（教育技术学专业论文）数字视频在远程教育中的设计与应用.pdf

中 文 摘 要 视觉传达的作用，比 起语言 更具普遍性，在教育中扮演着不可缺 少的角色。视频是远程教学环境的基础。视频流技术在远程教育中的 应用是开展远程教育中的一个重要模式。随着多媒体与网络技术的日 益成熟，在远程教学中编入视频信息变得越来越容易。教学中使用多 媒体内容对设计是容易达到的，但是，视频信息的运用可能流于表面 化，离期望它们达到的教育功能相去甚远。 本文考虑视频信息在远程教育中的应用与效果，依据当前相关网 络教学理论、多媒体学习理论、认知学习理论，提出在网络教学环境 下对视频信息的应用原则和教学设计。并总结当前网络远程教学涉及 的视频技术和基于视频的教学模式，以期对远程教学中视频信息的应 用提供一些有指导性的研究和可操作的建议。 全文共分为五个部分: 第一部分引言:分析视频信息在教育中的重要地位和在远程教 育中对视频信息进行合理有效的设计的重要性。 第二部分视频信息在教育中可实现的作用:讨论视觉呈现的重 要性，对数字视频定义，分析视频信息在教育中可实现的功能. 第三部分 远程教育中数字视频的教学设计: 基于相关学习理论， 探讨网络课程中视频信息运用的基本原则和设计过程 第四部分数字视频在远程教学中应用的相关技术:介绍在远程 教育中运用数字视频的关键技术和应用形式。 第五部分结论:对全文进行总结。 关键词:远程教育 数字视频 视觉呈现视频会议 ab s t r a c t d i g i t a l v i d e o i s t h e b as i s o f t h e w e b - b a s e d l e a rni n g e n v i r o n m e n t . v i d e o s t r e a m t e c h n o l o g y a p p l y i n g in d i s t a n c e e d u c a t i o n i s a n i m p o r t a n t m o d e l i n d e v e l o p i n g t h e d i s t a n c e e d u c a t i o n . wi t h t h e m a t u r a t i o n o f m u l t i m e d i a a n d n e t w o r k t e c h n o l o g y , i n c o r p o r a t i n g v i d e o m e s s a g e w i t h d i s t a n c e e d u c a t i o n ma t e r i a l b e c o me s mo r e a n d mo r e e asi e r . t h i s e s s a y c o n s i d e r s t h e a p p l i c a t i o n a n d e ff e c t o f v i d e o m e s s a g e i n d i s t a n c e e d u c a t i o n , a n d a c c o r d i n g t o c o r r e l a t i v e w e b - b as e d l e a r n i n g t h e o r y , m u l t i m e d i a l e a r n i n g t h e o ry a n d c o 娜t i o n l e a r n i n g t h e o ry , p u t s f o r w a r d p r i n c i p l e s o f a p p l y i n g v i d e o m e s s a g e a n d i n s t r u c t i o n a l d e s i g n . i t s u m m a r iz e s t h e v i d e o t e c h n o l o g y i n w e b - b as e d l e a r n i n g a n d t h e l e a r n i n g m o d e l b a s e d o n v i d e o , p r e s u m i n g u p o n p r o v i d i n g s o m e g u i d in g r e s e a r c h a n d e x e r c i s a b l e a d v i c e f o r a p p l y i n g v i d e o m e s s a g e i n d i s t a n c e e d u c a t i o n . c h a p i i n s t r u c t i o n : a n a ly z e s t h e i m p o r t a n c e o f v i d e o i n e d u c a t i o n , a n d t h e n e c e s s a ry t o d e s i g n t h e d i g i t a l v i d