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計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)是現(xiàn)代教育技術(shù)的重要組成部分,是改革教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段和措施。包裝機(jī)械學(xué)課程的特點(diǎn)是所涉及的機(jī)械種類(lèi)繁多、機(jī)構(gòu)和工作原理復(fù)雜,且大多屬于食品包裝機(jī)械類(lèi),一殷不能直觀地觀察和實(shí)地研究其機(jī)構(gòu)動(dòng)作和工作原理,學(xué)生只能依靠書(shū)本學(xué)習(xí),這對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)、開(kāi)闊視野十分不利。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,深化教學(xué)方法的改革,在包裝機(jī)械學(xué)課程中采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)這種現(xiàn)代教學(xué)方法更顯得十分必要。目 前國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)包裝機(jī)械學(xué)CA1課件的報(bào)導(dǎo),為此, 結(jié)合包裝機(jī)械學(xué)課程的特點(diǎn),研究和開(kāi)發(fā)了一套中十算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),經(jīng)多次實(shí)踐應(yīng)用,取得了顯著的效果。我們期特著本成果能在其它兄弟院校和相關(guān)工廠企業(yè)得以應(yīng)用和推廣。
包裝機(jī)械學(xué)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中既要重視和掌握包裝機(jī)械基本理論、工作原理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性、 基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)等理論知識(shí),又要重視包裝機(jī)械 實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、操作、觀察等實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和訓(xùn) 練。為此借助于寸算機(jī)輔助教學(xué)手段,我們開(kāi)發(fā) 和研制了包裝機(jī)詠學(xué)CAI系統(tǒng)。本系統(tǒng)分別從基 本理論和仿真實(shí)製演示等幾方面輔助教師的教學(xué) 和學(xué)生的學(xué)習(xí),以達(dá)到進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量的目 宓2
的。另外,我們還制作了包裝機(jī)械學(xué)綜合練習(xí)系 統(tǒng),充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在課程成績(jī)檢測(cè)和評(píng)價(jià)中 的作用,使成績(jī)考核更加科學(xué)化和規(guī)范化。
3.1實(shí)用教學(xué)的原則
包裝機(jī)械學(xué)CAI課件設(shè)計(jì)要做到教學(xué)目的明 確,內(nèi)容取材適當(dāng)、重點(diǎn)突出,符合課程教學(xué)基本 要求,內(nèi)容科學(xué)規(guī)范,具有啟發(fā)性。
3.2與學(xué)習(xí)內(nèi)容相一致的原則
認(rèn)知理論認(rèn)為,人的認(rèn)識(shí)是由外界兩激和認(rèn) 知主體內(nèi)部心理過(guò)程相互作用的結(jié)果。根據(jù)這一 理論,把學(xué)習(xí)過(guò)程解釋為每個(gè)人根據(jù)自己的學(xué)習(xí) 態(tài)度、需要、興趣愛(ài)好并利用過(guò)去的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì) 新的學(xué)習(xí)內(nèi)容作出主動(dòng)的、有選擇的信息加工過(guò) 程,個(gè)體可把其劃分為諸如“警覺(jué)”、“期待”、“提取 信息和短時(shí)記憶”直到“形成概念■等階段。CAI課 件提供的是外部教學(xué)活動(dòng),若與學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)程 相一致,符合教學(xué)規(guī)律,無(wú)疑會(huì)大大増加CAI成功 的可能性。
3.3激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性
本原則同樣基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。眾所周知, 學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的作用和影 響是非常大的,當(dāng)學(xué)生想要學(xué)習(xí)并感到會(huì)取得成 功時(shí),就會(huì)更加喜聯(lián)學(xué)習(xí),因此,CAI課件必須能 夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,吸引學(xué)生積極參與CAI 提供的教學(xué)活動(dòng)。為此在CAI課件設(shè)計(jì)中,要精心 設(shè)計(jì)屏幕表現(xiàn)形式,文字?jǐn)⑹鲆俣瑘D像和動(dòng)
