交互媒体及其教学.doc

编号：徐州师范大学本科毕业生毕业论文题目 交互媒体及其教学系 别 计算机系专 业 应用专业年 级 2000级学生姓名 汪生楼完成时间：2003年6月8日交互媒体及其教学作者：汪生楼 指导教师：孟倩教授摘要随着计算机技术的迅速发展及其在教学领域中的广泛应用，计算机在教学中的积极作用引起了教育界乃至整个社会的高度重视，目前计算机的应用已逐渐深入到我国广大农村中小学，为了方便广大农村中小学教师能够全面了解掌握计算机在教学中的辅助作用，本文主要做了以下几方面工作：1、 简介计算机媒体构成及其特点；2、 介绍计算机辅助教学理论；3、 分析计算机辅助教学的基本原理；4、 归纳总结计算机辅助教学的构成模式、特点；5、 详细阐述计算机在教学中的交互作用；6、 分析比较传统教学模式与计算机辅助教学的优缺点；7、 给出计算机辅助教学案例；关键字计算机 媒体 辅助 教学AbstractWith the development of the computer technology and the uses in the teaching, more and more people have taken great recognition to the computers for teaching .Now the computers have come into use in the schools in the country .In order to master the use of the computer technology in the teaching for the teachers in the schools of the countryside .the pass text introduces something according to the following points.1. The introduces on the constitutive;2. The theory of teaching assistances of the computers;3. Construe the theory of teaching assistances of the computers;4. Summarize the pattern and the characteristics of teaching assistances of the computers;5. In detail introduce the interaction of the computer;6. Analyzing the advantage and defect of teaching tradition of the computers and teaching assistances of the computers;7. Giving some proper examples; Key WordsComputer Media Assistance Teaching目录引言5一、 计算机媒体6（一）、计算机的构成6（二）、计算机的特点及教学功能7二、 教师和计算机在教学中的作用7（一）、教师在教学中的作用8（二）、计算机在教学中的优势和不足9（三）、计算机和教师10三、 计算机辅助教学10（一） 什么是计算机辅助教学10（二） 计算机辅助教学产生的理论基础10（三） 计算机辅助教学的基本原理11（四） 计算机辅助教学的构成12（五） 计算机辅助教学模式 14（六） 计算机辅助教学的特点16四、 多媒体计算机及其在教学中的应用17（一）、多媒体教学环境17（二）、多媒体信息载体CDROM18（三）、利用CDROM进行教学形式18（四）、多媒体计算机辅助教学案例19五、 多媒体课件的分类及其开发21（一）、多媒体课件的分类21（二）、多媒体课件的开发23六、 小结29引言随着人类社会的不断发展，人类社会从农业经济时代，经历了发达的工业经济时代，双向现代的知识经济时代发展，知识经济是以知识为基础的经济，真正的生产资料将不再是以资金、设备和原材料为主，而是以人的知识为主。目前，知识经济最为突出的现象是信息技术的广泛应用。信息化已成为跨世纪的世界性潮流，加快推进信息化是世界各国普遍关注的焦点。信息社会的文明使知识的创造、存储、学习和利用方式发生了革命性的变化。音像影视技术、计算机技术、现代通信技术和人工智能技术在教育界领域的广泛应用，将完全改变“以课堂为中心，以书本为中心，以教师为中心”的传统教育模式，促使教育信息化成为一种必然。