多媒体技术及应用 CAI.ppt

多媒体 技术术及 应应用 第一章 基础知识导论 主讲讲人：荣宪举宪举 多媒体 技术术及 应应用 学习习重点 多媒体电子出版物的特点和发展趋势 。 计算机辅助教学的各种方法与手段。 CAI制作的基本知识和分类。 CAI制作的基本原则。 多媒体 技术术及 应应用 1.1多媒体电电子出版物 多媒体电子出版物（Multi-medium Electronic Publications，MEP）是以电子数据的形式，把文字、图 像、影像、声音、动画等信息存储在光、磁疗、硅片等 非纸张载 体上，并通过电脑 或网络通信来播放以供人 们阅读 的出版物。多媒体电子出版物中计算机辅助教学 课件占有很大的比例。 专家预测 ，今后全球的多媒体电子出版产业 将以年 平均24% 的增长率发展，多媒体电子出版物在出版物中 所占的份额将越来越大。印刷媒介与电子媒介的争斗， 将成为数字化时代最引人注目的现象之一。 多媒体 技术术及 应应用 1.2计计算机辅辅助教学 1.2.1 基本概念 计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）是利 用计算机作为主要的教学媒体来进行教学活动，即利用计算机来 辅助教师执 行教学。 由于采用了CAI教学，学生不再仅仅 向教师学习，而且可以通 过知识库 和专家系统学习，可以通过课 件光盘学习，可以通过网 络在网上学习等。 学生由过去的被动学习在很大程度上变成了主动学习。 CAI对教育内容和教育研究也产生了很大的影响。 正是因为采用了CAI教学，使得赋予教育以新的内容与概 念，推动了教育的变革，使其适应社会的发展。它也有利于变被 动教育为主动教育、变应试 教育为素质教育。这不仅是教育方法 和技术的更新，而且将深入地影响到教育结构、教学体制和教学管 理的整体改革，从而促进教育的现代化。 多媒体 技术术及 应应用 1.2.2 应用现状 从80年代末开始，随着计算机技术、多媒体技术、网 络技术的迅速发展，以及信息技术被引入教育科学和教 育理论研究，CAI教学发展进入了一个新的阶段。尤其 是90年代人工智能、虚拟技术、超文本和超媒体技术的 实用化，CAI教学内容的组织 和呈现方式表现出多样化 特点。CAI教学在许多国家和地区得到应用、推广和普 及。 我国CAI教学起步晚，但发展较快。从70年代末期开 始，我国开始了CAI教学的研究和应用实践。国家在“九 五”科技攻关项目中，投资了两千多万元用于大中小学多 媒体教学软件的开发，各学科出现了一些较为优 秀的教 学软件。这些都为我国多媒体CAI教学的发展奠定了良 好的基础。 多媒体 技术术及 应应用 1.2.2 应用现状 CAI 的未来发展将会呈现出多态性。 1应用方式的多样化 除了能提供交互环境的CAI软件之外，用于课堂演示和帮 助教师备课 的CAI软件也将得到发展。 2多种学习资 源的集成化 计算机不能说成是唯一的学习资 源。重要的是各种学习资 源（包括教师）的综合运用，发挥 各种媒体的各自的独特作用， 从而形成各种学习资 源集成的优化的学习环 境。 3研究、使用和教师培训的互动 CAI软件的研究和应用的根本目的在于改革教学、提高学生 的培养质量，而不在于为了形式上的使用。把研究、应用和教师 培训有机地结合起来，以研究促进应 用，反过来又以应用促进研 究，使其形成互动机制，是保证CAI发展的正确途径。 多媒体 技术术及 应应用 1.2.3 教学积件 积件顾名思义就是积累的可被方便地直接调用或使用的教 学软件。资源丰富的积件库可使得课件的制作在资源、形式上有 充分选择 的余地，更能符合教师个性化的要求。 1CAI教学积件的特征 （1）可独立运行于诸多操作平台的可执行软件或动态链 接库 ，或者至少可运行于当前流行的操作平台中的一种，如Windows系 列。 （2）按照说明书要求操作，以防止在与原开发环 境不同的环 境中运行时出现错误 、死机甚至导致系统崩溃。 （3）任何与教学内容不紧密相关的包装都会使得积件无法被调 用或使用。 （4）积件不同于课件，不必对某一课作整课的安排，而最好 不随大流地对某一问题 从独特角度作专门 的分析或介绍，这样 更 具有被调用的价值，如不同阻力对简谐 振动影响的比较。 （5）由于教师广泛使用PowerPoint、VB、Authorware等CAI软 件制作工具，源文件也可起到积件的作用。 多媒体 技术术及 应应用 1.2.3 教学积件 2积件库资 源的格式 （1）积件：exe、com以及a5p、ppt、pps等常用格式 。 （2）文本：txt、rtf、doc、html等常用格式。 （3）图片：gif、jpeg、bmp等常用格式。 （4）声音：mp2、mp3、wav、midi等常用格式。 （5）视频 ：mp、mpeg、avi、mov、rm等常用格式。 3用户的培养与参与 多媒体 技术术及 应应用 1.2.4 学习模式 1人一机交互形式 2CAI授课的形式 3基于Internet学习形式 （1）实时 式讲授 （2）非实时 式讲授 （3）个别辅导 模式 （4）群体讨论 模式 （5）探索学习模式 （6）协作学习模式 多媒体 技术术及 应应用 1.2.5 应用环境 CAI教学系统由硬件系统和软件系统组 成。 （1）硬件系统的构成如图所示。 （2）软件系统包括：操作系统、各种形式的课件、题库 、 教学管理系统及其开发与支持环境软件。 多媒体 技术术及 应应用 1.2.6 CAI教学软件制作规范 对CAI教学软件来说仅仅 通过任何一种形式或某 几种形式，都无法满足不断变化的教学工作的需要，无 法满足现代教育改革不断提出的新的要求。CAI教学软 件商业团 体的制作与经营显 然是CAI教学软件的主要来 源之一。教育研究部门、高等院校、中小学内的电教人 员也是CAI教学软件的制作力量之一，因此，CAI课件 制作的标准化问题值 得注意。 多媒体 技术术及 应应用 1.3多媒体CAI课课件 1.3.1 CAI课件及分类 1课件 课件就是针对 具体学科的学习内容而开发设计 的教学软件。 2CAI课件 CAI课件是一种教学系统，它的基本功能是教学功能，课件中的 教学内容及其呈现、教学过程及其控制应由教学目的来决定。 3多媒体CAI课件 多媒体CAI课件教学MMCAI课件（Multimedia Computer Assisted Instruction）是指能够独立地、完整地表述教学内容的一类多媒 体计算机教学软件。 4网络多媒体CAI课件 网络多媒体CAI课件是利用因特网通信技术使多媒体CAI课件在 网上传播的某种计算机教学软件就是网络多媒体CAI课件。 多媒体 技术术及 应应用 1.3.1 CAI课件及分类 （1）网络多媒体CAI课件的优点 教育资源极为丰富。 便于设计 和开发。 节省资金。 网络多媒体CAI课件教学可以方便的实现 教育的个别性，交 互性，实时 性。 （2）网络课 程简介 网络课 程教学环境主要包括以下部分： 工作平台 教学系统模块 素材库 意见反馈系统答疑 系统 讨论 系统 注册系统 学生信息库 教学资料库 。 实现 网络课 程功能的途径有两条。 一是网络课 程只包括知识模块，不含远程教学功能模块， 网上教学所需的环境和功能由远程教学网站提供。二是网络课 程包 含知识模块，又包含功能模块，功能模块是可单独安装和卸载的 。 多媒体 技术术及 应应用 5多媒体CAI课件的分类 （1）按操作中的流程分：顺序型、分支型、交互型和网络型； （2）按教学中的作用分：贯穿全课程型、突破重难点型、教学自学兼 用型； （3）按教学中的目的分： 测验型：课件重在针对某个知识点提供反复练习的机会或在教学 活动进行到一个阶段后用于评价； 教学型：重在知识传授，可供学生自我学习； 模拟型：重在现实不允许或不能实现的，用计算机模拟实现 ； 开放型：重在利用超媒体技术，供学生自主使用和控制跳转方向 ； 按适用年龄分：幼教课件、小学课件、中学课件、成教课件 ； 按学科分：语文课件、数学课件、信息技术。 （4） 按出版形式分： 网络版以数据库和通信网络为基础，以计算饥的硬盘或光盘为 存储介质，可以提供联机数据库检索、传输出版，电子报纸、电子邮件 、电子杂志等多种服务； 单机版的多媒体CAI课件则以光盘、磁盘和集成电路卡等为载体 。 多媒体 技术术及 应应用 5多媒体CAI课件的分类 （5）按出版内容分： 教育类，主要是多媒体CAI课件软件，这类课 件注重教学目标、 教学策略，还包括测评和反馈信息功能，让读者动手参与，而不是被动 接受； 娱乐类 ，这类课 件纯粹是训练手眼协调的游戏，开发少儿智力 和娱乐，让用户在解决问题的过程中，学会某些知识技能； 工具类（含数据库），包括名种百科全书、字典、手册、地图集 、电话号码本、年鉴产品说明书、技术资料、零件图纸、培训维护 手 册等，强调运用超文本超媒体来展现重要的内容，能进行检索，可提供 尽可能多样的查找信息方式，能随时提示用户所在的位置，以免在信息海 洋中迷航。 （6）按教学方式分： 堂件类，采用Powerpoint等工具制作，教师将在课堂上难以演示 或板书的图片、图表、公式推导过程等与该课程相关的内容制作成节目 片段，上课时，通过大屏幕投影演示； 教件类，主要是教师自己备课时 ，采用Powerpoint 、Authorware 等工具制作的一种电子教案，内容包括所授某门课程较为完整的重点、 难点内容，作业题及答案等。上课时，可通过大屏幕投影演示，一般只 供任课教师本人使用，同样不具备交互式功能； 课件类，课件是人们对多媒体CAI课件的简称，其涵义如上所述 。 多媒体 技术术及 应应用 1.3.2 CAI课件的基本结构 CAI课件一般应包括：片首、导航目录、知识主 体、片尾。若把一个课件比作一本书，也有封面、目录 、章节、页面等。其中页面是构成知识主体的基本单元 ，每个页面可以包括背景、文字、图形、图像、动画、 视频 、图标 、按钮等等可见信息，同时还 有声音、背 景音乐等不可见信息，这些媒体组合起来共同表现某个 具体的教学内容。目录和页面之间、页面与页面之间通 过“链接”连接起来形成整体并实现 跳转。 多媒体 技术术及 应应用 1.4 CAI课课件制作的理论论依据 1.4.1行为主义程序理论与CAI课件设计 1. 行为主义学习原理 按经典的条件作用学说，让一个中性刺激伴随着 另一个产生某一反应的刺激连续 重复呈现，直至单凭那 个中性刺激就能诱发这 种反应。例如，在著名的巴普洛 夫实验 中，铃声替代了肉丸引起狗流口水。刺激替代现 象在人身上也时有发生，例如讲课 中当教师转 向黑板 时，学生就会拿起笔来准备做笔记。 