e o i n f o r m a t i o n e ff e c t iv e l y . c h a p i i t h e f u n c t i o n o f t h e v i d e o i n e d u c a t i o n . c h a p i i i t h e i n s t r u c t i o n a l d e s i g n o f t h e d i g i t a l v i d e o i n t h e d i s t a n c e e d u c a t i o n . c h a p n t h e m a i n t e c h n o l o g y a b o u t t h e d i g i t a l v id e o t h a t b e u s e d i n t h e d i s t a n c e e d u c a t i o n c h a p v c o n c l u s i o n : s u m m a r i z e t h e w o r k o f t h e t h e s i s . k e y w o r d s : w e b - b a s e d l e a rni n g d i g i t a l v i d e o vi s i on v i d e o rep r e s e n t c o n f e r e n c e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 逃里一日 期 : 夕 it . 6 寸 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文 的规定，即:东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权东北师范 大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名 日期 指导教师签名: 日期: 学位论文作者毕业后去向: 工作单位: 通讯地址: 电话: 邮编: 引言 基于网络的信息传递、培训以及娱乐已经成熟，成为最经济的媒 体，并月 _ 拥有着大量的受众。交互的可能允许用户拥有一个独立的经 验。技术的进步，使得结合高分辨率的图像、声音、视频的信息，可 以 利用电子传递的方式，进行多种类型的培训和通信。 人类对于视觉传达所存在着强烈渴望，因为图像是人类沟通传信 息以及相互了解的重要媒介，而动态影像的表达就更使人印象深刻口 也正是人们这种对视觉信息的依赖，对视频信息的要求， 促使了视频 技术的发展，使得多媒体技术在网络中的应用变得轻松，所传递的数 字视频的质量也大大提高。 可以说视频是远程教学环境的基础，视频流技术在远程教育中的 应用是开展远程教育中的一个重要模式。结合视频的远程教学被认为 是有发展潜力的。 通过视频点播 ( v i d e o o n d e m a n d )， 远程学习者可以方便地接入 网络 服 务 器 中存 储 的教 学 内容 。通 过 现 场 广 播 视 频 ( l i v e b r o a d c a s t v i d e o )，远程教育者可将需要进行传输的演讲场面 或其他现场教学内容，通过摄像机直接在网络上实时播放给远程学习 者。同时， 可以将这些实时传输的视频录制下来存储在视频服务器中， 以方便学习者以后通过点播或下载的方式继续使用。而通过视频会议 ( v i d e o c o n f e r e n c in g ) ， 远 程教 育 者 和 远 程学习 者 可以 加入 交 互 式 教 学环境。视频会议功能就可以为学习者们建立起传统的课堂模式。在 教育中出现的多媒体技术的应用， 在教育服务的范围中产生重要转变。 其具有超过传统的远程学习和面对面学习系统的好处。技术的发展， 不仅扩展了 教育体系， 并使得在远程教育中 可以 有效的 再现授课教室。 因此为取得教学上的成功，视频这种主要数据类型的传输首先必 须满足要求。网络结构应有能力支持高质量的视频，音频交流。因此 在网络课程中对视频信息进行教学设计，合理有效的运用，是远程教 育成功的关键要素之一。 成功的多媒体网络学习系统需要好的计划，有技巧的设计内容， 吸引人的和有效的视频内 容的设计，并能够以合理的可负担的价格快 速的执行。为了满足今天生活在充斥着视觉刺激的世界中久经世故的 受众的需要，视频产品的质量不再是一种奢侈，而是必须的。因此， 如果网络课程想获得成功，也必须花费一些财力在视频设备上。 数字通信同时提供设计者者与浏览者双向交流的方式。如果浏览 者可以向提供者提出沟通信息，则双方互动的结果会使图像发挥该产 生的视觉效果， 这时网页影像的协助就显得非常重要。 数字视频信息 不但会影响我们的知觉经验，并且扩及到网站本身所传达的信息。 对于视频信息设计的考虑，应该考虑是否确实有必要并可促进学 习效果。在视频内容的设计上，我们需要参考关于认知心理学、信息 加工以及相关学习理论来判断。 使用多媒体内容对设计者是容易达到的，在远程教学中插入视频 信息变得越来越容易。 