一、计算机辅助教学的发展及其在化学教学中的功能
在我国,计算机教育应用存在二次转折,第一次是从程序设计教学转向计算机辅助教学,第二次是从课件思想转向积件思想和网络教学。计算机辅助教学兴起于五十年代末,它是教育学、心理学、教育技术学、管理科学和计算机技术相结合的产物。当时行为主义学习理论倡导程序教学法,希望根据刺激反应的强化原则,及时获取教学信息的反馈,从而有效地实行个别化教学。但正如马特莱诺（Martellaro）所说,“在计算机稳固地占领课堂之前,似乎要在教育界经受一场长期而艰难的斗争。和旧的、早已稳固起来的教学方法相比,计算机必须具有更明显的优越性才能得到广泛的应用”?。由于那时的计算机发展尚处于起步阶段,存在对技术人才素质要求高的困难,有关教学软件的开发与制作更是许多教师还没有掌握的技术，同时软件以Basic编程的字符模式为主,软件开发难度大、界面不友善、价格高,相应的措施又跟不上,因而计算机辅助教学并未受到特别的关注。到八十年代,由于计算机技术的飞速发展,社会物质条件的改善,为计算机辅助教学创造了有利条件,特别是认知心理学的兴起,使CAI课件开发更侧重于应用性,注重知识的条理性和结构化,强调要与学习者已有的认识结构相匹配,使其在原有认知结构的基础上,通过计算机的辅助达到同化和顺应,从而形成新的认知结构。近年来,由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的出现和发展,如图像技术的提高（包括解析度增大、色彩丰富和2D、3D图形技术增强）、压缩与解压缩技术的发展、高容量载体的出现以及数位化技术与超媒体技术和运算技术的加快等，带动了CAI课件的发展，使计算机辅助教学更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握以及提供更多的个别化教学的选择。就世界上计算机辅助教学的发展过程而言，主要经历了以字符模式为主的编程阶段、多媒体CAI课件和从一元到多元、多维等将教育与信息技术相结合的网络教学（是广域网而非局域网）阶段，因此计算机辅助教学的发展趋势,也顺应了现代化教学的两个基本趋势,即强调教学的主体性,强调充分发展学生的个性,全面提高学生的整体素质。
在大力提倡素质教育的今天,坚持素质教育的基本观点,就在于要面向全体学生,通过个体的发展,实现真正意义上的全面发展,同时帮助学生具备各方面的基本素质,形成合理的素质结构,为学生的未来发展奠定基础。而要实现个体的全面发展,必须立足于学生个体差异、因材施教,使学生不仅要有雄厚的知识基础,还必须掌握获取知识技能的方法,形成自学能力,才能适应未来社会不断变化的需要。而计算机辅助教学的主要功能,则会对我们进行素质教育目标的实施提供有益的帮助。就计算机多媒体技术应用于化学教学而言,具有以下几个功能：
1.多媒体集文字、图形、图象、声音、动画、影视等各种信息传输手段为一体,具有很强的真实感和表现力,可以激发学习者兴趣,引起注意。提高学生学习化学的兴趣,是提高化学教学质量的前提,也是改善课堂教学环境的重要一环。化学多媒体软件在内容组织上采用大量的色彩鲜明、活泼有趣的音象画面,有助于调动学生的学习积极性。
2.可以变抽象为具体,模拟微观世界的化学反应和现象,使教学更加形象、直观,便于学习者理解和掌握。化学是研究原子、分子等微观运动和变化规律的一门学科,对于化学中运动而复杂的微观世界,用传统的教学手段很难使学生理解掌握,而借助计算机的模拟手段,可以使学生比较直观形象地认识微观粒子的运动,从而对化学变化的本质能一目了然。
3.可以动态地、对比地演示一些化学现象,可以有效地控制变化的速度,调节快慢,从而便于学习者观察和思维。有些化学反应瞬间完成,对其过程很难分步观察与判断,通过多媒体技术,教师可以模拟控制反应变化的速度,调整教与学的进度,在教师与计算机的共同启发下,培养学生的能力。
4.利用多媒体的人机对话、界面友善、超文本、人工智能、可编著工具、方便的外设、虚拟现实等功能,可以使学习者沿着自己的思路,适应自己的需要去发展学习的过程,可以及时反馈教学信息,可以突出重点,解决难点,增大课堂教学容量,极大地提高教与学的效率。计算机信息贮量大,处理迅速,具有友好的工作界面,方便的人机交互功能,为学生提供了良好的个别化学习环境,使学生能根据自己的学习能力调节学习进度和难度,真正实现因材施教。而教师可以根据学生已有的认识基础,构建问题情境,指导学生独立地上机学习,并辅之以必要的反馈练习,及时肯定或解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。由此可见,计算机辅助教学在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面,都是其他教学媒体所没有的。
5.多媒体的各种信息传输手段作用于学习者,可以同时调动视、听、说等多种感官,形成合理的教学过程体系,使学习者在最佳的学习环境中学习,使之达到教学的最佳效果。心理学研究表明,人们从听觉获得的知识能够记忆15%,从视觉获得的知识能够记忆25%,而同时使用两种传递信息的工具就能接受知识约65%。多媒体的多感官刺激作用,有利于学生注意力的长期保持和获取知识。
6.多媒体网络可以缩短时空距离,加强人与人间的联系,有利于开阔学习者的视野,形成互助合作的优良素质。如电子图书馆和网络的服务,允许用户把信息(电子邮件)传给本系统的其他用户,也可以通过计算机获得图书馆的信息,其好处是不言而喻的。
正如埃斯特伦所说,“计算机能非常直观地、多方面地提供学习经验,这可以使一个年轻人在大约几个月的时间内达到用传统教学方式需几年才可达到的水平”②。由于计算机辅助教学具有这些功能,就决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用,所以有必要开展并加强计算机辅助化学教学工作。
二、目前计算机辅助化学教学的现状与困难
近几年来,在美国等发达国家的化学教学中已广泛采用以微型计算机为核心的高新技术和多媒体远程教学。如何使我国化学教学现代化问题,已摆在全体化学教师、教研员及教材研究人员的面前。
从我国目前的情况看,根据邓小平同志教育要三个面向的指示,由于各级教育行政部门和各级领导的重视,全国广大地区的各类学校在计算机硬件的装备上已迈出可喜的步伐,不论是重点中学还是普通中学,很多都已从无到有建立起规模不等的计算机实验室,并多已开设了计算机普及课程,初步做到了“计算机要从娃娃做起”。但是由于种种原因,计算机在教学上的应用普遍还停留在磁盘操作系统（DOS）基础知识、文字处理、数据库基础等层次上,计算机在化学教学中的应用还基本上是处于起步阶段。这不仅是教学资源的浪费,而且还会影响到中学对未来人才的培养。究其原因,一是适合中学化学教学的计算机软件不多,就是目前已有的一些已商品化的化学教学软件也较多停留在初级教学水平,教学针对性不强,而一些水平相对较高的软件价格偏高,脱离了目前我国中学师生的承受能力,因此难以在教学中发挥作用。从目前国内的现状看,CAI的发展较为落后,品种单一、制作粗糙、交互性差、界面不理想、连贯性差,难以形成系列产品,更难以在全国推广。二是现阶段我国中学师资在掌握现代科学技术上水平普遍偏低,往往是懂化学的不懂得软件编制,许多经验丰富的教师不懂计算机与计算机语言,对计算机辅助化学教学焦急万分而无法实现自己的许多设想；而会编制软件的人员却又不甚了解化学教学,即使他们有丰富的编程经验也很难能编制出一个令人满意、切中要害的CAI课件,这种情况就使得课件设计与制作相脱节,因此可以想象很难能使编制的软件达到较理想的水平。
