化，為學生創(chuàng)造生動、活潑、直觀、有趣的教學條件；而教師的設(shè)問和強化刺激手段可極大地調(diào)動學生的學習熱情，激發(fā)學習動機，形成有意注意，消除學習的疲勞和緊張。這樣做既有助于學生良好的心理品質(zhì)的形成，又使學生獲取準確、深刻的直觀感知，從而形成完整的理性認識，提高課堂教學質(zhì)量。第三，CAI可以提供培養(yǎng)自學能力的條件。教師可根據(jù)學生已有的認識基礎(chǔ)，構(gòu)建問題情境，指導學生獨立地上機學習，并輔之以必要反饋練習，及時肯定或解答，幫助學生總結(jié)學習方法，查找學習障礙，逐步提高學生自學能力和處理實際問題的能力。此外，CAI在提高課堂效率、增大課堂容量、進行全面即時性輔導、減輕學生課業(yè)負擔等方面，還具有很好的功能。
CAI的這些功能，決定了它在化學教學中會發(fā)揮日益重要的作用。近年來，雖然很多學校在計算機硬件的配置上下了很大功夫，但在軟件的開發(fā)和利用上明顯滯后于硬件的配置。而且，相當多的教師對CAI在化學教學中的應用認識不足，參與不夠，對CAI化學教學模式的研究更鮮為人知。為此，結(jié)合我校CAI化學教學的開發(fā)和實踐，我們對CAI化學教學模式提幾點看法。
二、計算機輔助化學教學的幾種模式
（一）計算機模擬教學模式
CAI的模擬功能，是計算機輔助教學中較早開發(fā)和利用的一種功能。目前，很多學校的軟件應用是這種教學模式。
模擬教學模式，主要是指利用CAI的模擬功能把一些抽象的理論內(nèi)容，或不易觀察清楚、危險性較大、難于操作的實驗內(nèi)容，通過二維或三維動畫形式，進行信息處理和圖像輸出，在顯示屏幕上，進行微觀放大，宏觀縮小，瞬間變慢，短時間內(nèi)調(diào)動學生多種感官參與活動，使學生獲取動態(tài)圖像信息，從而形成鮮明的感性認識，為進一步形成概念，上升為理性認識奠定基礎(chǔ)。
模擬教學只是教學過程中的一個環(huán)節(jié)，比傳統(tǒng)的掛圖、模型或錄像都更真實地接近于事物的本來面貌，而且可反復播放，因此更有利于學生理解知識的本質(zhì)，培養(yǎng)他們的形象思維能力，也有助于抽象思維能力的提高。
CAI在化學教學中的模擬教學，主要適用于理論性和抽象性較強的內(nèi)容：如原子核組成、電子云、核外電子運動、化學鍵中離子鍵、共價鍵形成、溶解和結(jié)晶、原電池、電解池、離子反應和離子方程式、NH3分子結(jié)構(gòu)、有機官能團的結(jié)構(gòu)等。另一方面適用于實驗難以操作、危險性大而觀察不明顯的內(nèi)容，例如，溴苯制備、氫氣還原氧化銅、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工業(yè)生產(chǎn)知識內(nèi)容，如硫酸、硝酸工業(yè)制法，煉鐵也可制成CAI課件進行教學。
（二）多媒體綜合教學模式
計算機可以控制多種教學媒體，這是其優(yōu)于其它教學媒體的特殊功能。實際上，傳統(tǒng)教學模式的教學中，教師上課也有聲音、形象、板書、文字、掛圖和實物等，教師也可根據(jù)教學過程中學生的反映來調(diào)整教學策略。但我們這里所說的多媒體有二層含義，其一是把微機與其它教學媒體相互連接，賦于其它媒體交互性，同時使用幻燈、投影、錄像等手段，使多種媒體有機地貫穿于教學的全過程。其二是多媒體計算機技術(shù)的使用，即“利用計算機交互式地綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等多種信息，使它們建立起邏輯連接，成為一個系統(tǒng)”，使之具有綜合性，即一機多用，同時又可形成人機互動，互相交流的操作環(huán)境，形成一種身臨其境的情境。
由于多媒體計算機技術(shù)是90年代在法國首先提出和使用的，我國高中配置多媒體計算機系統(tǒng)的學校不多。因此，主要的多媒體綜合教學模式還是指前一種，但未來的發(fā)展趨勢，應當是使用多媒體計算機平臺，設(shè)計課件，操作使用鼠標，簡單易行，而且教師并不需要有太多的計算機知識，因此具有更廣闊的發(fā)展前景。
實際上，進行CAI教學，應當逐漸從單純的CAI向多媒體組合的CAI發(fā)展。例如，在“原電池”一節(jié)的教學中，我們把原電池中原電池原理及形成條件作為本節(jié)課的重點，為了突出重點內(nèi)容講授，讓學生從微觀本質(zhì)理解原電池的形成，不僅采用了傳統(tǒng)的分組實驗教學，利用投影給出原電池實驗要求、觀察步驟，指導學生實驗，并利用微機模擬原電池所形成的閉合回路，通過電子轉(zhuǎn)移的流動過程和聲響，及兩極不同顏色的Zn2＋離解，H＋析出標示出內(nèi)外電路所構(gòu)成的閉合回路，使學生認識原電池本質(zhì)；最后利用錄像播放不同新型原電池的工作情況，使學生最終形成對原電池比較深刻和全面的理解。
這種多媒體組合教學，可在一定程度上突破學生認識的時空限制，拓寬學生獲取信息的渠道，使學生的視覺、聽覺、觸覺等多種感覺系統(tǒng)參與信息的收集過程，形成教與學的雙向互動，更好地發(fā)揮學生思維的想象力和創(chuàng)造性，激發(fā)學習興趣，極大地提高學習效率。
（三）計算機個別輔導教學模式
我們目前采用的主要是班級授課制，很難在全班實現(xiàn)個別化教學，而實現(xiàn)個別化教學，又是化學教學由“應試教育”向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化的重要途徑。由于CAI的課件，主要強調(diào)人機交互功能，因此實現(xiàn)一對一的個別化教學有得天獨厚的條件。
個別輔導模式，主要是用計算機部分地代替教師，按照程序教學的原則，設(shè)計不同的層次遞進的教學途徑，學生可根據(jù)自己的學習水平，選擇不同的學習程序，提出需要學習的內(nèi)容；計算機可向?qū)W生提問，并對學生的問題進行分析，作出正確與否的判斷，給出高質(zhì)量的反饋，如遇困難，還可以適當降低學習坡度，使學生循序漸進，得到知識的鞏固和自學能力的提高。個別輔導教學模式，是一種適合自學的個別化教學方式。如果程序設(shè)計的分支越多，預想情況越豐富，越能幫助反復學習，克服障礙，共同達到教學目標，優(yōu)化學習過程。
這種教學模式，雖然主要是以學生為主體，但也不能忽視教師的主導作用；教師不僅要指導學生尋找解決問題的方法，而且要針對學生的實際，精心設(shè)計程序，使學生能用最短的時間找到解決問題的途徑，同時也可以幫助學生總結(jié)自己的個性特點、學習風格，從而幫助學生形成良好的學習品質(zhì)和自學方法，真正實現(xiàn)個別化教育的目標。