畫(huà)要生動(dòng)貼切,合理使用色彩,使屏幕畫(huà)面清新悅 目,并應(yīng)保證界面的友好性。
行為學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)起因于對(duì)刺激的反 應(yīng)。基于此,體現(xiàn)刺激和反應(yīng)的“幫助"、"練習(xí)"等 模式在CAI中被廣泛應(yīng)用。幫助與提示信息對(duì)學(xué) 生的學(xué)習(xí)可起到重復(fù)刺激和強(qiáng)化的作用。而在練 習(xí)過(guò)程中,學(xué)生得到其反應(yīng)的適當(dāng)信息也是十分 必要的。反饋正是給學(xué)生提供其反應(yīng)的結(jié)果,說(shuō) 明反應(yīng)是正確或錯(cuò)誤,甚至進(jìn)~步說(shuō)明錯(cuò)誤產(chǎn)生 的原因。隨著練習(xí)的多次進(jìn)行,刺激和反應(yīng)多次 出現(xiàn),那么,反饋也起到強(qiáng)化的功能,而強(qiáng)化促進(jìn) 了學(xué)習(xí)的成功。
CAI課件應(yīng)保證在使用時(shí)不受誤操作和錯(cuò)誤 輸入的影響和干擾,不因?yàn)檎`操作和錯(cuò)誤輸入而 中斷程序運(yùn)行,甚至破壞程序。為此,CAI課件除 給予學(xué)生友好的操作提示外,應(yīng)対指定功能鍵之 外的鍵進(jìn)行封鎖,使對(duì)錯(cuò)誤操作不予理睬,同樣, 對(duì)錯(cuò)誤輸入也要有相應(yīng)的處理。
3.6方便性原則
為方便使用,屏幕上應(yīng)有簡(jiǎn)單明了的漢字操 作提示。在使用過(guò)程中,應(yīng)能做到靈活控制,可隨 時(shí)方便快捷地進(jìn)入與退出用戶任意選擇的某個(gè)單 元,方便教學(xué)。課件應(yīng)便于維護(hù)、修改和革新等。 3.7優(yōu)化原則
優(yōu)化運(yùn)用軟件技術(shù)和計(jì)算機(jī)資源,合理運(yùn)用 動(dòng)畫(huà)、圖形、色彩、聲音等技術(shù)手段。使課件圖、 文、聲并茂。
根據(jù)包裝機(jī)械學(xué)課程的特點(diǎn),系統(tǒng)程序主要 采用C、VB等語(yǔ)言結(jié)合3DS編制而成,在冒時(shí) D0WS環(huán)境支持下,利用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法,采 用模塊式結(jié)構(gòu),這些模塊彼此獨(dú)立通過(guò)菜單、圖 標(biāo),利用光標(biāo)鍵、熱健或鼠標(biāo)控制實(shí)現(xiàn)各模塊功 能°程序流程圖如下:
課件系統(tǒng)包括五個(gè)主要部分:裹包機(jī)械、灌裝 機(jī)械、袋裝機(jī)械、卷封機(jī)械、其它機(jī)械,每部分之中 均包含三大系統(tǒng):包裝機(jī)械學(xué)計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)系 統(tǒng)、包裝機(jī)械原理的仿真與模擬系統(tǒng)、包裝機(jī)械學(xué) 綜合測(cè)評(píng)系統(tǒng)。
4.1包裝機(jī)械學(xué)計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)
設(shè)計(jì)該子系統(tǒng)主要為了輔助學(xué)生對(duì)包裝機(jī)械 學(xué)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)之用。主要內(nèi)容包括包裝 機(jī)械學(xué)的基本概念、方法、理論,具體結(jié)構(gòu)如下:
為實(shí)現(xiàn)上級(jí)菜單中所列的某一學(xué)習(xí)內(nèi)容的具 體形式,一般包括以下六項(xiàng)具體內(nèi)容:教學(xué)目的和 要求、基本內(nèi)容、例題和演示、練習(xí)、學(xué)習(xí)小結(jié)和幫 助。按照上述結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng) 具有如下功能:
4.1.1指導(dǎo)功能
“教學(xué)目的和要求”可使學(xué)生首先了解和知道 本單元內(nèi)容的教學(xué)目的和要求,從而明確學(xué)習(xí)目 標(biāo)。而“學(xué)習(xí)小結(jié)”對(duì)每部分內(nèi)容進(jìn)行了概括、總 結(jié),對(duì)不同方法進(jìn)行了縱向和橫向比較,可使學(xué)生 更好地了解各種方法的聯(lián)系與特點(diǎn)。
4.1.2學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)
“基本內(nèi)容"與“例題和演示"可帶助學(xué)生學(xué)習(xí) 和復(fù)習(xí)課程的基本內(nèi)容,并通過(guò)典型例題分析與 演示,加深對(duì)內(nèi)容的理解。
4.1.3 練習(xí)
