計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用及繼電保護(hù)仿真系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在教育領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中也有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它已經(jīng)成為重要的教學(xué)媒體和教育管理工具。本文就針對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行了分析，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和在教學(xué)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，研究計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)策略，同時(shí)還探討了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)策略中的指導(dǎo)式教學(xué)策略和發(fā)現(xiàn)式教學(xué)策略的不同，明確計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)提出了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)運(yùn)用應(yīng)注意的問題，最后就如何合理利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)進(jìn)行深入分析、探討，達(dá)到最大限度地利用計(jì)算機(jī)去輔助教學(xué)的目的。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)策略

前言隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已成為當(dāng)前教育發(fā)展的一大主流。它作為現(xiàn)代教育技術(shù)的重要組部分，在教學(xué)中扮演著越來越重要的角色，該手段的應(yīng)用給教育領(lǐng)域注入了新的活力。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)推動(dòng)了各學(xué)科的改革和發(fā)展，最終將打破傳統(tǒng)的封閉式教育體系，改革傳統(tǒng)的教育手段豐富教學(xué)內(nèi)容，為高校培養(yǎng)全面性的人才創(chuàng)造條件。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（簡(jiǎn)稱CAI），指的是用計(jì)算機(jī)幫助或代替教師執(zhí)行部分教學(xué)任務(wù)，傳送教學(xué)信息，對(duì)學(xué)生傳授知識(shí)和訓(xùn)練技能，從而達(dá)到教學(xué)目的的一種手段。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)由計(jì)算機(jī)、學(xué)生、課件作者和教師構(gòu)成的人機(jī)系統(tǒng)，它以其信息的大容量，豐富多彩的對(duì)象及生動(dòng)形象的交互性使課本呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。它改變教師“一支粉筆一張嘴，三尺講臺(tái)度終身”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，改善教育環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)過程，減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)。并使當(dāng)今的教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)觀念、教學(xué)形式、教學(xué)結(jié)構(gòu)，以致教育思想與教學(xué)理論都發(fā)生了變革。然而，隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)參與教育的進(jìn)一步深化，在它的運(yùn)用過程中出現(xiàn)了一些問題。本文將分析這些問題及其原因，提出相應(yīng)的對(duì)策。通過控制消極因素的影響，從而提高計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的成效。

1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)概述1.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的含義計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)指的是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，如以對(duì)話的方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容，安排教學(xué)進(jìn)程，傳遞教學(xué)信息，進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練等。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)，已越來越受到人們的重視。使用計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)，是中小學(xué)教育教學(xué)實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。1.2計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)越性計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不僅圖文并茂、聲像俱佳，變抽象說教為形象演示，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；而且可以有效地突破教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，收到事半功倍的效果。將課堂教學(xué)引入全新的境界。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在參與教育教學(xué)活動(dòng)中的優(yōu)越性表現(xiàn)在：（1）節(jié)省教學(xué)時(shí)間，增加課堂信息密度。