建立刺激控制取决于两个条件：一是积极练习 ， 多次练习 作正确反应；二是跟随强化，练习 后紧接着反 应以强化。 多媒体 技术术及 应应用 2. 制作CAI课件的行为主义原则 （1）规定目标：将教学期望明确表示为学生所能显现的行为，保证 行为主义心理学基本方面-可观测的反应成为CAI课件的“路标”。 （2）小步子和低错误率：CAI课件学习材料被设计成一系列小单 元，使单元间的难度变化比较小，达到较低的错误事。 （3）自定步调：允许学生自己控制学习速度。 （4）显式反应与即时反馈：CAI课件中通常包含频繁的交互活动 ，尽量多地要求学生做出明显反应，当学生做出反应时计 算机应立即给 予反馈。 （5）提示与确认：包括形式提示和题意提示。前者诸如用间断下划 线指示正确答案的字符数，后者诸如为学生提供语境暗示，鼓励他们利 用前面呈现的信息和联系原有的知识等。确认是通过反馈对学生反应提 供肯定性信息，也可看做为另一类提示。 （6）计算机控制的学习序列：在教材编列方面，计算机比其他媒体 有更大的灵活性。但许多CAI课件设计仍以线性序列加反应条件补习分 支为主，学习序列完全由计算机控制。 行为主义学习理论对CAI课件的形成起到了不可言喻的作用。但它 的某些思想却与人们的日常经验存在很久的差异，按照这一理论基础设 计的CAI课件，往往忽视了人们认识过 程的主观能动作用，因此，仅仅 依靠行为主义学习理论框架设计的课件可能会带来很大的局限性。 多媒体 技术术及 应应用 1.4.2认知主义学习理论与CAI课件 设计 1认知主义学习原理 认知学习理论认为 ，有意义的学习过 程始终在 认知结构基础上进行。先学习的知识对 以后的学习总 会产生各种影响。 根据认知主义学习理论，学习过 程，特别是一 些高级的学习过 程，是一种学习者内在的思维活动过 程。这里简单 描述学习过 程。 （1） 感觉寄存 （2）短时记忆 （3）长期记忆 （4）控制过程 多媒体 技术术及 应应用 2制作CAI课件的认知主义原则 （1）用直观的形式、超级链 接方法向学习者显示学科内容 结构，让学生了解教学内容中涉及的各类知识之间的相互关系。 （2） 学习材料的呈示应适合学习者认知发展水平，按照由 简到繁的原则来组织 教学内容。这里所说的由简到繁是指由简化 的整体到复杂的整体。 （3）学习求理解才能有助于知识的持久和可迁移。 （4）向学生提供反馈信息，确认他们的正确知识和纠正他 们的错误 学习。 （5）学习者自定目标是学习的重要促动因素。 （6）学习材料既要以归纳 序列提供，又要以演绎序列提供。 （7）学习材料应体现辨证冲突，适当的矛盾有助于引发学 习者的高水平思维。 多媒体 技术术及 应应用 1.4.3建构主义理论与CAI课件设计 1建构主义的学习原理 建构主义的学习观 点可以简单 地概括为以下几个方面； （1）学习是一种建构的过程 ； （2）学习是一种活动的过程； （3）学习必须处 于丰富的情境中 。 2制作CAI课件的建构主义原则 （1）所有的学习活动都应该 定位在大的任务或问题 中。 （2）支持学习者发掘问题 作为学习活动的刺激物，使学习 成为自愿的事，而不是给他们强加学习目标和以通过测试为 目的 。 （3）设计 真实的学习环 境，让学习者带着真实任务进 行学 习。 （4）设计 的学习情境应具有与实际 情境相近的复杂度，使 学习者在学习结 束后能够适应实际 的复杂环 境，避免降低学习者 的认知要求。 （5）让学习者拥有学习过 程的主动权 。 （6）鼓励学习者体验多种情境和检验 不同的观点。 多媒体 技术术及 应应用 1.5 CAI课课件制作的设计设计 思想 1 明确教学目的 2 注重学习过 程的交互性 3 实现 学习方式的开放性 4 直观性与抽象性相结合 5 课程内容可扩充 6 经济 与实用相结合 多媒体 技术术及 应应用 16相关技术术的基本概念 1.6.1与因特网技术相关的基本概念 1共享白板工具 共享白板工具是远程教学中最简单 明了的共享工作空间工具 ，在计算机屏幕上，它们可简单 仿真实际 的白板或黑板（ Chalkboard）。 2音、视频 会议 音、视频 会议系统中的多个对话 方可以有用两种方法实现 。 3超文本标注语言（HTML） HTML提供了一种格式用以说明逻辑结 构和超文本。 4超媒体链接方式 人们探索用一种类似人类联 想记忆结 构的非线性网状结构的 方式组织 信息，它没有固定的顺序，也不要求读者按照一定的顺 序来提取信息。 （1）超文本 ；（2）超媒体 ；（3）超级链 接（Hyperlink） 。 多媒体 技术术及 应应用 1.6.2与多媒体技术相关的基本概念 1音频处 理技术 量化的位数决定了声音的音质，采样位数越高，音质越好， 但需要存储的数据量也越大。 2视频处 理技术 在多媒体系统中，视频图 像处理技术包括视频图 像信号的 获取和视频图 像信号的压缩 与存储等主要技术。 3数据压缩 技术 数据压缩 技术是多媒体技术发 展的关键之一，是计算机处理 语音、静止图像和视频图 像数据，进行数据网络传输 的重要基础 。 4存储技术 （1）光学存储技术； （2）磁盘阵 列 ； （3）多媒体数据库技术 。 