CAI在果蔬貯運(yùn)技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：以中南林業(yè)科技大學(xué)專業(yè)課“果蔬貯運(yùn)技術(shù)”的部分章節(jié)為內(nèi)容，采用對比和調(diào)查研究法，就CAI對食品科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)效果的影響進(jìn)行了實(shí)證研究。在對比試驗(yàn)中，試驗(yàn)組的筆試和操作技能考核平均分分別比對照組高18.74分和20.39分，其差異達(dá)到極顯著水平（P<0.01），可見采用CAI的效果明顯好于傳統(tǒng)教學(xué)方法。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，本次CAI試驗(yàn)并未顯現(xiàn)出對學(xué)生創(chuàng)新能力的積極影響。而從態(tài)度傾向調(diào)查結(jié)果來看，受試學(xué)生對CAI是認(rèn)可和歡迎的。研究結(jié)果提示，CAI可在應(yīng)用和操作性很強(qiáng)的食品科學(xué)與工程專業(yè)相關(guān)專業(yè)課教學(xué)上進(jìn)行推廣與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 專業(yè)課 教學(xué)效果 實(shí)證研究

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0011-02

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Assisted Instruction，CAI）是一種新型的媒體教學(xué)，其將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于課堂、實(shí)驗(yàn)、學(xué)生個(gè)別化教學(xué)（人—機(jī)對話式）等教學(xué)環(huán)節(jié)，輔助教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到向?qū)W生傳授知識和培養(yǎng)技能目的的教學(xué)方式，是現(xiàn)代教學(xué)手段的重要組成部分[1～2]。

1 CAI的特點(diǎn)與優(yōu)勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的迅速發(fā)展，CAI得以廣泛應(yīng)用，已成為一種有效的教學(xué)方式[3]。CAI集聲音、圖像、視頻和文字等為一體，具有多樣性、形象性、直觀性、豐富性、靈活性等特點(diǎn)[4]。CAI將抽象的理論概念和實(shí)驗(yàn)以形象、直觀的形式來展示，能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和記憶，幫助學(xué)生由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過渡，從而增強(qiáng)教學(xué)效果，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，CAI的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在化靜為動(dòng)、變抽象為直觀、信息量大、知識密度高、有利于分層次教學(xué)等。

2 食品科學(xué)與工程專業(yè)課的特點(diǎn)

在食品科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置體系中，包括基礎(chǔ)課和專業(yè)課兩部分。后者是學(xué)生掌握專業(yè)知識和專業(yè)技能的重要環(huán)節(jié)。目前食品輕工類工科專業(yè)的專業(yè)課程對多媒體教學(xué)的需求與日俱增，多媒體課件的引入無疑為專業(yè)課教學(xué)注入了活力，但在實(shí)際應(yīng)用中一定要把握普通高等學(xué)校食品類工科專業(yè)課的特點(diǎn)，才能做到有的放矢，以更充分發(fā)揮CAI的優(yōu)勢。

2.1 涉及面廣，內(nèi)容龐雜

食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)課涉及面廣且內(nèi)容龐雜。作為一門有代表性的專業(yè)課之一，《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》是一門多學(xué)科交叉性很強(qiáng)的專業(yè)課，它涉及了植物生理、果蔬栽培、病蟲害防治、果蔬保鮮等內(nèi)容，更與食品生物化學(xué)、食品微生物學(xué)和食品保藏原理等知識領(lǐng)域和技術(shù)密切相關(guān)。

2.2 與生產(chǎn)及工程實(shí)踐聯(lián)系緊密

工科類專業(yè)課的一個(gè)突出特點(diǎn)就是與生產(chǎn)及工程實(shí)踐聯(lián)系非常緊密。因此，除了實(shí)踐教學(xué)之外，在課堂教學(xué)中體現(xiàn)生產(chǎn)與工程實(shí)踐場景，使之與理論教學(xué)聯(lián)系起來，是專業(yè)課教師的一項(xiàng)重要任務(wù)。對于《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》而言，采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，學(xué)生很難理解現(xiàn)代果蔬商品化處理過程、病蟲害控制、果蔬保鮮的設(shè)備與設(shè)施等，學(xué)生的主動(dòng)性與積極性無法調(diào)動(dòng)起來，也就無法培養(yǎng)與提高學(xué)生的創(chuàng)造性，導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