目前全国计算机辅助化学教学的现状与困难主要表现为以下几个方面：
1.全国的经济发展很不平衡,在很多地区存在着资金与设备短缺的情况,很难能对计算机辅助化学教学进行深入的研究与开发。
2.研究与编制力量分散,队伍不整齐。尤其是对计算机辅助化学教学的研究缺乏整体的设想与规划,CAI课件很难有质上的突破,对CAI的功能研究与开发得不够。
3.在突破教学难点上还缺乏好的CAI课件。在CAI化繁为简、化虚为实、变乱为明、化难为易的功能方面开发得远远不够。
4.在加大教学密度上研究得还不够。利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,能大大提高课堂效率。从目前已知的CAI课件看,在这方面的研究工作应该加强。
5.对优化教学过程、反馈教学成果的研究还不深入。从目前情况看,在进行计算机软件研制和教学实践时,尚不能把握坚持整体观点、重视多样化、贯彻综合观点、力争最优化的方法论原理。
在当前课程教材改革不断走向深入,由应试教育向素质教育转轨的背景下,应该采取措施向课堂45分钟要效率,加强计算机辅助化学教学的研究,在中学化学教学中,发挥CAI的模拟功能、多媒体结合功能、个别辅导功能,以学生为主体、教师为主导、计算机为辅助手段开展教学活动。在中学化学教学研究中,也应该进行CAI的专题研究,在一定范围内,开展CAI课件的开发与协作,多出精品。建议政府或教育行政部门出面,做好统筹协调工作,减少目前个体作坊式的低水平、无序的软件开发状况,同时也可以避免由于重复劳动而造成的浪费。各级教育行政部门和学会在协调、引导的基础上,在人力、物力上对计算机辅助化学教学研究工作要给予支持,加强经验交流,做好推广工作。这样,就会促进我国计算机辅助化学教学的深入开展。
三、开展计算机辅助化学教学应注意的一些问题
针对我国的现状,要开展计算机辅助化学教学必须具备一定的条件。笔者认为,主要应注意以下四个方面：一是硬件建设,二是软件设计与配置,三是技术力量,四是研究信息交流网络中心。要开展好计算机辅助化学教学,就必须解决好这四个方面的问题。
1.要解决好教育手段现代化的要求与当前设备落后、资金短缺的矛盾
在课堂教学中要使用多媒体技术,就需要有硬件和软件的支持。多媒体软件对硬件的要求较高,设备等需要较大的投资。而目前我国的国情是教学经费不足,教学经费还主要是供给教师工资和学校的日常开支,所以开展计算机辅助化学教学也只能先在经济较为发达、教学条件较好的地区起步,然后逐步推广,同时也希望国家能加大对教育的投入,尽快实现教学手段的现代化。随着社会进步和物质条件的改善以及计算机的发展和价格的下降,硬件建设问题的解决对学校或是个人来说,也会变得相对较为容易一些。
2.要解决好计算机辅助化学教学中的“辅什么”和“怎么辅”的问题
进行计算机辅助化学教学的研究,首先要明确其地位是“辅助”而不是“代替”,不要以计算机辅助化学教学来盲目地、一律地代替其他教学手段和方法。
目前开展计算机辅助化学教学面临的严重问题是软件建设跟不上硬件建设的速度。这主要是因为化学中的微观世界难以完整体现,化学反应与化学实验的复杂性很难用传统的二维动画来模拟,况且好的CAI课件的设计与制作需要较高的资金投入,因而化学CAI课件的编制相对来说又要难于其他学科。这样,在人力、物力资源有限的前提下,为充分利用这些资源,开展好计算机辅助化学教学,以使多媒体教学软件提供的素材适应教师的课堂教学设计,在设计制作CAI课件时就要考虑辅助教师什么教学内容的“辅什么”和怎样辅助教师完成这些教学内容的“怎样辅”问题。
化学CAI课件在课堂上不能替代教师,而是辅助教师进行教学,因此,就不能将化学CAI课件设计编制成课本教材的翻版。就化学学科而言,化学的概念与原理抽象程度较高,物质的微观结构既看不见,又摸不着,单靠语言和文字的描述,很难能在学生的大脑中留下深刻的印象；同时有些有毒、有危险的化学药品与化学实验以及常规方法难于实现的化学反应也无法在课堂上向学生演示。因此,从“辅什么”的角度而言,化学CAI课件的内容对象应为用其他教学方法或手段进行时效果不理想或难于实现的教学问题,如化学反应历程的模拟,原子和分子等微观粒子的运动,电子的空间运动与s、p、d电子云轨道的形状和空间伸展方向,分子结构,晶体结构,离子化合物与共价化合物的形成过程,物质的溶解过程,原电池的形成,有危险的化学实验,不易观察的化学实验,易造成环境污染而学生又必须知道的一些化学实验,用普通方法不易操作和实现的化学实验,现代化科研设备与工艺流水线……。诸如此类的知识与内容都是化学CAI课件的表现素材,这些内容如果能设计编制成质量较高的化学CAI课件,将会使化学课堂教学效率大大提高,会有助于学生把化学中抽象的东西形象化、动态化,使化学教学过程具有更强的教育性、直观性和活泼性。对于“怎样辅”问题,则要求化学CAI课件必须具有可编辑功能,教师可以根据自己的教学经验和需要进行选用和编辑,可以将其随意拆分和组合，以使制作出的课件符合自己的课堂设计需要,使化学CAI课件的课程内容有机地成为教师所设计的课堂教学的一个重要组成部分。
开发化学CAI课件费时耗资。因此在设计编制化学CAI课件时,还应该注意以下几个问题：
(1)要注意化学学科知识内容的科学性与可接受性；
(2)要选取教材的重点与难点；
(3)要注意符合学习者的认知规律,加强直观性与发展学生思维相结合；
(4)不能用模拟实验代替学生实验,可以通过CAI课件解决局部放大模拟或微观变化宏观展现问题；
(5)渗透部分教学录像的内容(即好的教学录像VCD化),避免花费很多时间和资金放在制作动画内容方面；
(6)化学CAI课件应具有较强的交互性、较友好的界面,并具有可编辑功能；
(7)课件设计与编制要有明确的指导思想和理论基础,要坚持高标准,处理好总体构思与具体设计的关系。
3.建立一支合格的编制人员队伍和对教师进行操作训练
要编制出大量好的化学CAI课件,一定要有一支稳定的高质量的编制人员队伍,这支队伍的建立需要有关教育行政部门和计算机专业人员的共同努力。应努力做到开发与应用并行、专职与兼职并重、教学人员与研制人员并用,形成一个相对稳定的CAI开发、研制、应用的系统。