個別輔導教學模式，由于受CAI課件的限制及學生計算機使用的熟練程度的影響，很難在短時間內(nèi)得到大范圍的推廣，而現(xiàn)有的軟件局限性又較多，因此可嘗試在選修課教學中，進行小范圍的試點，當課件使用比較成熟時再做推廣應用。
以上我們只對現(xiàn)有的常用教學模式進行了歸類，除此之外，CAI的問題解決、教學游戲及查詢和問話等多種基本模式，在個別化教學的課件中都有所表現(xiàn)，在此我們限于篇幅，不再贅述。
三、計算機輔助教學的實踐和體會
我校開展計算機輔助教學的時間較長，不僅在化學學科，在其它各科教學中，都設(shè)計過豐富的CAI課件，這主要源于計算機硬件的配置和得力于一批對軟件開發(fā)興趣濃厚的中青年教師群體。這樣一個大的環(huán)境也在無形中推動了CAI化學教學的開發(fā)和應用。
在CAI化學教學實踐中，我們感到主要是CAI課件設(shè)計比較困難。現(xiàn)在市售的課件，模式單一，價格較高，教師個人的教學設(shè)計和風格不同，課件使教師選擇余地較??；教師本人又沒有更多時間和精力參與設(shè)計程序，而要編程序，難度更大，由此需要有一個CAI教師備課系統(tǒng)，使教師便于選擇、存儲、檢索加工組成課件。
關(guān)鍵詞：CAI計算機輔助教學中學物理教學教學手段
隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展及計算機的大量普及，很多中學配備了微機室、專用多媒體教室，建立電教中心，為計算機輔助教學（CAI）打下了硬件基礎(chǔ)。如何認識CAI在中學教學中的地位，充分發(fā)揮CAI在中學教學中的作用，是擺在廣大中學教育工作者面前的一個重要課題。筆者擬就CAI對中學物理教學中的影響、在中學物理教學中應用、目前存在的問題談幾點拙見。
一、CAI對物理教學的影響
在現(xiàn)代課堂教學改革實踐過程中，CAI輔助中學物理教學，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態(tài)為動態(tài)、化不可操作為可操作過程。對化解知識難點，提高綜合能力，推進素質(zhì)教育具有重要意義。
1、應用CAI使教學過程更加直觀。
從認識論的角度看，學生對事物的認識過程的起點是對事物的感性認識。在物理科的學習中學生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產(chǎn)生一種畏懼的心理，阻礙了他們學習物理的情趣，但應用CAI技術(shù)就可以直觀的解釋一些物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學生的興趣，提高學習的效率。主要表現(xiàn)在以下幾方面：
應用CAI能夠?qū)崿F(xiàn)抽象到具體的轉(zhuǎn)變。比如，機械運動中的相對運動、回聲測距、透鏡成像等。對初中學生就很難接受也很難描繪清楚。就相對運動的內(nèi)容我們即可應用計算機來演示空中加油的情景和等速救護的過程，配上聲音的效果，讓學生從聲音、圖像全方位的感受，如置身于其情景，直觀地掌握該節(jié)的內(nèi)容。
應用CAI可以實現(xiàn)動靜的相互轉(zhuǎn)化。在物理教學中，有很多物理現(xiàn)象出現(xiàn)的時間極短，當學生還沒來得及看清時，該過程就已經(jīng)結(jié)束。學生就理解不了其中的本質(zhì)，給教學帶來困難。如平拋運動我們就可以使用數(shù)碼相機把其運動全過程拍下來，然后進行制作，利用計算機可反復操作，使學生認識其過程，同時還可以利用它的某一時刻的靜止畫面來解釋它下落時的特點。教學中的難點就容易突破，省時方便。
應用CAI能夠?qū)崿F(xiàn)從微觀向宏觀轉(zhuǎn)移。由于條件限制，物理教學中有些物理的實驗在課堂教學中無法演示，學生只能從理論上了解。像原子物理這部分內(nèi)容，學生理解不深刻、記不住。我們可以應用多媒體的三維動畫的進行動態(tài)的模擬演示。
如圖，把中子、鈾核等用不同顏色區(qū)別，讓中子撞擊鈾核，伴隨著一聲巨響，看到裂變過程。當學生受此振撼時，其內(nèi)容自然記憶深刻。
因而，應用CAI讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程感染了學生的學習的動機，使學生變被動為主動，從而更加崇尚科學，因為科學有無限的魅力。
2、應用CAI可以加大課堂的信息量。
二十一世紀是信息時代，對于在學校里學習的學生，也應培養(yǎng)處理大量信息的能力。因而在課堂教學中教師應該向?qū)W生提供更多的信息、更多的資料，及物理學的發(fā)展情況，來擴展學生的知識面。教學過程中，教師經(jīng)?；ㄝ^多時間板書，特別是上電學課時寫例題、畫圖例的時間更多，而采用多媒體中的顯示文本的功能，這可使本應花十幾分鐘的內(nèi)容在幾秒內(nèi)顯示于學生眼前。由于使用多媒體的直觀性也大大縮短了教學難點的突破過程。這就有時間講解更多相關(guān)的知識和現(xiàn)實的應用，引導他們理論聯(lián)系實際，豐富了課堂內(nèi)容，而且從根本上改變過去"滿堂灌"的教學弊端，給學生較多自由時間復習鞏固，優(yōu)化了課堂教學，增加了課堂的信息量。
3、應用CAI便于師生間雙向交流。
傳統(tǒng)的物理教學過程中，主要是教師講學生聽，不便于學生個性的培養(yǎng)。應用CAI能夠真正改變學生和教師的位置，使學生成為學習的主體。當學生有問題時，可以及時提出或利用計算機網(wǎng)絡(luò)與同學討論，從而多渠道尋找解決問題的辦法。當學生對某個物理現(xiàn)象有自己的觀點時，也可以提供給大家進行研討和交流，教師提供解答，這樣雙向交流中使學生的思維更加活躍，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，實現(xiàn)學生主體教師主導的現(xiàn)代教學思想。
可見，應用CAI于中學物理教學，有助于教學中難點的突破和重點的把握，符合當前教育發(fā)展趨勢，給我們教學順利的轉(zhuǎn)軌提供一種模式。
二、CAI在中學物理教學中的作用
結(jié)合目前中學物理教學的實際，CAI在物理學科中大體可應用在課堂教學、實驗教學、輔導教學等三個方面，下面就這三個方面加以探討。
1、計算機應用于課堂教學中