多媒体 技术术及 应应用 1.6.3与其他相关技术的基本概念 1虚拟现实 技术 虚拟现实 指的是一个基于计算机的应用系统，这种应用系 统基于这样 一个人机界面：计算机及其外围设备创 造一种可由用 户进 行动态 控制的一个可感知环境，用户感觉这 种环境似乎是真 实的。虚拟现实 的思想即：计算机在用户输 入信息后，试图创 造 一种真实的效果做为响应。虚拟现实 的一个结果，是创建了虚拟 世界。虚拟世界也称为虚拟环 境，计算机所产生的声音、图像、 可感觉的印象等都属于感觉环 境范畴。 （1）头戴式显示器（HMD） （2）手套式输入设备 （3）三维声音显示器 （4）计算机立体显示设备 （5）触觉反馈信息手套 多媒体 技术术及 应应用 1.6.3与其他相关技术的基本概念 2虚拟现实 技术的应用 （1）虚拟现实 的景象 （2）虚拟现实 广告 （3）大型科学仪器的设计 研究 （4）模拟 3人工智能 智能辅助教学系统由于具有“自然语言接口”、“教学决策”模 块（相当于推理机）和“学生模型”模块（用于记录 学生的认知结 构和认知能力），因而具有可与人类优 秀教师相媲美的下述功能 ： （1）了解每个学生的学习能力、认知特点和当前知识水平； （2） 能根据学生的不同特点选择 最适当的教学内容和教学方 法，并可对学生进行有针对 性的个别指导； （3）允许学生用自然语言与“计算机导师 ”进行人机对话 。 多媒体 技术术及 应应用 1.7 CAI课课件制作条件 1.7.1硬件条件 CAI课件制作系统所需的硬件设备 必须包括以下几个部分。 1多媒体微型计算机 2专用板卡类 音频处 理卡、文本/语音转换 卡、视频 采集播放卡、VGA/TV 转换 卡，视频压缩 解码卡（MPEG卡，JPEG卡）等。 3外部设备类 图像扫描输入设备 ：分辨率为1440X1440DPI的平板式彩色 扫描仪、摄像头、数字照像机、数字摄像机； 图像输出设备 ：彩色激光打印机或高分辨率彩色喷墨打印机 ； 数据记录设备 ：光盘刻录机； 4网络通信类 电话拨 号上网设备 ：56K 调制解调器（Modem）； 网络适配器（俗称网卡），一般使用NE2000 的10兆网卡或 100M即插即用的其他型号的网卡。 5其他各类媒体处理工具 多媒体 技术术及 应应用 1.7.2软件条件 1多媒体操作系统 多媒体操作系统又称多媒体核心系统（MultiMedia Kernel System）。它应具有实时 任务调 度、多媒体数据转换 和同步控制 机制，对多媒体设备 的驱动 和控制，以及具有图形和声像功能的 用户接口等。一般是在已有操作系统基础上扩充和改造，或者重 新设计 。例如： （1）IntelIBM在DVI（数字机频交互）系统开发中推出的 AVSS（音频视频 子系统）和AVK（音频视频 核心系统）。 （2）Apple公司在Macintosh上推出System7.0中提供Quick Time多媒体操纵平台。 （3） Microsoft公司在PC机上推出的 Windows with Multimedia Extension 1.0或Multimedia Development kil。 2多媒体系统开发软 件工具 3数据库对 多媒体的支持 （1）关系数据库对 多媒体的支持 （2）面向对象数据库对 多媒体的支持 多媒体 技术术及 应应用 1.7.3开发人员条件 1 专业 教师、专家和脚本设计 人员 2媒体素材制作人员 3 美术音乐设计 人员 4 交互媒体创作人员 5计算机硬件维护 和软件编程人员 多媒体 技术术及 应应用 1.7.4 多媒体CAI课件教室 多媒体CAI课件教学环境整个系统要高效率的完成教学任务， 结合各个系统，充分发挥 各个系统的功能，实现现 代化的教学。 1多媒体显示系统 2多媒体电教室A/V系统 多媒体 技术术及 应应用 1.7.4 多媒体CAI课件教室 3多媒体电教室的基本设 备 用户设备 名称数量单位受控方式HK控制设备 投影机1台RS232/IR主机上的RS232/IR接口 电动 屏幕1幅Relay（继电 器）内置强电继电 器 计算机1台控制图像切换 控制投影机进行图像切 换 影碟机1台IR（红外）IRP2 录像机1台IR（红外）IRP2 卡座1台IR（红外）IRP2 实物展台1台IR（红外）IRP2 功放1台控制音量 利用主机内置音量控制模 块 音箱1对无需控制 预留视频图 像接口2个控制图像切换 控制投影机进行图像切 换 预留电脑图 像接口2个控制图像切换 控制投影机进行图像切 换 多媒体 技术术及 应应用 1.7.4 多媒体CAI课件教室 4多媒体电教室功能 （1）多媒体显示系统的控制 （2）实现 A/V系统的控制 （3）通过专 用光纤，与控制主机联接进入学校的校 园网，连通CERNET、INTERNET，获取更大的教学资 源。 多媒体 技术术及 应应用 第2章 多媒体课件设计 方 法 多媒体 技术术及 应应用 第2章多媒体课件设计 方法 多媒体课件就是一种利用多媒体术设计 和开发的CAI（计算机辅 助教学）教学软件。从实现 技术上讲，多媒体课件是采用多媒体技术 交互式综合处理文、图、声、像等信息媒体以表现教学内容的一种多 媒体软件；从课件内容上讲，它是以教学理论和学习理论为 指导，运 用系统论 的方法，针对 教学目标和教学对象的特点，合理地选取与设 计教学信息媒体并进行有机组合，从而形成优化的教学结构的一种教 学系统。