環境監測實驗教學CAI課件的設計與開發
摘要: 介紹了環境監測實驗計算機輔助教學（CAI）課件的設計與開發過程，重點敘述了開發工作中素材采集方法、交互界面的設計及課件的特點等主要內容。
關鍵詞：環境監測實驗 ;計算機輔助教學 ;課件
1 前言
環境監測實驗是為配合環境專業的《環境監測》課程而設置的，其目的是在環境監測教材學習的基礎上，使學生通過多次、多種類型的實驗，驗證所學的理論知識，熟悉各類監測儀器設備的應用，了解環境樣品的采集、測試及數據處理等環境監測技術，學會常規監測項目的測定，并能設計出簡單的監測方案和進行監測工作。從而達到培養學生在環境監測方面的分析問題、解決問題和創新能力的目的，為今后在生產實踐和科學研究中解決實際問題打下牢固的基礎。
按照現階段的實驗教學工作，要全面實現上述教學目的尚存一定難度，一方面由于實驗課時少，教學手段仍然停留在實驗講義加教師講解的單一模式上，學生只能在安排的實驗時間內，按照講義的步驟一步一步地做實驗，這樣的實驗方式，學生普遍感到枯燥、呆板，沒有興趣，認為不能激發他們的實驗激情和求知欲望，在整個實驗過程始終處于一種被動的地位。另一方面，由于學生對一些實驗設備缺乏感性認識，只是從講義和儀器說明書上大致了解實驗設備的基本構造、使用方法、操作要點和注意事項，即使是看過多遍仍不得要領,不能正確地使用操作儀器，導致實驗設備常出現故障甚至損壞。影響了實驗的進程和效果，
為了加強和改進實驗教學，利用多媒體CAI教學強大的功能和適用性[1]，我們嘗試設計和制作了《環境監測實驗》CAI課件。希望通過計算機輔助教學把實驗課的內容經過文本、圖形、圖像、動畫、視頻、音頻等多媒體信息與學生的感官聯系起來，讓學生在一個豐富多彩的教學形式、多層次、多角度的立體學習空間中，得到專業技能的訓練，改善學生對實驗內容的理解形式，從而提高學生對實驗課的積極性、趣味性，提高學習效率。同時也可為下一步環境監測實驗室的開放工作提供技術支持。
2 課件的設計思想
開發本課件主要是應用于環境專業的實驗教學，所以，在具體的設計中，遵循以下 4個方面的設計原則：
2.1科學性課件的設計在實驗項目和實驗內容上是以教學大綱和實驗教材[2]為基本素材，輔以與本專業有關的教材和文獻[3～6]等作為補充資料。在制作中力求保證各種信息準確無誤。
2.2適應性盡量使課件簡練、靈活，適用于學校的教學環境，例多媒體教室、網絡教學等。
2.3簡單性所設計的界面環境應直觀明了，操作簡單，使學生即上即會，沒有記憶負擔，將精力更多地集中在實驗內容上，提高學習效率。
2.4藝術性在設計上追求和諧統一，在頁面布置上使色彩搭配適當，力爭有樸實、簡約之美。使學生能夠在使用課件時感受到與實驗內容相符的美術風格。
3 課件開發的主要內容
3.1開發工具
采用“ Macromedia Authorware ”[7]、 “Adobe Photoshop
3.2開發流程
本課件的開發是在原有教學實踐基礎上，結合環境監測實驗的10個實驗項目，充分考慮教育學、心理學、傳播學、多媒體計算機技術等方面的因素與要求而進行的一項系統工程。具體內容包括課件腳本的編寫、素材的采集、課件的美化、素材的整合與調試優化、光盤的刻錄以及教學實施效果等主要組成部分。
3.3腳本制作
在本課件中，實驗教材是制作腳本的基本素材，在制作過程中，首先要深刻理解教材的內容體系和與之相應的知識結構，在設計中，需要對課件內容的選擇、結構的布局、視聽形象的表現、人機界面的形式、背景音樂等進行周密的考慮和細致的安排。編寫文字稿本時，應根據主體的需要，按照課件內容的聯系和欣賞對象，對有關畫面分出輕重主次，合理安排和組織。在稿本的編輯工作中，要吃透文字稿本，并進一步的引申和發展，再根據多媒體表現語言的特點進行反復構思。
3.4素材的采集
課件的素材采集[8]與其質量有著直接的關系，豐富的教學素材是課件成功的第1步，本課件中的多媒體素材主要是文本、圖片、動畫、聲音、視頻等多種類型。采集方法如下。
文本的采集力求用簡潔、醒目的文字表達實驗內容，字數少的直接在Authorware 平臺中直接錄入，字數多的文本在word中輸入后鏈入。完成錄入后，選擇適合畫面的字體、字號，搭配與背景成鮮明對比、體現以環境為主題的顏色，并進行一些特技效果處理，以吸引學生的注意力。所采集的文本主要是實驗教材中的實驗原理、目的、要求，實驗步驟中的部分文字解說、數據處理、問題與思考等。