教育信息化是在国家统一规划和组织下，在教育领域广泛应用现代教育技术，深入开发、充分利用信息资源，加速实现教育现代化的进程。教育信息化在我国这样一个幅员辽阔、人口众多、劳动者素质较低的大国显得尤为紧迫和重要。随着知识经济时代的到来，现代教育技术在扩大教育供给、实施素质教育、提高教学质量和办学效益中扮演着更为重要的角色，教育信息化担负着神圣的历史使命。可以说，没有教育信息化就没有教育现代化，没有教育现代化就没有整个社会的现代化。每位教育工作者，无论他是否意识到，都将面临教育信息化的猛烈冲击和掌握新技术的巨大挑战。随着计算机技术的迅速发展及其在教育领域中的广泛应用，计算机在教育教学中的积极作用引起了教育界甚至整个社会的高度重视，特别是人类社会步入信息社会的今天，对人才的素质提出了新的要求。目前计算机的应用已逐渐延伸到我国广大农村中小学，然而现有我国农村中小教师对计算机的辅助教学缺乏深入了解，不能掌握计算机在教学中的辅助功能的应用，即使个别小城镇中小学许多教师在开始使用计算机进行辅助教学时，主要采用演示模式，在教师讲解的同时在课堂上用计算机演示一些微观现象或动态图形，或把抽象的内容形象化收到了良好的效果，这种演示是CAI的一种形式，但从主要方面来看，它并不反映CAI的根本特征，对于那些功能强、内容丰富的CAI课件，能够按照一定的学习理论为学生构造良好的学习环境，充分体现了CAI的交互性和个别化特点，学生学习可以脱离教师指导，此时计算机充当教师的角色，为方便广大农村中小学教师能够全面了解掌握计算机在教学中的辅助作用，使他们掌握教育技术理论、教学设计理论和知学习理论，熟悉各种教育工具的性能、特点和使用方法，从而提高他们的实际操作技能、媒体软件的编制技能，使之能够灵活应用于教学中。本文根据目前我国教育发展的需要，结合我国农村中小学教育教学的实际情况和计算机辅助教学的特点，不仅介绍计算机的构成、特点及其教学基本功能，而且在理论上对计算机辅助教学在教学中的积极作用，计算机辅助教学理论和方法作了系统分析，对计算机在教学中交互作用作了详细的论述、并结合实际给出教学案例，还介绍了常用的几种多媒体课件的功能、特点、及使用方法。一、 计算机媒体80年代中期，计算机飞速发展并成为重要的教学技术之一，作为一种高度交互的媒体，它在教育教学领域中正在发越来越大的作用。因此，我们需要对计算机有个初步的了解。（一） 计算机的构成计算机是一种能自动、高速、精确地完成各种数据的存储、处理与控制的电子设备。它的基本构成如图所示：输入装置 CPU运算器控制器主存储器输出装置一台计算机通常是由输入、输出装置，逻辑部件、控制部件以及主存储器等功能部件构成。这些部件通过系统传输总线连接起来，实现数据的传送和接收。1、 输入装置输入装置的任务是把原始数据、计算程序、控制指令送入计算机，是人和计算机或计算机与其他机器间的连接器。常用的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪等。2、 输出装置输出装置的任务是向计算机外部送出运算结果和计算机工作状态的信息。常用的输出装置有：显示屏、打印机和绘图仪、扬声器等。打印机和显示屏是计算机最重要的输出设备。3、 运算和逻辑部件运算和逻辑部件的任务是进行算术运算和逻辑运算。为了让计算机能自动地运算，首先要编写运算程序，然后通过输入设备按指令顺序把程序存放到存储器中。运算器在控制器的控制下，从程序的第一条指令开始，按顺序执行存储的程序，运算器从存储器中取出数据做算术运算或逻辑运算，并把运算结果又送往存储器。4、 控制器控制器的主要任务是使计算机能够自动地执行程序。控制器包括时钟电路和操作电路两部分。时钟电路用准确的节拍指挥计算机各个部分有秩序地工作。控制电路逐条解释指令并命令其他部分执行指令所规定的操作。指令是计算机用来控制各个部件协调动作的命令。运算器和控制器总称为计算机的中央处理器，简称CPU。5、 存储器存储器是计算机 存放数据和指令的装置，它能快速地把数据和指令提供给中央处理器进行解算。内存储器的容量有一定限制，常将内存放不下或运算中暂时不用的程序和数据存储到外存储器中。（二） 计算机的特点及教学功能1、 具有记忆存储信息的功能 计算机能够存储大量的教学信息，需要时，随时可以快速方便地提取出来，供教学使用。2、 具有逻辑判断的功能计算机能够对学生的学习反应迅速作出判断、评价，并能作出相应的决策。3、 具有高速、准确的运算功能计算机能对教学信息进行统计、分析，并能及时反馈结果。4、 具有自动运行的功能计算机可以按照预先编制的程序自动地工作，自动地执行教学设计的每一个步骤，有利于实现个别化教学。