（2）直覺感受，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。（3）能提供多種交互式的人機(jī)雙向交流，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。（4）能夠呈現(xiàn)單純的文字，數(shù)字等字符教學(xué)信息，還能輸出動(dòng)畫、視頻、圖像和聲音，做到教學(xué)信息的圖、文、聲并茂，增強(qiáng)了信息的真實(shí)感和表現(xiàn)力，能夠優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。再者，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷，有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的擴(kuò)散性思維方式和思維積極性。利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的深層優(yōu)越性表現(xiàn)在：（1）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化；隨著多媒體教學(xué)研究的發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)資源，多機(jī)交流的形式越來越廣泛。而且教學(xué)已不限于一間教室或一所學(xué)校，而是不同地域可以同時(shí)進(jìn)行，在一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)空間中學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)及師生的交流空間不再有局限性。（2）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)還具有易保存性和可再利用性；計(jì)算機(jī)硬盤及可壓縮技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的成果變得體積小、內(nèi)容多、不易損壞、攜帶方便。而且課件在計(jì)算機(jī)中具有通用性，一人制作多人使用，提高工作效率。也可將課件傳到網(wǎng)上，方便更多人下載，同時(shí)得到不同人的意見反饋，促進(jìn)課件制作水平的改進(jìn)。2計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀及問題分析2.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)，已越來越受到人們的重視。使用計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)，是中小學(xué)教育教學(xué)實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。為了解我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)狀，在滎陽(yáng)市一中實(shí)習(xí)期間，我對(duì)滎陽(yáng)市一中實(shí)施的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)進(jìn)行了調(diào)查，現(xiàn)通整體現(xiàn)狀的調(diào)查，反映計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一些現(xiàn)狀。該校包括32位高級(jí)、40位一級(jí)、15位二級(jí)職稱和3位尚未轉(zhuǎn)正的試用期等不同層次的教師，他們的情況具有普遍性和代表性。教師使用計(jì)算機(jī)技能情況匯總情況見表1.1職稱熟練程度高級(jí)一級(jí)二級(jí)試用期合計(jì)人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比很熟練較熟練略懂不懂0.00721.87825.0053.1325.001025.001640.0030.0016.66746.67746.6700.0033.3366.670.000.0044.442628.893134.442932.22表1.1教師使用計(jì)算機(jī)技能情況統(tǒng)計(jì)表表l.1顯示，32．22％的教師一點(diǎn)也不懂計(jì)算機(jī)，這其中的大部分沒有接觸過計(jì)算機(jī)，有的只是偶偶碰過幾次，或曾經(jīng)學(xué)過一點(diǎn)。但因長(zhǎng)期不用忘了。由于年齡較大的教師絕大多數(shù)是高級(jí)或是一級(jí)教師，因此一點(diǎn)也不懂計(jì)算機(jī)的人便集中在他們當(dāng)中。34．44％的教師認(rèn)為自己技能較差，只能用電腦打字和進(jìn)行簡(jiǎn)單的Windows操作，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的技術(shù)幾乎不懂。28．89％的教師認(rèn)為自己有較為熟練的計(jì)算機(jī)技能，他們中有的通過了國(guó)家的計(jì)算機(jī)二級(jí)等級(jí)考試，懂一點(diǎn)計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言。另有4．44％的教師能比較自如地運(yùn)用上面提及的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代教育理論制作出較為滿意的課件。因此，訓(xùn)練教師的計(jì)算機(jī)技能任務(wù)緊迫。可喜的是近期畢業(yè)的參加工作時(shí)間不長(zhǎng)的教師計(jì)算機(jī)使用技能明顯好于老教師。因此，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展前景還好。再進(jìn)一步調(diào)查中學(xué)數(shù)學(xué)教師開展數(shù)學(xué)CAI的體驗(yàn)情況：關(guān)于開展數(shù)學(xué)CAI的體驗(yàn)，表1.2顯示，70％的數(shù)學(xué)教師從來沒體驗(yàn)過；對(duì)于有CAI體驗(yàn)的教師，表1.2反映的是自從有了第一次體驗(yàn)后的情況。結(jié)果是：24．44％的數(shù)學(xué)教師僅是偶爾嘗試而已，每期最多l(xiāng)節(jié)課，基本上是在公開課中進(jìn)行，這部分?jǐn)?shù)學(xué)教師有的有一定的興趣。也不排除有的是迫不得已，趕鴨子上轎；還有5．56％的數(shù)學(xué)教師可以說是CAI的積極分子，只要教材內(nèi)容允許便力爭(zhēng)上CAI課。