摘要：從分析CAI在電路原理教學(xué)中應(yīng)用的目的入手，研究了CAI在電路原理教學(xué)中應(yīng)用的技術(shù)方案及應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題，研究了如何發(fā)揮CAI課件在電路原理教學(xué)中的功能及利用CAI課件優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，并通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，得出了CAI在電路原理教學(xué)中取得的效率主要參數(shù)。

關(guān)鍵詞：CAI;電路原理；應(yīng)用研究

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。CAI是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，以對(duì)話(huà)方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練為內(nèi)容的教學(xué)方法與技術(shù)。CAI為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境。綜合應(yīng)用多媒體、超文本、人工智能和知識(shí)庫(kù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式單一、片面的缺點(diǎn)。它的使用能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。

CAI的主要研究?jī)?nèi)容包括三個(gè)方面。

第一是CAI模式。CAI系統(tǒng)通常采用的教學(xué)模式有以下6種：（1）練習(xí)：包括編排題目、比較答案及登記分?jǐn)?shù)，通常作為正常教學(xué)的補(bǔ)充。（2）個(gè)別指導(dǎo)：包括教授規(guī)則、評(píng)估學(xué)生的掌握程度和提供應(yīng)用的環(huán)境等。（3）對(duì)話(huà)與咨詢(xún)：又稱(chēng)為“蘇格拉底”教學(xué)模式，允許學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行比較自由的“談話(huà)”。（4）游戲：創(chuàng)造一個(gè)帶競(jìng)爭(zhēng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，游戲的內(nèi)容和過(guò)程與教學(xué)目標(biāo)相聯(lián)系。（5）模擬：用計(jì)算機(jī)模仿真實(shí)現(xiàn)象(自然或人為現(xiàn)象)，并加以控制。如模擬化學(xué)或物理實(shí)驗(yàn)或飛機(jī)、車(chē)船駕駛訓(xùn)練等。（6）問(wèn)題求解：讓學(xué)生以多種途徑運(yùn)用規(guī)則和概念，得到問(wèn)題的答案，既要求學(xué)生知道問(wèn)題的正確答案，又能掌握其解答過(guò)程。在具體的教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容表達(dá)的需要和教學(xué)目的的要求，需要在同一課程不同的內(nèi)容或不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中交叉使用這些教學(xué)模式。

第二是CAI課件的制作。CAI系統(tǒng)工程核心是課件，由課件設(shè)計(jì)者根據(jù)教學(xué)要求用CAI寫(xiě)作工具或計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制而成。

第三是CAI寫(xiě)作工具與環(huán)境。CAI寫(xiě)作工具是提供給課程教師編制課件的寫(xiě)作環(huán)境。良好的寫(xiě)作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具是提高CAI課件開(kāi)發(fā)效率的關(guān)鍵。

在電路原理教學(xué)中，主要利用CAI將電路原理以動(dòng)態(tài)的形式再現(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)交直流電路圖模擬和仿真。

CAI在電路原理教學(xué)中應(yīng)用的目的

電路原理這門(mén)課程的特點(diǎn)是抽象，教師用語(yǔ)言很難讓學(xué)生理解電路原理的概念，而且各類(lèi)電路原理表達(dá)曲線(xiàn)、曲面眾多，表述電路原理的圖形又為動(dòng)態(tài)。根據(jù)電磁場(chǎng)的麥克斯韋方程組，建成電路原理仿真程序后，生動(dòng)地再現(xiàn)電路原理隨條件變化而出現(xiàn)的各類(lèi)靜動(dòng)態(tài)畫(huà)面。在課堂中，應(yīng)用EWB、Multisinm等電路仿真軟件，仿真、設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)了使用虛擬儀器對(duì)用圖形方式創(chuàng)建的電路進(jìn)行仿真計(jì)算和分析。

因?yàn)镃AI具有多媒體技術(shù)，將圖文、聲像、動(dòng)畫(huà)等信息同時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，甚至可以取代電路實(shí)驗(yàn)手段。因此，CAI在電路原理教學(xué)中應(yīng)用的目的，就是要讓學(xué)生不易理解的抽象內(nèi)容變成學(xué)生容易理解的具體而生動(dòng)的內(nèi)容。