但是，视频信息的运用很可能会流于表面化， 离期望它们达到的教育功能相去甚远。视频信息的运用同时需要结合 有创造性的设计，加上精细的艺术指导，严格的项目 管理。重要的是 考虑什么应该和什么不应该放在网上，什么工具能最有效的达到教学 目标。 在课程中，所使用的内容，其制作过程都必须考虑所要呈现的信 息内容的性质、动态图像所要表达的意图，学习者的学习特性，教学 目 标等因素，并将这些考虑与教学活动相结合。 本文致力于研究对网络教学系统中有关视频信息的设计于应用， 研究调查了在国内外理论上和实践层面的很多研究和探讨，对此内 容 也进行了 较深入的思考和研究，综合网络远程教学涉及的视频技术和 基于视频的教学模式， 本文考虑视频信息在远程教育中的 应用与效果， 依据当前相关网络教学理论、多媒体学习理论、认知学习理论， 提出 在网络教学环境下对视频信息的应用原则和教学设计。以期对远程教 学中 视频信息的应用提供一些有指导性的 研究和可操作的建议。 一、视频信息在教育中可实现的作用 ( 一)视觉呈现在教育中的重要性 人类所接受到的信息中，视觉信息占有非常重要的位置。视觉的 认知往往先于语言与文字，视觉所接触之影像，更是塑造我们信仰与 价值观的源头。因此，观看成为人类接触世界的基本方式。视觉影像 是一种强而有力的表现形式媒介，影像所拥有的强大力量是不容忽视 的。影像使人们能看到未曾去过或是到达不了的地方，看到肉眼在真 实世界中无法看到的现象、 运动和过程。 视觉是构成个体认知的环境， 记忆事物最直接而常见的方式，个体在认知环境时，绝大部分的信息 来自 视觉经验。形状，色彩，质感，尺度等物体的属性，都是透过视 觉传达媒介帮助个体理解事物。 影像也被视为具备文本的功能，可以帮助呈现运用文字难于表述 的内容，说明难于理解的概念和过程。帮助学习者对内容的记忆与理 解，使学习者积极主动地进行学习，促进有意义的学习，完成对知识 的建构。 因此影像在教育中是一个必不可少的要素。当前人类面临信息全 球化的冲击，使人们的生活方式日趋复杂，而科技的飞速发展，促使 视觉影像可以籍由各式各样的传播媒体，以多种方式如电视，广告， 网络，电影等，深入到了社会大众的日 常生活的各个层面，影像成为 人们沟通的重要桥梁。面对五花八门的视觉影像己经是现代人不可避 免的生活经验。因此，一个史无前例的视觉传播环境与生活方式 视觉文化 ( v i s u a l c u l t u r e )的时代已经来临。 不同以 往的视觉经验正冲 击着现代人的知觉。面对众多的视觉影像已经是现代人不可避免的生 活经验。 多媒体技术为信息的传达和人际的沟通提供了的新的方法与观 念，扩大了传递信息的层面，为人类自身与外在沟通渠道，增加了沟 通的效果。动态图像的精致程度有赖于宽频空间的解放。我们赋予多 媒体信息更多刺激我们感官的表达，文字、声音、图像、动画等等， 让使用者能够进入情况而自由选择想看的内容及应如何进行的主导 权，而计算机系统透过使用过程给予合适的回馈与反应，有效率的达 成互动式的沟通。 ( 二)数字视频的定义 视频 ( v i d e o ) 视频指由动态的影像画面所构成的影像。从媒 体的格式来说，电视节目、电影等都是视频。数字视频即以数字形式 呈现的视觉信息。在网络中，数字视频可以呈现于网页之中，以嵌入 的方式播放。本文所探讨的视频信息是指通过拍摄、剪辑而成的动态 影像和能在教育中与其起到相似作用的以动画的形式所呈现的信息。 ( 三)动态图像与静态图像的关系 动态图像与静态图像具有相似处， 有时动态图像通常被认为是图 像的子集合。在静态的图像当中，图像在人类知觉层次上的知觉属性 ( p e r c e p t u a l p r o p e rt i e s ) ， 包括颜色、 纹理、 形 状以 及图 像内 物体之间 的 空间 关系 ( s p a t i a l r e l a t i o n s h i p s ) 。 动态图 像同 样具 有这些 属性。 根据认知理论中的二重编码理论，文本和图像的编码是在两个不 同的认知子系统中，根据这一理论，我们认为不论图像是动态还是静 态的，它们都是在同一认知子系统中被处理的。因此在进行设计时， 在一定范围内，运用静态图像的理论也可用在动态的图像上。除了与 静态图 像的一些相似之处外， 动态影像还具有描述运动、轨迹和过程 的能力，它们更具备操控时空景观的能力。因此这些不同之处在设计 运用中就需要特别的注意。 ( 四)动态图像的时空操纵能力 动态媒体，基本上是设计用来制作我们周遭世界的真实影像，而 它们更具备操控时空景观的能力。时空景观的操控不止是为戏剧和创 作的目的，它也具重要的教学效用，其特点如 下 : 1 .空间的 操控: 动态影像允许我们以微观和巨观，即可以以极近距离或极远距离 观察正常情况下不可见的现象。比如，我们可以看到对细胞或微生物 的显微检视，也可以看到一个大区域的概貌。 2 .时间的转换 动态的视频信息可以通过表现空间上的移动让我们感受到时间的 转变。这可以用来说明事物的进展或工作过程。使学习者能够查看整 个事件中的要点。 3 .时间的伸缩 对于缓慢发生的过程，动态的影像可以压缩事件发生所需要的时 间。将需要很长时间完成的过程压缩，在几分钟内放映给学习者看， 深具教育意义。 