通常，多媒体课件的内容包括两个方面，其一是利用符号、 语言、文字、声音、图形、图像等多种媒体描述的教学信息；其二是 按照教学设计 的要求，引导学习者通过人机交互作用展开学习过 程的 各种控制信息。通过本章的学习，学习者将掌握多媒体课件的概念、 多媒体课件制作的基本原则及制作流程。 本章学习重点： l掌握多媒体课件的概念 l掌握多媒体课件的类型 l掌握多媒体课件制作的基本原则 理解和掌握多媒体课件的制作流程 多媒体 技术术及 应应用 2.1多媒体课课件的概念 2.1.1多媒体技术术 多媒体课件是依靠多媒体技术而产生和发展的。因此在介绍多媒体 课件之前，首先需要介绍多媒体技术中的相关概念。 1多媒体技术 多媒体技术就是利用计算机交互式综合处理多种媒体信息，使多种 信息建立逻辑连 接并集成为一个具有交互性能的系统的技术。这些信息媒体 包括文字、声音、图形、图像、动画与视频 等。形象地说多媒体技术就是利 用计算机将各种媒体信息以数字化的方式集成在一起，从而使计算机具有表现 、存储和处理多种媒体信息的综合能力，它是一种跨学科的综合技术。其中 ，媒体就是指信息表示和传输 的载体。在计算机领域中，媒体有两种含义： 一是指用于存储信息的实体，例如磁盘、光盘和磁带等；二是指信息的载体 ，例如文字、声音、视频 、图形、图像和动画等。多媒体计算机技术中的媒 体指的是后者，它是应用计算机技术将各种媒体以数字化的方式集成在一起， 从而使计算机具有表现、处理和存储各种媒体信息的综合能力和交互能力。 多媒体 技术术及 应应用 人类在信息的交流中要使用各种各样的信息载体，多媒体 就是指多种信息载体的表现形式和传递方式。在日常生活中，很容 易找到一些多媒体的例子，如报刊杂志、画册、电视、广播、电 影等。对这些媒体的本质加以详细分析，就可以发现多媒体信息 的几种基本元素，它们是：文字、图形图像、视频影像、动画、 声音。因此，多媒体数据的特点有：数据量大，数据类型多，数据 类型之间的差别大，多媒体数据的输入输出复杂。 （1）文本 “文本”指计算机屏幕上呈现的各种文字和符号。文本在多 媒体课件中承担着表意、说明、概括等作用。不同的是，多媒体课 件中的文本不只是表达信息的符号系统之一，并且可以随课件设计 和使用者的安排或控制呈现出非线性的状态，即文本在课件中扮演 着实现课 件内容变换、跳转的角色（称为热字），这是其他信息 工具中文字符号所做不到的。 多媒体 技术术及 应应用 （2）静态图 所谓静态图 是指静态的图像，是相对动态 的视频图 像而言的。在多媒 体课件中，静态图 可以说是一个主要元素。课件的界面大都由画面或图形构成 。因此，对课 件界面的艺术设计 ，图文安排等倍受人们的重视。因为，与文字 相比，静态图 不具备对 事物本质规 律的描述和概括的功能，必须辅 予文本的说 明和解释。此外，与动态图 像相比，它也有不及之处。所以对这类 媒体的设计 要注意发挥 它们的特长。 根据计算机对图 形的表达与生成的方法，静态图 元素可以分成两类：一 类是矢量图形，它是指以数学方法表示出来的，通过一组指令集来描述构成一 幅图景的所有点、线、框、圆、弧、面等几何元素的位置、维数、大小和色彩 的二维或三维的图形形状。矢量图形主要用于线型的图画、美术字、统计图 和 工程制图等，多以“绘制”和“创作”的方法产生。它的特点是占据存储空间较 小 ，但不适于表现较 复杂的图画。 另一类叫点位图像，简称位图，它把一幅彩色图像分解成许多的像素， 每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、视度和属性。位图主要用于 表示真实照片图像和包含复杂细节 的绘画等。它的特点是显示速度快，但占用 存储空间较 大。这类图 像多来源于“扫描”和“复制”。 多媒体 技术术及 应应用 （3）动画 动画它是由一幅幅动作连贯的图画制成的动态图 像，例如卡通动 画、活页动画、连环图 画等。动画的产生依赖于人眼的视觉暂 留现象 。人在观察某一对象时，当来自对象的刺激消失后，视像仍然会短时 间地遗在人眼视网膜上。所以如果按一定的时间间 隔，连续地、每次 仅仅稍微地变化对象的位置或对象的形状，且这个间隔小于视觉暂 留 时间的话，就能够产生动画效果。 在教学中，动画能够引起学生的注意力。动画节目对幼儿及少年有 特别的吸引力，适宜该年龄阶段学生的认知水平。另外，动画可以对 不易表现的现象做模拟演示，有利于揭示复杂事物的本质和发展规律 。为提高教学质量创造了条件。 （4）声音 声音是由物体振动而发生的波。它是信息交流的重要媒介。多媒体 课件中的声音包括：口语（解说）、音乐和事物发出的背景声等。 课件中的声音主要起这样一些作用：解说的声音在于说明事物和现 象，并进行概括和总结；对学习者给予指导、引导或启发；补充图像 或文本的不足等。 多媒体 技术术及 应应用 音乐在于烘托特定的内容情节；对学习的节奏和氛围给予一定程度 的调节。但不能不加分析、不加选择地给课件配上音乐。否则会产生 让学习者分心，干扰教学的负效果。 背景声和效果声会丰富教学内容所涉及的事物和现象，增强内容的 表现力。不仅让学生观其形，还能闻其声。 （5）视频图 像 视频图 像一般指经多媒体计算机处理过的电影、电视图 像或数字 化摄录制设备制作的影视图像。