《固態相變原理》CAI課件設計探討

［摘 要］《固態相變原理》是一門理論與實踐相統一的課程，既要結合金屬材料的相變理論，又要密切聯系實際，分析相變原理的實際應用。可以在探討《固態相變原理》CAI課件設計與教學目標關系的基礎上，通過教學實踐，分析《固態相變原理》CAI課件設計需要注意的實際問題，為提高多媒體教學質量和教學效率提供參考。

［關鍵詞］固態相變原理 CAI 課件設計

［中圖分類號］ G642.3 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2013）02-0112-02

計算機技術和網絡技術的飛速發展，促進了計算機輔助教學（CAI）的廣泛應用。CAI課程軟件（Course Software，即課件）的設計要求也愈來愈高，針對性也愈來愈強。一般而言，CAI課件是為進一步提高教學質量和教學效率，根據教學大綱的要求，以多媒體的形式制作而成的課程軟件以及相關的教學輔助（包括網絡）資料。如何通過CAI課件使復雜艱難的教學認識活動變得簡單而又輕松，如何使深奧抽象的理論具體化和形象化，如何使學生的主觀能動性得到最大程度的調動，如何成功實現教學目標、提高人才質量，已經成為當今CAI課件的主要課題之一。其中，首要的問題是CAI課件設計。

《固態相變原理》是一門理論與實踐相統一的課程，既要結合金屬材料的相變理論，又要密切聯系實際，分析相變原理的實際應用。因此，本文在探討CAI課件設計與教學目標關系的基礎上，分析了《固態相變原理》CAI課件設計的一些實踐。

一、CAI課件設計與教學目標

教學目標是期望學生通過學習應達到的結果。一般而言，教學目標是希望在學生積極參與和教師的積極協助下，通過一定的教學方法和教學手段，從而使學生在掌握教學內容及其理論知識的同時，提升自身的獨立思維分析能力和解決問題的能力。教學目標是CAI課件設計的起始點和終點，是檢查最終教學效果和進行教學評估的依據。教學目標的確定應具有下面的特點：開放性和針對性，可持續性和創新性。在CAI課件設計教學過程中，教學目標的確立與分析決定了信息傳遞的方向和性質。CAI課件設計則保證了信息傳遞的實現和質量。從教學目標和CAI課件設計的關系來看，教學目標必須包含兩部分內容。

其一，CAI課件設計是為實現教學目標服務的。無論是從“教”還是從“學”的角度出發，CAI課件設計是手段，教學目標是主題。這首先表現在由教學目標來確定教學內容和教學順序，從而確定CAI課件設計的整體設計，然后根據教學目標和教學內容的要求選擇與設計教學媒體的系統設計。CAI課件設計的前提是建立在認真分析教學目標基礎上的，根據教學大綱的要求，從而明確教學目的、要求、重點和難點。課件設計的目的是在充分了解學生的學習心理和學習方式的基礎上，有針對性地對教學方式進行描述，決定內容的取舍與組織，做到中心明確、重點突出、層次分明，并注重啟發學生應用知識去分析問題、創造性地解決問題的能力。例如課件設計的目的是激發學生興趣，調動其學習積極性還是解決某一重點難點問題？是擴大知識面，豐富教學內容，啟發想象力還是培養某方面的技藝？教學目標不同，課件設計的目的就不同，因而課件設計的原則也是不同的。總的說來，CAI課件設計取決于教學目標。另外也表現在教學目標的學生評估與反饋上，并據此調整課件設計的某些內容和策略設計。

其二，CAI課件設計質量影響教學目標的實現。眾所周知，優良的CAI課件設計有利于教學目標的實現，反之亦然。CAI課件設計的質量與下述三個方面有關：一是課件設計的可教性與可學性。前者是為了優化課堂教學結構，提高課堂教學效率，后者是為了優化學習的環境，提高學習的主動性和自我反饋能力，促進學生主動理解和掌握知識的本質屬性。二是課件設計的易用性，包括友好的操作界面、安裝簡單、運行穩定、等待時間短。三是課件設計的藝術性，包括課件設計的內容和形式的完美結合、重點與難點的突破、學習氣氛的調節。