而有些事件则发生太快， 甚至在瞬间完成，以 至无法以肉眼观察， 通过将过程以缓慢的速度呈现，使学习者可以 看清整个过程，比 如呈 现爆炸的瞬间。同时，也可以对一些过程放慢速度播放，来仔细观看 细节。 ( 五)视频信息在教育中可实现的功能 视觉是构成个体认知的环境，记忆事物最直接而常见的方式， 个 体在认知环境时，绝大部分的信息来自 视觉经验。 影像可以帮助呈现运用文字难于表述的内容，说明难于理解的概 念、过程。帮助学习者对内容的记忆与理解，使学习者积极主动地进 行学习，促进有意义的学习，完成对知识的建构。 视频信息在教育中所能实现的功能，可总结为以 下几点:装饰的 功能、获得注意的功能、激发学习动机、展示的功能和说明的功能。 1 .装饰的功能 静止的图像可以作为装饰的功能来达到吸引人的目的。相似的动 态影像也可以用来使一个网页对观看者具有吸引力，动态图像可以 作 为一种纯粹的装饰功能，比如在刚进入一个页面时特别的动画效果带 给观看者惊奇而深刻的印象。 但是， 视频的这种装饰性， 对于学习几乎不起到任何促进的作用。 尽管这种功能可以吸引学习者的注意力，但他们也可能使学习者的注 意力从课程的教学要点上转移、分散，而漏掉学习中的重要信息。因 此，当试图运用视频达到装饰和引人注目的效果时，应当小心谨慎。 但是这种功能可能仍然对一个远程教育系统来说是有用的。一个 基于网络的远程教学系统，如果期望获得成功，首先要吸引到一定数 量的学习者参与。在课程之初， 增加网页的活泼性可以为我们争取潜 在的学习者。增加网页的活泼性对于使用的浏览者而言，在视觉心理 的因素上确实会造成了视觉搜寻与记忆力上的影响。从视觉心理学以 及设计的角度及艺术性来看，如果无法造成视觉上的吸引焦点似乎就 无法促成网站的目的。这时，数字视频内容的设计就背负着相当大的 责任。 当学习 者进入网 站时， 为他们呈现一个欢迎页面( w e l c o m e p a g e ) , 即 进入网站时先出现一小段的 动画， 眩目 的影像并伴随着文字、 音效 的网络动画，产生华丽的效果，吸引浏览者的注意，使之在此逗留， 帮助浏览者的情绪带入网页，很快融入网站情境。 2 ，获得注意的功能 一般认为，视频具有获得注意的功能。特别是在一节课的开始获 得学习者的注意，是很重要的。比如在进入课程页面时的一段视频。 另外，可以利用视频来突出学习的重点，抓住学习者的注意力并使之 集中在突出点上。 但是利用视频获得注意的功能来促进学习者的学习效果这一观 点，并没有被普遍的接受，视频信息可以保持学习者的注意力，但当 学习者习惯了这样的刺激，对其失去新鲜感，平淡无奇，就很难再达 到预期的效果。因此视频信息的滥用对获得学习者注意力可能是徒劳 无益的。 3 .激发学习动机 利用视频信息可激发学习者的学习动机。这可以运用在反馈机制 当中，比如当学习者做出正确反映时，给学习者一个正面的刺激，比 如通过给学习者呈现一个简单的有趣的动画视频，来激发学习者为得 到正确的答案而努力。但是，要当心这种运用可能得到相反的效果。 比如当学习者做出错误答案时反馈的信息显得有趣或吸引人，可能会 对错误的答案产生激励。另外这种刺激也可能由于失去新鲜感而变得 无效。 4 .展示的功能 视频信息最直接的应用是作为呈现策略的一部分。视频信息具有 和语言同样的作用，可以帮助呈现文字难于表述的内容。图像可以补 充文字，视频信息可为教学内容提供具体的参考和视觉的情境。文字 加上图像的说明比单独的文字更有助于记忆。因此视频信息可以帮助 教学者呈现信息，也有助于提高记忆力。 5 .说明的功能 说明的功能和展示的功能非常相近。但是运用视频信息实现展示 功能时是为学习者呈现新的知识。而说明的功能主要是在不提供新信 息的情况下，为了促进学习者对概念的理解，进行深度学习。利用视 频信息把一个概念、过程详细的说明，来通过视觉的方式帮助说明抽 象的，难以理解的关系，提供概念的理解。 二、远程教育中对数字视频的教学设计 影像的观看与意识形态密切相关，在不同个体的解码下，会产生 不同的意义 ( s t u r k e n 在 原理中寻找出学习模式;检视证据使之与结论想结合;熟悉逻辑、谨 慎的辩论及批判;随时察觉学习进行中的发展;使课程充满生动化和 趣味化。 3 .名摸休学习认知理论 多媒体学习认知理论是指人类具有双重信息处理通道，人类对视 觉、 语言信息有分别的信息处理系统。 视觉信息在视觉通道中被处理， 声音在听觉/ 语言通道中被处理。 听觉 和视觉处理的 子系统都分别和长期记忆 ( l o n g - t e r m m e m o r y ) 产生联结，且是一种双向的关系。工作记忆 ( w o r k i n g m e m o r y ) 是用 来处理和储存信息的短期认知系统，容量有限，在人类高层次的认知 作业中，如阅读，推理和理解，扮演着重要的关键角色。并且，每个 信息处理通道中可进行的处理量是非常有限的。比如，学习者在心理 上同时只能进行一句话和大约1 0 秒的动画的主动学习。 心理将他们组织为相关联的语言和影像的呈现，并将语言或图像 的呈现和先前的知识整合进行。这一主动学习过程的结果是导致有意 义的学习成果，可支持问题解决的迁移。在基于计算机的环境中，外 部的呈现包括入耳的语言，入眼的动画，学习者必须从声音，图像中 选择相关方面来进行处理。 