CAI在電路原理教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)

CAI是采用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備,通過(guò)計(jì)算機(jī)與學(xué)生、教師之間的交互活動(dòng)來(lái)達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方式。它可以利用多媒體技術(shù)將圖文、聲像等信息同時(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,使教學(xué)內(nèi)容形象、具體、形式活潑,更具有吸引力,從而使教學(xué)內(nèi)容更容易理解和記憶。利用CAI課件,可以使學(xué)生在相對(duì)輕松的環(huán)境中,將靜態(tài)的理解變?yōu)閯?dòng)態(tài)的分析,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。CAI教學(xué)不但能提高教學(xué)質(zhì)量,而且能提高教學(xué)效率,因此，允許教師在課堂上增加信息量,以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)高等教育的要求。傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端是:教學(xué)內(nèi)容只能用粉筆呈現(xiàn)在黑板上,這種“粉筆加黑板”的教學(xué)模式,信息的呈現(xiàn)方式是平面化的,方法簡(jiǎn)單,手段單一，形式呆板。教師講課費(fèi)時(shí)費(fèi)力,學(xué)生聽(tīng)課容易產(chǎn)生單調(diào)乏味的感覺(jué),分散注意力。同時(shí),在傳統(tǒng)教學(xué)方式中,在限定的學(xué)時(shí)內(nèi)教師所傳遞的信息量有限?？翠浵衿头呕脽羝姆椒m然能增加信息量,但是缺少了學(xué)生與教師間的及時(shí)交流,效果也很不理想。

總之,CAI教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的,只要合理地使用,定能收到良好的教學(xué)效果。

CAI應(yīng)用的技術(shù)方案

在利用CAI課件教學(xué)過(guò)程中,要充分發(fā)揮CAI教學(xué)的優(yōu)勢(shì),啟發(fā)學(xué)生的思維，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，尤其電路原理是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，所以,更要注意使用CAI課件的方式方法。如果CAI課件教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式?jīng)]有實(shí)質(zhì)性的改變，學(xué)生的積極性就會(huì)下降,甚至?xí)a(chǎn)生抵觸情緒，影響教學(xué)效果。在電路原理教學(xué)應(yīng)用中，首先要建立應(yīng)用CAI的技術(shù)方案，在建立方案時(shí)，要考慮教學(xué)過(guò)程中的以下幾個(gè)問(wèn)題：

發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,切忌照本宣科課件是教師在上課前制作好的，是為課堂教學(xué)服務(wù)的工具。教師在講課過(guò)程中不能照著課件上的內(nèi)容宣讀,那樣與傳統(tǒng)教學(xué)中的看錄像片和放幻燈片沒(méi)什么兩樣。教師在課堂上的主導(dǎo)作用不能丟，講課的邏輯性和啟發(fā)性不能放棄。這就要求教師要認(rèn)真?zhèn)湔n,設(shè)計(jì)好要講解的內(nèi)容，真正用活和用好課件。

注意循序漸進(jìn)，控制講課節(jié)奏采用CAI課件講課，節(jié)省了傳統(tǒng)教學(xué)方式中板書(shū)和畫(huà)圖所用的大量時(shí)間,可以豐富教學(xué)內(nèi)容,增大信息量，同時(shí)可以使教學(xué)進(jìn)度加快。但是應(yīng)用不當(dāng),容易造成學(xué)生消化不良。一堂課信息量過(guò)大，使學(xué)生的思維處于高度緊張狀態(tài),稍有疏忽就會(huì)跟不上，很容易造成學(xué)生來(lái)不及思考，沒(méi)時(shí)間記筆記或者干脆不記筆記，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。正確的做法是，課程內(nèi)容要循序漸進(jìn)地展開(kāi)，根據(jù)講解的內(nèi)容隨時(shí)調(diào)用課件。注意控制講課的節(jié)奏，切忌把內(nèi)容一下子都打在屏幕上,應(yīng)該把文字、公式、電路圖等,一層一層地播放。給學(xué)生一個(gè)思考的空間和時(shí)間，盡量照顧到學(xué)生的思維節(jié)奏和接受能力。可以利用課堂提問(wèn)和課堂討論的方式，啟發(fā)學(xué)生積極思考,有利于加深理解，消化吸收。