可以想象，優秀的CAI課件具有極高的效率，能提升教師與學生的積極性與主動性，并且有利于啟發學生的思維，提升學生分析問題和解決問題的能力。反之，一個華而不實的CAI課件非但不能增加課堂教學效果，而且可能會抑制學生的主觀能動性和學習興趣，不利于人才的培養。

二、《固態相變原理》CAI課件設計實踐探討

《固態相變原理》CAI課件設計是基于學生掌握材料成分、組織結構、性能以及材料制備加工系統理論和實踐的重要環節，因此其課件設計主要考慮以下方面：一是課件整體結構的系統設計，包括固態相變原理基本概念、相變的熱力學、動力學、相變組織和結構及其性能分析。二是教學內容的整體設計，包括固態相變教學內容的確定，教學內容的表現方式（文本、圖形、聲音、影像、動畫等）及其組合關系等。三是學習策略的設計，包括對學習者的特征分析（是否具有學習當前內容所需的預備知識，以及具有哪些認知特點和個性特征等）以及對教學活動進程的設計和教學方法的選擇。四是課件交互界面的設計，包括學生的自主學習環境和協作學習環境的界面設計等。就本人針對《固態相變原理》課程多年的教學經驗分析，CAI課件設計應該重點關注以下方面。

其一，CAI課件設計必須首先注重教育思想觀念的改革，把教育思想觀念轉變作為教學方法改革的先導，同時又把教學方法改革的過程作為轉變教育思想觀念的過程，推進教育教學改革。CAI課件教學作為一種先進的教學方法和手段，必須首先要突破傳統的教學方法，改變目前部分CAI課件教學從“人灌”到“機灌”的誤區，著重改革重分析、演繹、推理的傳統教學方法，強調采用綜合、歸納和滲透的教學方法。以貝氏體相變為例，應該在分析貝氏體組織及其轉變的基礎上，強調貝氏體與珠光體和馬氏體相變之間的聯系和區別，形成較完整的相變的理論系統和實踐體系，突出貝氏體相變研究的進展及其發展曲折的過程。因而，通過歸納綜合培養學生的整體固態材料相變的系統思維理念。

其二，CAI課件設計必須重視以教為中心的課件設計向以學生為中心的課件設計的轉變。在傳統課件設計的初級階段（軟件腳本的設計階段）比較重視教學理論和教學方法。現代的課件設計強調以學生認知為主體，教師主要起協助作用，因而必須深化對CAI課件教學的全面認識。固態相變原理中有關相變的熱力學和動力學貫穿整個教學章節，因此，可以在不同章節課件CAI課件設計中體現出來，并充分發揮學生的主動性和首創綜合分析精神，充分實現學生的自我反饋。

其三，CAI課件設計必須重視理論與實踐的循環促進作用。固態相變原理中對各種組織的理解對于基本概念和基本原理的掌握非常重要，因此CAI課件設計采取了圖片和動畫的形式來相應準確地反映這些組織含義。但僅有理論是不夠的，必須結合實際來進一步理解其組織，并且通過性能來綜合固態相變原理中的組織轉變的系統性特點。例如馬氏體相變中，其由奧氏體轉變的結構變化就相對復雜，涉及晶體結構，還涉及切變力學行為，因此需要CAI課件來幫助學生理解和掌握。同時，在實驗和實踐環節中，通過其轉變工藝和力學性能來提升系統理解馬氏體相變的特點，結合不同材料的成分變化特性，可以全面歸納馬氏體相變的特點，并掌握其本質相變原理。

《固態相變原理》CAI課件設計通過對確立教學目標和課件設計原則的分析，重點探討了兩者之間的關系。在完整分析CAI課件設計教學內容的基礎上，重點突出教育思想教學觀念的改變對CAI課件設計的重要性，進一步強調了CAI課件設計重點是支持“學”。另外，CAI課件設計必須注意與實踐環節的相互促進作用。

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［責任編輯：劉鳳華］