5、 具有及时接受输入和呈现输出信息的功能计算机借助键盘、鼠标可以随时输入来自教师和学生的反应信息，又能及时呈现要输出的反馈信息，是人机相互作用的有机系统。6、 教学单元小型化学习者可以频繁地中断输出的信息或开始新的教学活动。计算机是按照一定的指令来工作的，这一系列指令就是程序。它是以某种计算机能理解的语言编写的。程序要由专业人员和技术人员根据一定的需要来设计。在教学中运用计算机进行教学也需要精心设计一系列教学程序。计算机作为一种教学媒体与其他媒体相比，其所具有的功能以及它在教学中的作用，比其他任何一种媒体都更具重要意义。当今计算机不仅仅是教育的工具，更成为教育的一项重要内容。二、 教师和计算机在教学中的作用计算机辅助教学作为新的教育技术，在教育和教学中发挥了重要作用，在许多方面，计算机的作用是其它媒体不可取代的。首先从媒体适应教学的能力来看，计算机有很高的适应性。主要表现在它具有适应个别需要的能力，它能够接收学生的回答、评价学生的回答并提供及时的反馈，根据学生的回答情况来调节教学。在满足学生要求方面，它能较好地赢得注意和激发学生的学习积极性并能适应学习者的喜爱。在管理方面，CAI能够记录并报告学生的执行情况。这些是其它媒体所不及的。在产生逼真的映象和描述运动方面，由于多媒体的应用，已能取得与录像带和电视同样的效果。在产生动原的声音方面也有很好的效果。随着多媒体和计算机网络技术的迅速发展和广泛应用，计算机已经成为教师教学和学生学习的重要工具。因此，人们对CAI这种新的教学形式有了高度重视。为进一步了解CAI的作用及其特点，下面将分析计算机与人类的教师在教学过程中各有哪些作用及不足，以便更好理解CAI及其应用的正确理解。（一） 教师在教学中的作用在传统的课堂教学中，教师要完成许多任务。例如，计划学习的科目，评价和分配适当的学习材料，补充必要的学习资料，烦琐的管理，评价学生的进步以及具体的教学工作等。此外，教师还要适应各种学生的不同情况，进行有别于正常情况的教学，并用成熟和正确的举止和价值去影响学生，为学生提供一个优良的学习环境。1、 教师具有的能力在教学过程中，教师具有任何媒体不可替代的作用，主要表现在教师所具有的以下能力：（1） 作出计划的能力。有能力的教师，能充分了解学生和课程目标，在此基础上，计划和安排为满足这些目标的一系列活动。（2） 开发的能力。教师能开发出许多很有价值的教学材料，制作大批的教学游戏、模型，对许多特殊或困难的问题做出圆满的回答。但计算机不能预先没有准备的任何行为。（3） 建立与学生联系。教师与学生之间的联系是十分重要的。学生和教师可以通过各种联系，互相接收有价值的信息，这不仅推动了学习，而且也帮助学生学会处理与他人相处的方法。（4） 综合信息的能力。教师能够辨认和利用从各种渠道得到的信息。而CAI则很难具有这种综合能力。（5） 回答学生的询问。经常会看到教师对问题的回答仅仅是启发性的，不是把答案的全部内容一下子说出来，这很有价值。而计算机则不能，绝大多数计算机也不能辨认或给出合适的答案。（6） 有能力在行为和价值方面做出样板。在学生的一生中，教师是对他有最重要影响的因素之一。教师被看做权威和专家，学生很容易接受教师的思想和态度，并有意无意地加以模仿。（7） 有能力交流感情。当一个学生遇到困难时，教师能够给他们以精神上的鼓励，以调整其心理状态。计算机则无法实现。（8） 有能力同多个人组成的小组一起工作。这不仅有利于开展小组学习从经济角度考虑，也比一对一的合算。而计算机构成的CAI系统，一般只能同一个或两个学生一起工作。（9） 有能力督促学生的学习。教师可以寻找各种新颖的方法以激发学生的积极性。而计算机不能像优秀教师那样发出热情和友善，虽然许多学生喜欢使用计算机，但这种兴趣不能长久，因此，对CAI来说，它们的设计必须是相当有效。（10） 有能力适应变化着的要求。一个有作为的教师具有很强的灵活性。教师要利用各种机会调整课堂进度，以适应不可避免的事件的出现。而计算机则没有这种主观调节功能。2、 教师的不足如上所述，对教学中的许多事情教师可以完成得很好。但有些事情让教师去做就显得不十分有效，下面简要说明一下教师的局限性。（1） 用在个别学生身上的时间不够充分。因为一位教师是要面向一个班的学生，因此与每个学生个别接触的时间就很有限了。（2） 没有足够多的时间开发教学材料。教师的工作是相当繁忙的，每天都要花一定时间去分析学生的学习情况，开发必要的教学法补充材料和计划进一步的活动，经常做这样的工作，要花去大量的时间，以至使教师承受不了，不可能有时间去开发教学材料。（3） 有效地评定和追踪学生的成绩方面的困难。尤其是与不知疲倦的计算机相比，要教师去做评价和追踪学生的执行情况这伯事，实在是有些为难。（4） 不能客观地评价学生的成绩。