課堂是學生獲取各種知識的最直接場所，課堂教學是實現(xiàn)教師教與學生學的最主要途徑，也是計算機實現(xiàn)輔助教學功能的主要場所。利用計算機進行課堂教學，可以變以往學生處于被動學習地位為主動學習，提高學生學興趣及求知欲，促進知識和能力的正遷移。
（1）利用計算機，實現(xiàn)“人——機”交互式教學
常規(guī)教學中，教師了達到應試目的，一般都把教學對象定在中等程度學生身上，結(jié)果在教學過程中忽略了“兩頭”，造成優(yōu)秀學生“吃不飽”，能力得不到充分發(fā)展；差的學生“消化不良”。造成這種現(xiàn)象的原因是局限于應試教育，不能因材施教，抑制了學生個性化的發(fā)展。而“人-——機”交互式教學，計算機可利用學生各自的記憶及理解水平，及時地判別各個學生的可接受程度，隨后據(jù)此向不同學生傳遞不同的教學內(nèi)容和方式，最大限度地實現(xiàn)因材施教的教學模式。整個交互式學習過程可用以下流程圖來表示：
通過以上一系列的反饋學習，不同程度的學生在計算機的因勢利導下，使他們在掌握知識的同時潛移默化的學到了怎樣學習的本領(lǐng)。
（2）利用計算機模擬課堂演示實驗。
利用計算機強大的動畫功能及有關(guān)外設(shè)可以解決許多用常規(guī)手段難以表達或可見度低的實驗，如有關(guān)波的實驗（波的獨立性、波的干涉和衍射等）、透鏡成像（成像原理、演示物體靠近或遠離透鏡時，像的動態(tài)變化等）；也可以通過計算機放大微觀世界，采用“放慢鏡頭”模擬外部環(huán)境變化等手法來演示分子動理論、物體與物體的相互作用（如碰撞過程、物體微小形變）、氣體狀態(tài)變化等一些實驗。這些畫面清晰、直觀并且可以瞬間定格、重復播放，既減少了教師的勞動強度又使學生理解快、記憶扎實。
2、利用計算機進行實驗教學
（1）學生實驗中的應用
學生通過實驗操作，不但可以達到理論聯(lián)系的效果，而且可以通過實驗培養(yǎng)動手能力、思考能力及想象創(chuàng)造能力。但傳統(tǒng)的實驗效果卻跟上述目的相差甚遠，這在很大程度上是由于大多數(shù)學生按部就班地做實驗，不能充分調(diào)動思維造成的；而利用計算機進行學生實驗的模擬教學，可以幫助學生手腦并用，發(fā)揮其想象創(chuàng)造能力。比如高一學生實驗“測定勻變速直線運動的加速度”，就可以用模擬型教學，學生通過計算機，在機器的要求下邊思考邊選擇實驗儀器，組建模擬裝置，自己設(shè)定鉤碼的質(zhì)量，觀測不同條件下的模擬結(jié)果，選擇數(shù)據(jù)處理等。通過這種教學，不僅引導和培養(yǎng)了學生動腦的習慣，而且給學生提供了拓寬思維的環(huán)境。
（2）課堂驗證性實驗中的應用
驗證性實驗不但能直觀地驗證各種規(guī)律，避免紙上談兵，且可使學生進一步深化所學知識，培養(yǎng)學生養(yǎng)成用實驗手段探索自然規(guī)律的習慣，提高學習能力。如高中機械能守恒定律教學中引用氣墊導軌，定量證明守恒定律，但美中不足的是教師需花一定的時間與精力來寫加速度、速度這些中間值的演過程。如果用計算機來進行數(shù)據(jù)處理，可使教師拋開演算過程，快速得實驗結(jié)果，使課堂更加緊湊。
3、利用計算機輔導教學
在計算機中可以開展以學生為主體，以發(fā)展學生個性為目的的教學方式。如果學校的計算機是以網(wǎng)絡(luò)形式存在的，則可在小范圍內(nèi)開展對某一課題進行討論式教學，即教師預先確定討論題目，隨后讓學生上網(wǎng)自己尋找感興趣的或自己不懂的內(nèi)容，再邀請其他同學一起討論，最終得到答案。當中，教師可以參與其中，發(fā)現(xiàn)問題，及時指導。這種方法為學生主動學習，培養(yǎng)獨立分析解決問題及集體合作精神打下了基礎(chǔ)。
三、目前計算機輔助物理教學中存在的問題及對策
1、存在的問題
（1）認識上的偏差
目前，大多數(shù)學校只有教計算機的教師懂計算機，其他任課教師對計算機知之甚少。究其原因，除了經(jīng)濟因素，一是領(lǐng)導認識有問題，對計算機發(fā)展將引起的教學手段和方法的改變?nèi)狈α私夂驼J識，導致決策的失誤；二是部分物理教師對計算機存在恐懼感，認為計算機太復雜，學起來太麻煩。或者忙于日常教學，各類文化進修，突擊性工作等，無暇顧及對計算機知識的學習，導致一些物理教師不努力探索；三是用于物理教學的課件制作相對繁瑣，部分課件使用不能得心應手，使一部分教師心存煩感。由此，CAI在目前的中學物理教學中還沒有得到應有的重視和普及。
（2）、公開課現(xiàn)形，隨堂課匿跡
雖然目前相當一部分學校的計算機軟、硬件配置已達到了較高的水平，但在一部分地區(qū)和學校存在著這樣的現(xiàn)象：相當一部分物理教師僅僅是在公開課或評優(yōu)課時，為了達到“使用先進教學設(shè)備”的要求，才臨時請人幫助自己做上課時使用的教學軟件或一點有關(guān)計算機的基本操作。由于物理教師對計算機輔助教學了解甚少，操作又不熟練，課件的設(shè)計、制作還需求人幫助，因而使用計算機輔助物理課堂教學不僅沒有解放教師，反而成了教師一種負擔，使得教師對使用計算機輔助教學敬而遠之。
（3）沒有體現(xiàn)出計算機輔助教學的優(yōu)勢
運用計算機技術(shù)可以對文本、圖形、圖象、動畫、視頻、聲音等多種媒體信息進行綜合處理與控制，實現(xiàn)人機交互操作，它可以將文、圖、聲、像融為一體，運用多種現(xiàn)代化手段對信息進行加工處理，極大地增強人們對抽象事物與過程的理解與感受，使人們在短時間內(nèi)獲得大量知識和信息。但是在實際的物理課堂教學中，許多教師只是用它來放一段錄像，或放一段音樂，或出現(xiàn)一些文字內(nèi)容，充其量只充當一回錄像機或錄音機或投影機，其質(zhì)量和效果遠遠比不上單獨的錄像機、錄音機和投影機。因此，雖然計算機具有多種媒體功能，但不能取代其他媒體，只把它當作單一的媒體使用，則是資源的極大浪費，而且達不到最佳效果。
（4）用計算機教學取代教師教學
計算機教學只是輔助教師教學的一個工具。把它引入物理課堂教學后，雖然教師一部分作用將由它的一部分功能代替，比如：將單憑教師的講述改為多媒體的演示：將部分師生的語言問答改為人機交流等等。恰當合理地運用計算機確實能給物理課堂教學帶來質(zhì)的飛躍。但物理教學中教師的主導作用是任何機器所無法替代的，這不僅是因為教什么、學什么取決于教師，還因為怎樣教、怎樣學也取決于教師，即使有最先進的現(xiàn)代化教學工具，使用不當也不會收到好的效果。因此如何用好計算機關(guān)鍵在教師。另外，任何時候都是為了教學而使用工具，而不應是為了使用工具而教學，教學中是否使用計算機應取決于教學目的和組織教學的需要。計算機輔助物理教學的過程中，教師的主導作用、學生的主體作用、媒體的中介作用不可混淆，計算機只能作為一種新的、功能更先進的媒體與其它傳統(tǒng)媒體優(yōu)化組合，用于解決教學中的重點、難點，尤其是難點。