要使多媒体在教育上发挥更大的作用,要发展学校的CAI和CMI,必须加强计算机知识的培训和计算机人才的培养,使教师特别是青年教师都懂得计算机的基础知识,了解CAI课件的使用,掌握计算机操作方面的基本技术,这样才能把多媒体用于教育教学工作中,也才能与编制人员更好地交流,提出对CAI课件的开发需求。同时,要注意培养懂得化学学科专业知识的计算机骨干力量,能够更多更好地掌握CAI课件开发的技术,努力设计出能把教学工作的需要最佳地表现出来的实用软件。
4.建立一个各市、省乃至全国的研究信息交流网络中心
当前，以计算机为主体的计算机辅助教学技术迅速发展，其应用已遍及我国各个高校，计算机辅助教学已成为教育技术中的主流技术，它本身所具有的特性和功能可以为高校提供理想的教学环境，并对教学过程产生深刻的影响。
毋庸置疑，这种先进的计算机辅助教学技术在某些方面是传统教学手段所无法比拟的。但是，事物是一分为二的，计算机辅助教学既可以促进教学与学习，又可能防碍教学与学习。
二、传统教学方法的优缺点
传统的高校课程教学，主要依赖教材和教师的板书与讲授。其教学优点在于课堂节奏易于控制，知识的重现性好，提纲挈领清晰，教师教学风格鲜明，课堂师生互动性较好。
但是，传统教学的弊端也显而易见：首先，因为一本高校教材编纂发行，往往要历时二到三年，致使其无法反映最新的成果和资料，所以课堂信息量、知识的更新性不够；其次，有时教师很难以口述的方式将一些抽象理论和具体实践过程讲得很清楚，而学生在整个学习过程中则缺乏独立思考和主观能动性，完全是被动的，对很多知识的理解掌握得很肤浅，影响教学的质量和效果。
三、计算机辅助教学的优势
现代教育观认为，教学不仅要求教师把书本知识传授给学生，而且要求在传授书本知识的过程中注重学生智力的开发、思维能力的培训、实践能力的提高。
在计算机辅助教学中，学生可以自由地选择学习内容和学习方式，使学习变得更容易理解，更轻松愉快。计算机辅助教学具有以下优势：
1.趣味性。计算机辅助教学一改过去课堂上尽是静态信息辐射的局面，使原本呆板的东西动起来。
2.形象性。教学时有些知识只靠教师语言传递，学生往往理解起来比较困难，而利用计算机辅助教学则能弥补这一缺陷。
3.深刻性。在计算机辅助教学中，学生接受形象、直观、生动、活泼的文字、图像、视频和音频等媒体信息，从而使枯燥的教学过程变成生动活泼的教学方式，使学生由消极被动的无意活动向积极主动的有意活动方向转化。
四、计算机辅助教学的误区
正因为计算机辅助教学具有如此多的传统教学所不能比拟的优点，所以它才受到重视。但是，计算机辅助教学本身的运用是有局限性的，在教学过程中运用计算机辅助教学是有区别的，要根据不同课程的不同特点而区别对待。在高校实际计算机辅助教学运用中，还存在着以下误区。
1.思想的误区。就课堂教学而言，计算机辅助教学课件的应用大大简化了教学内容，减少了枯燥、繁杂的抽象、推理、演算，但对基础理论课程，如果不恰当地采用计算机辅助教学，则与课程教学目的相悖，不利于培养学生的学习能力和创新能力，当然，我们不反对应用辅助教学的方式，但至少不能用这种浅显的教学方法取代哲学、数学、物理等基础理论课中缜密的思考、严谨的推理、精确的演算和逻辑的判断。
2.运用的误区。运用中缺乏高层次的计算机辅助教学方式。计算机辅助教学的真正优势是交互式呈现方式，其不仅可以增强教学的直观性和形象性，而且可以通过大量交互式计算机辅助教学课件的开发和应用实现教学过程中的“人机对话”，调动学生的积极性，激发他们的兴趣，真正体现学生的主动性。然而目前许多教师主要采取搬移式的教学方法。搬移式是指将讲课提纲、材料、数据、示例等通过PowerPoint软件或其它软件制作成课件辅助教师的讲解、演示和说明。搬移式只是一种初级应用方式，只是教材的翻版、教案的复制、课堂教学中黑板的简单搬移，这种初级的应用方式，远没有发挥计算机辅助教学的优势。
五、应用计算机辅助教学的策略
综上所述，开展计算机辅助教学既有积极的因素，又有负面的影响。因此我们应该在传统教学与计算机辅助教学的理论层面和操作层面上进行必要的整合，使计算机辅助教学真正发挥其作用。
1.加强学习，全面理解计算机辅助教学思想。近年来，把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论，已让位于把学生看作是信息加工主体的认知学习理论。以计算机辅助教学为支撑的教学理念为人们所接受。计算机辅助教学认为学习是学生主动地、积极地构建知识的过程，学习过程则是通过学习者与外部学习源之间交互活动而展开的。因此，课堂上引入计算机辅助教学，并不等于真正用好了计算机辅助教学。教师要加强理论学习，转变教学观念，实现理论的整合。
2.把握课件制作的方向，讲究实效。制作计算机辅助教学课件时，教师首先要对课堂教学作全面的理解，对计算机辅助教学技术作深刻的领悟；其次要有正确的定位，无论怎样的教学手段，最终都是要提高教学质量，缩短学生悟的周期。因此，制作课件时，教师千万不能着眼于耀眼夺目的图片、赏心悦目的动画与声音，而是要着眼于激发学生的学习兴趣、思维的热情，利用计算机优势变抽象为形象，化繁为简，帮助学生突破难点、疑点，从而提高效率。
一、计算机辅助教学的应用现状
现象一：计算机辅助教学大多以“观摩课”的方式成为教育教学中的一个点缀，信息技术并没有真正与学科教学“融合”在一起。这主要是因为在进行计算机辅助教学的过程中，需要老师自己开发课件，而开发课件需要花费很大的时间和精力。一位计算机教育经验丰富的老师在谈到自己开发软件的经验时直言不讳：“虽然CAI是一个好的教学媒体，但也是一项需投入多（时间，人力，经费）产出少的工作，它仅适用于教学中的评比、检查、参观、学习一类装点门面的场合”，笔者在教学过程中也确实了解到大多数学校一般是在上公开课或评比课时，才用计算机来进行辅助教学。
现象二：虽然市场上已经有相当数量的教学软件，但是适用于教学的软件并不多，因此大多数情况下是教师自制课件，但是在制作课件的过程中很多学校普遍存在着这样的情况，由学科老师编写稿本，由计算机技术人员编程实现，开发成小型的教学软件，很大一部分学科老师由于计算机操作技能的生疏，使得课件的最佳优势不能发挥出来，且在实际应用中常常因操作失误而失败，这就大大抑制了教师自制课件的积极性。
现象三：一般我们上课时用的课件都是事先根据教学要求而设计确定的，而现在多数课件的开发恰恰忽略了这一点，单纯追求直观和生动，忘记了作为主体存在的学生的主动性。只强调教师的“教”而忽略了学生的“学”，全部教学设计理论都是围绕如何“教”而展开，很少涉及学生如何“学”的问题，按照这样的理论设计的课堂教学软件。学生参与教学活动的机会少，大部分处于被动接受状态，学生的主动性、积极性很难发挥，更不利于创造型人才的培养。很容易会进入一种“人灌+机灌”的新的课堂教学误区。而教师也受到定型情节的课件影响，完全围绕着课件讲课，缺少了课堂教学中最为精彩的“即兴发挥”。把原本的“课件辅助教师”变成了“教师辅助课件”。
