多媒体计算机辅助教学

1、1第第5章多媒体计算机辅助教学章多媒体计算机辅助教学2学习目标学习目标 1、理解计算机辅助教学、多媒体、多媒体技术、课件等相关概念 2、多媒体素材获取编辑以及集成的方法 3、了解计算机辅助教学的基本模式以及特点 4、熟悉多媒体课件的开发步骤35.1基本概念基本概念 计算机辅助教学 多媒体 课件4（1）计算机辅助教学（）计算机辅助教学（CAI） 1、CAI (Computer Assisted Instruction) 2、CMI(Computer managed Instruction)计算机管理教学 广义：计算机在学校管理中的各项应用，教学管理、行政管理、学校及其他资源管理。用计算机帮助或者

2、代替教师执行部分教学任务，传递教学信息，向学生传递知识和训练技能，并接受学生的反馈信息，达到师生交互的一种新型教学模式。 计算机在教育中的应用分三个方面：学习计算机、使用计算机（学生把computer做为学习5 CBE:计算机辅助教育 （Computer Based Education） 指的是计算机技术在教育领域中应用的统称，它涉及教学、科研和管理等教育领域的各个方面。6（2）多媒体）多媒体多媒体是指以计算机为中心，把处理多种信息的技术集成在一起，用来扩展人与计算机交互方式的多种技术的综合。其英文名字“Multimedia”，由mutiple和media复合而成。 7（3）多媒体技术）多媒体

3、技术多媒体技术指把文字、声音、图像、动画、视频、音频等多种信息通过计算机交互式综合处理的技术，即通过计算机，用多种媒体手段来存储、传播和处理信息的技术。它涉及到计算机硬件、软件、图象处理、信号处理、人工智能、网络和通信等广泛的技术领域。8多媒体技多媒体技术的特点术的特点集成性交互性交互性多样性9多媒体技术多媒体技术 的优点的优点采用多媒体技术来辅助教学，能使学生的多种感官得到刺激，最大限度地吸取信息与知识。有关调查表明，采用多媒体教学方法后，学习效率比普通教学方法提高38%，而教学时间却节省了30%。10（4）课）课 件件在多媒体教学中，我们将用于执行教学任务的多媒体软件称为多媒体课件（Mul

4、timedia Courseware），简称课件 11多媒体课件中的两个重要的概念多媒体课件中的两个重要的概念 超文本：超媒体： Hypertext就是计算机中一种用文本来实现课件中相关页面连接的结构。 超媒体（Hypermedia）对图像、视频、声音等多媒体信息进行链接，从而出现了超媒体超媒体(Hypermedia)的概念。超文本(Hypertext)+多媒体（Multimedia）超媒体。125.2多媒体素材及其集成 文本素材 图象素材 图形素材 声音素材 动画素材 视频素材131、多媒体素材、多媒体素材多媒体素材指多媒体课件中所用到的各种听觉、视觉材料。根据素材在磁盘上存放的文件格式不同

5、，可将素材划分为文本、文本、声音、图形、图象、动画、视频声音、图形、图象、动画、视频。14文本素材文本素材 文本是常见的素材，目前在许多应用软件中都可进行文本编辑。 文本分为非格式化文本文件和格式化文本文件。 非格式化文本文件：只有文本信息没有其他任何有关格式信息的文件，又称为纯文本文件。如“.TXT ”文件。 格式化文本文件：带有各种文本排版信息等格式信息的文本文件。如“.rtf,.DOC ”文件。 15 期刊网上流行的格式：.caj,.kdh,.pdf（展示软件） 图书馆的电子图书16图象（图形）素材图象（图形）素材 图像（Image）是指由输入设备捕捉的 实际场景画面，或以数字化形式存储

6、的任 意画面。这种图像也称为位图（ bit-mapped picture ）。（最小单位是像素） 影响图象质量的技术参数：影响图象质量的技术参数： 分辨率分辨率 图象深度图象深度17屏幕分辨率：显示器屏幕上的最大显示 区域，即水平与垂直方向 的像素个数。图像分辨率：数字化图像的大小，即该 图像的水平与垂直方向的 像素个数。像素分辨率：像素的宽和高之比一般为 1:1。 分辨率分辨率18图像深度（也称图像灰度、颜色深度）表示数字位图图像中每个像素上用于表示颜色的二进制数字位数(2n)。（n为颜色位数）显示深度：表示显示器上每个点用于显示颜色的 2 进制数字位数。若显示器的显示深度小于数字图像的深度