鑒于食品科學(xué)與工程專業(yè)課的特點(diǎn)以及CAI的優(yōu)點(diǎn)，將CAI運(yùn)用于該專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)是大勢所趨。然而，CAI對食品科學(xué)與工程專業(yè)課教學(xué)效果的影響究竟如何，仍缺乏實(shí)證研究。因此，本研究的展開具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

3 《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》CAI課件的制作

在遵循食品科學(xué)與工程專業(yè)課教學(xué)特征的前提下，將文本、圖像、聲音和視頻等媒體有機(jī)融合在CAI課件中，在功能模塊上，CAI課件包含課程簡介、教學(xué)內(nèi)容、案例分析和試題庫四個(gè)部分。

3.1 文本與圖片素材的制作

文字信息是學(xué)生獲取知識的重要來源。在課件制作前期準(zhǔn)備階段，對文本素材進(jìn)行廣泛的收集，如用掃描識別系統(tǒng)（OCR）把教材或其他參考書中的相關(guān)文字材料錄入計(jì)算機(jī)，或從互聯(lián)網(wǎng)上下載有關(guān)的文本素材，使用Word 2003或Word 2007軟件對文字進(jìn)行處理，以DOC格式保存。

在CAI課件的制作過程中，還需要大量的圖片資料，如各種果品蔬菜圖片、果蔬田間采收圖片以及果蔬貯運(yùn)病蟲害圖片等。CAI課件所選用的圖片資料有的來自教材或其他出版物的掃描圖片，有的是數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片，有的是從互聯(lián)網(wǎng)下載的圖片，還有的來自專門的光盤。在圖片資料收集完成后，建立專門的素材庫，根據(jù)課件的需要對圖像進(jìn)行調(diào)用和處理。

3.2 視頻素材的制作

對于果蔬采后商品化處理、果蔬商業(yè)貯藏方式及操作要點(diǎn)以及果蔬貯運(yùn)病害等操作性強(qiáng)且較難理解的章節(jié)，需要采用視頻來增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的把握。視頻素材主要通過購買教學(xué)光盤或從互聯(lián)網(wǎng)上下載而獲得，根據(jù)需要還可以使用Ulead Video Studio 9.0軟件進(jìn)行編輯，并將收集的視頻素材建立視頻庫。

3.3 動(dòng)畫的制作

采用Flash 8制作動(dòng)畫，模擬果蔬采收、采后商品化處理及貯藏時(shí)入庫堆放等過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)一目了然，從而提高教學(xué)與學(xué)習(xí)的效率。課件制作時(shí)，用Authorware動(dòng)畫播放圖標(biāo)直接調(diào)入用Flash 8制作的動(dòng)畫，并配以文字說明[5]。

3.4 課件的打包

為了使制作的CAI課件能夠在Windows系統(tǒng)下均能脫離Authorware環(huán)境而獨(dú)立使用，需要將Authorware文件制成可執(zhí)行的程序文件。經(jīng)反復(fù)調(diào)試后，將CAI課件打包，文件打包選擇帶播放器的.exe文件。

4 研究設(shè)計(jì)

4.1 試驗(yàn)對象與分組

試驗(yàn)對象為2008級食品科學(xué)與工程專業(yè)四個(gè)班共113位學(xué)生，隨機(jī)分為兩組，第一組56人，第二組57人，在前面章節(jié)的單元測試中成績無明顯差異（P>0.01）。選擇第五章《果蔬采后商品化處理》作為對比試驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，共8個(gè)學(xué)時(shí)，第一組為試驗(yàn)組（采用CAI），第二組為對照組（采用傳統(tǒng)教學(xué)方法）。

4.2 評價(jià)方法

在試驗(yàn)結(jié)束后，從兩方面來檢驗(yàn)CAI試驗(yàn)的效果。

（1）通過考試與考核。

教學(xué)完成后進(jìn)行單元測試（筆試）和果實(shí)涂膜、防腐保鮮和催熟處理操作技能考核（該操作技能考核區(qū)別于實(shí)驗(yàn)課教學(xué)考核），總分均為100分。