在多媒体课件中，活动图像所起的教 学作用与电视录 象相类似，它能展示动态的、发展变化的事物和现象 ，给学习者以丰富的感性认识。多媒体计算机的视频图 像与电影、电 视的图像在活动成像原理上是相似的，即在单位时间内（如每秒）呈 现一定数量（如24帧以上）的画面。所不同的是电影光学成像原理制作 的一幅幅画面，电视是用电子模拟技术形成的一帧帧画面，而计算机 则是用数字技术制成的一帧帧画面。 多媒体 技术术及 应应用 以上这几种元素的组合构成了平时所接触的各种信息。广义地说，由这几 种基本元素组合而成的传播方式，就是多媒体。所以，多媒体技术至少能够同 时获 取、处理、编辑 、存储和展示两种以上不同类型信息媒体。现在人们所说 的多媒体技术往往与计算机联系起来，这是由于计算机的数字化及交互式处理 能力，这就是计算机的多媒体技术和电影、电视 的“多媒体”的本质区别。 2多媒体技术的特点 多媒体技术具有的特点：集成性、多样性、实时 性和交互性。 （1）集成性 指媒体信息载体与媒体实体的集成。媒体信息载体是指文字（本）、图形 （片）、声音、视频图 像等；媒体实体是指计算机的各种输入、输出设备 、摄 像机、投影仪等。它们有机的结合在一起，形成一个统一的整体。 （2）多样性 信息载体的多样性是指所能处理的信息种类的多样化，这是多媒体的一个 最基本的特征。多媒体技术能够处 理人们的一切感觉到的信息，如视觉 、听觉 ，甚至包括触觉和嗅觉等，这是一般电视 技术所不能相比的。 多媒体 技术术及 应应用 （3）实时 性 多媒体信息中的声音、动画与视频 等与时间 有密切联系，对它们进 行呈现 、交互等集成处理是实时 的。在显示某一主题内容时，其视听信息具有同步性 。 （4）交互性 信息表现的交互性，所谓交互性，可以理解为对话 和交往，既抓互间沟通 或互传信息。多媒体的交互性是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互 式操作，为用户提供有效控制和使用信息的手段。 交互性是计算机技术最突出的特征，没有交互性的多媒体课件不能成为真 正意义的多媒体课件。 多媒体 技术术及 应应用 2.1.2多媒体课课件的定义义 1多媒体课件的定义 课件是根据教学大纲的要求，经过 教学目标确定，教学内容和任务分析， 教学活动结 构及界面设计 等环节 ，而加以制作的课程软件。课件属于教学软件 ，它与课程内容有着直接联系。课件包括用于控制和进行教学活动的程序，帮 助开发、维护 和使用这些程序的有关文档资料，以及帮助教师、学生使用课件 的课本、练习 册等。只把程序当作课件是不够全面的，程序是最重要的，起决 定作用的部分，程序以外的其他部分在教学活动中都是教师和学生不可缺少的 重要资料，它们的质量同样影响教学活动的效果，因此不可忽视。 在教学中，随着计算机技术的发展和计算机辅助教学活动的深入，计算机 不仅能够部分地替代教师与学生进行个别化的交互活动，也同样支持教师进 行 课堂集体化教学。还能通过网络开展远程教学活动，大大拓展了计算机辅助教 学的内涵以及活动方式及作用。此外，多媒体计算机在教学中不仅是作为一种 信息技术或工具形态而存在，而且融入到了整个教学系统之中，与教师、学生 、教学目标、内容和文法一道构成了新的教学活动方式。 多媒体 技术术及 应应用 因此；以计算机的教学作用来说：它不仅可以与学生交互开展教学 活动，作为学生的认知工具，帮助他们探索和认识世界，去搜索、加 工有关知识内容，促进智能的发展，而且还能帮助教师进行课堂教学 和远程教学活动。 多媒体课件是一种根据教学目标的要求和教学的需要，经过严 格的 教学设计，表现特定的教学内容，并以多种媒体的表现方式，超文本 结构制作而成的课程软件，是反映一定教学策略的计算机教学程序，它 可以用来存储、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作，并对 学生的学习做出评价的教学媒体。 从以上定义可以看出多媒体课件不同于一般的多媒体计算机软件， 它是一种表现特定的教学内容，适合于某类教学对象，专门用于辅助 某一学科教学的教学媒体，它突出的一点是强调了教育性，所以在开发 多媒体课件时应注意教育性的体现。 多媒体 技术术及 应应用 2多媒体课件的分类 目前，人们从不同的角度对多媒体CAI课件进行了分类。为了让读 者了解 什么是多媒体CAI课件，这里简单论 及几种分类方式。根据多媒体CAI课件的 某种属性特征，其类别 主要有： （1）按出版形式，一般分为两大类：网络和单机出版的多媒体CAI课件。 电子网络版以数据库和通信网络为 基础，以计算饥的硬盘或光盘为 存储 介质，可以提供联机数据库检 索、传输 出版，电子报纸 、电子邮件、电子杂 志等多种服务。 单机版的多媒体CAI课件则以光盘、磁盘和集成电路卡等为载 体。 （2）按出版内容，一般分为三大类：教育类，娱乐类 和工具类（含数据库 ）。 教育类课 件主要是多媒体CAI课件软件，这类课 件注重教学目标、教学 策略，还包括测评 和反馈信息功能，让读 者动手参与，而不是被动接受。 娱乐类课 件纯粹是训练 手眼协调 的游戏，开发少儿智力和娱乐 ，让用 户在解决问题 的过程中，学会某些知识技能。 