7、，就会使数字图像颜色的显示失真。图像深度和显示深度图像深度和显示深度19颜色深度颜色总数图像名称12单色图像416索引16 色图像8256索引256 色图像1665536HIColor 图像2416672216True Color 图像颜色深度与显示的颜色数目20用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的数字图像的数据量大小计算如下：图像数据量大小 = 像素总数图像深度8例如：一幅 640480 的 256 色图像为64048088 = 307200 字节图像文件大小图像文件大小21图像文件在计算机中的存储格式图像文件在计算机中的存储格式有多种， 如 BMP （24） （一般数据量都较大） GI

8、F（8）、JPG （24） 、 PCX、TIF、TGA、psd 、 PNG格式 等，。图象文件格式转换图象文件格式转换：ACDsee,photoshop工具，打开图片，然后另存为所需要的格式。图象文件的获取图象文件的获取：利用扫描仪，从光盘图库中，从电脑上抓图：printscreen,qq的ctrl+alt+a;网上看的图片另存；或者下载专门的抓图软件（红蜻蜓等抓图软件）22图象（图形）素材图象（图形）素材 图形（Graphic）一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。 图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。 在图形文件中只记

9、录生成图的算法和图上的某些特征点，因此也称矢量图。23声音素材声音素材 声音是由空气中分子的振动而产生的。自然界的声音是一个随时间而变化的连续信号，可近似地看成是一种周期性的函数。通常用模拟的连续波形描述声波的形状24(c) 采样信号的量化(a) 模拟音频信号(b) 音频信号的采样数字化音频的过程如下图所示。模拟音频的采样和量化模拟音频的采样和量化25模拟声音在时间上是连续的，或称连续时间函数x(t)。用计算机处理这些信号时，必须先对连续信号采样，即按一定的时间间隔(T)在模拟声波上截取一个振幅值(通常为反映某一瞬间声波幅度的电压值)，得到离散信号x(nT)(n为整数)。T称采样周期，1/T称

10、为采样频率。为了把采样得到的离散序列信号x(nT)存入计算机，必须将采样值量化成有限个幅度值的集合x(nT)，采样值用二进制数字表示的过程称为量化编码。26对模拟音频信号进行采样量化编码后，得到数字音频。数字音频的质量取决于采样频率、量化位数和声道数三个因素。1). 采样频率采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱盘的采样频率即为44.1KHz。影响数字音频质量的技术参数影响数字音频质量的技术参数272). 量化位数量化位数也称“量化精度”，是描述

11、每个采样点样值的二进制位数。例如，8位量化位数表示每个采样值可以用28即256个不同的量化值之一来表示，而16位量化位数表示每个采样值可以用216即65536个不同的量化值之一来表示。常用的量化位数为8位、12位、16位。28 3). 声道数声道数声音通道的个数称为声道数，是指一次采样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如果每次生成一个声波数据，称为单声道单声道；每次生成两个声波数据，称为双声道双声道（立体声）。随着声道数的增加，所占用的存储容量也成倍增加。29声音素材声音素材常用的格式常用的格式 1、波形声音:包含所有的声音形式，它可以将任何声音都进行采样量化，相应的文件格式是WAV 文件

12、或VOC文件。 波形文件（wav），其特点是对实际音的采集，可转换为后面几种声音类型。缺点是数据量大，1分钟的单声道声音文件可达5M。常用编辑声音的软件有：windows自带的“录音机”工具等。30声音素材声音素材常用的格式常用的格式 语音也是一种波形，所以和波形声音的文件格式相同。 3、音乐是符号化了的声音，乐谱可转变为符号媒体形式。对应的文件格式是wma,MIDI, MP3文件、CD文件。 。31声音素材声音素材格式转换格式转换 声音素材的格式转换：使用超级解霸9，（视频解霸，在一开始放mp3音乐时就，点录制声音并播放音乐，就可以转换为.wav格式） Mp3录音机可以把自己的声音，录成wa