（5）大部分物理教師計算機技能滯后
大部分物理教師都能認識到計算機輔助教學的優(yōu)越性，也有運用計算機的積極性，但由于對計算機的性能不掌握，操作不規(guī)范，出現(xiàn)很多失誤，甚至造成干擾。另外，由于運用計算機輔助物理課堂教學，必須要有相應的教學課件。目前現(xiàn)成的課件多由實際教學經(jīng)驗計算機專業(yè)人員制成，與中學物理教學的實際需要存在著或大或小的差距，使得教學效果大打折扣。教師本身由于受計算機水平的限制，自制課件又不那么理想，勢必影響課堂教學效果。
2、解決的對策
（1）更新觀念，提高認識
計算機是一種現(xiàn)代化的、具有多媒體功能的先進技術(shù)，教育要快速發(fā)展，必須把最先進的信息技術(shù)作為教育的工具，計算機應用于教育，使教育技術(shù)信息化，將是教育改革的重大突破口。未來社會發(fā)展對人才素質(zhì)的高要求，迫使我們必須采用先進的教育思想、方法和技術(shù)，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的教育和教學。只要我們對計算機輔助教學有正確的認識，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，教育改革和前進的速度就能大輻度提高。
（2）加強技術(shù)培訓，建立高素質(zhì)的物理教師隊伍
計算機輔助教學是一門新的教學技術(shù)，它不但要求教師要懂得計算機的使用，而且要求教師自己會設(shè)計和制作教學軟件，這就向教師提出了更高的要求。這項工作除要求教師自學之外，最發(fā)組織教師集中進行培訓，這樣既節(jié)省時間又提高學習效果。進行科學化和規(guī)范化的培訓，對于教師將來的深造和發(fā)展是大有裨益的。學校應當給教師創(chuàng)造良好的學習條件，有關(guān)部門也要加強指導，為提高物理教師的計算機教學水平做點工作。
（3）通過教研提高物理教師的業(yè)務能力
教學研究活動的開展是加強計算機為素質(zhì)教育服務的基本形式，是理論聯(lián)系實際的重途徑，是提高教師業(yè)務能力的有效方法。
搞教研主要有兩種方法，一是抓科研課題實驗，通過“實驗——學習——實驗——認識”的循環(huán)往復，不斷提高教師的業(yè)務能力：二是通過一些透明度比較高的群眾性教研活動的開展，像多媒體開放日、計算機評優(yōu)課、課件評比展覽等活動，推動物理教師努力提高自己的業(yè)務能力。
（4）發(fā)揮教師才能，合作開發(fā)軟件
計算機輔助教學（ComputerAssistedInstruction）簡稱CAI，是將計算機作為教學媒體，為學生提供一個良好的學習環(huán)境，使學生通過與計算機的對話來進行學習的一種新型教學形式。作為教學媒體，計算機能幫助教師改善教學效果，擴大教學范圍，延伸教師的教育功能，而且，計算機具有交互性，具有快速存取和自動處理等功能，它不僅能夠呈現(xiàn)教學信息，還能接收學生回答問題并進行判斷，對學生進行學習指導?？傊?，計算機具有許多其他教學媒體所不具備的功能。
近幾年的實踐中，CAI在課堂教學方面充分顯示出積極作用：
1．有利于發(fā)展學生智力，培養(yǎng)學生能力。在計算機輔助教學的環(huán)境中，需要學生手腦并用，通過各種輸入設(shè)備與計算機“對話”，利用各種途徑學習所需知識，解決學習中的重點、難點。
2．可以提供形象化的教學信息。計算機能以多種方式向?qū)W生提供學習材料，屏幕顯示的內(nèi)容可以隨意重復和迅速更換，可以表現(xiàn)事物的動態(tài)變化，還可以隨畫面變化產(chǎn)生相應的聲音，利用多媒體技術(shù)使某些抽象的、難以表現(xiàn)的教學過程得以實現(xiàn)。
3．可在有限的時間內(nèi)增大課容量，提高課堂教學效率和效益。利用計算機的大容量存儲和快速顯示功能，對大量教學信息進行優(yōu)化處理。還可通過課件向?qū)W生提供一些與課文內(nèi)容相關(guān)的自然、人文等資料，擴充學生的視野，幫助學生更好地理解課本內(nèi)容。
4．通過圖文并茂、生動有趣的多媒體界面展示學習內(nèi)容，提高學生的學習興趣。
5．便于學生自學和個別訓練。學生的學習速度（如閱讀、答題時間）可由自身掌握，也可由電腦控制，因而可提高學生的學習效率。
計算機之所以能在教學中起這樣的積極作用，一方面是計算機設(shè)備本身具有的能力，另一方面，也是最重要的方面，就是教師事先編制好了具有各種功能的CAI課件，計算機只是執(zhí)行這些課件。
二、CAI課件的設(shè)計與制作策略
1．稿本設(shè)計
編寫課件稿本是CAI課件設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它是CAI課件制作的依據(jù)。所以CAI課件稿本的編寫質(zhì)量，直接影響課件的制作和使用效果。稿本設(shè)計需重視幾個方面：
（1）動態(tài)性。用計算機制作動畫，表現(xiàn)事物的動態(tài)變化過程，是輔助教學最重要的優(yōu)勢之一。歷史學科的動態(tài)性，包括影視動畫效果、圖表動畫效果、圖片及文字的動畫效果等。如課件《秦始皇統(tǒng)一六國》，用計算機動畫配上聲音，模擬秦王陸續(xù)滅掉東方六國的過程，很好地解決了用語言和掛圖難于表述大規(guī)模統(tǒng)一戰(zhàn)爭的問題。然后讓一幅秦始皇畫像徐徐移入屏幕，恰到好處地表現(xiàn)了“秦王掃六合，虎視何雄哉”的神韻和氣勢。
（2）實用性。CAI課件的設(shè)計，應以突出重點、難點為中心，以實現(xiàn)教學目的為宗旨。如課件《帝國主義之間的矛盾和第一次世界大戰(zhàn)》，在揭示帝國主義之間矛盾的根源和實質(zhì)，以及突出帝國主義之間最主要的矛盾──英德矛盾的過程中，采用宏觀動畫和表格對比的方法，形象地表達了“帝國主義之間經(jīng)濟政治發(fā)展不平衡”，出現(xiàn)“實力與擁有殖民地倒掛的狀況”，引起帝國主義對殖民地的爭奪。這樣的軟件，能做到教有所用，學有所用，真正實現(xiàn)了CAI的價值。