職稱CAT體驗(yàn)高級(jí)一級(jí)二級(jí)試用期合計(jì)人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比人數(shù)百分比沒有過偶爾有有經(jīng)常2784.37412.5013.132665.001230.0025.00853.34533.33213.33266.6733.3300.006370.002224.4455.56表1.2教師開展CAI的體驗(yàn)情況對(duì)照表1.1和表1.2可發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)技能好、教學(xué)業(yè)務(wù)又比較熟練的一、二級(jí)職稱教師是開展CAI的中堅(jiān)力量。此外，他們開展CAI的形式基本上是采用“電腦+投影儀”的演示型課。這些都說明要在中學(xué)廣泛開展真正意義上的數(shù)學(xué)CAI教學(xué)，任務(wù)還相當(dāng)艱巨。值得慶幸的是，現(xiàn)在滎陽(yáng)市的比賽課要求使用CAI，CAI已經(jīng)引起了大部分學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的和廣大教師的關(guān)注，并逐漸展示其潛在的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)更多的教師去嘗試使用。2.2計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的教學(xué)存在的問題分析計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)更新了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,給數(shù)學(xué)課堂教學(xué)帶來了生機(jī)與活力,具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),發(fā)揮著重要作用。但從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看,在應(yīng)用該手段進(jìn)行教學(xué)的過程中仍存在著一些問題和不足之處。主要表現(xiàn)在以下方面：（1）教師運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué)的技術(shù)水平還不夠高。（2）教學(xué)目標(biāo)單一導(dǎo)致學(xué)生的主體地位得不到充分體現(xiàn)。有些教師課堂教學(xué)目標(biāo)僅停留在媒體的運(yùn)用和知識(shí)的灌輸上。在實(shí)施課堂教學(xué)的過程中，計(jì)算機(jī)僅僅是教師向?qū)W生灌輸知識(shí)的載體。（3）使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的方法不當(dāng)，影響師生的情感交流。（4）課件質(zhì)量不高，強(qiáng)化圖形圖像的直觀性，忽視了學(xué)生抽象思維訓(xùn)練。此外教師在利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)過程中存在著一些誤區(qū)，比如用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)簡(jiǎn)單地代替一切手段，讓計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)代替了自己的作用等。3計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用3.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)的步驟和基本內(nèi)容 1.首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式設(shè)計(jì)：(1)授課人根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)確定需要使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段的對(duì)象。(2)授課人、制作人共同策劃計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)框架，寫出課件創(chuàng)意腳本。這是將來課件制作與實(shí)施教學(xué)的基礎(chǔ)，因此，要做到合理可行，盡量細(xì)致，像導(dǎo)演排戲一樣，規(guī)劃每一個(gè)步驟要呈現(xiàn)的畫面、文字，加入的音樂、解說，展示的模擬過程，使制作過程有“本”可依。要挖掘教材內(nèi)涵，開動(dòng)腦筋，策劃出好的創(chuàng)意。(3)根據(jù)需要搜集、整理課件制作素材，以提高學(xué)生的各項(xiàng)綜合能力。擁有一些現(xiàn)有的素材顯得尤為重要，這些素材包括：可用于掃描的圖片、教學(xué)掛圖；光盤或上網(wǎng)查找的圖形圖像、聲音文件；VCD、教學(xué)錄像帶中的教學(xué)片段；可用于進(jìn)行三維模擬的模具、實(shí)物等。課件制作以便制作出培養(yǎng)學(xué)生聽、說、讀、寫、思的優(yōu)秀課件。 2.制作計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件(課件)。簡(jiǎn)單的課件制作可由授課教師單獨(dú)完成，復(fù)雜的課件可由任課教師和專業(yè)的課件制作人相互配合共同完成。具體過程如下：(1)制訂教學(xué)過程的操作步驟規(guī)劃。課件使用的操作步驟規(guī)劃，是計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)流程的重要組成部分。授課教師要根據(jù)本節(jié)課的實(shí)際教學(xué)需要，合理分配課件的使用時(shí)間，理清思路，規(guī)劃課件的使用步驟，考慮課件的運(yùn)行、暫停、重復(fù)、結(jié)束等在哪個(gè)環(huán)節(jié)插入為最佳方案。要有所取舍，一切以服務(wù)教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，防止為使用而使用，追求表面的華麗。(2)制作人根據(jù)課件腳本，劃分功能模塊，編制課件流程圖。一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助課件不能成為表現(xiàn)手法和軟件技術(shù)的堆砌，應(yīng)從幫助授課人實(shí)現(xiàn)教學(xué)思想的角度，規(guī)劃設(shè)計(jì)思路。功能模塊劃分要明確，流程設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)練，不然就會(huì)出現(xiàn)滿屏都是按鈕，到處都是熱區(qū)，搞得教師在上課時(shí)不知所措的現(xiàn)象。