要依靠教师的个人感觉来评价一个学生的成绩是很困难的，因为当教师评价学生时，往往会带有主观困素，不能完全客观地反映学生的成绩。（二） 计算机的优势和不足计算机进入课堂后，可以完成多种任务。例如，把计算机用于诊断学生的需要，传递教学材料，根据实际需要训练学生，将学生的回答分级，报告学生的成绩，模拟装有昂贵设备或有危险的实验等。当计算机配有适当的软件时，就可以将它用于教学，显示出它的优势。1、 计算机的优势（1） 执行速度快。目前，即使是微型计算机，每秒钟也能处理几百万条指令。虽然，人类自然语言的一条命令要由数百条计算机指令来完成，但计算机的高速工作，完全可以弥补这点。由于计算机的工作速度极快，计算和数据查询在几秒的时间内就能完成，使得这类问题变得非常简单。从速度上比较，人类教师是无法与计算机相比的。（2） 准确地工作。计算机从来不自作主张，自已不会犯错误。因为计算机只是简单地执行程序设计者提供的非常准确的指令序列，它还没不能力改变程序设计者提供的路径。（3） 收集和管理信息。计算机高速和准确的特点，使得它具有惊人的处理数字和字符的能力，因此成为记录、管理、报告课后学生成绩的极好设备。（4） 促进学生的学习。一般讲，计算机对许多学生是具有吸引力的，这种对学生的兴奋刺激，很容易将学生引导到要学的题目上。（5） 重复执行某项任务不会厌烦。因为它是机械的动作。（6） 能够较好地实现个别化教学和协作学习。只要有足够多的计算机并将这些计算机联网，配以丰富的CAI软件，教师可利用这些计算机进行多种形式的教学，学生也可根据自己的兴趣和需要进行个别化学习或利用计算机网络在更大的范围内与学习伙伴进行讨论，实现协作学习。（7） 能够提供丰富多彩的多媒体的学习资源，生动地表达学习内容，对学生产生多种刺激，有利于学习和记忆。（8） 能够展示通常情况下有危险或无法看到的现象，以及再现以往的过程。2、 计算机的局限性虽然计算机能够很好地完成许多工作，但它也有许多局限性，主要表现在：（1） 不能产生自发的回答。对学生提出的各种问题，不能进行灵活而圆满地回答。（2） 不能有效地与众多的学生同时工作。但大型计算机系统可以提供给许多学生使用，互联网的应用，会使这一问题得到较好地解决。（3） 不能示范一定类型的行为。无论如何，计算机无法像人类教师那样用成熟而高尚的行为去影响学生。（三） 计算机和教师从上面的分析可知，教师和计算机在解决老家中的问题时各具优势，两者既不能互相完全代替，也不能相相排斥，而是应该用一种新的方法把他们结合起来，尽量减少各自的不足，使两者的优势变得更加有效。这样就会成为一个高效的教学法系统。计算机可帮助教师完成许多工作，例如，在学生需要个别指导的场合，计算机能够提供一对一的指导；计算机可以完成教师没有时间去做的那些管理工作，如测试、分级、报告和课程安排等工作。还有那些善于发挥计算机优势的工作，都有可以交给计算机去完成，这样就使教师有更多的时间去处理更重要的教学工作，去做那些只有教师才能做好的那些事情。三、计算机辅助教学（一） 什么是计算机辅助教学从70年代中期起，计算机技术开始与教育相结合，产生了计算机辅助教学（CAI）、计算机管理教学（CMI）、计算机辅助教学管理（CAEM）。教育信息处理、教育信息数据库等也得到了蓬勃的发展。计算机辅助教学是将计算机所具有的特殊功能用于教学的一种教学形态，在教学活动中，利用计算机及技术传导教学过程中的信息，达到教育目的，完成教学任务。计算机直接介入教学过程，并承担教学中某些环节的任务，从而达到提高教学效果，减轻师生负担的目的。计算机辅助教学既是教学手段演进的必然结果，也是计算机科学与教育科学相互努力的结果，计算机应用到教学中，推动了教育技术发展。（二） 计算机辅助教学产生的理论基础1、 心理学基础以斯金纳的操作条件反射学说及程序教学为代表的经验主义学习理论，和以信息加工学习理论为代表的理性主义学习理论，两者间的相互认同点是计算机辅助教学产生的重要理论依据。（1） 斯金纳的程序教学与计算机辅助教学斯金纳主张对学生和行为给以积极的、及时的强化，将其作为程序教学的核心，并发明设计了程序教学机器。60年代末，莫尔等人的计算机辅助教学系统及计算机管理教学的发展，都建立在斯金纳的学习理论基础之上。（2） 信息加工学习理论与计算机辅助教学信息加工学习理论的基本观点是：学习是信息符号输入、加工编码、存贮、提取和应用的过程，是凭借信息在内部循环系统实现的。这一理论进入教育界，自地推进了计算机辅助教学的发展进程。2、 教育学基础计算机辅助教学的产生同美国杜威的“现代教育”思潮的流行密切相关。“现代教育”主张以学生为中心，尊重学生的需要，培养学生主动学习的能力等。