（3）直觀性。直觀性既是教學原則，也是CAI課件設(shè)計中不可缺少的要素。在歷史教學中，可以用電影、電視再現(xiàn)歷史情境，也可以通過模型達到直觀教學的目的。但揭示歷史規(guī)律或本質(zhì)時，也需要借助計算機技術(shù)來達到直觀教學的目的。如揭示“中國社會半殖民地化一步步加深的進程”，采用計算機技術(shù)，在空白的中國地圖上，陸續(xù)加上《》、《》、《》的主要內(nèi)容，可以看到割地的面積越來越大，賠款的數(shù)額越來越多，被迫開放的港口越來越多、越來越深入到內(nèi)陸，甚至一些
重要城市如天津等。
（4）可操作性。在CAI稿本設(shè)計中，應考慮到CAI課件在制作完成之后易于操作。課件內(nèi)容應突出重點、難點，以解決教學中存在問題為中心；課件結(jié)構(gòu)合理，方便教師在教學過程中合理運行課件輔助教學；操作簡便，并配有簡要操作說明，方便師生使用。避免出現(xiàn)教師講課時忙于操作媒體或?qū)W生進行人機會話時無所適從的情況，易于操作的軟件才易于廣泛應用。
（5）創(chuàng)新性。在CAI稿本設(shè)計過程中，應以建構(gòu)主義學習理論為指導，以學生為中心，充分利用各種信息資源，來支持學生的自主學習和協(xié)作式探索，完成對新知識的意義建構(gòu)。在教學中，由傳統(tǒng)的知識呈現(xiàn)、知識表征，向高層次知識建構(gòu)發(fā)展。
2．課件使用
CAI課件制作的最終目的，就是為教學服務。但并不是任何情況下都適合使用CAI課件輔助教學，在實際使用中應注意如下幾個特點：
（1）最佳效果特點。在教學中，不應為用CAI而用，應精心挑選那些非CAI不能或只有CAI效果最佳的知識內(nèi)容，進行設(shè)計使用，充分發(fā)揮CAI的優(yōu)勢。如上文提到的用動畫模擬“秦滅六國”的過程和用CAI揭示“帝國主義之間矛盾的根源和實質(zhì)”。
（2）最佳效益特點。在教學中，計算機作為最先進的媒體，同時也是成本最高的媒體。它應和其它媒體優(yōu)化組合，產(chǎn)生最佳教學效果，才有最佳效益。如果利用CAI課件教學所產(chǎn)生的效果，其它媒體也能達到，則雖有最佳效果，卻無最佳效益。因此我們利用CAI課件教學時，應注意計算機與普通媒體的優(yōu)化組合，以期產(chǎn)生最佳教學效益。
（3）主動學習特點。為了更好地深化教育、教學改革，將素質(zhì)教育的目標落實到課堂教學中，課件制作也要在體現(xiàn)學生主動學習、主動探究、主動解決問題這一方面多加考慮，因此，在這種新的教學理念指導下，制作的課件應系統(tǒng)、全面，并針對學生個別需求，在建構(gòu)主義學習理論指導下設(shè)計制作，要做有意義的建構(gòu)，真正體現(xiàn)計算機個別教學。
三、合理開展CAI工作的步驟
發(fā)展CAI涉及范圍廣泛，它的研究領(lǐng)域包括教育學、計算機科學、心理學、美學及專業(yè)學科。它的開發(fā)涉及教學管理人員、任課教師、計算機工程師。它的應用還需要教師和學生參加。這是一個非常復雜的系統(tǒng)工程。
最初的CAI制作常常是由一個“全能的”教師來完成，他既懂專業(yè)、懂教育，還精通計算機，課件開發(fā)完畢，他還是用戶。課件是照著他的需求訂做的。實際上這種“全能的”教師是很少的。這樣做最大的問題是限制了課件的水平；開發(fā)出的課件不能滿足大范圍應用的要求，從而限制了開發(fā)高質(zhì)量課件的積極性；開發(fā)周期長，難于維護，不能滿足教學改革的需要。
CAI的開發(fā)必然發(fā)展到有組織的工程方法，朝著優(yōu)質(zhì)標準的目標開發(fā)水平較高、較為通用的大型的課件。課件開發(fā)過程大體需要如下幾個步驟：
1．做好充分的需求調(diào)查。組織有教學經(jīng)驗的教師、教育管理者、學生、計算機專家等，分析教材的教學目標，研究教材的教學過程、教學要求，結(jié)合計算機輔助教學的特點，確定課件開發(fā)的需求說明。課件開發(fā)還要花費大量的時間與勞動，因而確定開發(fā)課件計劃時要注意從量大、面廣的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課入手，盡量配合教學的改革與教材建設(shè)同步。
歷史學科具有豐富的制作CAI課件的素材，如音像資料、圖片和地圖等，這與計算機輔助教學，集圖、文、聲、像于一體，有效激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的理解能力和學習效率的功能相吻合。也就是說，歷史學科與計算機輔助教學具有很好的結(jié)合點，許多教學內(nèi)容都適合于制作CAI課件，利用計算機輔助教學。如“和民族危機的加深”、“蔣家王朝的覆滅”、“三國鼎立”、“隋唐文學和藝術(shù)”、“新航路的開辟”，包括
政治、軍事、文學、藝術(shù)、航海、外交等內(nèi)容。
以“隋唐文學和藝術(shù)”為例，采用計算機輔助教學，以生動活潑的畫面，加上美術(shù)背景、配樂詩朗誦等，直觀形象地展示了隋唐豐富多彩的文學、繪畫、書法、石窟藝術(shù)和舞蹈音樂，其效果遠遠勝于教師的講述和板書。
2．做好稿本的編寫和審查。稿本是保證課件質(zhì)量的至關(guān)重要一步。稿本的編寫和審查應組織有教學專長的教師和專家參與，以現(xiàn)有較好的教材為主編寫，并嚴格組織稿本審查。稿本的要求是充分發(fā)揮計算機的特長，補充傳統(tǒng)教學手段的不足，而不是簡單地重復展示教材的內(nèi)容。
3．鼓勵教師參與課件制作。也可在一定的基礎(chǔ)上建立課件制作的專門機構(gòu)，利用現(xiàn)成的開發(fā)工具，組織有經(jīng)驗的課件開發(fā)人員，高效地制作出質(zhì)量高的課件。完整的課件應包括：選定課題、概念和技巧；高質(zhì)量、界面友好的課件；帶有評價的練習功能；學生學習情況的數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計評價系統(tǒng)。
4．鼓勵教師將優(yōu)秀課件廣泛應用于教學。目前，教學中研制出的一些CAI課件，大致可分為以下幾種類型：
（1）演示教學過程。采用計算機技術(shù)對教學內(nèi)容中的重點、難點進行輔助教學，并發(fā)展為集動畫效果、視頻影像、聲音等為一體，演示完整的教學過程。這類課件的序列是變化的、多分支的，既能適應班級集體教學的需要，又能適應個別教學的需要。如上文提到的課件《秦始皇統(tǒng)一六國》，根據(jù)主菜單的內(nèi)容，既可按順序進行集體教學，也可針對個別需要隨意選擇學習內(nèi)容或重復同一內(nèi)容。整個課件除主要采用動畫效果、配音外，穿插“長平之戰(zhàn)”、“萬里長城”、“靈渠”三段視頻影像，并設(shè)計如“秦國為何能成為‘戰(zhàn)國七雄’中實力最強的國家”等思考題。