(3)全面了解各種計(jì)算機(jī)輔助軟件的不同功能，決定解決不同問題時(shí)所使用的不同軟件工具。我們無法找到一種軟件，既能做平面，又能做三維；既能處理圖形，又能處理音頻；既能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫模擬，又能實(shí)現(xiàn)文字特效。它們各有所長(zhǎng)，各有所短，只有根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同要求，綜合使用各種創(chuàng)作工具，才能制作出好的課件。3.2計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的設(shè)計(jì)策略計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)策略的目的在于研究通過怎樣的教學(xué)手段使學(xué)生獲得知識(shí)和掌握技能。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)策略一般可以分為兩種類型：（1）指導(dǎo)式教學(xué)策略；指導(dǎo)式教學(xué)策略是按照教學(xué)要求事先制定教學(xué)程序，學(xué)生在教師系統(tǒng)講授和直接輔導(dǎo)下學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)。（2）發(fā)現(xiàn)式教學(xué)策略；發(fā)現(xiàn)式教學(xué)策略是讓學(xué)生自己去觀察、操作，分析、研究有關(guān)的學(xué)習(xí)材料，運(yùn)用洞察力去發(fā)現(xiàn)知識(shí)，運(yùn)用邏輯思維總結(jié)概念、公式和原理，從而獲得知識(shí)和技能。在實(shí)際的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，這兩種策略常常結(jié)合使用。但是，后者更為常用。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)采用個(gè)別化的教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)是主動(dòng)的，更有利于學(xué)生獲得知識(shí)、掌握技能。3.3計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)時(shí)還要注意以下幾個(gè)事項(xiàng)：（1）正確認(rèn)識(shí)和合理使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為現(xiàn)代教育技術(shù)，是對(duì)常規(guī)教學(xué)手段的重要補(bǔ)充，是教學(xué)的一種表現(xiàn)形式，而課堂教學(xué)的核心是教學(xué)內(nèi)容，形式是為內(nèi)容服務(wù)的。因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)時(shí)，要明確本節(jié)課使用多媒體的目的，同時(shí)還要考慮所選用的多媒體課件能不能讓學(xué)生更容易地掌握教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于不能充分體現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的課程內(nèi)容就不要用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。（2）重視教師的引導(dǎo)作用。多媒體不能取代教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)地位和作用。教師能否適時(shí)地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、合理地設(shè)疑質(zhì)疑、歸納演繹是提高課堂效果的前提。所以在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)時(shí)，可以不時(shí)地提出問題，引導(dǎo)探究，鼓勵(lì)多思，答疑釋惑，及時(shí)總結(jié)。這樣，既活躍了課堂氣氛，又體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。（3）適當(dāng)控制課堂教學(xué)信息量。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是信息量大，用得好，其優(yōu)勢(shì)可得到充分發(fā)揮，要是使用不當(dāng)會(huì)使教學(xué)走向另一個(gè)極端。因此，在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)時(shí)，有效地組織信息資源，合理地設(shè)置教學(xué)信息量是十分重要的。4改善和解決計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)問題的建議與對(duì)策利用計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)與僅采用傳統(tǒng)手段進(jìn)行課堂教學(xué)相比有許多明顯的區(qū)別，完善與改進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)應(yīng)從以下幾個(gè)方面做起：1.端正教育策略，轉(zhuǎn)變思想觀念：（1）認(rèn)清CAI教學(xué)的必要性：在利用CAI教學(xué)前，要對(duì)其必要性能充分的論證。我們?cè)贑AI教學(xué)時(shí)，須認(rèn)識(shí)CAI教學(xué)對(duì)課堂教學(xué)的積極作用，使CAI突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)，將抽象、難以被學(xué)生所掌握和理解的知識(shí)形象、直觀、簡(jiǎn)潔地讓學(xué)生接受。做到用得恰當(dāng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而發(fā)揮CAI教學(xué)的最大功效。（2）改變教學(xué)觀念：在課堂中使用CAI進(jìn)行教學(xué)，不僅要求教師掌握計(jì)算機(jī)的基本技能，更重要的是要改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和思想。教育現(xiàn)代化不僅要求在設(shè)備、技術(shù)手段等“硬件”方面更新，最重要的是思想觀念、思想內(nèi)容，思想方法等“軟件”方面的更新。2.