这些基本观点为计算机辅助教学的产生与发展奠定了理论基础。另一方面，教育领域面临着“知识爆炸”、“人口爆炸”的挑战，计算机辅助教学在解决知识更新和扩大教育规模方面的尝试已取得初步成功。3、 信息论对计算机辅助教学的影响70年代，教育界开始用信息论原理研究教育问题，把教学过程看作是信息的获取、传递、加工、处理和输出的过程，是师生间的信息流动。这同计算机辅助教学过程的认识是一致的。（三） 计算机辅助教学的基本原理计算机辅助教学的研究始于20世纪50年代后期，当时人们只是从计算机的应用出发进行一些探讨。随着研究的不断深入，应用的不断推广，人们逐渐地形成了计算机辅助教学的概念。计算机辅助教学系统的设计思想和技术大致经历了两个阶段：第一阶段主要通过程序教学来进行，它是在美国新行为主义派斯金纳为代表的程序教学思想的基础上发展起来的，其主要原理有：（1） 积极反应原理。要求学习者自身在学习中积极地作出反应，如回答问题等。（2） 即时确认原理。对学习者的正确反应应给予即时的确认。（3） 小步子原理。为了减少错误的反应，应小步子前进。（4） 自定步速原理。认为学习者的个人差异只表现在前进的步速上。学习者应当按自已的能力调节学习速度。（5） 测验原理。即使学习者的学习速度不同，理想的程序应当保证学习者都达到测验的目标。斯金纳的程序学习理论，促进了人们对教学的进一步研究和对教材的仔细分析，特别是对个别施教原则的确定具有重要的意义。但是，这些理论和方法有一定的局限性，有时不利于培养学生的主动思维能力，目前完全利用这种方法编制的学习程序已经不多见了。 第二阶段是多媒体计算机辅助教学。随着计算机技术的发展，计算机辅助教学将以更加灵活、方便的形式出现。现代化多媒体系统是集声音、画面、文字显示等多种媒体于一身的系统，多媒体计算机系统具有人机交互功能，非常接近人类的交流方式，因此，发展迅速，应用广泛。（四） 计算机辅助教学的构成计算机辅助教学是由英文Computer Assisted Instruction翻译来的，简称CAI 。它是一种高级程序教学，是以计算机为主要媒体来进行教学活动的，CAI系统构成的基本要素是硬件、软件和课件，它们被称为CAI系统构成的三要素。1、 CAI硬件系统CAI硬件系统由三种设备群计算机系统、学习终端系统和数据通信系统组成。外存课件、学生文件主机1 选择，决定教学信息2 课件管理3 学生文件管理4 数据处理外存学习记录文件提示、输出设备教学信息解答、提问指令输入设备学生耳眼手口(1).计算机系统计算机系统是CAI硬件系统的构成中心。计算机以分时控制方式对连接在系统上的每个学习终端进行管理。（2）学习终端系统在CAI学习状态下，学生利用学习终端，在“人机对话”的过程中进行学习。学习终端主要由显示器和键盘两部分构成。（3）数据通信系统在CAI学习状态下，学习终端与计算机间的教学信息、控制信息、应答信息的传递是通过数据通信系统来实现的。2、 CAI软件系统CAI软件系统由三部分组成，如下表所示：CAI软件系统系统控制程序语言处理系统CA应用管理程序应用管理程序模拟语言CAI语言字符发生器监控程序学习终端控制程序CAI运行程序文件管理学习记录管理程序课件管理程序课件修改、编辑程序课件评价、分析程序教学策略评价、分析程序学习过程、学习结果评价、分析程序3、 CAI课件在CAI状态下，整个学习过程是通过学生与计算机之间交互式的“人机对话”展开的。在这个过程中，学生和计算机之间应不断地传递各种教学信息。课件是用以存贮、传递、交换、解释和处理这些教学信息的。CAI课件包含的内容如下所示：CAI课件教学信息评价测试教学策略系统学习评价会话式KP信息系统教学项目的提示，说明练习问题。学习问题形成测试总结测试学习特测试 （五）计算机辅助教学模式根据计算机辅助教学的目的和教学形态的不同，计算机辅助教学模式分为五种类型。1、 练习操练型计算机提供一系列练习给学生回答，计算机按程序进行应答处理，决定回答是否正确，同时提供信息反馈。下图是对练习、训练问题处理的控制流程图。到时间？错误？问题N+1问题N次数次数显示：“时间已到”给出答案提示显示：“回答是错误的”错误的“显示：“回答是错误的”错误的“回答是错提示给出答案案NONOYESYES2、 个别指导型 即对外别学生进行个别指导。通过人机交互会话来交流信息，实现教学过程的控制。为了编制CAI课件，必须设计在不同情况下与学习者对话的材料，同时考虑选定适合的学习进度的标准以及学习目标，然编入计算机中，使用权计算机模拟为一个辅导教师（即人工智能技术）。3、 问答咨询型这是一种对话式信息检索系统。计算机辅助教学系统采用具有人工智能的专家系统结构，由专家系统来进理解学生提出的问题，并作出相应的回答。