（2）高密度知識傳授、大信息量的優(yōu)化處理和靈活的文字板書應用。利用計算機的大容量存儲和快速顯示功能，在專題課和綜合復習課中，集中出現(xiàn)多項知識的集合、排列、對比。如專題課件《中國歷代貨幣簡介》，按時間先后的順序，以貝幣金屬幣（包括銅幣、銀幣和金幣等）紙幣為主要線索，從古到今，把歷朝歷代各個時期的主要貨幣，制成幻燈片展示出來，具有圖文并茂、資料詳實、容量大、脈絡(luò)清楚、知識點明確等特點。
在歷史綜合復習課中采用計算機技術(shù)，以靈活多變的文字板書，能把歷史知識化繁為簡，歸納線索，突出重點、難點。如課件《（世界近代現(xiàn)代史）綱要》，采用計算機靈活多變的文字板書，歸納出三條主要線索：資本主義的興起和發(fā)展（14、15世紀到20世紀初）、列強的殖民擴張及被壓迫民族的反抗斗爭、國際工運及馬列主義，并把分散于各章各節(jié)的歷史知識進行梳理、系統(tǒng)化。
（3）提供信息情境，讓學生主動完成意義建構(gòu)。利用計算機向?qū)W生提供一個教師預先創(chuàng)設(shè)好的信息情境和獲取信息的規(guī)則表，由學生主動提取所需信息，并按思考題進行思考和小組討論、協(xié)商，完成對當前所學知識的意義建構(gòu)。
在開展計算機輔助教學和CAI課件開發(fā)與應用的工作中，我們摸索到一些成功的經(jīng)驗，也吸取了教訓。
第一，計算機這種教學媒體，是現(xiàn)代化教學所必備的。要培養(yǎng)21世紀人才，就必須有適應高容量、高密度、高效益的教學，就必須有現(xiàn)代化的教學方式，它解決了傳統(tǒng)教學手段難以解決的問題。
第二，計算機能用于改善課堂教學卻不可能全部取代其它手段。任何現(xiàn)代化的教學手段都不能替代教師的教學基本功。
第三，解決計算機輔助教學及CAI課件的開發(fā)，關(guān)鍵是解決隊伍問題。要建立一個老、中、青相結(jié)合的各學科CAI課件開發(fā)小組，選擇優(yōu)化的教學內(nèi)容，來取得優(yōu)化的教學效果。
一、計算機輔助教學的應用現(xiàn)狀
現(xiàn)象一：計算機輔助教學大多以“觀摩課”的方式成為教育教學中的一個點綴，信息技術(shù)并沒有真正與學科教學“融合”在一起。這主要是因為在進行計算機輔助教學的過程中，需要老師自己開發(fā)課件，而開發(fā)課件需要花費很大的時間和精力。一位計算機教育經(jīng)驗豐富的老師在談到自己開發(fā)軟件的經(jīng)驗時直言不諱：“雖然CAI是一個好的教學媒體，但也是一項需投入多（時間，人力，經(jīng)費）產(chǎn)出少的工作，它僅適用于教學中的評比、檢查、參觀、學習一類裝點門面的場合”，筆者在教學過程中也確實了解到大多數(shù)學校一般是在上公開課或評比課時，才用計算機來進行輔助教學。
現(xiàn)象二：雖然市場上已經(jīng)有相當數(shù)量的教學軟件，但是適用于教學的軟件并不多，因此大多數(shù)情況下是教師自制課件，但是在制作課件的過程中很多學校普遍存在著這樣的情況，由學科老師編寫稿本，由計算機技術(shù)人員編程實現(xiàn)，開發(fā)成小型的教學軟件，很大一部分學科老師由于計算機操作技能的生疏，使得課件的最佳優(yōu)勢不能發(fā)揮出來，且在實際應用中常常因操作失誤而失敗，這就大大抑制了教師自制課件的積極性。
現(xiàn)象三：一般我們上課時用的課件都是事先根據(jù)教學要求而設(shè)計確定的，而現(xiàn)在多數(shù)課件的開發(fā)恰恰忽略了這一點，單純追求直觀和生動，忘記了作為主體存在的學生的主動性。只強調(diào)教師的“教”而忽略了學生的“學”，全部教學設(shè)計都是圍繞如何“教”而展開，很少涉及學生如何“學”的問題，按照這樣的理論設(shè)計的課堂教學軟件。學生參與教學活動的機會少，大部分處于被動接受狀態(tài)，學生的主動性、積極性很難發(fā)揮，更不利于創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)。很容易會進入一種“人灌+機灌”的新的課堂教學誤區(qū)。而教師也受到定型情節(jié)的課件，完全圍繞著課件講課，缺少了課堂教學中最為精彩的“即興發(fā)揮”。把原本的“課件輔助教師”變成了“教師輔助課件”。
二、現(xiàn)狀的雖然CAI有著許多突出的特點，并在實踐中證明是有效的。但是作為新生事物必然存在不足和缺陷，如CAI教學系統(tǒng)一次性投入大，費用高，而且CAI技術(shù)要求高。因此限制了許多有經(jīng)驗的學科教師親自編制課件。CAI課件的制作遠沒能達到傳統(tǒng)教學過程中備課這么方便自由。這也是機輔助教學開展中碰到的最主要的一個原因。但是考慮仔細一下，不難發(fā)現(xiàn)：老師很難把過多的精力投入到開發(fā)軟件上，如果老師把大量的時間和精力都投入到軟件開發(fā)上，就不能將主要精力放在如何利用計算機技術(shù)組織教學上來，甚至不能將主要精力放在教學上來。從而出現(xiàn)了計算機輔助教學只在這種公開課、觀摩課來進行教學，裝點一下門面的這類情況。其實，我們認為教師最主要的任務不在于開發(fā)軟件，而是如何現(xiàn)有的軟件把計算機的優(yōu)勢發(fā)揮出來。需要指出的是這里所說的“軟件”并不是指一個具體的課件，而應是面向?qū)W科的工具型軟件，包括帶有學科特色的平臺和多媒體資料庫。實際上，近幾年來國內(nèi)出現(xiàn)了一批有教學應用價值的軟件。只要教師能基本掌握使用計算機的能力，稍加培訓就能夠自如的運用它們來按自己的意愿制作小軟件，緊密配合自己的教學過程，實現(xiàn)計算機輔助教學，現(xiàn)在有一個用于幾何教學的平臺叫作“幾何畫板”它適合用于平面幾何、解析幾何、射影幾何等教學中使用，同時也能用于物理教學中的力學、幾何光學與數(shù)學模型、幾何圖像結(jié)合密切的部分課程。而且界面簡單、容易、直觀好用，因此這樣的軟件很受老師的歡迎。另外一個比較重要的原因就是一些老師把計算機輔助教學的作用看的過高，沒有根據(jù)教學要求來進行課件設(shè)計。制作出來的課件有原來的“滿堂灌”變成了現(xiàn)在的“灌”，因此在設(shè)計課件時，不僅要注意軟件的設(shè)計技巧，更要注意學習和教學設(shè)計的運用，這才有助于提高CAI課件的質(zhì)量。