首先，学习者可以将文本转化为语言 ( 口语的)呈现，来在语言 通道中进行处理，甚至可以将一些说明的图形转化为语言呈现来在语 言 通道中进行处理，这是一个选择的过程 第二步是建立相关的心理呈现。语言材料 ( 即形成语言模型)和 视觉材料 ( 即形成视觉模型) ，这是组织的过程。 第三步建立语言，图像模型之间及先前知识的联结整合。选 择，组织，整合的过程一般并不是按照固定的线性顺序发生的，而是 以交叉的，相互影响的形式。 一旦建立了学习成果，就被存在长时记忆中，以备将来的应用。 当主动学习发生，长时记忆中的成果会允许学习者使用其来解决问 题 迁移。 对媒体认知的过程如图1 所示。 利用这一理论对视频信息的运用形式有很重要的指导意义。 比如， 由于信息处理通道的有限， 如果视频信息呈现过多的元素 ( 如太多的 语言和太复杂的图像)可能会导致超载， 这样一些元素可能不能够被 处理。 多媒体学习理论可以为视频信息的教学设计提供以下几个原则: 呈现 记忆工作记忆长时记忆 先行组织者 图i 媒体认知理论框图 ( i ) 视频、音频信息应同步地呈现 当视频和语言的说明同时呈现时，同样的信息被同时传递，这样 学习者只接受一次信息;而如果将它们次序呈现则学习者需要接受两 次信息。根据信息传递理论，有意义的学习的发生是在当学生在工作 记忆中建立起相关的视觉、语言之间的联结时。当同时呈现视觉、语 言时，学习者更可能同时在工作记忆中 保持相关的视觉、语言呈现。 相反，当次第的呈现时，由于工作记忆容量的限制，使之不易同时存 在于工作记忆中。 ( 2 ) 简洁的呈现 通常，教学设计者会希望使呈现更令人愉快。比如试图通过加入 一些吸引人的信息来修饰所要呈现的内容，比如加入一段有趣但是不 相关的视频内容，或加入一段叙述或是背景音乐等声音。 这样做会使材料更有趣，并可能激发学习者更努力的学习，但是 一些研究发现加入有趣但无关的信息并不会促进学习者的记忆，相反 无关材料可能会填满工组记忆，阻止学生建立联结。因此以说明为目 的的多媒体的呈现只应包括简洁的说明。 ( 3 ) 尽可能采用语音与视频信息结合的方式 文字叙述的方式包括两种:屏幕上的文本或是语音。根据信息传 递理论，文字和语音具有同样的功能，对学习者传递同样的信息，因 此，学生从叙述和文本中学习的效果是相同的。 而根据多媒体学习认知理论，视觉、语言通道容量有限，当语言 以文字形式呈现时，它至少首先是进入视觉处理通道在视觉系统中与 影像一起被处理的。这样，文本与影像会在视觉处理系统中争夺注意 力，产生分裂注意的效果。而当以语音的形式呈现时，它们可以在语 言通道中被处理， 空出视觉通道的容量专用于更深入地处理影像信息。 这样，语音形式的叙述可减少视觉通道的负担，增加更深入的认知过 程的机会。 ( 4 )同时呈现文本和语音说明是冗余的 有些设计者可能希望，在利用视频和语言同时的呈现中，叙述的 呈现方式是同时用文本和语音来呈现语言。 同一事件同时被视频片断、 文字描述、和语音叙述呈现，这样的设计可以 给学习者提供选择的机 会，来选择符合他们学习偏好的呈现形式，因为一些学生可能从视频 的说明中更好的进行学习，而一些可能从语音中，另一些则可能从文 字中。因此如果我们采取以 各种方式呈现相同内 容的信息， 提供更多 的形式使学生能运用他们更喜欢的形式。 而仅仅呈现简洁的语音的叙述和视频说明的理由则是，文本会增 加视觉信息通道的负担，使视觉工作记忆超载，在屏幕上加入的文字 可能会产生分离注意的效果。这时，学生要同时观看视频和文字，可 能由此而错过一部分被呈现的材料。 ( 二) 、视频内容设计的考虑 1 .视频信息的表面结构 表面结构是视频的物理特征包括颜色、 物体之间的空间关系、 结构等特征。在一段视频的表面结构对于所教信息的理解有重要的作 用。表面结构的细节在课程中必须一致。应使用与传统课程中所习惯 于应用的形式。比如，在设计一个化学课程时，设计者必须使用化学 家使用的化学元素的标准颜色，而不是简单的选择看上去另人愉快的 颜色。另外，这些元素在整个课程中必须一致地表示，运用不标准或 不一致的描述，可能会导致刺激与学习者的课本相冲突。 z .视频信息的逼真水平 在对视频内容的设计土还要考虑所呈现内 容的逼真水平，如果逼 真水平太低，比如慢动作的展示，或是动画的展示，可能会使学习者 注意动画的效果， 分散学习者的注意力， 或导致学习者做错误的结论。 因此，视频的逼真水平是需要考虑的问题。但是这并不是说视频信息 具有了高度的逼真性， 就会导致有效的教与学。 自 然属性上的 逼真性， 反映了 视频的再现与真实的世界有多接近， 逼真性必须适合所要教的内容和目 标。当设计一个视频内容时，设计 者必须要考虑想要说明的问题的性质。对于静态图像的研究表明，在 一些情况下，抽象的图像在记忆中的维持比具体的图像效果要好。也 就是说，细节很可能会迷惑学习者并使记忆变得更困难. 在网络课程中，对视频内容的逼真性做出实际的决定依赖于课程 的性质，或者根据需要运用视频信息所做出的说明的目 标做出决定。 如果目 标是增加学习者的记忆，抽象的和简略的视频信息可能是有效 的。而如果教学的目 标是一个概念上的理解，学生则可能从具体的和 推理作用的影像中受益更多。 