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计算机辅助教学(computer-assisted Instruction CAI)是一种现代化的教学手段,即用计算机帮助或代替教师执行部分教学任务,为学生传授知识,通过计算机综合处理多种媒体信息如:文本、图形、图像、多媒体课件,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个交互性的教学软件。CAI是一门综合计算机科学、教育学、心理学、工程技术以及相关专业知识的边缘学科,具有传统教学无法比拟的优势,计算机正在成为更有效的学习媒体,很多教育专家认为与计算机合作学习会使学生更主动更有独创性[1]。

丁兴富[2]在2002年中国现代远程教育发展现状及趋势论坛上总结我国普通高校网络远程教育在资源建设上存在的主要问题是:高质量的CAI课件的比例比较小,网络远程教育资源的数量和丰富程度依然不能满足教与学的实际需要;课件开发思想上仍然将教师而不是学生作为主体,特别是在如何适应自主学习、协作学习,研究探索型学习、问题解决型学习等创新的教学模式上不明显;网络远程教育资源的共建共享问题是一个长久以来未能解决的重大课题。

目前我国的CAI开发主要有两种形式:一是公共性的科目如计算机和英语教学软件,其市场较广,商业性强,由软件公司所开发;二是由大中专院校及中学自行开发的CAI课件,开发者为本学科专家和教师,开发者学科知识扎实,在课件设计中有一定优势,但计算机应用水平不高,课件制作上有一定困难[3]。

特别是医学院校,很多课程比较抽象,难以理解,合理使用多媒体课件无疑是有利用于提高教学质量的。但是医学院校中课件开发人员的计算机使用水平有限,经常在开发工具的选择上遇到困难。

因此,我们充分利用我校是综合性大学的资源优势,在硬件设备、技术人才等方面进行多学科合作,如医学院与网络教育学院协作,开发了CAI泌尿生理助学型网络课件。课件的开发宗旨是适应素质教育,符合相应学科教学特点,促进学生主动性学习和探索性学习,以学生为中心,并能激发学生的学习兴趣;尽可能趋于高质量;通过网络以求共享课件资源。此外作为商业性课件,在国内公开发行。本课件以其质量较高,适宜面广泛,有资源共享的特色而荣获2003年第七届全国多媒体教育软件大奖赛第三名。并于2003年12月获得人民卫生出版社出版证。课件已应用于我校2001和2002级医学生本科教学,使抽象的理论得到形象、直观的阐述,受到学生们的称赞,对提高医学课程的教学效果发挥了重要作用。现将课件制作和教学体会总结如下。

1　CAI泌尿生理助学型网络课件的制作CAI课件实际上是把教学内容转化为对学习者的感官能有效刺激的信息符号,其质量的优劣直接影响教学效果。生理学作为医学的重要的基础课,是自然科学中具有突出地位的一门学科。泌尿系统生理是生理学中的重要章节之一。泌尿生理研究的内容是构成泌尿系统主要器官以及细胞水平的正常活动和机制。本课件由医学院生理专业的副教授负责编写脚本,提供动画素材,并设计课件,网络教育学院的教师和学生导制动画内容,由任课教师承担课件的制作,保证了课件的设计与课堂教学进程的一致性。我们根据教学大纲的教学目标,教学内容以姚泰主编的高等医药院校教材《生理学》(第五版)为蓝本,参考Interactive physiology (Andrea K.Salmi)等国外教学课件,针对学科专业特点,课堂讲授的先后次序,重点难点部分等,应用等工具对泌尿生理章进行多媒体教学课件设计,通过链接方式将文本、图像、动画和音像等多种教学素材融为一体,在讲授时可以边看边讲解,增加生动活泼感。本课件为助学型网络课件,由课程内容、重点和难点、习题测试、课程介绍(含参考书)四部分组成。课程内容是主体部分,分为七节,以Flash动画的形式配合文字说明,用分层显示的方法,分别介绍了肾的功能解剖和肾血流量、肾小球的滤过功能、肾小管与集合管的转运功能、尿液的浓缩和稀释、尿生成的调节、清除率以及尿的排放。该课程内容、进度与全国高等医学院校教材第五版相一致,其中二分之一的动画原图取之于五版生理学静态插图。动画清晰美观,图文并茂,以超级链接的方法使各部分内容逻辑关系表达的淋漓尽致,动态效果好,且使用方便,测试题涉及面广泛,除多选题外还有思考题,备有标准答案,既包括重点又有难点,有助于学生检验学习效果和巩固所学知识。该课件主要用于高等医学院校七年制、五年制的理论课教学,也可用于医务工作者、医学生自学及考研辅导。用户可根据导航设置进入学习。

2　CAI泌尿生理助学型网络课件在2001和2002级本科教学中的应用

2·1　精心组织课件内容泌尿生理共有6学时,课件由动画、录像和文字组成,用分层显示动画的办法使学生对生理学中的一些枯燥无味的概念和复杂的功能机制提高了兴趣,能够连贯理解知识。如在第三节的肾小管集合管的转运功能中,在近端小管前半段,钠的两种重吸收方式(钠氢交换和钠葡萄糖同向转运),在原教材中只一张一个细胞的平面图,在课件动画中,先显示一个肾单位,并对近端小管前半段用线框标记,用鼠标点击线框,后者放大为多个完整无缺的肾近端小管上皮细胞,分别用左右两线框标记出细胞的管腔膜和管周膜,用鼠标点击左线框,即放大为部分管腔膜的脂质双分子层,其中镶嵌着钠氢交换体和钠葡萄糖同向转运体,用鼠标点钠氢交换体则显示交换体门打开,1个氢出细胞,1个钠进细胞,再用鼠标点钠葡萄糖同向转运体,则转运体门打开,1个钠进入细胞,随后1葡萄糖也进入细胞内,显示结束后,回到第一次放大的画面(肾近端小管上皮细胞),再用鼠标点击右线框,于是放大为部分管周膜(包括基膜和侧膜)的脂质双分子层,膜中镶嵌有钠泵和葡萄糖载体,点葡萄糖载体,载体门打开,1个葡萄糖由细胞内经载体出细胞,点钠泵时,泵门打开,3个钠由细胞内经泵出细胞进入组织间液,2个钾由细胞间液经钠泵进入细胞。最后用原教材中的平面图作成动画将近端小管前半段钠的重吸收的两种方式进行总结。于是一个在体内进行的片断地和连续地钠的重吸收过程呈现在学生面前,这种动态图像之逼真是任何教学手段无可替代的。多媒体课件的应用,把抽象的概念、原理和生命过程以直观、生动的方式展示给学生,从而大大提高了课堂效率。

2·2　合理应用课件,调动学生学习兴趣如何提高学生的学习积极性是老师在课前就必须考虑的问题,尤其是在生理学的理论课教学中,除了教师的语言、语调、授课的内容外,要充分发挥举例阐明、形象化比喻等作用,通过激发学生的好奇心而启发学习的主动性和积极性。如在讲尿液的浓缩和稀释时,首先提出问题,大量饮用清水时尿量如何改变?烈日炎炎,剧烈运动、汗流浃背时,尿量如何变化?