下图所示为以检索方式进行提示，探索学习序列的学习。支援序列主学习序列提高、探索学习序列支援测试问题测试问题测试问题信息信息信息信息信息信息信息信息信息信息信息 4、 模拟游戏型模拟游戏型CAI学习形态基本目的在于提供了一种新的实验方法和手段，可以完成许多常规设备难以完成的实验。5、 问题求解型问题求解型计算机辅助教学是学生在计算机支持下，通过某种问题解决的过程实现一定内容学习的一种计算机辅助教学的学习形态。在这种学习形态下，首先将解决问题的全部思考过程装入教学程序中，通过教学程序的运行，学生在计算机的支持和引导下可以从不完全地求解问题直至问题的全部解决。问题N输入解题方法或运算式使用了规则？步骤妥当？显示：“解答方法是错误的”错误？显示：“解答方法是错误的”运行输出运行结果显示：“解答是正确的”问题NNOYESYESNOYESNO （六）计算机辅助教学的特点1、 交互性教学计算机辅助教学最突出的特点是在计算机与学生会话的过程中进行教学。如果没有交互作用，计算机媒体便谈不上教育性和经济性。2、 CAI有利于个别教学，可以做到因材施教CAI是按照以学生为主体的学习方式设计的，它允许学生按照自己的学习策略进行学习，允许学生在自己方便的时候学习。为实现以学生装为中心的教学法活动创造了环境，体现了人格化教学的思想。3、 提高学生学习的主动性、积极性，有利于发展学生的智能由于CAI系统具有信息量较大、画面生动、内容丰富、问题多样、即时反馈等特点，可以激发学生的学习兴趣，提高学习效率。4、 CAI教学有利于把教师从重复的劳动中解放出来学生装利用CAI课件进行学习，让学生自围绕教学目标，进行多次、反复、多种形式的练习，在练习中，CAI可以不倦地为学生辅导、评判作业、指出错误，既使学生巩固知识，也大大减轻了教师出题、阅卷、批改、答疑、统计等工作的劳动量，使教师可以把主要精力用于提高教学质量上。四、 多媒体计算机及其在教学中的应用（一） 、多媒体教学环境多媒体（Multimedia）辅助教学系统是在原CAI系统的基础上，增配声霸卡、视霸卡、CDROM和相关的外部设备及相应的应用软件形成的。由于该系统可利用激光视盘和大容量硬盘支持图像和声音的存储与再现，因此克服了原CAI系统存储量小，传输速度慢，只局限于处理文字、数据、图形，交互式对话手段简单等缺点，使学生通过该系统的操作环境，实现文字、数据、图像、声音、动画等多种信息的交互传递，获得声、像、文并茂的教学内容。多媒体CAI系统也是CAI系统实现网络化、智能化、综合化的基础。它具有以下特点：1、 集成性多媒体计算机技术把文字、图形、图像、视频图像、动画和声音等多种信息进行集成，也就是把计算机同音响、电视、通信技术结合在一起。系统具有处理信息的空间范围扩展和放大的能力。它不是对信号的简单记录与重复，而是通过对各种媒体信息的变换、加工，制作二维、三维动画，在时空四维空间中，自由展现各种动态图像，甚至通过时域的放大，揭示高速运动物体的真实面貌。这样大大丰富了信息的表现力，增强了动态效果。教学中，学生可以透视各种复杂的结构（包括宇宙和人体），揭示宏观和微观的奥秘，也可以从栩栩如生的实景中领略到身临其境的感受。2、 控制性多媒体计算机技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息，使之按用户的习惯显示在屏幕上。3、 交互性多媒体计算机技术利用图形交互界面和窗口交互操作，使人能通过十分友好的人机交互界面来操纵控制多媒体信息的显示。利用人机之间的交互功能，灵活调用声、像、文并茂的教学信息，激发学生的求知欲，增强对知识的认识和理解力。(二)多媒体信息载体CDROM利用多媒体计算机进行教学，不仅需要硬件环境，而且少不了计算机辅助教学软件。CDROM光盘是一种新型的、较为理想的软件形式。它的特点是：1、 具有很大的信息容量它可以存贮A4纸文本650000页，或高分辨率静止图像10000张，1/4屏动态图像4小时，或全屏动态图像72分钟，或立体声5小时。2、 存贮多媒体信息CDROM光盘可以存贮大量的文字、符号、语言、声音、图形、图像等信息，并能清晰地显示在计算机屏幕上，使学生感受到生动形象的感性素材。3、 友好的交互界面在 CDROM光盘中通常采用图标、按钮、菜单、关键字等作为交互界面，通过鼠标器、触摸屏操作，使人机交流十分方便。4、 非线性的信息组织结构CDROM 光盘与传统的文字教材、录音教材、录像教材的信息组织结构不同。后者的组织结构是线性的，即信息是单一的顺序编排的，而CDROM中的教学信息的组织方式采用超文本结构，即非线性结构，可以同时提供多种不同的选择，由教师或学生按自己的需要选择阅读顺序。