考虑视频信息的特性，可能并不能提出应用上的明确的原则，但 是可以 指导设计者在工作中参考视频信息的特性。 3 .活动的要求 活动是视频信息的固有特征。在网络课程中对视频信息的运用， 要考虑是否有呈现运动、 轨迹或说明一个过程的需要。如果这些运动 并不是必需的，视频仍可以被用于产生装饰，获取注意或激发学习动 机的作用。但在一节课中，对动态的运动或轨迹的需要，是运用视频 信息唯一可以成立和可以存在的理由。就是说，一节课中如果动态的 运动和轨迹在本质上是与课程的主题相互关联的，结合视频的内容， 运用展示和说明的功能，可能提高学习的效果。 提高逼真性和表面结构是否是很重要的，是否需要视频信息所能 呈现的运动或过程，这些元素都依赖于课程内容的主题和性质。 ( 三)学习内容主题的考虑 任何形式的合理的教学设计过程都要考虑学习内容，学习内容将 影响课程被设计的方式。 对于学习内容主题分类主要可以划分为:事实( f a c t ) .概念 ( c o n c e p t s ) 、原则 ( p r i n c ip l e ) 、 规则 ( r u l e s ) 、过程 ( p r o c e d u r e s ) 、 人 际 关系 技巧( i n t e r p e r s o n a l s k i l l s ) 和态度 ( a t t i t u d e s ) 。 在这里主要分析 概念和过程，因为这两项内 容会导致对知识的认知或回忆。 1 .概念 一个概念越复杂，视频能够作为说明的角色起到作用的潜力就越 大。教学中所需要呈现的一些内容如果用言辞来表达过于困难，那么 这时视频信息就可以被有效的运用。 在一些情况下，难于用言辞描述的教学内 容，与随时会发生变化 的事物或过程有关，不同类型的轨迹、运动可能会造成这些变化。在 技术培训中，视频信息常常被用来以具体的事例来说明一个概念。视 频的运用可以帮助学习者理解概念的不同，帮助学习者看到并且理解 概念或功能。通过提供具体的视觉呈现，使概念在学习者的脑中更为 清楚。这些具体的呈现可帮助学习者更好地表达概念，进行深度的学 习。 视频还可以用来说明不可见的系统的运动，比如化学变化，电子 的流动等等，呈现正常状态下不可见的系统，帮助学生建立一个 “ 心 理图像” 。 视频可以说明两个接近的相互联系的不可见的概念， 强调关 键的区别来帮助学习者认识它们的不同。 在其他情况下，视频信息可以提高对复杂系统概念的理解，帮助 学习者看到一个变量是如何操作来影响另一个变量的。 但有些情况下，最好不要使用动态的影像来教学，比如，学科相 对比较简单，利用视频信息进行的教学与只利用文本的教学相比较， 并没有提高学习效果。还有可能，视频信息甚至会对学习者起到分散 注意力的作用，因为它们可能使概念更复杂。 2 .过程 很多过程可以通过利用视频信息的解释来促进学习者的理解。当 过程中包含有对于学习者来说不是很容易理解的信息，视频信息的呈 现会非常有用。特别是在问题解决的学习中，视频信息的应用是有效 的。 和在概念学习中可能会起到的不利因素一样， 如果课程过于简单， 视频的说明在过程学习中可能会起到相反的作用，对于一个简单的课 程，视频的运用可能会使过程比实际看上去的更复杂。 ( 四)视频信息在网络课程中的教学设计过程 1 .分析 在分析阶段对以下具体问题的考虑可以为实际的教学设计提供具 体的参考: 在这一课程的传统教学中遇到的问 题;我们是如何进行解决的; 目 标学习者的确定;课程内容的范围;必须被学习的内容;课程是否 包括了知识、技能和态度上的改变;内 容是否能够运用视频呈现进行 学习;视频信息的运用是否是必须的。 为任何课程发展的多媒体内容，都由分析阶段开始。 在分析的阶 段将确定什么将在课程中被学生学习。分析主要包括三个部分:需要 分析，学习者分析，内容分析/ 目 标分析。 ( 1 ) 需要分析 需要分析可以确定关于教与学在课程内容中的问题，是从现实环 境中收集数据的过程。需要分析的结果可帮助决定多媒体内容是否可 以解决在传统教学中遇到的问题。还可帮助确定那些可以通过多媒体 陈述的，学生所缺乏的技能和知识。 需要分析可以通过学习者和教学者的回馈实现。关于学习课程的 结果的分析，对决定发展学习的多媒体资料是有用的。这样可以确定 在哪些内容领域，学生在学习中经历了困难， 确定关于课程内容呈现 形式的优点和缺点。比如，通过向目 标观众中 访问课程的学生样本发 送课前调查，来从中来发现他们的期望。这些信息对选择最好方式来 呈现内容是有用的。 ( z ) 学习者分析 进行学习者分析的目的是确认学习者的一般特征，他们对课程的 准备程度。他们的学习偏好和能力局限。这可通过诊断测试或课前测 试实现，来决定学生的专业知识技能水平。并据此给出满足不同入学 水平或准备的学生的教学。受众自 然的能力局限. ( 听力，视力和其它 的缺陷)必须在分析中被考虑。 多媒体学习系统也需要学生具有一些技能，比如使用网络作为一 种工具的技能，计算机技能，学习技能，交流技能和语言技能，为确 保利用视频内容的学习的有效是重要的。学习者分析提供对学生更好 的了 解，来更好的计划一个以学习者为中心的教学系统和更好的指导 学生处理网上信息。 ( 3 )内 容/ 目 标分析 进行内 容/ 目 标分析的目 的是确认课程的主题，并帮助确认学生学 习视频内容首先需要具备的技能。内 容j 目 标分析确认主题之间的关 系，为达到目 标对适当内容的选择和进行学习必需的技能。之后从课 本和参考文献中收集相关信息资源。确定主要的学习目 标和子目 标， 并按教学的顺序进行排列。 提出对每个学习目 标和关键学习内容的调查。这包括课程中可通 过发现式或同伴交互学习的内容，不能用多媒体学习的部分，或运用 的效果并不如现场教学效果的部分。在目 标分析阶段，决定要被组织 的课程内容部分。目 标和内容分析结果是列出学习目 标，子目 标，和 课程管理。 2 .设计 设计是决定多媒体内容如何被学习和呈现的过程。为决定视频信 息的设计，可以考虑以下一些问题来作为呈现形式的指导:学习日标 和预期的学习成果是什么;可以使用什么样的教学策略来达到教学目 标;在学习中学生需要哪些指导;课程中的各项内容应以什么样的形 式出现，包括文本、图片、图像、视频和音频等形式的呈现;使用那 种媒体方式最经济有效。 设计的过程包括三个部分:课程框架设计，教学方法设计和微观 设计。 ( 1 ) 课程框架设计 课程框架设计的目的是确认要传递给学生的课程的重要信息，确 认需要有以视频信息的形式传递的内容。课程框架是用来告知学习者 有关课程的信息，如何运用课程，运用学习材料。 ( 2 ) 教学方法设计 教学方法设计是对学习材料的呈现方式和教学法设计的阶段。通 常， 通过任务分析来决定一个明确的， 简洁的学习目 标。 来提供教学 内 容、教学策略、教学媒体的选择的依据。来引 起学生注意并达到预 期的学习成果和预期的行为。并制定一个标准来测量学习的成果。 ( 3 ) 微观设计 微观的设计包括设计用户界面和呈现的视窗。重要的是，图 形用 户界 面 g r a p h i c a l u s e r i n t e r f a c e ) 保证交互的 简单， 用户界 面的 友 好， 网站的可接入，有效地激发学习动机。 视窗的设计在确保呈现的内容在视觉的吸引力和激发动机上扮演 重要的角色。基于课程主题选择动态，静态的内容。确认每一视窗的 重要元素，通过运用适当的图片，动画，视频，音频，图像设计，最 终与视窗合成一体，来引发学习者的兴趣。 3 .制作 制作是创建学习材料的过程。具体步骤包括:故事板，创建课程 网页，形成性评价，建立模型 ( 1 ) 故事板 编写故事板的目的是架构教学框架。 详细的描述每个网页或文件， 建立网页样本。 ( 2 ) 创建网页 这一步要创建包括在故事板中被描述的所有元素。应该指定一个 专门的小组来产生图形，动画，视频的内容，来帮助教学者编写任务 脚本。这样可在课程发展中合理地运用更多效果， 音频， 视频内容要 谨慎的，合适的插入框架中。 ( 3 ) 形成性评价 形成性评价是继续完善学习材料的过程。形成性评价要在课程发 展的各个阶段进行。目的是通过对学习效果的考察，来检查和修订学 习材料或样本。 包括自 我检查，专家检查和学生检查。 ( 4 )最终评价 最终评价的目的是根据教学的效果，效率和学习者的请求，评估 学习材料和教学系统。 三、 数字视频在远程教学中应用的相关技术 数字视频有许多优点，但是由于其占用大量带宽而限制了它的实 际应用。如果没有高效率的压缩技术，是难进行传输和存储的。数字 视频压缩技术的发展，推动了数字视频的实际应用。目 前数字视频的 压缩， 主要有两大国际音视频编解码标准，国际电 信联合会 ( i t u ) 针 对多媒体通信制定的h .2 6 x系列视频编码标准和g . 7 系列音频编码标 准;国际标准化组织 ( i s o )制定的 m p e g系列标准。 mp e g ( t h e m o v i n g p i c t u r e e x p e r t g r o u p ) 委员 会的 活 动始于1 9 8 8 年， 其目 标是 对 视频及其伴随的音频，对数字存储媒质制定一个标准. 目 前m p e g系 列标准己经成为影响最大的多媒体技术标准。 ( 一)数字视频压缩技术 1 . h. 2 6 1 h .2 6 1 标准是针对会议电视的发展制订的， 它是视频压缩方面提出 的 第一 个 标准， 它 把 数 字 视 频 速率 压 缩到6 4 k b / s - 2 .0 4 8 m b / s o h .2 6 1 使 用对称压缩技术， 它所获得的性能比使用不对称压缩技术的m p e g标 准低。 2 . h. 2 6 3 h .2 6 3视频编码标准是专为中高质量运动图 像压缩所设计的 低码 率图像压缩标准。 在编码算法复杂度增加较少的基础上， h .2 6 3 能提供 更好的图像质量和更低的速率。 h .2 6 3标准压缩率在 c i f格式全实时 模式下单路占 用带宽一般在几百左右，具体占 用带宽视画面运动量多 少而不同。缺点是占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。目前 h .2 6 3 编码是i p 视讯业务采用最多的一种编码方法。 i t u还制定了一系列音频编码标准 g .7 1 1 , q7 2 2 , g7 2 3 , q7 2 7 , g7 2 8 , g7 2 9 o 3.mp e g- 1 v c d标准。