營(yíng)造計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)氛圍，提高教師素質(zhì)提高老師的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，首先要讓教師了解最基本的計(jì)算機(jī)知識(shí)，在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上再讓教師實(shí)踐，為使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)打下基礎(chǔ)。其次激勵(lì)教師進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的應(yīng)用研究。學(xué)校除了要經(jīng)常組織教師進(jìn)行培訓(xùn)，提高計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能力外，還要采取一定的激勵(lì)措施，激發(fā)他們?cè)谌粘＝虒W(xué)中使用計(jì)算機(jī)的積極性，并提倡教師的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力與專業(yè)素質(zhì)相結(jié)合，全校營(yíng)造出樂于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行教學(xué)，開發(fā)本學(xué)科課件的氛圍。因此學(xué)?？芍贫ㄒ恍┱吆痛胧?lì)教師在課堂教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)，并能與自身專業(yè)素質(zhì)結(jié)合，開發(fā)適合學(xué)科的教學(xué)軟件。3.重視軟件開發(fā)，提高課件質(zhì)量重視課件的開發(fā)是開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的研究的必要途徑。要真正認(rèn)識(shí)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要性，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)軟件。其次需要廣泛收集教學(xué)素材。建立軟件資源庫(kù)目前市場(chǎng)上的電子圖書和設(shè)計(jì)素材很多，素材如一自然現(xiàn)象的景觀或一段運(yùn)用教學(xué)的音樂、談話、文字及圖片，我認(rèn)為教師可根據(jù)教學(xué)需要，稍加整理即可形成自己的課件，并把它運(yùn)用于教學(xué)中。同時(shí)也可利用Windows系統(tǒng)中的畫筆和寫字板等創(chuàng)作教學(xué)素材，或利用畫面捕獲卡、掃描儀獲取圖像資料，通過收集、整理、創(chuàng)作，再結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際，有計(jì)劃、有組織、有步驟地建設(shè)學(xué)校的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)資源庫(kù)。另外加快計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)資源庫(kù)及相關(guān)制作工具的建設(shè)，開發(fā)高質(zhì)量的教學(xué)軟件。4.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)教育資源共享充分利用網(wǎng)絡(luò)資源是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要方面之一。新的教學(xué)軟件和廣泛地教學(xué)資源在網(wǎng)上不斷涌現(xiàn)，豐富了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的軟件資源。利用網(wǎng)絡(luò)教育資源，加強(qiáng)交流，既利于縮小教育的地區(qū)差異，有利于豐富和提高學(xué)校的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的資源和水平，同時(shí)也是未來教學(xué)的一種重要方式。5.要充分重視和運(yùn)用積件思想開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)積件是將課件的部分內(nèi)容做成“積木”式的軟件，它可以是一個(gè)問題的講解、一個(gè)實(shí)驗(yàn)的演示，一個(gè)過程的模擬，一段歷史的回顧、一個(gè)場(chǎng)面的展示，一個(gè)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析等等，但教師的作用絲毫不會(huì)受到影響，教師可以自由地選擇上課所需的“積件”配合教學(xué)，積件猶如一種動(dòng)態(tài)的教具。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式在直觀、空間、動(dòng)態(tài)等方面的不足，又克服了教師上課受軟件走向支配的缺點(diǎn)。有利于調(diào)動(dòng)教育、教學(xué)者的積極性。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的高速發(fā)展，所有的軟件都向資源庫(kù)、平臺(tái)化、人性化方向發(fā)展，高校教育中的教學(xué)軟件也應(yīng)該朝著這個(gè)方向發(fā)展。因此，運(yùn)用積件思想，走素材資源庫(kù)和制作平臺(tái)相結(jié)合的方法，是解決當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)存在問題的有效途徑。5計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要意義與發(fā)展方向5.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的必要性1．社會(huì)發(fā)展的需要社會(huì)不斷向前發(fā)展，對(duì)人的素質(zhì)要求也在不斷提高，信息社會(huì)中的人們，必須學(xué)會(huì)“信息傳送”。而信息接收、處理和傳遞的最基本工具就是計(jì)算機(jī)，不懂得使用計(jì)算機(jī)的人將成為信息社會(huì)中新的“文盲”，作為人才搖籃的學(xué)校，如果不重視在教學(xué)中對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，我們培養(yǎng)的人就不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。2．教育現(xiàn)代化的需要教育的現(xiàn)代化，包括教育觀念、教育內(nèi)容、教育手段的現(xiàn)代化。