13、v或者mp3 可以利用mp3压缩器改变文件格式和大小（软件 mp3 resizer 展示） 利用音频转化大师软件：3233声音素材的录制声音素材的录制 多媒体计算机的数字音频系统由计算机、声卡以及外部音频部件如麦克风、音箱等组成。 （）使用Windows自带的录音机软件录音的方法为： 单击任务栏上的“开始/程序/附件/娱乐/录音机”，即可打开录音机程序，单击程序上的“录音按钮”即可录音。录制好后，通过“文件”菜单中的“保存”命令保存。34声音素材的录制声音素材的录制 1、截取正在运行的程序中的声音 2、声音文件的插入 3、前景声音和背景音乐的合成 4、其它辅助功能等35 （）利用视频解霸可以截

14、取音频， Gold wave软件等 (介绍软件如何使用) （3）利用语音转换大师：可以把语音转换成文本 （介绍相关软件）声音素材的录制声音素材的录制36动画素材动画素材动画是由一系列图象画面组成的队列，画面中的内容是逐渐变化的，因此当动画播放时给人的感觉是画面中的对象在变化和运动。计算机设计动画有两种：一种是帧动画，一种是造型动画。37动画素材动画素材 帧动画是由一幅幅位图组成的连续的画面，就如电影胶片或视频画面一样要分别设计每屏幕显示的画面。（flash） 造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计，赋予每个动元一些特征，然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表演和行为是由制作表组成的脚本来控

15、制。(dmax软件)38动画素材动画素材 Flash是目前最为流行的动画格式。Flash动画是矢量图，不管怎样放大、缩小，它始终清晰。Flash文件很小，因此适合网上传输，由于采用流媒体技术，因此可以一边播放一边传输数据。 常用制作动画的软件是Flash、3DMAX等 。 介绍抓动画的软件：flash catcher39视频素材视频素材 视频素材也称影像素材，是指在播放中既有活动画面又有声音的文件。一般来说，视频画面的质量要比动画差一些。其数据量较大因此，网络传输较慢。 视频文件的格式有 AVI、MPEG、DAT、RM、ASF等。 常用的视频编辑软件是Premiere等。 40（3）视频信息的

16、采集与编辑）视频信息的采集与编辑 视频信息的采集需要视频采集卡以及计算机、外部视频设备如录象机、摄象机等。通过采集卡采集到计算机里的视频文件进行编辑加工处理，常用的视频编辑软件有Adobe公司的Premiere软件，Ulead公司的Video Studio软件。 41多媒体素材集成及其工具多媒体素材集成及其工具 多媒体素材集成工具也称多媒体创作工具，是一种能够把文本、声音、图象、动画、视频等素材集成为一个交互式媒体作品的工具软件。 多媒体集成工具通常采用的软件是PowerPoint、Authorware、方正奥斯等。 425.3计算机辅助教学模式计算机辅助教学模式 教学模式：是在一定的教育思想

17、指导下建立的比较典型稳定的教学程序或教学结构43计算机辅助教学模式的分类计算机辅助教学模式的分类根据教学过程的重心偏向教和学的不同方面，将教学模式分为：问答模式、授课模式、自学模式、合作问答模式、授课模式、自学模式、合作模式、研究模式模式、研究模式等5种， 44表51 基于教学论的教学模式 模式名称主要特点教学过程问答模式师生问答，启发教学提问-思考-答疑-练习-评价授课模式教师中心，系统授课授课-理解-巩固-运用-检查自学模式学生中心，自学辅导自学-解疑-练习-自评-反馈合作模式互教互学，合作教育诱导-学习-讨论-练习-评价研究模式问题中心，论文答辩问题-探索-报告-答辩-评价45几种主要计

18、算机辅助教学模式 461、操练与练习、操练与练习操练与练习模式主要用于实现教学过程中学生练习阶段的功能，这是多媒体教学最常用的模式。该模式并不向学生传授新知识和新技能，只是用来巩固和熟练某些知识和技能，这些知识和技能是学生已经通过其他途径学会了的。47 与传统的教师布置的操作与练习相比，采用多媒体手段进行操练与练习的主要优点在于：将可以及时反馈相关的信息；能够以多媒体方式有效地激励学生；可以将学生的成绩及时加以保存。482、个别指导、个别指导 个别指导型模式是由计算机扮演讲课教师的角色，目的在于向学生传授新的知识和技能。这是能较好体现计算机个别化教学特点的一种模式，常常用于学生自学或者补习功课