課件所用圖片，多數是通過數碼相機或掃描儀獲取，采用Phtoshop7.0對圖片在圖像大小、明暗對比度、色彩等方面進行編輯處理后鏈入。數碼相機直接拍攝學生現場所用儀器設備，將監測設備全貌特寫、各個部件分鏡頭、玻璃儀器裝置等，生動地展示在課件中，使學生的好奇心迅速得到升華。所采集的圖片還用于片頭、片尾的設計，那些由淡雅的色調和清新的畫面組成的各個頁面，能使學生始終在一種良好的情緒狀態下接受專業訓練和完成整個實驗過程。
課件所用動畫主要是用Flash5.0制作的二維動畫，例課件的片頭是播放一組描述大自然美麗風光的幻燈圖片動畫，隨著動畫播放結束，“人類只有一個地球”的字樣定格在主頁面上。課件片頭清新的畫面和醒目的字樣，與課件所表述的內容有著相得益彰的效果，這組動畫的播放目的，一是給學習者發出課件即將開始的信號，二是給學習者以誠懇的忠告，以提高學生的環保意識和增強學生學習專業知識的責任感。
課件中的聲音素材包括解說詞和背景音樂兩部分。本課件解說詞取自數碼相機錄制的語音，背景音樂是將素材光盤中聲音文件用超級解霸2000壓縮后鏈入，課件中解說詞的注入，起到了對實驗操作中的重點、難點、注意事項等問題提示的功能，同時對于規范實驗操作技能、啟發和誘導學生更好的完成實驗也發揮了積極的作用。而背景音樂的加入則起烘托氣氛的作用，背景音樂只在課件的片頭和片尾出現。
主要是利用數碼相機的錄像功能，將實驗的一些操作要點，進行錄像，通過Quicktime鏈入。實驗中一些有特殊要求規范的實驗操作，學生可以反復觀看，加深理解，并熟練掌握。
3.5交互界面設計
課件中的交互界面采用了導航圖、按鈕、窗口、熱字等多種形式，在屏幕上簡單明了地以多級主界面呈現了實驗內容，每一界面均設計有返回或退出按鈕，學生可以隨時返回或退出。每一界面都設計了導航按鈕，此按鈕可以提示學習者目前所處的位置，并且還可直接點擊導航圖中的標題，進行有關內容的學習，即實現學習路徑的隨意選擇。窗口和熱字的應用，可以及時明了地用錄像或圖片反映實驗在某一操作步驟上的一些重點要求。
4 課件的特點與實施效果
4.1課件特點
4.2課件實施效果
在本校環境工程專業2000級學生和部分主講環境監測課程的教師中試用本課件進行了觀摩教學，收到了較好的效果。學生普遍感覺用該課件輔助指導環境監測實驗可以增加對實驗的興趣和擴大實驗的環境空間，由原來的被動實驗變為現在的主動想做實驗，在相同的實驗時間內掌握的知識和技能較以前增加，提高了學習效率。參加觀摩的教師認為本課件較好地彌補了以前實驗教學模式所存在的不足，為提高學生的實驗水平提供了一種多元化的教學手段。同時師生們還就課件目前存在的不足，提出了完善和改進意見。
5結語
環境監測實驗教學CAI課件的開發使用，有利于加強實驗教學中重點、難點知識和實驗技能的傳授，同時也使實驗課時少、實驗內容多，受時間、空間及實驗儀器設備的限制等現象得到一定程度的改善，提高了實驗教學效率。目前雖然收到了一定的成效，但開發工具硬件不全、輔助教材和資料較缺乏、視頻素材偏少等諸多方面，都還需要加強和補充，以便更好地完善課件內容，為實驗教學改革服務。
6參考文獻
1方其桂. 多媒體CAI課件制作教程.北京：希望電子出版社，1999.
2奚旦立. 環境監測. 北京：高等教育出版，1994.
3黃秀蓮主編. 環境分析與監測. 北京：高等教育出版社，1989.
4國家環保局. 水和廢水監測分析方法. 第三版，北京：中國環境科學出版社，1989.
5國家環保局. 空氣和廢氣監測分析方法 . 北京：中國環境科學出版社，1990.
6四川省環境科學學會. 環境監測常用數理統計方法.四川：四川科學技術出版社，1983.
7康博. Authorware 5.0自學教程. 北京：清華大學出版社，1999.
8周靜謙. 多媒體課件中的素材采集技術.中國電化教育，2000,(10):41～43.
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