（三）利用CDROM进行教学的形式利用CDROM光盘进行教学，主要有如下几种形式：1、 为教学资料在课堂上演示有些多媒体软件是一个体系完整的系列演示软件或片段性的小软件，主要用来解决教学中的难点、重点。在教学中，利用MPC系统和闭路电视系统等向学生展示图形、图画、动画和声音等。2、 于个别化学习这种学习可以在家中或多媒体计算机阅览室中进行。多媒体计算机是教学的中心和教学活动的组织者，多媒体教学软件的内容大多按章节分段组织，学生可按自己的要求独自进行系统地、逐步地学习，同时，计算机软件 中还提供多种形式的联系和考试，给学习者作出学习评价。3、 通过游戏进行探索和发现学习在CDROM光盘中，有许多内容是属于智能能游戏类。特别是汉语学习、外语学习和有关数学内容的光盘，大多是通过提供有趣的图像，让学生在做拼图游戏、寻找游戏、填充游戏中学习语文、外语和数学知识。而且对每一次游戏的结果都通过声音或图像给予反馈强化。由于是直接参与，学生可以在一种活泼轻松的环境下，通过自己的思考和竞争进行学习，激发起浓厚的学习兴趣并可取得十分有效的学习效果。（四） 媒体计算机辅助教学案例初中化学一氧化碳的教学案例：教师展示储存着CO的储气瓶，在简要介绍储气瓶原理后，做了四个演示实验：实验1：从瓶中取少量液体放入两支试管中，在一支试管中滴入少量紫色石蕊试液，另一支中滴入少量澄清石灰水，根据观察到的现象，学生得出结论；判定不是CO2。实验2：点燃气体。现象：能燃烧，呈蓝色火焰。学生得出结论：肯定不是O2。实验3：将一干燥烧杯罩在火焰上方，无水雾生成。学生得出结论：肯定不是H2。实验4：将澄清石灰水注入烧杯振荡后，罩在火焰上方，出现白色固体。问：说明该气体燃烧后生成什么气体？学生回答：CO2。讲述：这种燃烧后只生成唯一产物二氧化碳的气体，就是我们今天要学习的另一种碳的氧化物。导入新课：一氧化碳通过观察、思考，师生共同得出一氧化碳的性质。一、 物理性质1、色态：无色无味的气体。2、 密度：比空气略小。3、 溶解性：难溶于水。二、 化学性质根据一氧化碳燃烧后生成唯一产物二氧化碳，让学生上黑板写出一氧化碳燃烧的化学方程式。1、可燃性：2CO+O2点燃CO2演示实验：一氧化碳还原氧化铜CO具有：2、还原性：CUO+CO CUO+CO2这两个反应的实质是什么呢？电脑动画2CO+O2点燃2CO2CUO +CCU + CO2说明：CUO在反应中，氧原子被CO夺取，CO是还原剂，具有还原性。三、 毒性电脑录象讲述：有害气体的任意排放，破坏了人类赖以生存的自然环境，因此控制和防止CO对空气的污染，是我们每一个公民的责任。讨论：CO由于具有可燃性，在做还原CU的实验时，反应前、反应后在操作步骤上应注意哪些问题？如果我们不这样做，可能会有什么后果？四、 用途电脑录像五、 反馈练习1、比较CO和H2的性质。五、多媒体课件的分类及其开发（一）、多媒体课件的分类多媒体课件是一种用多媒体技术设计并开发的CAI教学软件。它是实现计算机辅助教学的一个重要因素。通常一个多媒体课件包括两方面的内容，其一是利用符号、语言、文字、声音、图形、图像、动画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。根据CAI课件的应用特点、构成特点、控制特点和学习形态的不同，CAI课件可以具有多种不同的分类方法。以教学法信息的产生、提示方法的不同为出发点，根据课件的制作特点，CAI课件可以分为框面型、自动生成型、数据库型和人工智能型等四种不同类型的课件。1、 框面型课件教学信息应答信息KP信息控制信息框面型课件运行时，面向学生显示的框面信息通常包括教学法信息、应答信息、KP信息和控制信息四部分，它是一种固定的显示形式，如图框面的构成。学习过程中，计算机首先向学生提示一定的教学信息。根据教学信息提示的内容和给定的应答信息进行诊断和评价，给出评价结果KP信息。随后计算机给出控制信息，告诉学生如何控制转向下一帧框面的学习。下图给出了框面及其框面信息显示实例：25W 60W 100W灯泡各一个，如图那样串接在一起，此时1、 25W的灯泡最亮？ 25W 60W 100W2、 60W的灯泡最亮？3、 100W的灯泡最亮？1 220V回答得很好，完全正确请按回车键，转向下一问题教学信息应答信息KP 信息控制信息2、 自动生成型课件这种类型的课件形式实现自动生成教学法信息的基本原理是随机数的应用。例如，用于小学生九九乘法表的练习训练型课件中，可以通过随机数来产生任意的两个数A和B，让学生对A乘B的结果进行应答，利用应答这样的方法，在教学法程序运行的过程中，计算机能不断地生成各种教学信息，并对学生的应答进行自动评价。