教學(xué)手段的發(fā)展和變革，往往會(huì)促進(jìn)整個(gè)教育向前發(fā)展。計(jì)算機(jī)作為新型教學(xué)媒體，已得到公認(rèn)，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是這一媒體應(yīng)用的典范，所以說計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是教學(xué)現(xiàn)代化的重要組成部分。3．素質(zhì)教育的需要應(yīng)試教育是以應(yīng)付考試為目的的教育，而素質(zhì)教育則是以培養(yǎng)人的素質(zhì)為目的。應(yīng)試教育注重知識(shí)的給予(授之以魚)，素質(zhì)教育則更注重學(xué)習(xí)者能力的培養(yǎng)(授之以漁)。當(dāng)應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變時(shí)，教學(xué)過程中各組成部分都有不同程度的角色變化。第一，教師角色的轉(zhuǎn)變。教師從教學(xué)的主講者、主宰者、管理者向?qū)W生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、合作者、服務(wù)者轉(zhuǎn)化。第二，學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變。學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)探索者，并在知識(shí)探索和信息加工處理的過程中培養(yǎng)自己的能力。第三，教學(xué)媒體的轉(zhuǎn)變。教學(xué)媒體要從教師的“教具”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的“學(xué)具”。第四，教學(xué)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。以教師為中心的教學(xué)環(huán)境要轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)環(huán)境。傳統(tǒng)的教學(xué)手段在這些轉(zhuǎn)變面前就顯得捉襟見肘了，而計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)顯示了明顯的優(yōu)越性。4．能力培養(yǎng)的需要首先，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有助于觀察能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生觀察的需要把事物化靜為動(dòng)、化虛為實(shí)、化繁為簡(jiǎn)，使難以觀察到的事物清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，從而使學(xué)生可以細(xì)致、全面地進(jìn)行觀察和思考。其次，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有助于概括能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)能提供直觀生動(dòng)、清晰的表象，有利于引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)表象概括出同類事物的共同特征，發(fā)展學(xué)生的概括、推理能力。第三，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有助于邏輯思維能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)也不斷地組建，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)為學(xué)生的思維提供了具體生動(dòng)的客體形象，邏輯推理能力也就在學(xué)生增長(zhǎng)知識(shí)的同時(shí)得以發(fā)展起來。5.2計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展方向目前，隨著多媒體技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的日益廣泛，多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展趨于以下幾個(gè)方向：（1）工具化：一個(gè)優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件，需要眾多有豐富教學(xué)。經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的人員，經(jīng)過充分分析、精心設(shè)計(jì)和細(xì)致制作，并在教學(xué)實(shí)踐中不斷修改和完善下才形成的。而在實(shí)際工作中，很難找到這樣多才的人員或組織一個(gè)彼此協(xié)調(diào)的團(tuán)體，這就使得課件的最佳優(yōu)勢(shì)不能發(fā)揮出來，從而影響了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的推廣應(yīng)用。為了從根本上解決這個(gè)問題，必須加強(qiáng)對(duì)教學(xué)課件和開發(fā)工具的研究。依靠開發(fā)工具的支持，可以大幅度的提高課件的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)課件制作工程化和產(chǎn)業(yè)化。（2）智能化：智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)其實(shí)就是一種特殊形式的專家系統(tǒng)，是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具備專家系統(tǒng)的某些基本特征，能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)歷史、自身要求和風(fēng)格靈活地進(jìn)行不同內(nèi)容的教學(xué)，以及有針對(duì)性的習(xí)題練習(xí)，從而達(dá)到“因人施教”和“因材施教”的目的，實(shí)現(xiàn)傳授知識(shí)、形成技能、培養(yǎng)智能、發(fā)展個(gè)性的教學(xué)目標(biāo)。（3）網(wǎng)絡(luò)化：實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享及知識(shí)快速傳遞，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是在交互網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)新環(huán)境中學(xué)習(xí)的。