本功能是充分利用計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)交互過(guò)程這 一特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的,學(xué)生通過(guò)參與練習(xí),起到消化、 鞏固所學(xué)知識(shí)的作用。
4.1.4 幫助
本功能除提供必要的操作幫助之外,還在“練 習(xí)”部分提供有關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有針對(duì)性的提示與 幫助信息,便于學(xué)生在聯(lián)系過(guò)程中復(fù)習(xí)有關(guān)內(nèi) 容。
4.2包裝機(jī)械學(xué)試驗(yàn)的仿真與模擬系統(tǒng)
此子系統(tǒng)包括包裝機(jī)械學(xué)教材中所有的靜態(tài) 和動(dòng)態(tài)圖形的仿真與模擬功能、提供典型先進(jìn)的 整機(jī)圖片、典型部件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能、有關(guān) 參數(shù)的計(jì)算。
4.3 包裝機(jī)械學(xué)綜合測(cè)評(píng)系統(tǒng)
包裝機(jī)械學(xué)綜合測(cè)評(píng)由自我檢測(cè)、試卷子系 統(tǒng)、試卷答案子系統(tǒng)和學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng) 等四部分組成。每個(gè)子系統(tǒng)具有的主要功能如 下:自我検泌系統(tǒng)的有各種類(lèi)型習(xí)題供學(xué)生練習(xí) 之用,并有標(biāo)準(zhǔn)答案及自動(dòng)計(jì)分功能。試卷子系 統(tǒng)根據(jù)使用情況分較難、普通、簡(jiǎn)單三神,可用兩 種排版方式輸出,一種是緊湊格式,即題目之間不 留答題空間,另一種是實(shí)用格式,即按題目需要留 有適當(dāng)?shù)拇痤}空間;試卷答案子系統(tǒng)提供毎個(gè)試 卷的答案及每個(gè)步驟的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn);學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì) 與分析子系統(tǒng)包括本班學(xué)生成績(jī)排序及成績(jī)分布 的顯著性檢驗(yàn),不同班級(jí)平均成績(jī)排序及離差的 顯著性檢驗(yàn),試題難度分析。
(1) 系統(tǒng)實(shí)用、靈活。根據(jù)用戶的需求,設(shè)計(jì)者 在整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)十十、程序設(shè)計(jì)、調(diào) 試和試運(yùn)行的各個(gè)階段及時(shí)與用戶磋商、討論、修 改、認(rèn)可和不斷完善,從而保證了系統(tǒng)的實(shí)用性和 靈活性。
(2) 界面友善,使用簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)是為高等院 校的包裝機(jī)械學(xué)課程開(kāi)發(fā)的,用戶界面友好,不需 要計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練即可使用本系統(tǒng)。本系 統(tǒng)利用結(jié)構(gòu)化、模塊化混合語(yǔ)言編程,采用菜單圖 標(biāo)操作,人機(jī)對(duì)話的運(yùn)行方式,同時(shí)支持鼠標(biāo)及熱 鍵,操作簡(jiǎn)便易行。
(3) 系統(tǒng)安全。為了防止意外原因造成數(shù)據(jù)庫(kù) 的破壞而帶來(lái)?yè)p失,設(shè)計(jì)了建立備份庫(kù)的功能,同 時(shí)在系統(tǒng)中關(guān)鍵的數(shù)據(jù)操作之前,均設(shè)有密碼,以 免無(wú)關(guān)人員的錯(cuò)誤操作,從而保證數(shù)據(jù)在準(zhǔn)確、可 靠和安全。
(4) 系統(tǒng)功能強(qiáng)大。利用C語(yǔ)言的高速科技運(yùn) 算及強(qiáng)大的繪圖功能和3DS的動(dòng)畫(huà)功能,使得 CAI課件系統(tǒng)簡(jiǎn)便易行。
開(kāi)發(fā)與研制的包裝機(jī)械學(xué)CAI課件系統(tǒng),經(jīng) 兩年來(lái)的使用運(yùn)行,效果良好.隨著軟件和硬件 水平的不斷提高,還將不斷地對(duì)孩系統(tǒng)進(jìn)行充實(shí) 和完善,將陸續(xù)增加教學(xué)質(zhì)量評(píng)估、成績(jī)預(yù)測(cè)分析 等模塊,給教與學(xué)工作帶來(lái)更大的方便。為實(shí)現(xiàn) 教學(xué)工作的科學(xué)化、現(xiàn)代化和自動(dòng)化提供必要的 手段。
本系統(tǒng)將成為教學(xué)人員的得力助手,保證學(xué) 生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要手段。我們期待著這一套CAI 系統(tǒng)在更廣泛的教學(xué)、生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。
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