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摘要：随着我国基础教育的发展和新一轮课程改革的进行，基础教育正在逐步实现从传统模式的应试教育向现代化素质教育的过渡和发展，以计算机多媒体技术、网络技术和人工智能为核心的信息技术的普及为现代教育教学模式的改革提供了原动力。课件制作正在成为探究式教学，计算机辅助教学等新型教学模式的核心环节。因而,发展计算机辅助教学(即CAI)是实现教育现代化的重要内容之一。本文从研究教材确定教学目标、认真备课、构思教学过程、整理资料编写脚本、课件的制作以及辅助资料如插图、声音、Flash动画、教学视屏、微课教学的使用及注意事项等方面细致阐述了课件设计与制作过程中应遵循的步骤和原则。以期望这些将有利于提升教学效率，改进教学方法，达到个性化的素质教育。

关键字：探究式教学；计算机辅助教学；课件设计；CAI课件制作；人工智能

一、CAI概述

在我们步入信息化时代的今天，日新月异的信息技术变革不断地改变着我们的社会、影响着我们的学习、工作和生活。计算机辅助教学技术和人工智能在整个社会的教育体系中也变得越来越突出和重要，他不仅为提高教育教学质量和效率提供了坚实的物质基础和保障，而且也为素质教育课堂注入了新鲜的血液。

其中CAI是一种辅助教学的高级程序,是指利用计算机帮助教师进行教学或指计算机在教育领域的广泛应用，包括在教学、研究和管理中以各种方式使用计算机来进行和教育教学相关的活动，CAI系统构成的基本要素是硬件、软件和课件,其中课件是其核心。

二、计算机辅助教学优缺点

计算机辅助教学简称CAI，是计算机辅助教学中的重要组成部分。随着CAI的不断发展，我们可在更加广泛的意义上来理解这一概念。CAI是一项重要的新兴教育辅助技术。狭义地理解，CAI是一种教学形式，是利用计算机的功能和特征，以媒体对话方式与学生讨论教学目标，教学内容、安排教学进程、进行教学练习等的方法与技术。CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。

1. 优点

计算机辅助教学综合应用多媒体、超文本、知识库等方式多样的计算机技术，克服了传统教学方式上教师讲，学生听的单一、片面的缺点。形象直观、新颖多样、高效集成、易保存、易利用以及网络化的特征使得其使用能有效地缩短学习时间、增加知识容量、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

2. 缺点

    教学应该属于人与人之间的交流互动，片面烂用计算机会使学生在新鲜感过后出现新的厌倦情绪或者很多学生会出现看“热闹”的心态，只会跟看电影一样，简单的过了一遍，而不会有其他收获。

三、物理CAI课件的基本特征与教学优势

物理是一门以实验为基础的自然学科，物理教学中的基本概念和规律，大多是在观察实验事实，了解实验现象、取得实验数据资料的基础上，经过分析、综合、归纳之后通过抽象、总结、概括出来的，即使是新的物理学理论，也必须经过实践检验和实验验证之后才能被确认。例如，著名的牛顿第一定律就是在前人的一系列理论基础上，通过大量的实验探究并进行合理的推理总结得到的，最后通过大量的生活实际的检验才证明其正确性。中学物理教学以实验为基础，而这也正好符合中学生好奇、好动、好学的特点，教学中如能充分利用这些有利的心理条件，加以适当引导，就能促使学生发现新奇的物理现象，并积极去探索现象的因果关系，形成学习物理的最直接的动机，如何很好的将物理学科的这些特点和多媒体技术结合成为更好使用多媒体的关键。下边笔者将从几个不同方面进行阐述：

  （一）基本特性

1. 图文声像并茂具有丰富的表现力

可以在物理教学过程中，将一些抽象的概念、复杂的变化过程和运动形式，

以逼真的图像，生动的内容，动听的声音展现在学生的面前。同时，一些难以完成的物理实验和生活现象可以借用微课视频、Flash动画辅助、教学实验视屏等来完成，画面真实生动。

2.教学过程的可诊断性

CAI辅助教学可以根据课堂动态，获取学生对知识的接受信息，了解学生意图，随时对学生在学习过程中存在的问题进行矫正和修改，调节教学的深度和广度，使学生获取的知识更完整、可靠、系统。

3. 丰富的网络信息资源的共享性

    多媒体CAI课件所包含的教学素材和教学内容可以通过计算机互联网进行相互传递交换使用，网络上的信息资源可以实现共享。各种媒体交互补充，使知识更完整，更充分，更易理解。

