摘要： 本文从科技素质教育课程的特点出发，阐明了CAI课件在该类课程教学中应用的重要性，并详细介绍了演示型CAI课件的设计制作方法，最后以科技素质教育课程之一的《生命科学》课堂教学效果反馈的内容证明CAI课件的应用可优化课堂教学结构，提高课堂教学效率。
关键词： CAI课件 设计制作 教学应用 效果反馈
1. 引言
以提高文科院校大学生科技素质为目的的课程是包括科学知识、科学方法、科学思想在内的综合性教育课程，其中科学知识是有形的可量化的内容，而科学思想、科学方法和科学精神却是寓于科学知识的传媒之中。所以教与学是进行科技素质教育的首要问题。以计算机多媒体和网络技术为平台支撑的计算机辅助教学（Compute Assisted Instruction，简称CAI）具有教学信息可重现、表现手法多样化的优点，从而成为课堂教学模式发展的趋势和方向。随着各高校多功能教室的增多，越来越多的教师运用了CAI教学。而CAI教学的重要问题是课件的制作，笔者在实践中认识到，只有对教材内容把握全面而又有一定的制作技巧的教师才能制作出较高质量的课件。
2. 演示型CAI课件的设计制作
演示型CAI课件是教师课堂授课所用的一种多媒体课件，因其与传统的教学模式最接近，而成为目前课堂教学中最常见的一种形式。但多媒体课件的开发不同于教科书和讲稿，其主要是对教学内容和教学方法进行优化设计。一套优质课件除应遵循科学性、教学性、可操作性、简约性、艺术性等原则外，还应具有层次分明、结构清晰，操作简单直观，便于日常维护与修改的特性。
心理学家Trechler对感官与学习的关系研究发现，通过视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉而获得的知识分别占知识总量的83%、11%、3.5%、1.5%、1.0%。这表明，各种感官都与知识的获得相关联，而对于同样的学习内容，单用听觉学习，3小时后能记住60%；单用视觉学习，3小时后能记住70%；如果听觉和视觉并用，3小时后能记住90%。这充分说明了视觉和听觉对学习的重要性。演示型CAI课件教学能兼用形象与声音来呈现教学内容，使学生看课加听课，这种形象、生动、自然的学习方式，不仅增强了学生的记忆，还达到了感性认识与理性认识的高度融合，从而使学生在对所学知识产生深刻印象的同时更准确地掌握知识。
2.1 课件制作所用软件的选择
用于演示型CAI课件的制作可以基于多种软件，如Word、Authorware、PowerPoint。通过分析比较我们认为：
Word简单易做，文字信息及图像信息都能很好地展现，特别是“显示比例”调节功能，使教师在讲解过程中可以随时调整屏幕上字符的大小并根据教学需要添加内容。但对于某些科技知识，如生命科学的微观内容的动态画面无法实现，复杂的实验过程及基因工程、细胞工程技术程序无法演绎。
Authorware做出来的课件虽然具有交互性，但教师在讲解过程不能根据教学需要添加内容及强调重点，且对于非计算机专业的教师来说制作起来有一定的难度。
PowerPoint是一种专用于制作演示用的多媒体幻灯片的工具，它以页为单位制作演示文稿，然后将制作好的页集成起来，即可形成一个完整的课件。利用PowerPoint，可以非常方便地制作各种文字，绘制图形，加入图像、声音、动画、视频影像等各种媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，且随时可以进行修改。上课时，教师只需轻点鼠标，就可播放出预先制作好的一幅幅精美的文字和画面，并能通过设定链接按钮进行调选所需要的文档文件、动画文件、视频文件进行播放。
基于以面授教学为主的课堂教学模式，多于100人的综合教学班，PowerPoint是制作演示型教学课件的最佳软件。
2.2 课件内容的收集
通过对科技素质教育课程的教材选定及内容把握，在制定了教学大纲及教案的基础上，利用已有讲稿，界定了文本内容、图片内容、动画内容及视频内容。
文本是课件中不可缺少的构件。包括讲稿中的各标题、知识性概念、定义及必要的解释性内容，如引导性解释、图片的简要说明等。在选择文本内容时考虑到很多学生喜欢满片记笔记，这必将影响听课效果，因此尽量显示少量清晰的文本，做到选择词汇准确、简明扼要、易产生联想。