19、。开天辟地软件等49启动呈现教学信息 提出问题 判断、反馈 进一步决策 结束选择教学信息接受教育信息 反 映 接受反馈、强化补习学习新课或原来的内容计算机学生50多媒体教学个别指导模式的优点主要表现在以下几个方面： 学生参与程度高； 有利于个别化教学的开展； 教学效率高。513、教学测验、教学测验 计算机辅助测验（Computer Based Testing 简称CBT）也是CAI或多媒体教学的一个重要组成部分。 CBT的主要内容包括:自动出卷、联机测试或自动阅卷、测验数据分析等三方面。 524、模、模 拟拟 模拟也称防真，就是用计算机来模仿真实的自然现象或社会现象。 535、问题解决、问题解

20、决问题解决也称问题求解，它是指在教学中运用计算机作为工具，让学生自己去解决那些与实际背景较接近的问题，其主要目的是培养学生解决实际问题的能力。 545.多媒体课件的开发55制作多媒体课件有以下阶段制作多媒体课件有以下阶段制作课件步骤需求分析教学设计脚本设计发行、使用评价与修改软件编写561、需求分析、需求分析（1 1）使用者分析）使用者分析 使用者分析要求明确使用者的年龄、教育水平、教育类型、使用者分析要求明确使用者的年龄、教育水平、教育类型、原有知识结构、基本能力和使用者的学习风格等。原有知识结构、基本能力和使用者的学习风格等。（2 2）运行环境分析）运行环境分析 远行环境包括硬件环境和软件

21、环境两个方面，耍明确所开发远行环境包括硬件环境和软件环境两个方面，耍明确所开发的课件是出于课堂教学的课件是出于课堂教学( (辅教型辅教型) )、还是用于学生学习、还是用于学生学习( (辅学型辅学型) )。在确保教学目标能够完成的情况下，尽可能降低课件对用户环在确保教学目标能够完成的情况下，尽可能降低课件对用户环境的要求，最大眼度地提高课件的使用范围境的要求，最大眼度地提高课件的使用范围o o（3 3）可行性分析）可行性分析 明确开发课件所需的人力、设备、资金及时间限制，在此基明确开发课件所需的人力、设备、资金及时间限制，在此基础上提出可行方案础上提出可行方案 （4 4）任务分析）任务分析 明确

22、课件开发的主要教学内容。在确定学科内存之后，根据内明确课件开发的主要教学内容。在确定学科内存之后，根据内容确定课程要达到的目标。容确定课程要达到的目标。 572、教学设计、教学设计教学设计是课件开发过程中最能体现教师教学经验和教师个性的部分。该阶段的主要任务包括详细分析教学内容、划分教学单元、选择适当的教学模式。583、课件设计、课件设计 课件设计要建立在教学设计的基础上，在完成了对教学目标、教学内容、教学策略的设计和学习者特征的分析后，要结合计算机的特点，发挥网络和多媒体优势，突破教学难点，突出重点，传授学生知识，培养学生能力 。 包含：课件的设计理论、目标、结构设计、媒体信息设计、界面设计

23、593-1课件设计理论课件设计理论 行为主义学习理论： 它强调的是刺激反应，主要用于强化训练。据此，计算机课件在设计时注意遵循小步子、自定步调、积极反应、及时强化的原则；认知主义学习理论： 注重学习者的内部心理过程，关注学习态度、需要和兴趣爱好。按照该理论、在课件设计中要明确教学目标，明确教学要点；在教学过程中逐渐提出问题；最后通过教学评价来确定是否达到原定的学习目标。 建构主义学习理论：在教学软件设计中，要认真考虑建构主义学习理论的四个要素：“情境”、“协作”、“会话和“意义建构”，也就是如何设计既能激发学习兴趣，又有利于创设学习者主动探索相关定理、定律、规则和关系的情境等。603-2教学目

24、标教学目标 设计一个课件，首先要确定该课件的教学目标。教学目通常是从总体上给出教学结果的要求；制定教学目标时要注意目标的妥当性和目标的明了性。 （1）目标的妥当性：它包括目标的必要性和可能性。必要性是指目标给出的学习内容是必须的；可能性是指用于学习的有关项目可以使学习者处于良好的学习状态，并能有效地达到预期的学习 目标。 （2）目标的明了性：它是指制定的目标可以完整无误地给出其含义，对妥当的教学目标以十分明了的形式进行表述。 613-3课件的内容设计课件的内容设计 多媒体技术适宜表现想象化的或在具体形象基础上的简单的逻辑思维的教学内容，因此，在选取内容时要注意发挥多媒体的长处，多选形象化的图片