每個(gè)終端都可以在遠(yuǎn)地隨時(shí)提取教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，與計(jì)算機(jī)交互學(xué)習(xí)的心得體會(huì)，所完成的作業(yè)、練習(xí)及所提問題也可由網(wǎng)絡(luò)傳遞給教師。教師則為學(xué)生提供有關(guān)的適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)資源，進(jìn)行學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使所有學(xué)生可在不同的時(shí)間內(nèi)，通過同一學(xué)習(xí)內(nèi)容而互相聯(lián)系、開展討論，形成交互式學(xué)習(xí)。因此，這是一種較理想的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)系統(tǒng)，也是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展的必然方向。

結(jié)束語(yǔ)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是當(dāng)今教學(xué)中的重要資源和發(fā)展方向。在實(shí)際運(yùn)用中，也顯示了強(qiáng)大的生命力和優(yōu)越性。然而，由于現(xiàn)代教育理論的匱乏和傳統(tǒng)教育理論的根深蒂固，從而導(dǎo)致在應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的過程中極易出現(xiàn)偏差。要想使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)成功開展，需要在現(xiàn)代教育教學(xué)理論的指導(dǎo)下，以最新的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，合理利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體，并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合，共同參與教學(xué)全過程。以多種媒體信息作用于學(xué)生，形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)?？偠灾?，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的時(shí)間還不長(zhǎng)，仍處在探索、實(shí)驗(yàn)和研究階段。面對(duì)不同的觀點(diǎn)，我們要集思廣益，摸索出一條適合各校實(shí)際情況的路子來，努力建立、健全計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的評(píng)估體系。對(duì)它的未來發(fā)展方向要進(jìn)行研究，把對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的科研工作推向一個(gè)更高的層次。我們相信，在不遠(yuǎn)的將來，計(jì)算機(jī)將成為主要的教學(xué)工具，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也將成為主要的教學(xué)手段和方法。

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ATP（TheAlternativeTransientsProgram）是EMTP的免費(fèi)獨(dú)立版本，是目前世界上電磁暫態(tài)分析程序最廣泛使用的一個(gè)版本,它可以模擬復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和任意結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型廣泛，除用于暫態(tài)計(jì)算，還有許多其它重要的特性。ATP程序正式誕生于1984年，由Drs.W.ScottMeyer和Tsu-hueiLiu所組成的世界各地的用戶組不斷地發(fā)展。ATP還配備有比TACS更靈活、功能更強(qiáng)的通用描述語(yǔ)言MODELS及圖形輸入程序ATPDraw。PSCAD/EMTDCDennisWoodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水電局開發(fā)完成了EMTDC的初版，是一種世界各國(guó)廣泛使用的電力系統(tǒng)仿真軟件，PSCAD是其用戶界面，PSCAD的開發(fā)成功，使得用戶能更方便地使用EMTDC進(jìn)行電力系統(tǒng)分析，使電力系統(tǒng)復(fù)雜部分可視化成為可能，而且軟件可以作為實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器的前置端?？赡M任意大小的交直流系統(tǒng)。對(duì)于上述兩種運(yùn)行在數(shù)字計(jì)算機(jī)上的仿真程序來說，其限制在于：為計(jì)算被仿真系統(tǒng)1s的響應(yīng)大多要花費(fèi)數(shù)分鐘乃至幾小時(shí)的時(shí)間。并且這種非實(shí)時(shí)的仿真速度不能滿足與外部物理控制設(shè)備和保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)交互試驗(yàn)的需要，因此無法對(duì)繼電器進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試。實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)與上述離線仿真軟件相比，RTDS的主要優(yōu)勢(shì)在于實(shí)時(shí)性和帶被測(cè)試設(shè)備閉環(huán)運(yùn)行的能力。它現(xiàn)在主要有加拿大RTDS技術(shù)公司研制的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器。這種仿真器擁有比較全面和詳細(xì)的電力系統(tǒng)元件模型。RTDS(Real-Time-Digital-simulator)RTDS是由加拿大Manitoba直流研究中心(HVDC)開發(fā)的專門用于實(shí)時(shí)研究電力系統(tǒng)的數(shù)字動(dòng)模系統(tǒng),該系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)元件模型和仿真算法是建立在已獲得行業(yè)認(rèn)可,且已廣泛應(yīng)用的EMTP和EMTDC基礎(chǔ)上的,其仿真結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)情況是一致的。我國(guó)自20世紀(jì)90年代初由原南自院引進(jìn)以來，已有十多個(gè)單位先后引進(jìn)該設(shè)備，提高了我國(guó)電力系統(tǒng)在實(shí)時(shí)仿真方面的水平。目前，運(yùn)行在RTDS前臺(tái)工作站的軟件有兩個(gè)版本，一個(gè)是必須運(yùn)行在Unix上的PSCAD，一個(gè)是基于JAVA平臺(tái)的RSCAD（不限制操作系統(tǒng)，但一般用于Windows系統(tǒng)）。