图片是构成多媒体课件的可视元素。静态图片是课件中最重要的内容之一，来源有利用平板彩色扫描仪将所需图片输入到计算机中或从网上搜索。
动画是多媒体中一种重要的图像表示法，它利用人的视觉暂留生理现象，快速播放一系列连续图片，产生动态的视觉效果。收集过程是将静态图片进行分解，压缩成后缀为JPG的图像文件存储后备制作时调用。利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能，可将静态图片进行分解，再按有序的步骤及路径随鼠标的点击而出现。
视频是CAI课件的辅助元素，选择与教学相关的科学教育影片中的某些片段穿插在知识点中播放，不仅可以使复杂难懂的知识简单化，还可以使学生们在轻松愉快的环境中理解掌握知识。利用Windows Movie Maker将与教学相关的科学教育影片中的特定内容进行剪辑制作后保存，即可成为小影片供制作时链接。
2.3 CAI课件的制作
多媒体教学软件的制作是一项复杂的系统工程，一个好的课件来自于成功的设计，每一堂课都应有核心的内容。如何针对核心内容设计出具有创意而又新颖的教学课件，是体现教师的教学思想和教学意图的根本，也是抓住学生注意力、提高学生学习兴趣的关键，同时也能说明教师对该堂课在认识上、理解上所独具的特色。例如课程之一的《生命科学》的课件制作。该门课所选教材是教育部高等教育司组编的大学生文化素质书系中的《生物工程与生命》，该教材内容编排的特点是向大学生全面系统地介绍现代最先进和发展最迅猛的基因工程、细胞工程及支撑这些技术的基础理论。鉴于科技知识是开放的，科学理论不论新旧总是不断地被进行着验证、修改，这就要求课程内容应在教材基础上有所扩展。但根据课程的性质，该课程只设置了36课时，这就要求课件制作时不仅要解决生命科学领域晦涩枯燥的概念难以理解的问题，生命奥秘的微观领域不可视的问题，生命科学中的某些实验过程，以及基因工程、细胞工程的原理在课堂中的展现等，还应解决课时与信息量之间不成正比的矛盾。
2.3.1 统一背景的制作
PowerPoint虽有自带的设计模板可作为背景，但为了与教学内容相适应，我们自制了各章的统一背景。制作方法是首先选择适宜的图片（均是与生命科学有关的，如中山大学医学院实验室、细胞、人体身份的认证、DNA结构的确立等），然后新建空白演示文稿，单击菜单栏的插入按钮，选择下拉菜单中的图片/来自文件，然后在给出的对话框中查找并选择预先保存的图片。将插入的图片放大到与幻灯片版面等大，打开图片编辑器，单击颜色选项，在下拉菜单中选择冲蚀，即可将图片设置成半透明状。接着在图片的上下各绘制一长条矩形做边框，并为边框选择合适的颜色。上边框的宽度略大，添加上章节的名称。最后将上下边框及图片一起选中，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择组合，则一张背景图片即制作成功，将其予以保存以便调用。
2.3.2 投影内容的组织及编排
投影内容组织得好，有利于体现教师的讲课思路，也有利于学生把握知识要点，提高课堂教学效果。在选取和组织投影内容时，可以按以下几点做：
2.3.2.1 简明扼要。
CAI教学课件不是教材的翻版，而是一个由丰富、准确的科学内容和鲜明完整的艺术形式有机结合的作品。因此应用最简洁的文字表达讲授要点，使投影的内容简单明了，主次分明。
2.3.2.2 合理的页面设计。
良好的页面设计对激发学生使用课件的积极性和有效地与计算机交换信息都有着十分重要的作用。因此文字颜色与背景的匹配应合理。鉴于多媒体教学投影所用的都是白色幕布，文字投影到屏幕上时其对比度比计算机屏幕上所显示的要差很多，并且计算机产生的字符属点阵型字符，经投影放大以后字符的清晰度又进一步打折扣，因此字体颜色的选择首先应考虑投影效果。视觉艺术中的色彩对比研究告诉我们补色对比是最鲜明的色彩结构，因为互补色可建立完美的色彩视觉平衡。根据课件背景的色系较浅，字体颜色宜选深色的红、蓝、黑、绿。在文字的字型选择方面我们兼顾了视觉效果和美感，大标题用楷体，正文用宋体，字号选择注意教室后排学生的视觉。鉴于多功能教室的投影屏幕的规格根据教室的大小分别是120英寸（60人）、150英寸（120人）、180英寸（多于240人），经反复对比，根据不同字型、字号在投影屏幕上放大的情况，以后排学生正常视力为标准，选择了幻灯片上标题字为32号（小标题为宋体时）或36号（大标题为楷体时），正文选28号字。
