《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》

教学实践与教学模式探讨*

王静爱  赵  济  王  瑛

北京师范大学资源与环境科学系（100875）

中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件是依据《中国自然地理》（第三版）（赵济主编，高等教育出版社，1995）设计内容框架，与大学本科“中国地理”（包括中国自然地理）课程相配套的计算机辅助教学系统。随着科教兴国战略的实施和计算机多媒体技术的快速成发展，开发与研制适合大学课程的教学软件，成为21世纪高校课程改革的重点之一。本文在使用《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》进行教学实践的基础上，对有关的教学模式进行探讨。

1．《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》教学模式设计

《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》教学思维模式举例

课件名称

教学重点与思维模式举例

中国自然环境演变

“青藏高原隆起对中国三大自然界区分异的影响”采用“三维动态模拟—成因解释—实物图像实证”的教学思维方式。

中国土地退化与生态建设

“土地退化形成机制”采用“空间分布—属性特征—时间动态—问题解答”的教学思维方式。

中国黄土地貌

“黄土地貌形态分析”采用“多平台—多角度—穿透式观察”的教学思维方式。

中国自然灾害及减灾对策

“中国自然灾害区域分异规律”采用“成因—分层—叠加—综合”的教学思维方式

编写《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》脚本的重要任务之一是设计教学模式，其核心是设计教学软件的使用方式和教学的思维方式。该软件的使用方式有两类，即：辅助课堂教学模式和辅助自学教学模式。前者根据教学内容和课件编制特点决定采用课堂演示讲解课件、教师讲解课件或教师有重点地配合教学穿插课件相关内容的方式，这些过程主要通过声音控制和界面控制来实现；后者根据教材内容及课堂重点决定采用阅读课件、交互思考的方式，这些过程主要通过速度控制和交互控制来实现。该软件的教学思维方式因每个课件的教学重点而不同，下表给出几个课件教学思维模式的例子。

2．《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》教学实践与测评

《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》教学软件在研制过程中及制作完成后，多次进行实践及调查测评。参加教学实践的北师大二年级地理专业和资环专业学生人数共计82名，有24%的学生曾经合使用过其他CAI软件。经过教学实践，有98.8%学生表示愿意使用该软件。85%的学生表示出极大的关注和兴趣。此次教学实践根据课件教学设计，试用了多种教学方式如：课堂上教师播映（中国植被地理）、课堂讲解—演示—提问（中国土地退化与生态建设）、课后学生演示—教师答疑（中国自然环境演变）、课后学生演示—交互—测试（中国自然灾害及减灾对策）等。

学生普遍认为：《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》内容体系好，重点比较突出，内容全面；制作界面感受好，交互功能较好，显示方法新颖活泼，操作简单；容量大，有助于提高学习效率；便于自学，较“课堂一笔记”传统方法要灵活、可重复，起到了教学辅助的作用。因为我们仅是初步尝试在教学中使用CAI，所以教师与学生都面临如何教与如何学的新问题。任课教师认为：使用《中国自然地理计算机辅助教学（CAI）软件》进行教学，课堂容量大增，课堂可视化程度高，教学难点简化，课堂时数减少约60%左右；学生自学的条件大改善，学习的主动性和兴趣增强，一改传统的教师课堂讲解，学生埋头记笔记的教学模式；地理过程的动画及动态模拟使地理时空分析可视，启发学生思考和创新；有大量教学内容下放到自学，教师讲课的灵活性加大。此外，后续课程可在现有的内容基础上进一步更新和沉淀，总体减轻劳动负担。

教学实践中，教师和学生普遍认为：应进一步加强对界面切换的说明，特别是加强人机交互中人的主动性；现代地理教师应具备制作和使用CAI的技能。

3．教学关系模式探讨

教学关系指教师、CAI软件（教材）及学生三者在教学中的关系。由于引入了CAI，传统的教学关系发生了重大变化，时代要求我们建立全新的教学关系模式。根据教学实践，依CAI使用的先后顺序和教师的作用，我们提出了四种较为可行的教学关系模型；即：先导模式（CAI、教师—学生）、桥梁模式（教师—CAI—学生）、后发模式（教师—学生—CAI）和交互讨论模式（学生、CAI—教师）。

先导模式：指讲新课前，先给学生演示CAI软件，然后由教师讲解重点。这种模式一开始就给学生一个广阔的知识空间，然后在已有的知识背景上深化难点和重点，其优势在于广泛与深入相结合。这种模式对教材内容偏少，但又是课堂教学重点的部分比较适合，例如：中国黄土地貌课件和中国风沙地貌课件等。

桥梁模式：指教师根据教学内容，在课堂上一边给学生演示CAI，一边穿插讲新的相关内容，一边提出问题，给学生新的思路，启发学生深入思考。其优势是内容现势性强，更新快，课堂师生互动性强。这种模式对课堂教学热点内容，但相应内容在教材上没有或很少时，比较适用，例如：中国自然灾害课件和中国土地退化课件等。

后发模式：指教师给学生讲课之后，由于学生自学CAI，然后再通过作业、讨论、回答问题或口试反馈给教师，其优势在于为学生提供了消化和升华知识的时间和余地，思考问题的主动性增强。这种模式对课堂教学难点内容，而且相应内容在教材上有或比较多时，比较适用，例如：中国自然环境演变课件和中国地貌特征及形成课件等。

交互讨论模式：指学生一边学习CAI软件，一边与教师讨论或提问。这种模式将学生、教师和CAI紧密结合在一起，在提高教学效率上具有极大的优势。该模式普遍适用，在很大程度上增强了教师和学生的直接交流。

*“九五”国家重点科技攻关项目（96-750-01-01），高等教育重点课程的研制与开发，

国家理科基地创建名牌项目、创建区域地理名牌系列课