PSCAD軟件可以分為以下幾個(gè)模塊：Draft：進(jìn)行電力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的搭建工作。其模型庫(kù)含有當(dāng)前電力系統(tǒng)大部分的元件和控制元件。Tline和Cable：編輯線路和電纜的相關(guān)參數(shù)。線路模型可以選擇貝瑞隆模型或基于頻率的模型，參數(shù)可以選擇輸入電氣參數(shù)或物理參數(shù)。電纜也一樣。Runtime：運(yùn)行用Draft搭建的電力系統(tǒng)（其計(jì)算是在rack上進(jìn)行，Runtime只起到控制和顯示的作用）。在Runtime中可以創(chuàng)建各種滑塊、開關(guān)、按鈕、儀表、表格和信號(hào)燈等元件對(duì)運(yùn)行的Case進(jìn)行控制和監(jiān)視，還可以建立一個(gè)Script文件對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化控制。plot中的波形可以保存為mpb或comtrade格式文件。Multiplot和Uniplot：對(duì)保存的mpb格式波形文件進(jìn)行分析計(jì)算?？梢詫?duì)各波形進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算和傅立葉分析。RSCAD軟件與PSCAD基本相同。只是界面更為友好，可以選擇顯示語(yǔ)言為中文，標(biāo)注也可以為中文，另外可以保存波形為jpg圖片文件，可以對(duì)所搭系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，可以以單線模式進(jìn)行搭建系統(tǒng)，可以更改連接線顏色等。RSCAD軟件主要的搭建系統(tǒng)、運(yùn)行和分析均和PSCAD相似。實(shí)時(shí)數(shù)字仿真的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用國(guó)內(nèi)應(yīng)用東北電力集團(tuán)公司在RTDS上開展了針對(duì)CSL-101B型數(shù)字式線路保護(hù)裝置的動(dòng)模試驗(yàn)工作，目的是進(jìn)一步校核在RTDS平臺(tái)上建立電力系統(tǒng)模型的真實(shí)性，同時(shí)測(cè)試保護(hù)裝置的動(dòng)作行為[1]。東方電子公司也利用RTDS動(dòng)模系統(tǒng)測(cè)試了新開發(fā)的超高壓線路保護(hù)裝置DF3621[2]。動(dòng)模試驗(yàn)設(shè)備有2個(gè)機(jī)柜，2組電流、電壓放大器。如圖1所示。圖1用RTDS進(jìn)行保護(hù)裝置動(dòng)模閉環(huán)試驗(yàn)示意圖工作站工作站由PC機(jī)組成，主要為人機(jī)對(duì)話界面，包括仿真系統(tǒng)的模型、運(yùn)行方式、各種操作、參數(shù)選擇、波形顯示及被試設(shè)備的動(dòng)作信息等主要功能。工作站通過并行接口與RTDS實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換，并控制RTDS實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。RTDS實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)RTDS實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心部分，它接收工作站的數(shù)據(jù)、操作指令來控制仿真試驗(yàn)。通過光電回路接收被試設(shè)備的控制命令以及接收仿真系統(tǒng)斷路器、刀閘等一次設(shè)備的狀態(tài)命令，根據(jù)工作站中的各種仿真數(shù)字信號(hào)，通過D/A變換將仿真系統(tǒng)的模擬波形送至電流電壓放大器帶動(dòng)被試驗(yàn)設(shè)備，并根據(jù)工作站的操作命令來完成各種仿真試驗(yàn)。電流電壓放大器電流電壓放大器接收由RTDS實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)送來的模擬信號(hào)，通過電流電壓放大輸出至被試設(shè)備及系統(tǒng)，它必須具有良好的線性度、穩(wěn)定性以及高性能的頻率特性。試驗(yàn)結(jié)果顯示RTDS能滿足繼電保護(hù)裝置動(dòng)態(tài)仿真試驗(yàn)的要求，經(jīng)過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)被測(cè)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作行為基本與電力系統(tǒng)仿真情況相符合。該仿真系統(tǒng)與常規(guī)的由旋轉(zhuǎn)設(shè)備構(gòu)成的動(dòng)模試驗(yàn)系統(tǒng)相比較，不僅占地少，而且試驗(yàn)更靈活、方便。國(guó)外應(yīng)用早在1992年，加拿大manitoba大學(xué)和manitoba高壓直流中心就應(yīng)用RTDS對(duì)商業(yè)化的距離繼電器進(jìn)行測(cè)試。物理裝置由繼電器、功率監(jiān)測(cè)器或者是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器組成。圖2是用于測(cè)試的仿真系統(tǒng)圖。在測(cè)試中觀察了三相短路、兩相短路、單相接地短路時(shí)距離繼電器的動(dòng)作行為，實(shí)例結(jié)果驗(yàn)證了運(yùn)行實(shí)時(shí)仿真器測(cè)試?yán)^電器的能力，發(fā)現(xiàn)在各種故障時(shí)繼電器均能可靠跳閘。文獻(xiàn)中還闡述了用RTDS和傳統(tǒng)的模擬仿真器相連可以大大地改善模擬仿真器地性能[3]。應(yīng)用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)出現(xiàn)的問題RTDS雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但它自身亦存在一些問題。RTDS實(shí)