三、尋求計算機輔助教學軟件開發(fā)和應用的新路子──積件思路不同的軟件是有不同的功能特點和用途的，世界上不存在一種適應各種條件的萬能軟件。隨著計算機軟件技術(shù)的高速，使全世界幾乎所有的主流軟件都向資源庫、平臺化、人性化方向發(fā)展，顯然教育軟件也應該走世界軟件發(fā)展的共同方向。因此，運用積件思想，走素材資源庫和制作平臺相結(jié)合的新思路，是使軟件開發(fā)和應用走出目前困境的有效途徑。積件是一種思想，它是一種關(guān)于CAI發(fā)展的系統(tǒng)思路，是針對課件的局限性而發(fā)展起來的一種新的教學軟件開發(fā)和應用模式。積件提出者認為，積件由積件庫和積件平臺組成。積件庫是教學資料和表達方式的集合，包括五個部分：⑴多媒體教學資料庫；⑵微教學單元庫；⑶虛擬積件資源庫；⑷資料呈現(xiàn)方式庫；⑸教學策略庫。積件組合平臺則是供教師和學生使用組合積件庫并最終用于教學的軟件環(huán)境。積件的過程，對課堂教學來說，就是教師根據(jù)教學的實際需求，面對不同的教學對象，針對某一教學階段和教學目標，充分利用教學素材，結(jié)合教學策略，制作出千變?nèi)f化的有效課件。
因此，積件是基于課堂教學提出的，方便教師和學生根據(jù)教學需要，自己組合運用多媒體教學信息源的軟件系統(tǒng)。學科教師若能根據(jù)教學實際，運用積件思想，充分利用現(xiàn)有條件下所提供的信息資源和一些計算機公司推向市場的素材庫或教學軟件，以及音像市場上所提供的豐富的CD、VCD資源，從中選取適合教學需要的來制作課件，能適應不同教師、不同教學情境的需要，從而徹底改變教學軟件在設(shè)計、開發(fā)和使用上的相互割裂的局面，使CAI在課堂上的運用走出低谷，朝著更為廣闊的方向發(fā)展。
一、 運用多媒體計算機輔助教學，激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。
心理學認為，興趣是積極探索某種事物的認識傾向，它是學生學習的動力源，是智能和心理發(fā)展的催化劑。學生一旦對學習發(fā)生強烈的興趣，就會激發(fā)內(nèi)在的學習愿望和學習動機，就會聚精會神，努力追源，并感到樂在其中。多媒體計算機通過定格、慢放、加速、重復、圖像的變化、色彩以及聲音配合等效果，充分發(fā)揮其直觀、形象、新奇、促思等優(yōu)勢，引起學生的好奇心，激發(fā)學生求知欲，活躍學生的思維。例如在“分數(shù)的基本性質(zhì)”一課中，一上課老師就說：“同學們，今天我給大家講一個故事”，一邊說一邊簡單地操作鼠標，與計算機連接的電視機顯示器上出現(xiàn)了畫面，學生一下子被屏幕上的有趣的畫面吸引了，隨著螢屏的演示，老師繼續(xù)講故事：猴山上的小猴子最喜歡吃猴王做的那些又香又甜的大餅，一天猴王做的大餅剛出爐
，它的三個孩子吵著說 “我要吃餅 ，我要吃餅
?！庇谑呛锿醢讶龎K大餅分給三只小猴子吃，它先把第一塊餅平均切成四塊分給老一一塊，老二嫌小吵著說“一塊太少了，我要兩塊”，猴王便把第二塊餅平均切成八塊分給老二兩塊；老三更貪了吵著說
“兩塊太少了，我要三塊”，于是猴王把第三塊餅平均切成十二塊分給老三三塊。同學們，你知道哪只猴子分到的餅多嗎？因為有形象的故事情節(jié)，有多媒體計算機生動有趣的圖象動態(tài)顯示，使抽象的數(shù)學概念形象化，激發(fā)學生以極大興趣投入學習。
又如在教學“面積和面積單位”時，運用計算機的畫畫板輔助教學，幫助學生進一步理解面積的意義。教師在屏幕上畫出下面圖形：
讓學生選擇喜歡的顏色給圖形涂色，學生們十分感興趣地挑選喜歡的顏色給圖形涂色，每涂一個，老師就讓學生回答這個圖形的面積是什么？當涂到第五個圖形時，顏料一下子都跑到外面充滿整個瑩屏，學生被愣住了，為什么呢？這時教師抓緊時機問：“這個圖形的面積又是什么呢？”學生們驚喜地發(fā)現(xiàn)：這個圖形不是封閉圖形，它沒有面積。這種無聲的、動態(tài)的形象顯示，不僅一下子激發(fā)孩子們的好奇心，引起他們對學習新知識的高度興奮，并且在教師有聲的語言引導下進入學習過程，達到啟迪思維，激發(fā)興趣的目的。
二、 運用多媒體計算機輔助教學有利于學生掌握重點，突破難點。
電化教學的核心是要提高教學質(zhì)量。教學過程中，只有當學生掌握知識的重點，突破難點的情況下，才能談得上提高教學質(zhì)量。利用多媒體計算機突破教學過程中的重點、難點是很好的教學手段。
例如在教學“相遇問題”應用題時，運用軟件直觀演示輔助教學，創(chuàng)設(shè)情境，幫助學生較深刻地理解題目中數(shù)量間的關(guān)系。教師簡單地操作鼠標，屏幕上首先出現(xiàn)了一條鐵軌，上面有一輛火車從左往右地行駛，一會兒，另一輛火車也從右往左地駛過來，兩列火車在逼真的火車運行時發(fā)出的聲音中相對開出，直到相遇。這時屏幕上出示了一道應用題：“甲乙兩列火車從兩地相對行駛，甲車每小時行駛75千米，乙車每小時行駛69千米。甲車開出后1小時乙車才開出，再過2小時兩車相遇。兩地間的鐵路長多少千米？”教師再操作鼠標，屏幕上出示了線段圖，在線段圖上分別標出了每小時火車所行的路程。這樣難點在火車形象運行的動態(tài)演示和直觀的線段圖中得以解決，它比老師的任何解釋都具有說服力，增強了感觀上的剌激。演示一結(jié)束，學生們很快就列出正確的算式解答。因此，利用多媒體計算機輔助教學可以使學生清楚地掌握概念，獲得正確的結(jié)論，并嘗到成功的喜悅，強化了學習的興趣。
三、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生思維的發(fā)展。
小學生的認識特點是從形象思維為主向抽象思維為主過渡，要使學生理解抽象的數(shù)學概念，就必須為學生提供必要的感性材料，使之借助事物的具體形象或表象進行思維，從而逐步理解和掌握知識。而多媒體計算機通過模擬演示，突出實際操作過程，讓學生進行觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括，通過引導學生經(jīng)歷獲取知識的思維過程，達到培養(yǎng)智能，啟迪思維的目的。
例如在“圓柱的認識”教學中，利用軟件演示，幫助學生學習圓柱的形成和側(cè)面面積的計算：
①教師操作鼠標，屏幕上出示幾個圓柱的實物圖；再操作鼠標，圓柱實物圖背景消去，
剩下閃爍的圓柱立體圖，學生從圓柱實物圖抽象出圓柱的立體圖，初步認識了圓柱。
②操作鼠標，屏幕上出現(xiàn)一個長方形，然后這個長方形繞著它的一條邊旋轉(zhuǎn)一周，形成一個圓柱體，讓學生掌握圓柱的形成過程和認識圓柱的底和高。
③操作鼠標，圓柱的底面隨著閃爍慢慢地從上往下移，讓學生認識圓柱不但兩個底面的面積相等，而且從上到下的粗細一樣，也就是說每個橫截面的面積都相等。