25、、动画、视频和声音等，充分展示多媒体的优越性。 选取好教学内容后，还可根据教学内容的知识性和教学方式将学习内容分成很多知识点，以方便设计时使用。 知识点的划分可以从以下几个方面考虑：将学习中的基本概念作为知识点，将教学现实中的操作作为知识点，练习的呈现、答案的输入、判断作为一类知识点。623-4课件的结构设计课件的结构设计 课件的结构用于在计算机上实现教学单元内容的产生和单元之间的跳转关系。课件的结构即教学信息的组织与表现方式，决定了课件中各知识点的相互联系及其发生联系的方式，反映了整个课件的框架结构和基本风格。 （1）课件的结构：多媒体CAI课件中较为常见的内容组织结构方式有如下几种： 63

26、3-4课件的结构设计课件的结构设计 线性结构：它是按教学设计人员规定的教学单元内容和教学单元之间的控制转移方式而形成的一种课件结构，在这种结构中知识点呈线形排列，学生只能按照预定的顺序接受信息。 非线件结构：将基本知识通过联想、相关等方式关联起来，使学习者可以方便地从个知识点跳转到另一个知识从，在探索的环境中实现意义的建构发现慨念的复杂什和多样性。643-4课件的结构设计课件的结构设计 （2）总体结构设计： 从总体上看，多媒体课件很像一本书或一部带有交互性的电影，它是由一页一页或一幅一幅的画面组成，在多媒体课件中我们称为一帧一帧的框面。 根据表现的教学内容，这些帧面又分为封面、扉页、菜单、内容

27、、说明(帮助)、封底6个部分。 653-4课件的结构设计课件的结构设计 封面封面：运行课件时出现的第一幅框面，般呈现了制作单位的名称或课件的总名称，常以几秒钟的视频动画形式表现。 扉页扉页：封面后的下一个框面，常呈现课件的名称(如牛顿第一定理)，一般由一个框面组成。 菜单菜单：就像一本书的日录供学习者选择学习内容之用。可以有多处菜单存在。 内容内容：这是课件的主要框面部分，呈现教学内容。 说明说明( (帮助帮助) )：为了帮助使用者使用课什，课件中应该设计一些如何使用课件的帮助信息的框面。封底：最后是制作课件的人员名单框面。一个完整的多媒体课件应该由上述六部分框面组成。663-5课件的媒体信息

28、设计课件的媒体信息设计 媒体是信息的载体媒体的类型有视觉媒体和听觉媒体，包括文本、图形、图像、动画、视频以及音乐、话言备音响等。每种媒体及其表现形式都有各自的持征和各自的优缺点。不同媒体的优缺点又是各不相向的。 一般说来，文本擅长表现复杂、抽象的概定，刻画对象的细节； 图形则擅长表达思想的轮廓以及那些蕴涵于大量数据的信息，例如，统计曲线、饼式图、直方图，摄影绘画图片等。 运动图像作息可用于突出某个重点，还可以用于表现静态图形所无法表现的动作信息。673-5课件的媒体信息设计课件的媒体信息设计 视频适宜表现那些十那些别需要真真实感的社会文化信息，并且有助于学习者对信息的记忆和回忆。 语音能使语言

29、信息突出，可以使人在从事某乡工作的同时接受它传达的信息，它在与视频、动画结合使用来传递大量的信息； 音响则擅长于作为系统中事件的提示、反馈信号以用来吸引人的注意力，还有助于激发人的想象力。 音乐与人的情感有密切的联系，有利于烘托气氛，调动起某种情绪，但声音不能过于杂乱，容易引起疲惫感觉。为优化教学效果，应该鉴别各种媒体的特长和专长683-6课件的界面设计课件的界面设计 计算机的课件在使用时都是通过人机界面来进行的。学生通过交互界面向计算机输入信息并进行控制，计算机则通过交互界面向学生呈现信息，以供阅读、分析、判断。因此，优秀的课件必须具有友好、美观的人机界面，在设计界面时应注意以下几点 ：693-6课件的界面设计课件的界面设计 画面设计要简洁画面设计要简洁 不必要的信息尽量不要出现在屏幕上，屏幕上信息点的分布多寡、分布结构，是学习者的注意力能否