多媒体 技术术及 应应用 工具类课件包括名种百科全书、字典、手册、地图集、电话号码 本、年鉴产品说明书、技术资料、零件图纸、培训维护 手册等，强 调运用超文本超媒体来展现重要的内容，能进行检索，可提供尽可能 多样的查找信息方式，能随时提示用户所在的位置，以免在信息海洋中 迷航。 （3）按教学方式，一般分为三大类：堂件类，教件类和课件类。 堂件类采用Powerpoint等工具制作，教师将在课堂上难以演示或 板书的图片、图表、公式推导过程等与该课程相关的内容制作成节目 片段，上课时，通过大屏幕投影演示。 教件类主要是教师自己备课时 ，采用Powerpoint、Authorware等 工具制作的一种电子教案，内容包括所授某门课程较为完整的重点、 难点内容，作业题及答案等。上课时，可通过大屏幕投影演示，一般 只供任课教师本人使用，同样不具备交互式功能。 课件类课件是人们对多媒体CAI课件的简称，其涵义如上所述。 多媒体 技术术及 应应用 （4）按开发和研制的角度分，一般分为四大类：基于课堂教学策 略的课件、电子作业支持系统、群件和积件。 基于课堂教学策略的课件的研制是将教学策略和教学模式设计寓 于课件之中，或是说这类课 件意在体现某种教学策略或模式。上述根 据教学任务和活动来分类的课件大都属于这类课 件。 电子作业支持系统是一种具有“及时学习”或“即求即应”学习功能 的课件类型。这类课 件主要由知识库、交互学习/训练支持、专家系 统、在线帮助以及用户界面等部分组成。它将学习置于工作过程之中 ，既有利于解决工作中的实际问题 ，又便于学习者理论联系实际。 群件是一类能支持群体或小组合作化学习的课件。这类课 件是基 于网络技术而产生的。学习者利用网络和电脑可进行群体或小组形式 的学习。群件的结构和形式有其独到之处，主要将研制的重点放在对小 组学习过程的控制、管理、学生之间的通讯，以及友好学习界面的设 计等方面。 多媒体 技术术及 应应用 积件是一类由结构化的多媒体教学素材或知识单元组合的课件。 多媒体教学素材或知识单元就像一块块积 木，可根据教学的需要将它 们搭配组合，故称之为积件。利用某个著作工具，教师只需要简单地 将部分素材元素进行组合，便会形成一个自己教学需要的课件。这种根 据教师自己的思路和教学风格来灵活组合课件的方式，正受到教育界的 欢迎。由于网络在提供多媒体素材或知识单元上给予越来越大的支持 ，将会给积件的开发带来更大的方便。 （5）按教学任务或活动划分，一般分为六大类：课堂演示型、学 生自主学习型、模拟实验 型、训练复习型、教学游戏型、资料工具型 。 课堂演示型的多媒体课件一般来说是为了解决某一学科的教学重 点与教学难点而开发的，它注重对学生的启发、提示，反映问题解决 的全过程，主要用于课堂演示教学。这种类型的教学软件要求画面要 直观，尺寸比例较大，能按教学思路逐步深入地呈现。 课堂演示型课件是将课件表达的教学内容在课堂讲课时 作演示，并 与教师的讲授或其他教学媒体相配合。这种类型课件一般与学生间无 直接交互作用。 多媒体 技术术及 应应用 这种类型的课件要求有大屏幕显示器或高亮度投影仪等硬件 设备 ，开发时 是以教师的教学流程为设计 原则，应充分表现教 师的教学思想，也要考虑课 堂演示时的环境因素对演示效果的 影响，选择 可突出主题的屏幕显示属性。同时也要求使用课堂 演示型课件的教师对课 件内容有深入的了解。 在实际 的计算机辅助教学中，往往一个课件兼有上述中的一 种或多种类型特征，这样 可有利于拓展课件的用途和综合教学 效果。也要注意将单一类型课件用于不同的教学目的的情况下会 产生削弱课件教学效果的情况。总之，应按具体的教学内容和使 用对象及环境，来选择设计 开发课 件的类型。 多媒体 技术术及 应应用 学生自主学习型的多媒体课件具有完整的知识结构，能反映一定 的教学过程和教学策略，提供相应的形成性练习供学生进行学习评价 ，并设计许 多友好的界面让学习者进行人-机交互活动。利用个别化 系统交互学习型多媒体课件，学生可以在个别化的教学环境下进行自 主学习。 这是一种以个别化交互学习为目标的课件类型，它应具有完整的教 学内容和教学策略及相应的逻辑结 构。这种课件常采用选择型的程序 结构，将教学内容分成若干个独立的模块，它的运行流程由学生控制， 也可由计算机通过诊断性提问后再自动决定流程。它应具有友好的交 互界面，让学生可进行充分的人机交互，处于个别化的教学环境中进 行主动的学习。 交互学习型课件常用于辅助教授新知识，将其应用于适合采用计算 机辅助教学的教学内容时，常可取得很好的教学效果。在开发这种类 型的课件时应充分正确地估计学生在学习过程中可能会出现的问题和 困难，并应在课件中设计随时解决这些问题和困难的方案，同时尽可 能详尽地提供联机帮助信息。要注意合理地安排课件中各模块的教学内 容，充分利用计算机的技术特点。 多媒体 技术术及 应应用 模拟实验 型的多媒体课件借助计算机仿真技术，提供可更改参数的指标 项，当学生输入不同的参数时，能随时真实模拟对 象的状态和特征，供学生进 行模拟实验 或探究发现 学习使用。模拟仿真型课件是用计算机来表达不易观察 、不易再观或有危险的现象。如人体的各系统的机理、各种超微结构的变化等 。 模拟仿真型课件常分为操作模拟、状态模拟和信息模拟三类。这类课 件开 发时对 内容模拟的真实性是提高其质量的关键。