二、现状的分析虽然CAI有着许多突出的特点，并在教育实践中证明是有效的。但是作为新生事物必然存在不足和缺陷，如CAI教学系统一次性投入大，费用高，而且CAI技术要求高。因此限制了许多有经验的学科教师亲自编制课件。CAI课件的制作远没能达到传统教学过程中备课这么方便自由。这也是目前计算机辅助教学开展中碰到的最主要的一个原因。但是考虑仔细一下，不难发现：老师很难把过多的精力投入到开发软件上，如果老师把大量的时间和精力都投入到软件开发上，就不能将主要精力放在如何利用计算机技术组织教学上来，甚至不能将主要精力放在教学研究上来。从而出现了计算机辅助教学只在这种公开课、观摩课来进行教学，装点一下门面的这类情况。其实，我们认为教师最主要的任务不在于开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来。需要指出的是这里所说的“软件”并不是指一个具体的课件，而应是面向学科的工具型软件，包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。实际上，近几年来国内出现了一批有教学应用价值的软件。只要教师能基本掌握使用计算机的能力，稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作小软件，紧密配合自己的教学过程，实现计算机辅助教学，现在有一个用于几何教学的平台叫作“几何画板”它适合用于平面几何、解析几何、射影几何等教学中使用，同时也能用于物理教学中的力学、几何光学与数学模型、几何图像结合密切的部分课程。而且界面简单、容易学习、直观好用，因此这样的软件很受老师的欢迎。另外一个比较重要的原因就是一些老师把计算机辅助教学的作用看的过高，没有根据教学要求来进行课件设计。制作出来的课件有原来的“满堂灌”变成了现在的“电子灌”，因此在设计课件时，不仅要注意软件的设计技巧，更要注意学习理论和教学设计方法的运用，这才有助于提高CAI课件的质量。
三、寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路不同的软件是有不同的功能特点和用途的，世界上不存在一种适应各种条件的万能软件。随着计算机软件技术的高速发展，使全世界几乎所有的主流软件都向资源库、平台化、人性化方向发展，显然教育软件也应该走世界软件发展的共同方向。因此，运用积件思想，走素材资源库和制作平台相结合的新思路，是使音乐软件开发和应用走出目前困境的有效途径。积件是一种思想，它是一种关于CAI发展的系统思路，是针对课件的局限性而发展起来的一种新的教学软件开发和应用模式。积件提出者认为，积件由积件库和积件平台组成。积件库是教学资料和表达方式的集合，包括五个部分：⑴多媒体教学资料库；⑵微教学单元库；⑶虚拟积件资源库；⑷资料呈现方式库；⑸教学策略库。积件组合平台则是供教师和学生使用组合积件库并最终用于教学的软件环境。积件的过程，对课堂教学来说，就是教师根据教学的实际需求，面对不同的教学对象，针对某一教学阶段和教学目标，充分利用教学素材，结合教学策略，制作出千变万化的有效课件。
一、计算机辅助教学的有关问题
1．计算机辅助教学的应用形式与目的
计算机辅助教学是一种教学形态，即以计算机的各种功能和特点，代替或部分代替教师面向学生，促使学生实现有效学习的教学形态。在教学中的应用形式既可以是人-机对话式，也可以是借助其他媒体（大屏幕投影或液晶投影）构成新的信息传递系统。所要达到的目的为：（1）改进课堂教学；（2）优化传统教学；（3）实现个别化教学；（4）改善学习态度。
2．计算机辅助教学对主要参与人员的要求
（1）对任课教师的要求应有较高的教学水平，熟悉计算机的一般操作。因为在最初的设计构思及以后的实践应用中他们要起主要作用，可以说决定了辅助教学的成败。没有一定的教学水平，就提不出好的教学设计，也就编制不了好的教学流程图。
（2）对软件设计者的要求要有较高的制作水平，较高的悟性，细心、专心，更要有"否定-提高-再否定-再提高"的意识。对专家、教师所提出的教学设计、建议应仔细琢磨、领会，据此编制出软件程序流程图，还要与教师沟通，根据教学要求设计好稿本卡片。对资料的选择、运用、组合及加工应在细心研究后进行。制作中要体现高度，适当展现现代制作水平。尤其要对试用中发现的新情况给予高度重视，要勇于否定自己，在不断的否定中制作出精品。
3．设计计算机辅助教学软件的基本要求
（1）科学选择。由于在计算机辅助教学过程中，要花费较多的人力和物力。因此，对这一方式的使用要慎重，其它媒体可以解决的不用计算机，要在"代价最小，功效最大"的原则下决定使用与否。科学选择还体现在课型、媒体、资料、使用方式等的选择上。在自然课各种类型课中，并不是每一种类型都适用于计算机进行辅助教学，即使适用，也存在着选用哪种应用方式的问题，在确定使用前应解决好这些问题。
（2）科学决策。体现在教师对教材的处理、设计，以及制作者对构思的实现方式选择上。具体体现在软件制作的全过程。我们在实践中的制作过程如下：决定课题教学目标分析教学设计（编制教学流程图）辅助方案设计（编制程序流程图）准备制作（编制稿本）制作试用修正辅助教学实践评价修正制作过程中，专家、教师、制作者应密切配合，力求科学选择教材、处理教材、分析教学目标、设计教学、设计辅助方案、编制稿本、进行制作、进行教学实践最终进行科学评价和修正。一个制作周期后，教学流程图、程序流程图、稿本卡片和一套完整软件作资料保存。
4．计算机辅助教学有助于能力培养
（1）有助于观察能力的培养。计算机辅助教学可以根据学生观察的需要把事物化静为动、化虚为实、化繁为简，使难以观察到的事物清晰地呈现在学生面前，从而使学生可以细致、全面地进行观察，启发积极思考。计算机不但为学生的观察提供了丰富的画面，而且还教给了学生分析问题、解决问题的方法。计算机能提供生动形象的声像信息，可以不受时间、空间的限制，在教学中显示所要观察的自然事物，同时，还能对时间进行缩放，在显示事物变化发展过程中有独特的功能。在展现宇宙星体运动变化、动植物运动情况方面优势很大。
（2）有助于概括能力的培养。思维活动有许多的特点，概括能力是其中最基本的特点。概括的过程是把个别事物的本质属性推及为同类事物本质属性的过程，也就是思维由个别通向一般的过程。掌握概念，就是对一类事物加以分析、综合、比较，从中抽象出共同的、本质的属性或特征，然后把它们概括起来。所有的学习活动都离不开概括。概括是一切科学研究的出发点，是掌握规律的基础，任何科学研究的结论都来自于概括过程。从教学实践上说，学习和运用知识的过程是概括过程，利用表象可以概括出科学概念，并发展学生的概括、推理能力。计算机能提供直观生动、清晰的表象，有利于引导学生根据表象概括出同类事物的共同特征。