4. 激发学生学习的兴趣

    由于中学物理课程自身特点，CAI课件动态化和形象化的交互使用，可以使学生思维活跃，对学习产生较强的兴趣，能集中注意力去学习新的知识。在体验成功的同时，可激发学生的学习自信心。

   （二）教学优势

多媒体技术应用在教学中，有着“寓教于乐”的作用。它使教学由抽象到形象直至直观明了，简化了教学过程，让学生从生动形象的教学过程中更好地理解教材内容，培养观察认识能力。其次改进了教学方法，将多媒体技术引到课堂中，使学生从传统的教学模式中解放出来，并从小受到现代信息的熏陶。作为物理，一门以实验为基础，贴近生活的自然学科，CAI更能充分发挥它的优势。

1.更好地辅助演示教材上的实验。

    例：分子热运动一节中利用二氧化氮演示气体扩散的现象实验，由于该实验所用二氧化氮气体有毒，实验不好完成，则可以借助网络教学视频或微课来完成，即节省时间，而且也比较直观，不会影响学生健康。

2. 利用CAI课件模拟与生活贴近的实际事例。

例：电能一节，采用动画Flash演示电能表工作、读数以及和负载之间的关系就比实际效果更明显，而且便于操作，安全系数高，如右图。

    3.CAI打破了传统的单一的教学模式，实现了教学方式的多元化。如以教师讲解为主，计算机作辅助演示，则利用CAI的动画功能很好地补充教师在语言、文字方面描述的局限性，甚至可以直接借用网络名师课堂实录或者微课堂教学。

    例：电流的形成一节，可用Flash动画演示电子的定向移动，显示的比较直观，容易让学生理解。

4. 充分利用网络下载和学科相关的资料，向学生介绍一些物理学家及其贡献，介绍一些前沿科学，以及我国和世界最新的科技成果。激发学生对科学的钟爱和对祖国的热爱之情。常用的下载资源的网站（1）101网校（2）宁夏教育服务公共平台（3）百度文库等

四、物理CAI课件的设计与制作

   （一）课件的设计原则

课件是指内容特定的教学应用软件，是由教师或教学设计者根据自己的教学目标，教学任务编制的程序。在设计教学课件时尽量要遵循下列原则：

1.实效性原则

在设计和制作课件之前，一定要注重分析学情、分析教材，思考在教学中使用该课件是不是能够让学生更好地理解知识，掌握知识。所以，制作和使用课件必须选准最佳作用点和最佳时机，讲求实效性，不宜用时则不用，宜少用时不多用，不要在课堂上长篇累赘的使用PPT课件，甚至于一节课都是围绕课件，要让其能够起到画龙点睛的效果。

2.启发性原则

利用课件的最主要目的是要改革以教师主讲学生被动听为主要教学方式的传统教学模式。教师尽可能少讲，或者不讲，但前提是所制作的课件必须要能够启发学生的思维，起到应有的作用。故，在制作和使用课件时，应充分考虑教学目标，教学内容，恰当选择合适的材料。例如影响蒸发快慢因素因素一节：应用人游泳前后图片对比就更直观明了。

3.深刻性原则

设计课件时要深入钻研教材，研究学情，把握教材的重难点，考虑如何用课件实现突出重点和突破难点的效果，发挥课件的实用价值，而不是连篇累赘的将课本上的所有东西都放在课件上。

4.准确性原则

课件只是为了更好的实现教学目标而服务的，应保证课件制作和使用的准确无误。课件制作要做到：内容准确、制作合理、符合逻辑及学生发展基本规律，也需要一定的层次性，能为学生更好地理解教学内容而服务。

5.吸引性原则

加涅认为，高效教学的措施是要引起学生的注意，提供有效刺激，引导注意，使刺激情境的具体特点能被学生有选择地知觉到。如果外部教学课件不能激活学生内部的心理活动，学习者将无法达到预想的效果。所以制作课件时，要注意考虑学习者原有的认知水平、认知结构，和其他非智力因素，合理地选择并有效地使用各种媒体来组织表达各种教学信息，激发学生学习兴趣，吸引学生注意力，增强学生对课件内容的认知欲望，利用课件使得学习者主动去探索认知，但制作的课件不能过分花哨，忌讳有动画成分的背景，这样会大量分散学生的注意力到其他方面，尤其是低年级学生。故课件也应能简从简，背景清淡，能对体现教学主体有益即可。

   （二）课件制作的流程

制作一个多媒体CAI课件一般需经过四大步骤：即脚本、素材、集成、调试。

1.脚本的设计与编写

脚本设计是制作教学课件的重要环节，需要对教学目标的掌握，教学内容的选择，结构的布局，视听形象的表现，人机界面的形式，解说词的撰写，不同层次内容的衔接，动画的利用，音响和配乐手段等进行周密的考虑和细致的安排。