这类课 件在表达医学教育内容 时，最常用的是计算机动画、数字音频和数字视频 等多媒体技术。其中动画、 视频 的播放在拟真时应 做到实时 播放，并要求声画同步等。同时依据教学策略 ，还应进 一步提供交互性播放。 多媒体 技术术及 应应用 训练复习型的多媒体课件主要是通过问题 的形式来训练、强化 学生某方面的知识和能力。这种类型的教学软件在设计时 要保证具有 一定比例的知识点复盖率，以便全面地训练和考核学生的能力水平。另 外，考核目标要分为不同等级，逐级上升，根据每级目标设计题 目的 难易程度。练习复习型课件是利用计算机给学生提供练习的机会（刺 激），在学生作出回答（反应）后，由计算机判断其正误。答错了给 予提供进一步的教学措施或再次练习的机会；答对了则给予鼓励（增 强），然后进一步练习。 训练复习型课件常用于复习某种规律性的知识，也可用于检测学 生的学习情况或作为学生的学习效果自我评价，进而调节学习进度和 内容，巩固新学的知识。这种类型课件的教学效果取决于人机交互作用 的程度。练习的类型、数量和难易程度应按教学策略决定由学生控制 的程度。实现练习 复习型课件需建立一个相当规模的习题库 ，并可依 实际教学内容采取随机取题、按类取题、排队取题和按难度取题等取 题方法。 多媒体 技术术及 应应用 教学游戏型的多媒体课件与一般的游戏软件不同，它是基于学科 的知识内容，寓教于乐，通过游戏的形式，教会学生掌握学科的知识 和能力，并引发学生对学习的兴趣。对于这种类型软件的设计，特别 要求趣味性强、游戏规则简单 。 资料工具型教学软件包括各种电子工具书、电子字典以及各类图 形库、动画库、声音库等，这种类型的教学软件只提供某种教学功能 或某类教学资料，并不反映具体的教学过程。这种类型的多媒体课件 可供学生在课外进行资料查阅使用，也可根据教学需要事先选定有关 片断，配合教师讲解，在课堂上进行辅助教学。资料咨询型课件是通 过交互界面，以人机对话的形式让学生选取要学习的内容或查询有关 的资料。 这种类型的课件适用于对数据库的查询，如情报资料、文献等的 检索等。它有助于启发学生的思维，培养学生独立钻研的能力；同时 也有利于教学资源的共享。这种课件的开发常采用数据库、网络或人 工智能技术，后者难度较大，对计算机硬件要求较高。这类课 件提供 给学生的信息很大，应着重信息的分类、检索方法和信息获取及输出 等技术细节 。 多媒体 技术术及 应应用 2.2多媒体课件制作的基本原则 1多媒体课件制作的基本原则 多媒体课件制作的5个基本原则：教育性，科学性，技术性，艺术 性和使用性。 （1）教育性 计算机课件的教学目的是优化课堂教学结构，提高课堂教学效率， 既要有利于教师的教，又要有利于学生的学。因此第一关心的是为利用 某个课件进行教学是否有必要，即课件的教学价值。课件的教学性主 要表现在课件的教学目标、内容的选择及组织表现策略。 教学目标指教学大纲中规定学生要掌握的知识内容和知识深度。教 学目标的确定要符合教育方针、政策，紧扣教学大纲，明确课件要解 决什么问题，达到什么目的。教学目标的确定即确定了整个课件的制作 总方向，因此要特别注意和重视，不要顾此失彼、使课件达不到所预 计的目标。 多媒体 技术术及 应应用 下一步是选题 要恰当，在目标确定之后，应适应教学对象的需要，分章分 节的选择 恰当主题，主题的选择 既要突出重点，又要分散难点，深入浅出，使 学生易于接受，易于掌握，注意启发，促进思维，培养能力。这就要求设计课 件的教师要对所制作课件的教学目标有深入的理解，细心挑选主题，合理安排 课件的整体给构，才能达到有效的效果。 最后设置的作业要典型，有代表性，例题、练习 量适当，善于引导，合理 有效的习题 会使学生的学习效果事半功倍。 多媒体 技术术及 应应用 （2）科学性 科学性是课件评价的重要指标之一，科学性的基本要求是不出现知 识性的错误，但做至这一点并不容易，尤其在课件的编制尚处于不成 熟的时期，如果片面地强调科学性，就会束缚人的手脚。因此在科学性 的评价上宜粗不宜细。 科学性的体现主要表现在内容正确，逻辑严谨 ，层次清楚，要求设 计制作者对所作课件的内容有一定整体把握。 模型的模拟仿真要形象化，易于理解，但也要方便制作者的制作。 仿真模拟是多媒体课件的一大特色之，形象生动的模拟仿真能将现 实中不宜理解的抽象事物在计算机屏幕上表现出来。此外，举例也应 做到合情合理、准确真实，不要随意杜撰，尽量贴近大纲要求，重现 书本知识的基础上有创造。 场景设置、素材选取、名词术语 、操作示范符合有关规定，这些都 是体现科学性基本原则的体现，制作过程中均逐步加以体会研究。 多媒体 技术术及 应应用 （3）技术性 技术性反映课件制作的技术水平能不能合理的设计图 像、动画、 声音、文字，画面能不能确保清晰，动画能不能连续流畅，视觉效果 要色彩逼真，文字醒目，配音要求标准，音量要适当，整个课件的进程 快慢适度都是技术性的表现，这要求制作人员要对制作软件有全面地 掌握例如一幅首页的效果图，图像的色彩、特效，文字的排布、清晰 度就需要制作人员对图 形制作软件有较好的运用，方能制作出一款优 秀的多媒体课件。 技术性的另一个重要的表现是课件的交互性。交互设计代表了传统 媒体和先进媒体之间的主要区别，它使学习者能够融入所提供的学习 环境中而成为环境中的一份子。