（3）有助于逻辑思维能力的培养。小学生的思维处于具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，就具体教学来说，利用表象形成概念是培养学生概括思维能力的主要方法，巩固知识和应用知识是培养学生推理思维的主要方法。由于自然知识之间如链条一样连接着，本身就具有科学的逻辑关系。我们在设计计算机软件时完全可以依据这些关系，将本来就有密切内在联系的知识有机地沟通起来。在进行教学实践的同时，学生的认知结构也不断地组建，逻辑推理能力也就在学生增长知识的同时得以发展起来。
总之，计算机辅助教学的运用对促进学生的思维能力发展效果是显著的。计算机进课堂，为学生的思维提供了具体生动的客体形象，可以激发学生学习的兴趣，培养学生积极发现问题、提出问题的能力，并在丰富学生表象方面起到积极作用。从学习兴趣对比实验的结果看出：计算机进课堂（1）对学生长时记忆效果明显；（2）培养学生简单应用知识能力效果明显；（3）能激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性；（4）对培养学生思维能力效果明显。
二、课堂教学中的具体应用过程
1．选择适当课题，确定应用形式
太阳系离学生生活实际很远，在学生头脑中文字、图片的东西较多，相互联系、运动的表象很少，借助计算机可以进行弥补，为学生建立起宇宙空间的立体表象。因此，我们选择这一课题实施计算机辅助教学，具体采用演示模拟式应用形式。
2．教学目标分析，进行教学设计
教师对本课教材教学目标作详细分析，设计教学过程，编制教学流程图，并提供给软件设计者。
3．研究教学设计，确定辅助方案软件
设计者对教师的教学设计进行仔细研究，依据所确定的重点、难点，考虑小学生的实际情况以及教材内容特点等确定辅助方案，编制软件程序流程图（表一）。
4．编制软件稿本，进行软件制作
在与教师沟通后，依据软件程序流程图，进行分步设计动态、静态画面等，编制稿本卡片，随后进入软件制作阶段。
5．课堂试用修正，辅助教学实践
随着信息社会的到来，计算机的开发和应用正以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域，在国外称为计算机辅助教学（CAI）和计算机管理教学（CMI）。我国有关CMI的研究刚刚起步，而对CAI的研究已进入推广和使用阶段，这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。
CAI教学的发展，在国外始于60年代行为主义学习理论所倡导的程序教学法，即根据刺激反应—强化原则，及时获取教学信息的反馈，有效地实行个别化教学。由于当时的计算机发展刚刚起步，软件开发价格昂贵，操作难度大，并未受到广泛关注。80年代，计算机技术的飞速发展，为CAI创造了有利条件，尤其是认知心理学的兴起，使CAI软件开发更侧重于应用，注重知识的条理性和结构化，强调与学习者已有的认识结构相匹配，使其在原有认知结构基础上，通过计算机的辅助达到同化和顺应，从而形成新的认知结构。近几年，由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的开发，使CAI更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择。CAI的发展趋势，正顺应了现代化教学的两个基本趋势，即强调教学的主体性，强调充分发展学生的个性，全面提高学生的整体素质。
目前，我国正处于“应试教育”向素质教育的转轨时期，坚持素质教育的基本观点，就要面向全体学生，即通过个体的发展，实现真正意义上的全面发展；同时，帮助学生具备各方面的基本素质，形成合理的素质结构，为学生未来发展奠定基础，使学生终身受益。而要实现个性的全面发展，必须立足于学生个体差异、因材施教，这不仅要有雄厚的知识基础，还必须掌握获取知识技能的方法，形成自学能力，这样才能适应未来社会不断变化的需要。
CAI教学的主要特点，为我们进行素质教育目标的实施，提供了有益的帮助。首先，计算机信息存贮量大，处理迅速，方便的人机交互功能，提供了良好的个别化学习环境。学生能根据自己的学习能力理解和发展水平，调节学习进度和难度，真正实现因材施教。其次，计算机的模拟功能，可使抽象内容形象化，静止内容动感化，为学生创造生动、活泼、直观、有趣的教学条件；而教师的设问和强化刺激手段可极大地调动学生的学习热情，激发学习动机，形成有意注意，消除学习的疲劳和紧张。这样做既有助于学生良好的心理品质的形成，又使学生获取准确、深刻的直观感知，从而形成完整的理性认识，提高课堂教学质量。第三，CAI可以提供培养自学能力的条件。教师可根据学生已有的认识基础，构建问题情境，指导学生独立地上机学习，并辅之以必要反馈练习，及时肯定或解答，帮助学生总结学习方法，查找学习障碍，逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。此外，CAI在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面，还具有很好的功能。
CAI的这些功能，决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用。近年来，虽然很多学校在计算机硬件的配置上下了很大功夫，但在软件的开发和利用上明显滞后于硬件的配置。而且，相当多的教师对CAI在化学教学中的应用认识不足，参与不够，对CAI化学教学模式的研究更鲜为人知。为此，结合我校CAI化学教学的开发和实践，我们对CAI化学教学模式提几点看法。
二、计算机辅助化学教学的几种模式
（一）计算机模拟教学模式
CAI的模拟功能，是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前，很多学校的软件应用是这种教学模式。
模拟教学模式，主要是指利用CAI的模拟功能把一些抽象的理论内容，或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容，通过二维或三维动画形式，进行信息处理和图像输出，在显示屏幕上，进行微观放大，宏观缩小，瞬间变慢，短时间内调动学生多种感官参与活动，使学生获取动态图像信息，从而形成鲜明的感性认识，为进一步形成概念，上升为理性认识奠定基础。
模拟教学只是教学过程中的一个环节，比传统的挂图、模型或录像都更真实地接近于事物的本来面貌，而且可反复播放，因此更有利于学生理解知识的本质，培养他们的形象思维能力，也有助于抽象思维能力的提高。
CAI在化学教学中的模拟教学，主要适用于理论性和抽象性较强的内容：如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键、共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容，例如，溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工业生产知识内容，如硫酸、硝酸工业制法，炼铁也可制成CAI课件进行教学。