于1 9 9 3 年正式推出。 为工业级标准而设计， 可适用 于不同带宽的设备， 如c d - r o m, v i d e o - c d , c d - i 。 它用于传输低于 1 .5 m b p s 数据传输率的 数字存储媒体运动图 像及其伴音的编码，经过 mp e g - 1 标准压缩后， 视频数据压缩率为 1 / 1 0 0 -1 / 2 0 0 ， 它的质量要比 家用录像系统 ( v h s - v i d e o h o m e s y s t e m)的质量略高。 v c d采用 mp e g - 1的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压 缩标准。 mp e g - 1 的编码速率最高可达4 - 5 m b i t s / s e c ，但随着速率的提 高，其解码后的图像质量有所降低。 m p e g - 1也被用于数字电话网 络上的视频传输，如非对称数字用 户线路( a d s l ) ，视频点播( v o d ) ，以 及教育网 络等。同时， m p e g - 1 也可被用做记录媒体或是在i n t e r n e t 上传输音频。 4.mp e g- 2 d v d标准。制定于1 9 9 4 年， 设计目 标是高级工业标准的图 像质 量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视 ( h d t v)的需要，传 输速率在 3 - 1 0 mb i t s / s e 。间，与 mp e g - 1 兼容，从技术上看可以 说是 m p e g - 1 的 超 集。 适用于1 . 5 一 6 0 m b p s 甚至 更高的 编码范围。 影视图 像的质量是广播级的质量， 声音也是接近于 c d - d a的质量。 m p e g - 2 的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画 面质量，存储容量，以 及带宽的要求。 m p e g - 2的画质质量最好，但 同时占用带宽也非常大， 在4 m- 1 5 m之间， 不太适于远程传输o mp e g - 2 对于电视广播数字化起到了举足轻重的作用。 除了作为d v d的指定标准外， m p e g - 2 还可用于为广播， 有线电 视网，电缆网络以 及多级多点的直播 ( d ir e c t b r o a d c a s t s a t e l l i t e ) 提供 广播级的数字视频。 5.mp eg- 4 如果说， mp e g - 1 文件小，但质量差” ;而m p e g - 2 则“ 质量好， 但更占空间” 的话，那么mp e g -4 则很好的结合了前两者的优点。它 于1 9 9 8 年1 0 月定案， 在1 9 9 9 年1 月成为一个国际性标准， 随后为扩 展用途又进行了第二版的开发，于 1 9 9 9年底结束。 mp e g -4 是超低 码率运动图像和语言的压缩标准， 它不仅是针对一定比特率下的视频、 音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。 mp e g - 4支持基 于内容和对象的编码，支持基于内容的交互功能。其传输速率要求较 低， 在4 8 0 0 - 6 4 k b it s l s e 。 之间。 根据网 络的通信状况控制视频图 像的质 量。mp e g - 4 利用很窄的带宽， 求以最少的数据获得最佳的图像质量。 mp e g 4 标准的占用带宽可调， 占用带宽与图像的清晰度成正比。以目 前的技术，一般占 用带宽大致在几百k左右。与m p e g - 1 和m p e g - 2 相比，mp e g - 4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。它更 多定义的是一种格式、 一种架构， 而不是具体的算法。 m p e g - 4的 特 点是其更适于交互a v月 及 务以及远程监控。 mp e g - 4 是第一个使你由被 动变为主动 ( 不再只是观 看， 允许你加入其中 ， 即 有交互 性 ) 的 动态图 象 标准，代表了新一代智能图像编码:它的另一个特点是其综合性;从 根源上说， m p e g - 4 试图 将自 然物体与合成的物体相溶合( 视觉效果意 义上的 ) 。 m p e g - 4 的设计目 标还有更广的 适应性和可扩展性。 mp e g - 4标准主要应用于实时多媒体监控、视频会议低比特率下 的 移动多 媒体通信， 可视电 话( v i d e o p h o n e ) ， 视 像电 子邮 件( v i d e o e m a i l ) 和电 子新闻 ( e l e c t r o n i c n e w s ) 等。 6 . mp eg- 7 m p e g - 7建立一种多媒体内容描述接c 7 ( m u l t i m e d i a c o n t e n t d e s c r ip t i o n