學(xué)生創(chuàng)新能力的評價(jià)參考陳國華等[6]的方法，進(jìn)行適當(dāng)修改。評價(jià)要素包括專業(yè)理論知識、思維判斷能力、現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新能力和未來創(chuàng)新能力四個(gè)方面，通過綜合設(shè)計(jì)對學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行評價(jià)。滿分20分，≥17分為優(yōu)秀、≥12分為及格。

（2）通過調(diào)查。

設(shè)計(jì)不記名調(diào)查問卷，在試驗(yàn)完成后，利用態(tài)度量化表主觀客觀化來了解試驗(yàn)組學(xué)生對CAI的態(tài)度傾向。

5 研究結(jié)果

5.1 CAI對學(xué)生知識與技能掌握以及創(chuàng)新能力的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，采用相同的筆試試卷、操作技能考核模塊與創(chuàng)新能力考核模塊，對試驗(yàn)組和對照組進(jìn)行考試與考核，其成績與統(tǒng)計(jì)信息分別見（表1～3）。由表1的結(jié)果可知，試驗(yàn)組的筆試平均分比對照組高18.74分（P<0.01）。表2的結(jié)果表明，應(yīng)用CAI對《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》操作技能的教學(xué)效果同樣顯著，試驗(yàn)組的平均分比對照組高20.39分（P<0.01）。Jackman和Moellenberg[7]在對大學(xué)新生實(shí)驗(yàn)儀器使用試驗(yàn)中也獲得了類似的結(jié)果。可見，對《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》采用CAI的效果要顯著好于傳統(tǒng)教學(xué)方法，這與Inci Morgil等[8]在化學(xué)教學(xué)研究中得出的結(jié)論基本相似。表3的結(jié)果表明，與對照組相比，試驗(yàn)組學(xué)生的創(chuàng)新能力并無明顯提高，其原因可能在于試驗(yàn)時(shí)間較短，導(dǎo)致其對學(xué)生創(chuàng)新能力的影響有限。因此，要探究CAI對大學(xué)生創(chuàng)新能力的影響，還有待進(jìn)一步研究。

5.2 學(xué)生對CAI的態(tài)度傾向

教學(xué)試驗(yàn)結(jié)束后，為了解試驗(yàn)組對CAI的態(tài)度傾向，設(shè)計(jì)專門問卷發(fā)給試驗(yàn)組學(xué)生，通過對回收問卷的分析，來了解學(xué)生對CAI的態(tài)度傾向，以進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。調(diào)查結(jié)果見表4。對于整體教學(xué)效果的評價(jià)，認(rèn)為“很好”和“好”的學(xué)生占96.43%，提示該法的教學(xué)效果非常顯著。在提高專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣方面，認(rèn)為“很好”和“好”的學(xué)生占98.21%，說明CAI能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性。在促進(jìn)操作技能掌握方面，全部被試學(xué)生均認(rèn)為CAI“很好”和“好”，說明CAI在提高學(xué)生對操作技能的掌握方面確實(shí)效果顯著。在提高自學(xué)能力方面，認(rèn)為“很好”和“好”的學(xué)生占94.64%，說明CAI能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力。同時(shí)，認(rèn)為應(yīng)用前景“很好”和“好”的學(xué)生占91.07%，說明CAI的應(yīng)用前景好，值得大力推廣。上述態(tài)度傾向的整體調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生對CAI是認(rèn)可和反應(yīng)的，也進(jìn)一步證實(shí)了前述對比研究的結(jié)果是可靠的。

6 結(jié)論

CAI輔助教學(xué)是一種現(xiàn)代化的教育手段，它使原本枯燥的教學(xué)變得有趣生動(dòng)。對中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一——《果蔬貯運(yùn)技術(shù)》采用CAI輔助教學(xué)，通過對比和調(diào)查研究，證實(shí)此教學(xué)法能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，有利于學(xué)生對專業(yè)知識和操作技能的掌握，其教學(xué)效果顯著好于傳統(tǒng)教學(xué)方式，具有很高的推廣價(jià)值。

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①資助項(xiàng)目：中南林業(yè)科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目資助（2010）。

作者簡介：龔吉軍（1972—），男，湖南沅江市人，副教授，博士，主要從事食品科學(xué)與工程教學(xué)與研究。