（二）多媒体综合教学模式
计算机可以控制多种教学媒体，这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上，传统教学模式的教学中，教师上课也有声音、形象、板书、文字、挂图和实物等，教师也可根据教学过程中学生的反映来调整教学策略。但我们这里所说的多媒体有二层含义，其一是把微机与其它教学媒体相互连接，赋于其它媒体交互性，同时使用幻灯、投影、录像等手段，使多种媒体有机地贯穿于教学的全过程。其二是多媒体计算机技术的使用，即“利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息，使它们建立起逻辑连接，成为一个系统”，使之具有综合性，即一机多用，同时又可形成人机互动，互相交流的操作环境，形成一种身临其境的情境。
由于多媒体计算机技术是90年代在法国首先提出和使用的，我国高中配置多媒体计算机系统的学校不多。因此，主要的多媒体综合教学模式还是指前一种，但未来的发展趋势，应当是使用多媒体计算机平台，设计课件，操作使用鼠标，简单易行，而且教师并不需要有太多的计算机知识，因此具有更广阔的发展前景。
实际上，进行CAI教学，应当逐渐从单纯的CAI向多媒体组合的CAI发展。例如，在“原电池”一节的教学中，我们把原电池中原电池原理及形成条件作为本节课的重点，为了突出重点内容讲授，让学生从微观本质理解原电池的形成，不仅采用了传统的分组实验教学，利用投影给出原电池实验要求、观察步骤，指导学生实验，并利用微机模拟原电池所形成的闭合回路，通过电子转移的流动过程和声响，及两极不同颜色的Zn2＋离解，H＋析出标示出内外电路所构成的闭合回路，使学生认识原电池本质；最后利用录像播放不同新型原电池的工作情况，使学生最终形成对原电池比较深刻和全面的理解。
这种多媒体组合教学，可在一定程度上突破学生认识的时空限制，拓宽学生获取信息的渠道，使学生的视觉、听觉、触觉等多种感觉系统参与信息的收集过程，形成教与学的双向互动，更好地发挥学生思维的想象力和创造性，激发学习兴趣，极大地提高学习效率。
（三）计算机个别辅导教学模式
我们目前采用的主要是班级授课制，很难在全班实现个别化教学，而实现个别化教学，又是化学教学由“应试教育”向素质教育转化的重要途径。由于CAI的课件，主要强调人机交互功能，因此实现一对一的个别化教学有得天独厚的条件。
个别辅导模式，主要是用计算机部分地代替教师，按照程序教学的原则，设计不同的层次递进的教学途径，学生可根据自己的学习水平，选择不同的学习程序，提出需要学习的内容；计算机可向学生提问，并对学生的问题进行分析，作出正确与否的判断，给出高质量的反馈，如遇困难，还可以适当降低学习坡度，使学生循序渐进，得到知识的巩固和自学能力的提高。个别辅导教学模式，是一种适合自学的个别化教学方式。如果程序设计的分支越多，预想情况越丰富，越能帮助反复学习，克服障碍，共同达到教学目标，优化学习过程。
这种教学模式，虽然主要是以学生为主体，但也不能忽视教师的主导作用；教师不仅要指导学生寻找解决问题的方法，而且要针对学生的实际，精心设计程序，使学生能用最短的时间找到解决问题的途径，同时也可以帮助学生总结自己的个性特点、学习风格，从而帮助学生形成良好的学习品质和自学方法，真正实现个别化教育的目标。
个别辅导教学模式，由于受CAI课件的限制及学生计算机使用的熟练程度的影响，很难在短时间内得到大范围的推广，而现有的软件局限性又较多，因此可尝试在选修课教学中，进行小范围的试点，当课件使用比较成熟时再做推广应用。
以上我们只对现有的常用教学模式进行了归类，除此之外，CAI的问题解决、教学游戏及查询和问话等多种基本模式，在个别化教学的课件中都有所表现，在此我们限于篇幅，不再赘述。
三、计算机辅助教学的实践和体会
我校开展计算机辅助教学的时间较长，不仅在化学学科，在其它各科教学中，都设计过丰富的CAI课件，这主要源于计算机硬件的配置和得力于一批对软件开发兴趣浓厚的中青年教师群体。这样一个大的环境也在无形中推动了CAI化学教学的开发和应用。
在CAI化学教学实践中，我们感到主要是CAI课件设计比较困难。现在市售的课件，模式单一，价格较高，教师个人的教学设计和风格不同，课件使教师选择余地较小；教师本人又没有更多时间和精力参与设计程序，而要编程序，难度更大，由此需要有一个CAI教师备课系统，使教师便于选择、存储、检索加工组成课件。
计算机辅助教学应用在教学中，可将教师承担的部分教学任务，转由图文声像并茂的多媒体教学软件承担。这能增加课堂信息量，为学生营造丰富多彩的教学情境，激发学生的求知欲望，充分调动学生主动参与教学过程，从而提高学习效率。在计算机辅助教学中，通过计算机及各种多媒体技术，向学生直观地展示教学内容或提出问题，并根据需要可作进一步提示等。从而改善了学生的认知环境，化抽象为具体，促进学生对知识的理解和掌握，拓宽学生的知识面。同时，在教学过程中，还可在不改变课程对学习要求的前提下，借助互联网，不断丰富更新教学内容。并使学生以人机对话方式，充分地进行人机交互、双向沟通，有效地保证学生获取知识的可靠性与完整性。对有些疑难问题，还可通过计算机操作来检验学生针对相关的问题所设想的答案是否正确。于是，在提高学习效率的同时，也使学生掌握了一种学习方法和解决问题的能力，有利于实现真正的因材施教。
2利用计算机及计算机教辅系统，采取有效的教学方法
基于信息管理专业人才的培养目标，结合计算机及计算机辅助系统的使用特点，在信息管理教学过程中尝试采用了案例教学、任务驱动教学的教学方法。
2.1案例教学法案例教学是在学生掌握了相关基本知识点和分析能力的基础上，通过教师的策划和指导，根据教学目的和教学内容要求，采用典型案例，将学生带入特定事件案例分析的教学方法。案例教学法让学生深入参与整个教学过程，通过独立思考或集体协作，进一步提高学生识别、分析和解决具体问题的能力，以及培养学生的沟通能力和协作精神。教师在组织教学内容时，要根据学生的不同层次合理安排，设计包含相关知识点的案例，在设计案例时要先对课程结构及内容形象化，化解相关知识点的难度，使学生易于理解和掌握。最好是设计出一些趣味性强、贴近实际生活的案例，通过计算机等多媒体手段直观的演示给学生看，以此提高学生的学习兴趣。通过对案例的分析，并引发学生思考，引导他们如何学习、分析案例，鼓励他们找出特点、发现问题，诱发他们的创造潜能。通过学习一个个实际例子，引出相关的知识点，强调相应知识点的重点、难点，然后让学生自己动手，利用计算机进行实际操作，检验其对相应知识点的掌握情况，存在的问题以及培养其解决问题的能力。实践教学在培养学生的综合素质、智能和技能方面，具有其他教学环节不可替代的作用。实践教学除了向学生传播知识外，应注重培养学生分析、解决问题的能力和创新意识。例如，在讲授“网络信息处理”课程关于图像处理这一知识点时，我们针对同一张图片，先展示一张有污点的黑白图片，再展示处理过的已去除污点并上了色彩的图片，使学生对图像处理先有一定的了解，并要求学生在学完本知识点之后，能根据图片特点及具体需要进行相关处理。接着对处理过的图像文件进行分析、操作演示，使学生明白如何使用图像处理工具，处理相关的图像文件，进而让学生在操作中掌握使用图像处理工具以及思考利用工具做些什么、怎么做的全过程。将教学活动关注的重点从结果转向过程，激发学生的学习兴趣，增强学生学习的主动性、积极性和创造性，从而达到将已有的部分计算机知识拓宽、深化，以此来实现知识的传授，同时也教会学生一种学习的方法。