在内容的排列方式上，为了突出重点，把教学内容放在屏幕最显著的位置，但由于在投影过程中难以做到常规教学中的“逐字”展示，而过多的暴露往往会造成学生先入为主的感觉，不利于他们积极地思考，因此屏幕信息的出现是一次操作（单击鼠标左键）呈现一个信息，讲解完毕再进行下一次的操作。对于某些特殊操作步骤则给出有关下一步操作的指示信息，例如：在按钮上注写必要的文字予以说明作用，对于有些超链接则直接选中文本，利用字体颜色的改变加下划线提示超链接操作。
2.3.2.3 使用插图、动画及视频有明确的目的。
课件需要借助一定的艺术形式，只有当充实的内容与完美的外在形式有机结合时，才能真正达到传授知识、调动学生积极性、改善教学环境的目的。由于感官与学习的关系中，通过视觉而获得的知识是83%，因此适时地插入与教学内容匹配的图片、动画及视频并配以语速适中、声音响亮的解说，就可以使学生们在轻松愉快的环境中理解掌握科技知识。
动画是利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能制作的。虽然这种动画显得呆板，但可以随着讲解分步实现，这对于大学的教学是一种良好的尝试。方法是在幻灯片中插入扫描后经处理、分解及保存的图片，根据需要对图片进行适当的缩放，选择透明背景，再利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能，选择进入方式为“出现”及动作路径为“直线"或者“曲线”，并将其定义为“从上一项开始”即可实现。一个完整的动画过程少则4―5个图片，多则十多个图片，因此这对制作过程的细心和耐心也是一个考验，而这种细心、耐心的工作态度本身也是对学生进行科学教育的素材。
3. CAI课件教学应用及效果反馈
3.1 教学过程的应用
从启发式教学原则的要求来看，传统的讲解加板书的推理论证过程，才是课堂上最精彩的部分。因此，在多媒体教学过程中，一些需要详细分析、仔细推导的过程，应该通过使用键盘、鼠标等输入设备在大屏幕上现场进行演绎。而生命科学教学中需要详细分析、仔细推导的内容不适宜现场演绎，虽然在制作过程中已表现在幻灯片上，但为了引起学生的注意，教学中可充分利用PowerPoint放映中指针转换功能，对需重点阐述的内容将指针换成画笔，一边讲解一边在投影屏幕上的重点内容处作记号。
3.2 教学效果反馈
多媒体课件以其生动形象直观的画面、清晰规范精练的文字对学生造成了多种感观刺激，不仅加深了他们的理解力，还拓宽了他们的思维。在课件制作的过程中某些理论的解释画面经历了静态画面、动态画面及传统的黑板粉笔的板演。为了对比三种方式的教学效果，教学中选择了有代表性的教学内容“蛋白质合成”，来进行教学后的效果反馈（见下表）。
分析：
①所用时间：传统教学用时最长，因为除了必要的板书，还需边讲解边画出翻译元素及过程。静态画面用时较少，是因为省略了板书及绘画过程，但为了使学生的视线、思路跟上讲解速度，每一过程间有一定的停顿。动态画面用时最少，是因为文字和图形随着鼠标的单击操作、教师的清晰讲解而适时出现。
②课后思考题的正确率：静态和动态的媒体教学相差不多，但与传统教学相比相差最大的是对三种RNA的认识，原因在于直观表象胜于口授，对于指出教材P135所述翻译的错处，动态与静态表现出差异较大，原因是人的视觉暂留生理现象与看课加听课的效应综合的结果。
4. 结语
CAI课件的应用可优化课堂教学结构，提高课堂教学效率，任课教师只有通过对教学情景、教学内容和教学目标等的深刻理解和教学经验的长期积累才能制作出适应课堂教学的精品课件。但教师富有个性的教学方法和教学技巧是任何形式的电子媒体所不能代替的。因此，在整个教学过程中，仍然要注意教学方法，当不同教学方法有机结合、优势互补时，才能收到事半功倍的教学效果。
参考文献：
［1］谭浩强.多媒体应用基础［M］.北京：清华大学出版社，2000.
［2］马培锋，李建生.利用PowerPoint2000制作多媒体课件研究［J］.湘潭师范学院学报，2004，（3）：61-64.
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