活躍課堂氣氛，抓住教學(xué)重點(diǎn)由于CAI教學(xué)是使用大屏幕投影方式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間注視屏幕，眼睛會(huì)感覺(jué)疲勞。另外，如果室內(nèi)光線(xiàn)比較暗,有的學(xué)生就會(huì)有想睡覺(jué)的感覺(jué)。因此，教學(xué)中除了使用CAI課件的動(dòng)態(tài)圖形之外，教師也要給學(xué)生營(yíng)造動(dòng)感的環(huán)境,活躍課堂氣氛，吸引學(xué)生的注意力。剛接觸CAI時(shí)，學(xué)生會(huì)被多彩的畫(huà)面和真實(shí)逼真的三維動(dòng)畫(huà)等激發(fā)出好奇的學(xué)習(xí)興趣，但卻忽視了教師在課堂上的言行等。而且，CAI課件畢竟不像故事情節(jié)很緊湊的電視劇那樣引人入勝，久而久之就會(huì)感到枯燥乏味，學(xué)習(xí)興趣難以持久。反之，如果過(guò)分追求視覺(jué)圖像、聲音和色彩，又易將學(xué)生的注意力分散，掌握不到學(xué)習(xí)重點(diǎn)，達(dá)不到教學(xué)目的。

注意與其他教學(xué)方式的配合CAI教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，但是也有不足。例如，程序固定、情節(jié)定型、交互性不夠，不利于教師和學(xué)生的個(gè)性發(fā)揮，不適應(yīng)千變?nèi)f化的課堂教學(xué)。但是，課件是死的，人是活的，千萬(wàn)不要讓課件束縛教師的思想和行動(dòng)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式雖然有缺點(diǎn)，但廣大教師在多年的教學(xué)實(shí)踐中積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),大都具有自己精彩的講課風(fēng)格和獨(dú)到的授課方式,這是一筆寶貴的財(cái)富。譬如，層層遞進(jìn)的邏輯推理、生動(dòng)詼諧的語(yǔ)言表達(dá)、賞心悅目的板書(shū)板圖、起伏有致的教學(xué)節(jié)奏以及教師的人格魅力，都在一定程度上影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。還有師生間的情感交流,靈活多變的課堂調(diào)控,譬如，課堂上察言觀(guān)色，敏感準(zhǔn)確地捕捉反饋信息，及時(shí)靈活地調(diào)整講授速率、語(yǔ)調(diào)、方式等也是激活學(xué)生思維的重要手段。所以，CAI教學(xué)不能也不應(yīng)該完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)方式，而應(yīng)該將兩者互補(bǔ)，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。

CAI與傳統(tǒng)教學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)比

表1是CAI教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)效果的數(shù)據(jù)對(duì)比（課程為《電路原理》）。

CAI技術(shù)的應(yīng)用，為課堂教學(xué)提供了嶄新的手段，在教學(xué)領(lǐng)域中有著十分光明的前景；但也不能盲目夸大應(yīng)用CAI教學(xué)的效果，因?yàn)樗吘怪皇墙虒W(xué)輔助手段，不能完全代替教師,任何先進(jìn)的教學(xué)手段都必須通過(guò)教師才能發(fā)揮作用。教師作為CAI教學(xué)的實(shí)施者，只有充分發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，才能利用CAI這一現(xiàn)代化教學(xué)手段，為提高教學(xué)質(zhì)量做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：

于海平（1978—）,江蘇鹽城人，常州工學(xué)院講師,研究方向?yàn)殡姽ぜ夹g(shù)。

（本文責(zé)任編輯：尚傳梅）

（本欄責(zé)任編輯：張維佳）