2.2任务驱动教学法任务驱动教学则是在教学过程中，学生在教师的指导下，围绕一个课题任务，对学习资源的应用进行自主探索和互动协作学习，在讨论和会话的氛围中去完成任务或解决问题，在完成课题任务的同时实现教学目标的实践活动。在此过程中，学生始终处于主体地位，主动参与、自主协作和探索创新，既学到了知识又培养了动手实践能力。而教师则是学习情境的创造者，学习任务的设计者，学习资源的提供者，学习活动的组织者和学习方法的指导者。
例如，在“网络信息处理”课程中关于动态图像处理的教学，我们设计一个任务：让每个学生利用动态图像处理软件制作一个网络广告条幅，要求实现：（1）广告条幅具有创意性、创新特色；（2）动态图像内容能贴切地体现主题；（3）版面、布局要合理。在上述的广告条幅制作任务中，实际上整个任务被分解成了几个小的任务：素材的收集、条幅的版面构思和设计、动态图像的过渡及实现等等。在讲授动态图像处理工具的操作界面、工具使用和操作之后，向学生提出上面的任务，要求学生在规定时间内完成一个个小任务，并最终做出符合要求的广告条幅。
关键词：美术教学 计算机辅助教学 优越性
在科学技术发展的今天，集声、光、电等为一体的多媒体技术，以其高效、快捷、全面传授知识，保存、收集资料相互交流等优势，极大促进了整个教学的改革和发展。其中以形象直观的美术教学最为受益。计算机辅助教学，因其能激发学生的学习兴趣、促使学生主动学习、提高课堂教学效率等诸多优点，而成为现代课堂教学中最常用的教学手段之一，广泛应用在中小学各学科的教学中，美术教学也不例外。使用计算机辅助教学，能更好地突出教学重点，突破教学难点。特别是在突破传统教学的诸多难点上，计算机可以发挥无可比拟的优越性。中小学美术教学中的难点，是在教材的教授过程中，学生对知识的难以理解之点，技法的难以掌握之处。以下举例介绍计算机辅助教学解决中小学美术教学难点的一些应用。
1 获得独特的视觉效果
使用计算机辅助教学可以充分利用计算机的特点，根据教学需要，获得独特的数码虚拟视觉效果，协助教师突破教学中的难点。133229.COm美术欣赏课有很强的直观性，使用计算机辅助教学，通过数码投影仪，就可以将作品清楚地放大展示，让学生在欣赏课上能够真正地“欣赏”。以七年级第十四册《现代生活的视觉语言》一课为例，通过欣赏不同年代、不同形式的标志，使学生开阔眼界，丰富知识。标志很小，教师拿在手中展示，学生想要看清楚都很费劲，更别说欣赏了，对教师而言，同样也不便于知识的讲解。而若通过计算机和数码投影仪，将各种标志投影成2 米见方的影像，就可以让课堂上的每个学生都能看得清楚，达到最佳的审美感受。同时还可以放大局部进行有针对性地观察，教师结合知识重点、难点进行分析讲解。由此，视觉的传达与知识的传授相得益彰，让学生在审美体验中学习和提高。
欣赏三维造型艺术时，计算机辅助教学不仅可以用通常的视觉方式，让学生欣赏到物体在某一视觉角度的造型或其内部构造，而且可以做出“动感显示”效果，让三维物体旋转起来，欣赏到它的各个侧面，让学生体会到物体的立体感、空间感。比如九年级第十八册《现代建筑》一课中，计算机辅助教学可以按预先设置路线，带领学生虚拟浏览一座建筑物的内部装饰、陈设，使学生有现场感、真实感，真切地感受到不同时代、不同地域、不同空间的建筑风格，同时，也会真正理解它的三维结构。利用计算机辅助教学，产生真实新奇的视觉效果，独特的感染力，将使学生对这一课留下难忘的印象。
2 动态展示变化的过程
计算机具有强大的多媒体功能，集文字、图像、图形、声音、动画和视频为一体。教师可以根据教学需求，通过计算机表现许多传统教学技术不能表现的事物和现象，如演示形象生动的动画，声情并茂的有声画面，色彩丰富的教学图片等。cai 可以使抽象问题形象化，静态问题动态化，在解决那些教师难以表述而学生又难以理解的问题上，动态展示变化的过程，突破教学难点。
在工艺与设计课的教学中，有关工艺制作的程序、步骤和方法复杂、严谨，技法的要点、难点较多，教师要做大量的示范。教师要想利用课堂时间演示一个完整制作过程，不是一件容易的事，如绘制“简单图案”教学，仅其中的上色环节，就不是一遍两遍能完成的，非常耽误时间，而且没有办法让全班学生都能看清楚。在传统教学中，很多教师往往只好口头教授，稍作演示，这样的教学，学生往往不能掌握技法上的难点。利用计算机辅助教学，我们可以将图案制作的完整程序制作成图文并茂的幻灯片进行放映，从绘制草图、拷贝、涂色，到最后调整、修改，色彩转换，都非常方便、快捷，整个过程展示清晰明了又独特，学生边看放映边学习，印象深刻，教学难点轻松解决。
3 通过整合培养美术欣赏能力
美术欣赏能力的培养历来是美术教育教学的难点。把艺术作品不同元素间的相互关系在大脑中形成反射，调动学生的多种感觉器官，利用知识经验进行综合加工，是形成审美情感和审美理解的过程。使用计算机，可以容易地将多种媒体融合在一起，并方便地展示给学生，突破美术欣赏能力的培养教学中的难点问题。
在计算机辅助的美术欣赏课中，把音乐和美术、电影与美术有机地结合起来，可以图文并茂、声色俱全的表现深刻主题，能充分有效的培养学生的审美理解力、创造力。如欣赏《格尔尼卡》时，如果只看课本中的小幅图片，学生会因为对作品内容及产生背景缺乏一定的认识，而印象不深，难以产生共鸣，影响了学生对美术作品的审美欣赏。计算机辅助教学可以将画子投影到大屏幕上，用声情并茂的语言稍加提示作品背景、内容，通过鼠标指针，指点画中细节，引导学生观察，同时播放合适的背景音乐……这时学生就开始自觉地“设身处地”，进入某种情景，产生审美同情。
小学自然作为科学启蒙教育的主要学科，可以指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识，培养他们的科学志趣及学科学、用科学的能力，使他们受到科学自然观、科学态度、爱家乡、爱祖国、爱大自然等思想品德教育，促进他们身心健康发展。
小学自然教学是“行虽微而旨趣远，出虽浅而寓意深”。它是一门科学启蒙课，研究的是低层次的入门的科学知识。我们在实践中感到在讲授小学自然科学中，除了学习教科书，讲课之外，还应注意到学生的年龄特征，教学内容要生动具体，注意它的基础性和可接受性，教学方法富有趣味性和多样形，多让学生动手。
