多媒体CAI一般包括多媒体CAI课件、软件、资料库及其管理系统,简称CAI课件系统,下称CAICWS( CAI Course Ware System) .多媒体CAICWS从教与学的角度,大体可分成助教型(或称示教型)和助学型两种。当然两者是不能截然分开的,教与学本身就是互相依存的,这里助教型偏重于课堂教学,而助学型偏重于自学。下面就这两种CAICWS特点进行简要分析。
现有助教型CAICWS往往是由教师根据某一课堂或某知识点内容的需要,与计算机专业人员一起制作的演示性课件,它可以是某一现象的计算机模拟,例如模拟物理或化学实验、模拟电路过程等,也可以是利用计算机的三维动画特点来演示某一知识难点或复杂工程。助教型多媒体CAI具有教学针对性强,可演示传统课堂难于演示的现象等优点,但是也有学生参与少、学科系统性和完整性差、内容固化不变及适用范围窄(仅对讲授某一知识点或某一节课的教师适用)等明显的弱点。
现有的助学型CAICWS则多是由一些有经验的教师与计算机专业人员对某一门课或某一阶段的教学内容进行精心+++++++++编辑++++++++++制成的系统教学软件,这些软件与教材篇章节对应,有讲解、演示,有习题、自考题等,还可能有模拟实验,具备完整性和独立性。学生有一定的主动权和参与性,很适合学生自学。但是它们的明显缺点是内容固化,如果把这些软件拿到课堂上去,教师往往失去了主动性,有时为了选取其中某一精彩片段,不得不寻找和等待很长时间,要想根据教师意图作些+++++++++编辑++++++++++修改更是不可能的事。
从上面分析可知,现有的助教型和助学型各有特点,用于课堂教学时却都表现了一定的局限性。有必要综合它们各自的优点,研究一种新型的课堂教学用的CAICWS.该CAICWS应具备如下特点:要有一定数量的资料信息不局限于某一两个知识点,有一定的学科系统性和完整性。这样使用对象(教师或学生)就比较广泛,而不是只适用于讲某一两节课的教师。
要有很强的使用者参与性使用者也是制作者(或之一) ,使用过程中要能对CAICWS进行选择、这样的CAICWS不是固化的,而是渗透了使用者对知识的见解和教学经验。
要方便使用,才能形成教学能力,便于推广使用者不需要专门的计算机知识,使用时不需要进行复杂的计算机系统操作和文件管理操作。教师在备课时不需要花费很多时间就可以找到自己所需要的资料并且变成自己的讲稿。只有这样才能使CAICWS形成教学能力,便于推广。反之,如果为使用一个课件要花费很多精力,就会停留在偶而为之的表演上。也只有这样,教师在课堂上才能充分发挥主导作用,为教师完成他所制定的教学目标服务,而不是让课件去替代教师讲授课程甚至让教师做课件的讲解员。
基于上述考虑,我们结合现有两种形式的CAICWS的优点,研制成一种新型的仓储式多媒体CAI系统。
基本库主要由研制人员完成,研制人员由计算机专业人员和有经验的教师组成。基本库包含了某一门课程按照上级主管部门规定的教学大纲和统编教材编排的基本资料,这些资料由研制人员精心选取,基本上能满足该门课程一般教学的需要,但是基本库也不是封闭的,教学人员完全可以根据个人的实际需要把常用的资料充实到基本库中去。扩展库主要由使用人员(教师)收集编入,包括教师个人收集、整理或自编的习题、思考题,各种教学参考资料等,这些资料凝聚了某教师个人的教学经验,体现了其教学风格和教学习惯。其它教师也可使用这些资料。仓储式正是因该系统所具有的这种库存丰富,存取方便的特点而得名。
我们的目的不是针对某一节课、某一知识点,而是要针对某一门课程(其制作方法及管理系统则适用于其它课程) ,因此我们建立了某一门课程的资料库,例如物理资料库。资料的种类包括文本、图片、声音、视频、动画和连环图等。全部资料按国家教委统编教材目录的篇、章、节编码入库。资料可随意增添或删减,不受限制和约束。资料的来源可以是国内外教材,各种参考书、字典,也可以是录像带、录音带、软盘、光盘,甚至还可以是电视节目,一切可用于教学的各种媒体资料均可入库。当然,资料入库不是简单的扫描捕捉原始资料元,研制人员对每个可用资料元都进行精心的设计加工,充分利用计算机的多媒体性能加入色彩、三维、声音和动画等效果,*大限度地发挥其助教作用资料库的资料无论从内容和形式上都是开放的,不是固化的。