④待學生掌握了圓柱的特征后，老師引導學生觀察、討論：把圓柱的側(cè)面展開會是什么圖形呢？讓學生展開思維，各抒已見，自由發(fā)揮；有的認為圓柱側(cè)面展開是長方形，有的認為是平行四邊形，有的認為是正方形。到底哪個答案對呢？老師不急著表態(tài)，而是操作鼠標，讓學生觀察屏幕上的演示：把圓柱的側(cè)面豎著剪開，打開后得到一個長方形。
⑤操作比較：如果把側(cè)面斜著剪能否得到一個長方形？斜著剪得到一個什么樣的圖形？
⑥思考：這個長方形（或平行四邊形）的長（底）和寬（高）與圓柱的什么有關(guān)呢？在什么條件下展開后的圓柱體的側(cè)面是個正方形？這時又怎樣計算圓柱的側(cè)面面積？學生通過計算機的形象演示、教師提出的問題，結(jié)合自己的操作過程和觀察比較過程，能有條有理地講述圓柱側(cè)面面積怎樣推導出來。學生通過充分的動眼、動手、動腦、動口，不但弄清楚知識之間的來龍去脈，也活躍和發(fā)展了學生的思維。
四、 借助多媒體計算機輔助教學，增加課堂密度，強化學習動機。
首先,虛擬技術(shù)是利用計算機技術(shù)生成一個逼真的三維圖形或者是三維空間,生成一個虛擬的貼近現(xiàn)實的操作對象,所有數(shù)據(jù)全部輸入到虛擬對象中,學生可以通過計算機進行操作甚至是觸屏操作。通過對虛擬實驗對象操縱,能夠了解到它的屬性與各個部位的關(guān)聯(lián)等信息,還可對虛擬對象進行360度立體旋轉(zhuǎn),從而對其多角度瀏覽或者交互觀察。這樣一來,通過多次的虛擬逼真地學習實踐,不但可以加深學生的理解性記憶,還可以掌握實驗課中的要領(lǐng)與注意事項。如此,既保證在真實驗的中成功率,又能節(jié)省不必要的資源消耗。鑒于虛擬技術(shù)的優(yōu)勢,教育專家預計未來,虛擬技術(shù)在教育領(lǐng)域中必將有廣闊的應用前景。
2作為醫(yī)學高職院校,絕大多數(shù)課程以醫(yī)學技術(shù)類為主,更加適用于高職院校
例如:影像技術(shù),康復治療、口腔技術(shù)、醫(yī)藥檢驗、護理等。同時還要學習病理學、生理學、生物化學等醫(yī)學基礎(chǔ)課程。大量的功課和復雜的各種生理結(jié)構(gòu)讓同學們很難深刻地理解。像人體解剖學這門典型的基礎(chǔ)學科,就是需要大量的記性,沒有竅門可言,只能死記硬背。而虛擬技術(shù)可將人體的各個部位進行數(shù)字化,再通過三維立體成像為可視化、多角度移動化便于觀察。既可作為教師授課時的一種教學新手段,又可成為學生在課下的一種預習鞏固的新方式。倘若每人一臺虛擬教學計算機,那么更加便于學生的獨立學習與思考。另外,虛擬3D技術(shù)在中醫(yī)針灸教學中也能發(fā)揮其自身的優(yōu)勢。通過構(gòu)建虛擬人體,建立穴位,對刺激方法和刺激量進行數(shù)據(jù)化。讓學生感受中醫(yī)針灸學的針灸方法與力度,這種技術(shù)可以為需要多次或日常難于接觸的實踐活動和實驗提供一個平臺。最終掌握整個知識體系。虛擬技術(shù)優(yōu)勢具體如下:(1)虛擬技術(shù)的應用容易激發(fā)學生的學習積極性。在計算機創(chuàng)建的3D模擬虛擬環(huán)境,學生能夠比較快地進入到人機交流的環(huán)境中。逼真的虛擬環(huán)境,使同學們感性層面上得到的知識能夠大幅提高,這樣對學生所學的知識更加深刻,再加上聲色并茂的課堂形式將使得整個教學氛圍更加活潑。同時,虛擬技術(shù)還可以提供聲音、動態(tài)圖像,能夠?qū)⒃S多抽象的理論知識形象的表現(xiàn)出來,課堂的授課效率勢必會得到大幅度的提高。(2)虛擬技術(shù)延伸了傳統(tǒng)教學的手段。傳統(tǒng)的教學主要集中在教室與實驗室中,教師在課堂中和實驗室中講授后,虛擬技術(shù)所提供的操作環(huán)境為傳統(tǒng)的教學提供了極大的擴展。經(jīng)過理論課程的學習,虛擬技術(shù)對整個課堂教學后的的一種強有力的補充。打破了教與學的限制,在課余時間同樣可以學習,為學生開辟了第二課堂,是提高課后復習效率的輔助手段。因此,虛擬技術(shù)在醫(yī)學教育中的介入,改善了師生的互動關(guān)系,為學生提供了新的電子教學場所。此外,在一些病理、藥理等實驗中,實驗的效果需要比較長時間的觀察。這樣在課程安排上會有一定程度上的限制,在實驗過程中出現(xiàn)的重點現(xiàn)象也容易被遺漏。虛擬技術(shù)的應用可以在很短的時間內(nèi)將整個實驗的現(xiàn)象呈獻給學生。學生可以自己做出相關(guān)的總結(jié),減少等待的時間,提高學習的效率,打破時間上的限制。(3)虛擬技術(shù)可以規(guī)避風險。不論是醫(yī)學實驗還是臨床治療,都有一些危害人體健康的操作,譬如發(fā)生血液感染或者傳染類性質(zhì)的臨床疾病。尤其在教學中,教師只能通過自己的演示或者通過教學錄像方法為學生展示,雖然這種方法規(guī)避了真實的風險,但也帶不來真實體驗。學生自然也就無法親自接觸到實驗現(xiàn)象,更不能體驗到操作過程所注意的問題與風險,實驗的本質(zhì)就很難被傳授出來,更多的感性知識不容易獲得。引入虛擬技術(shù),把臨產(chǎn)病例植入到虛擬環(huán)境中,將不正規(guī)的操作將導致的風險和注意事項輸入到虛擬環(huán)境中,如此一來,學生便可打消各種顧慮,全身心的投入到實驗中。在虛擬試驗中一旦觸及風險項,便會有相應的提示。通過一次次的虛擬實驗,學生更能深刻了解感性知識、總結(jié)知識,此舉必將提高學生的學習效率,且規(guī)避了風險,為醫(yī)學教育提供了可靠的安全實驗環(huán)境。
3虛擬醫(yī)學教學系統(tǒng)作為一種新穎的教學輔助手段,在教師與學生之間能到了廣泛的關(guān)注
在實踐教學中,有著獨特的天然優(yōu)勢,解決實驗消耗過多、教學資源匱乏所帶來的問題。特別是對醫(yī)類教育教學中存在的風險與不確定性做了很好的規(guī)避。不但可以讓學生放心大膽地去做,還提高了學生的動手能力與學習積極性,節(jié)約大量的醫(yī)療耗材。豐富了醫(yī)學教育的手段,拓寬了廣大同學們的學習方式,提高了同學們的學習熱情。不僅如此,虛擬教學對教育思想與教育技術(shù)產(chǎn)生了一定的影響,使現(xiàn)有的教育理念與教學有了新的研究方向。
4隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬技術(shù)有更大的拓展空間