鉴于小学自然这门学科的重要性和独特性，学校为了提高自然课的教育教学质量，加强了自然实验室建设，配齐自然教学所必须的仪器和教具，鼓励教师自己动手制作教具、学具，改善观察、实验条件。指导教师运用挂图、模型、电化教学、实验等教学工具和教学手段，启发学生的兴趣，激发学生的情感，改进课堂教学，提高课堂教学效率，近年来，学校的自然教学收到了良好的教学效果，自然学科教育、教学质量得到了提高，有的教师成为自然学科的教坛新秀，学科带头人。学校还举办了“苏州市小学自然电化教学现场会”。
学校根据小学自然学科的独特性，进一步发展小学自然教学的所取得的成果，把自然教学搞得更好，以自然教学作为计算机辅助教学的突破口，带动学校其他学科的计算机辅助教学工作。
当前，现代化教学手段以它自身的特殊功能和无与伦比的优越性正在教学领域中越来越普遍地得到应用。不仅极大地扩展了教学中传递信息的途径，同时也迅猛地冲击着传统的教学方法，促进了教学方法的改革。
学校自然教学在教坛新秀、学科带头人孙苹老师的带领下，从教学的目的和要求出发，认真研究学生心理发展的特点和各种教学方法、手段的功能，积极运用现代化教学手段，努力改革传统教法，不懈地探索现代化教学方法、手段与传统教法、手段的最优化组合的规律和途径，适应时代需求的新的教学方法体系，以争取最佳的教学效果。学校力求通过现代化教学手段改革课堂教学结构，调动学生的学习积极性，使课堂教学达到最佳效果。
例如，教学《眼睛的科学》(小学自然第五册)一课时，要求学生掌握眼球的构造，了解瞳孔的作用，知道为什么眼睛能看到物体。教师通过挂图、模型，可以帮助学生迅速地掌握眼球构造，再通过现代化教学手段播放《眼睛的奥秘》的录像，结合学生利用手电筒光照射瞳孔的实验，帮助学生进一步了解瞳孔遇光线强时收缩，遇光线弱时放大的变化规律。在教授眼睛为什么能看见物体时，教师再次出示眼球模型，取出模型中的晶状体和睫状肌，让学生观察其形状、特点，思考讨论晶状体和睫状肌的作用。教师通过讲解告诉学生，睫状肌能收缩、舒张，从而带动晶状体，使晶状体的凸度发生变化，从而使物体的像能清楚地落在视网膜上。这个原理单靠教师口头抽象的讲述及观看模型，学生还表示不够理解，于是教师利用了电脑设计辅助教学软件来演示这一过程，电脑动画画面显示：睫状肌收缩、舒张，晶状体也随之凸度由小变大，物体的像随晶状体凸度的改变，清晰地落在了视网膜上。学生通过电脑软件这个现代化教学手段的展示，对眼睛为什么能看清远处、近处物体有了感性的认识。这样，通过现代化教学手段，使《眼睛的科学》这一难表述的人体生理结构形象清楚地呈现在学生眼前，教学难点就迎刃而解了。从教学实践问卷调查的情况就可明确地看到：
班级人数实 验 内 容能说出眼睛看物原理的能说出眼球构造的六⑴50只使用传统教学 15人占30%24人占48%六⑶52 现代化教学手段与传统教学相结合45人占86.5%52人占100%
这堂课通过现代化教学手段，学生的学习积极性提高了，兴趣也很浓厚，从而圆满地完成了教学任务。
在教学《大气压力》(小学自然第五册)一课时，在指导学生揭开塑料吸盘衣钩为什么能吸住墙壁这个奥秘时，教师又可利用电脑设计动画软件：衣钩一边的空气娃娃被挤了出来，神情沮丧，另一方面可爱的空气娃娃就把衣钩牢牢地压在了墙上。教学时，教师边播放电脑动画软件，边向学生讲解是大气压力使它产生这个结果的科学道理，学生看了电脑动画软件，听了教师的讲解，一下子就明白了这其中的道理，教学取得了良好的效果。
再如，在教学《青蛙》(小学自然第二册)一课时，为了让学生弄清青蛙是怎么跳跃、游泳的，教师首先让学生对实验桌上的青蛙进行观察，在学生观察了数分钟后，教师就可运用电脑这个先进的科技设备，向学生播放青蛙跳跃、游泳时的慢动作画面，让学生与实物进行对比观察，以让他们了解青蛙是怎样运动的。学生们一会儿低头看看桌上水槽中的青蛙，一会儿抬头看看电脑播放的青蛙跳跃、游泳的慢动作画面。不一会儿，学生们就纷纷举手请求汇报观察结果。通过电脑这个现代化教学手段，学生们很快完成了教材上要求完成的观察任务。
事实证明，如果教师结合观察、实验使用幻灯、录像、摄像、电脑等现代化教学手段对所要掌握的知识进行分解演示，突出重点、难点，通过放大、放慢，或定格、重演，引导学生观察、分析、实验，就能很好地帮助学生理解、记忆、操作，使他们在脑海中留下深刻的印象，对事物的理解能力得到了提高。这一点从《青蛙》一课的教学中得到证实：
班级 人数 实 验 内 容 能说清青蛙跳跃、游泳时 的腿部动作的 一⑴ 46只使用传统教学方法10人 (占21%) 一⑶ 48现代化教学手段与传统教学相结合 39人 (占81%)
从上述可见，在当今的教学中，现代化教学手段是相当重要的，它使学生获得直观形象的感性认识，使教师的讲述更精辟、生动、形象，能更好地完成教学任务。
自然教学中常用的仪器、标本、模型、挂图、实物、黑板、学具等，都是传统的教学手段。现代化教学常用的手段有幻灯、投影、录音、电影、电视，以及多媒体电脑这个具有时代特征的先进科技产物等。运用传统教学手段中实物、标本、模型可以展示事物的现象或外表，具有立体感、真实感。学生通过视觉可以感知实物的形状、大小、颜色、位置，通过触觉而感知实物的软硬、冷暖、轻重。而通过幻灯、投影、录像、多媒体电脑等现代化教学手段形象鲜明、再现迅速、表现力丰富、感染力强，能突破时间、空间、微观、宏观的限制，使教学内容所需要演示的事物、现象、过程全部再现于课堂，显示了无比的优越性。
现代化教学手段是科学技术发展的产物，是教育实现现代化的一个重要组成部分。现代化教学手段中采用了各种先进设备，具有效率高、效果好、范围大、规模大、生动形象的优势，丰
富了教学内容，激发了学生的求知欲望和积极性。在自然教学过程中，发挥现代化教学手段和传统教育各自的优势，建立适应时代需求的教学方法新体系，可以使我们的教学达到最优化。
经过计算机辅助自然学科的教学，能够把多种现代化媒体的视听功能融合在一起综合运用，为学生创设丰富多彩的学习环境，使自然课堂教学更形象，让学生能眼见其形，耳闻其声，形成大容量的信息传送，使抽象的概念成为具体的事物，使静止的画面成为活动的情景，从而使学生认知由感性上升到理性，更恰当地把握好教学的重点，掌握好教学的深度和广度，启发学生课后自行探求和应用知识，获得最佳的教学效果，得到了教师的一致好评，同时提高了自然教师的素质，不少教师在全国和省市会课中获奖，撰写的论文在市、区发表和获奖。
我们感到计算机辅助自然教学, 它是其他教学手段无法替代的, 随着计算机多媒体技术的运用, 其教学效果更佳, 将越来越被广大教师所认识、接受和运用。
在计算机辅助自然教学中，我们认为设计制作计算机辅助教学软件是关键，这就对自然教师提出了更高的要求，教师必须掌握计算机工具软件的使用和制作，同时，要具备较好的绘画能力。这样，必须加强对自然教师的培训，还需创设一定制作软件的条件并给予制作的时间。
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