资料库有一定数量的基本资料,但并不是固定不变的,使用者随时可以增加(插入)新的资料,也可以删除不用的资料。取用方便,一按即出资料库中的资料还可以被使用者任意地选择资料库的这种开放性大大增加了使用者的主动性,使用者同时也是库的建立者。这与现有的某些资料库的固化性形成了鲜明的对照。在那里教师常常有为软件讲解、为电教服务的被动感。
设计研制了一套界面友好,操作简便,对各种不同性质的资料能实行统一管理和调用的资料管理系统。即使不懂计算机的教师亦会使用;一开机便看到资料,即可进入使用状态;一看就懂,一学就会。
如同任何人都会使用傻瓜照像机一样。具体说来有如下特点:段录像或动画(通常约10 25秒) ,以其**幅画面或典型的、*具有代表性的画面作图标。教师从按钮的标图就很容易地联想到这一段资料元的内容,知道用于什么教学目的,克服了目前某些CAI CWS资料必须打开看一部分甚至等全部看完才知道其内容的弊端。要知道详细内容用鼠标器单击该图标即可。
教师备课时可边观察边挑选资料。可顺序挑选,亦可逆选或跳跃挑选,操作方便、省时、随意。各教师可自由组合资料,产生因人而异的讲稿,上课时可只用自己的讲稿,亦可临时从总库挑选资料。静态资料可局部放大;可上下拉动图片,吸引学生的注意力;可整体缩小观察全貌。动态资料播放时可进行慢放、重放、倒放、定格、快速切换等操作。特别适合于需要观察瞬时现象的教学。例如,在演示波的干涉时,既可看到两列波传播和干涉的动态过程,又可在任意时刻使画面静止,因而可从容地观察任意位置不同位相差时的干涉情况,还可使过程随时间正向或逆向推移,使对波的讲授有了既生动逼真又细致准确的动态图解。
对有些过程的描述,可以以连环图的形式依次逐一播出,对讲解某事物的演变过程或某物理过程极为方便。
运用库存资料,教师可临场向学生提出问题,引发学生思考,作为一种手段,它有助于开展启发式教学。因资料未固化,学生亦可使用资料在课堂上即兴提问,也可用相应的资料与教师沟通,实时地反馈信息,实现交互式双向反馈教学。
现已分别为大学物理、中学物理各自建立了一个开放型的课堂教学用资料库。资料的种类包括文本、图片、声音、视频、动画和连环图等。全部资料按国家教委统编教材目录的篇、章、节编码入库。目前库存资料元约有2000多个。
1996年11月,深圳大学师范学院教师在为本科生开设的大学物理课上首次使用了该系统,深受师生欢迎。此后,深圳市某中学物理教师用该系统上了一次公开课,获得好评。接着在多个中学进行试用,引起师生强烈的反响。
该系统曾受到深圳市和全国许多专家教授和有关领导的关注。 1997年3月31日参加广州召开的全国师范院校深化教育改革研讨会的代0多人(其中有全国大专院校教授副教授30多人)前来观看了该系统的演示, 1997年5月8日,该系统在深圳市另一中学给深圳市各中学150多位物理教师(有不少是各校的校长、特级教师、物理教研组主任等)作了演示,反映强烈。已有不少中学在试用该系统,并有十多所中学教师已自动组织起来为该系统资料库分工充实库存。
我们计划一方面不断充实完善该系统,推出能推广普及的实用系统。同时要建立局域网。
这里局域网分为课堂网和校园网(或校际网)两种。设立课堂网是为了解决学生参与问题。在课室的讲台上设立一台主机,在各课桌上设立终端机。教师在讲台上用主机演示或提问,学生在课桌上用终端机回答或练习。由于资料库的开放性,学生同样可以利用其中的资料。这就大大加强了师生的交流,而这种交流已不是简单的语言交流,而是多媒体的交流。学生对问题的理解、对实验的构思和设想都可在屏幕上演示或验证,并被教师和其它的同学注视,使课堂更生动,效率更高。校园网(或校际网)主要是为了解决资料库共享问题。一个好的资料库的建立要投入较多的人力物力,没有必要也不可能让各个教师或各校教师都去建立同一门课的基本资料库。校园网(或校际网)既可减少重复投资和重复劳动,又能使广大有经验的教师对同一库作出贡献,使资料库能博采众长,精益求精,内容不断完善,水平不断提高。值得指出的是,本系统是针对物理课程研制的,但其资料综合管理器及建库方法,完全可应用于其他课程,如生物、化学、数学、历史、机械、医学、地质等。将物理资料库换上其它相关专业课程的资料库,相信同样会取得满意的效果。