    对于一个中学物理CAI课件来说，首先要进行需求分析即明确教学目的，即确定课件名称（章节题目）、课件功能（即授课类型：讲课、练习、实验或兼有几种等）、使用对象（年级）等。其次要进行目标分析（学情分析），即对使用本课件的教学群体要有较详细的了解。第三要进行内容分析，即根据教学需求确定课件内容并且划分出明显的层次结构；最后进行编写，是在文字脚本的基础上，给出课件制作的具体方法，如页面的元素与布局、人机交互、跳转、文字信息的呈现需指明哪些是必须显示的重要文字（可用不同颜色的字体重点强调）哪些是作为话外音的文字（可简短一带而过）、音乐或音响效果、解说词、动画及视频的要求等。   

    2.素材准备

   “多媒体素材”是多媒体课件中用到的各种视觉、听觉的材料，也是多媒体课件用于表达主讲题材的各种基本元素，包括动画，图形，文本和声音、视频等。理想的素材是制作优秀课件的基础,课件素材使用的优劣直接关系到课件的优劣.制作人员平时要注意积累制作课件所需的素材,并且要进行登记,进行分类保管.课件素材的来源主要有以下几种方式:（1）自己制作；（2）利用各种练习册光盘上的素材；（3）利用网络资源查找；（4）也可以借用课本上所提供的信息。

    3.制作合成

多媒体课件最核心的环节是制作合成，主要任务是根据脚本的要求和意图设计教学课程，将各种多媒体素材编辑起来，制作成视听效果好，操作灵活，交互性强的课件。由于制作脚本就是要把教学进程具体化。因此制作时首先要对课件进行整体构思,要将主界面和各分界面设计好，将要用到的文字、图形、解说、音频、视频以及交互都要设计好，同时还要对课件播放的时间进行规划，对于配音、配乐可以请普通话讲得好的老师和音乐老师帮忙、把关。一般情况下，教学流程的每一个子项的制作脚本包含以下几个内容：界面布局、界面说明、屏显内容、屏显类别、屏显时间、交互控制、配音及配乐。故，制作时主要是根据脚本的要求和意图设计教学课程，将各种多媒体素材编辑起来，制作成视听效果好，操作灵活，交互性强的课件。

    4.测评和评价

课件制作完成后，要经过一个反复测试，评价，修改和不断完善的过程，以确保课件的质量。一般新手单独制作出的多媒体课件很容易附带主观因素，而不能发挥客观效用，最好与几位同年级的科任老师多讨论，以提出改进的有关建议，不断修改完善建议可以实行集体备课。

五、结束语

现代社会，随着多媒体辅助技术和人工智能在教育领域的深入运用对教育也提出了新的要求和挑战。以计算机为工具，以CAI课件为手段已成为我们达到这一目标的重要一环。作为中学物理教师，掌握一定的计算机知识，结合本学科，开发出好的CAI课件，对在学校提高教育教学质量，培养出更多更高水平的人才具有非常重要的现实意义，但我们不能再新技术面前迷失自己，而成为技术的俘虏，只是一味的使用。媒体的选择只是为所要表达的学习内容服务的，因此，在选择使用图像、声音、动画、活动视频等各种媒体时，目的是要表达学习内容、突出学习主题，不能不顾主题思想的表达，只顾追求时髦、好看和花哨。我们真正要做的应该是用好计算机辅助为我们的高质量教学服务，我们要在多媒体教学中发挥自己的核心地位与主导作用，突出学生的主体地位，使得师生共同愉悦、进步以至发生飞跃——培养真正具有素养的人才。

参考文献：

[1]张广宇. 应用CAI课件辅助高中物理教学实践研究[D]. 内蒙古师范大学,2007年14-17.

[2]孙印杰,李春晖,封新亚. 新世纪多媒CAI课件制作培训教程[M]. 电子工业出版社.

[3]任志鸿.物理优秀教案

[4]阎金泽.物理课堂教学设计

[5]陈春雷.计算机在教学中的应用.[M]北京光明日报出版社.1988.

[6]《从CAI课件的教学设计到脚本的转化》王纯 方瑾 邱全胜 张伟 连慕兰 桑建利 陈晓霞 北京师范大学生命科学学院

[7]《计算机辅助教育》 何克抗 高等教育出版社，1996 年

[8]《计算机辅助教学原理与课件设计》项国雄 电子科技大学出版社，1997，7