自动生成型课件中各种信息的显示可采用框面型课件中的框面形式予以输出。从而向学生的显示效果来看，框面型课件与自动生成型课件两者似乎是一致的，但它们之间存在着质的区别。框面型课件中的教学信息，应答信息的诊断和评价是在课件的运行过程中由计算机从预置于课件的有关信息中选择得到的。而自动生成型课件则是在课件运行的过程中自动生成的。自动生成型课件的主要优点是不需要在学习程序中置入大量的教学信息。由于教学信息的自动生成使得学习程序大大缩短，所需的内存容量大大减少，这就给课件的设计、制作带来了很大的方便。3、 数据库型课件数据库型CAI课件是一种在数据库的支持下，学生通过“人机对话”的方式进行学习的课件形式。这种类型的课件中提示的教学信息主要由数据库来提供。教学信息的提示方法具有两种不同的形式。一种是计算机根据学生提出的要求提示出相应的教学信息。这是一种以学生为主体的检索式的学习方式。另一种是在课件的运行过程中，计算机根据教学目标的要求，自动地从数据库中选取一定的教学信息提示给学生。随后，以对学生装应答信息的诊断、评价结果决定相应的分支，并根据分支的要求从数据库中再取出某种信息提示给学生。数据库型CAI课件的主要优点是具有丰富的教学信息。教学信息的提示具有较大的灵活性，可以认为数据库提供的教学法信息是一种非固定式的。内容丰富的教材库不仅可以用于个别指导、练习训练等多种学习形态，也为学生自主式学习提供了重要的物质基础。4、 人工智能型课件人工智能型课件是一种使用智能计算机系统进行CAI学习的课件形式。人工智能CAI系统可以让学生装以生活中使用的自然语言与智能计算机间通过相互应答的形式进行学习。这种学习是以智能计算机对学生所输入的各种信息的完全理解为前提的。智能计算机不仅能解释学生给出的各种希望和问题，而且当这些希望和问题以日常的自然语言给出后，计算机还能有效地排除其中的某些不确定性成分，对学生的希望和问题作出准确的判别断。通过对学生学习情况、学习特点的识别、判断，人工智能型CAI系统可以生成或提示某种适合于学生学习的教学信息，还可以自动地探索、生成某种适合学生的新的教学策略，对学生学习过程实现有效的控制。建立人工智能型CAI系统不仅需要智能计算机、需要确立对CAI学习过程进行智能控制的方法和控制系统，还需要建立大量的数据库。这些数据库除内容丰富的教材库外，还应包括存放学习记录、学生特性、教学方法等各种资料的多个数据库。将多媒体课件进行归类是为了更好地认识、分析、比较、使用它们。也有不少多媒体课件发展的一个特征。不管如何，一个好的多媒体课件都须具有以下特性。1. 知识的准确性；2. 图、声、文的交互性；3. 画面的生动、形象、趣味性；4. 操作的灵活性（界面的友好性）；5. 网络性（能在网上运行）。（二） 多媒体课件的开发多媒体课件的开发是一项富有创造性的工作。它可以由大公司等专业部门操作，也可由学校教师自行承担。其工作流程大致如图所示：筹划与构思内容选题稿本设计脚本设计（屏幕设计）用多媒体创作工具集成课件调试课件成品采集、制作多媒体素材文本制作图形图像制作音乐声音制作 动画制作 视频制作1、 稿本设计由有经验的任课教师进行选材和筹划，根据教学规律创作稿本。设计思想应该是立足于为学生提供解决问题、探索知识的路径，而不光是知识的图解。稿本设计主要包括下面几个方面：（1） 内容设计内容是稿本设计的核心，是课件的实体。首先须正确无误，其次要选择表现教学内容所需的信息媒体的形式并给出所选信息媒体的播放顺序及控制方式。（2）交互设计交互性是多媒体课件的生命所在，交互的途径通过课件的“用户界面“得以实现。该界面首先必须告诉学生它有什么以及它能干什么，其次它必须给学生提供从所给出的选项中作出选择的方法。通常有超文本和热点的形式。A:超文本（Hypertext）。一个以文本为主的课件经常会用到超文本。采用超文本时，每个词都是“活的”当你选中它时，你就能马上看到含有该词的所有页并且可以直接跳转到其中任何一页上。你也可以把感兴趣的任何一个词或一段文章变成高亮度显示或者在页边加注释而不会影响其他读者。B：热点（Hotspot）。热点通常是屏幕上的一按钮或图片，当你选中它时它会有反应，例如，它会把你带入该课件的另一部分。热点也可能是看不见的，它们仅在屏幕光标形状改变的地方显露出来。另一种类型的热点是热文本（hottext），它是屏幕上的一个词或短语，其显示颜色与主文本的颜色不同以表明它是活的。热点常常使你能跳转到另一幅屏幕显示，这种动作被称为动态连接。下图是一些常用的可见热点：To findOut moreClick hereOK基本形状按钮复选框单选按钮热文本文本按钮（3）反馈设计课件设计者应该使课件具有跟踪学习者使用情况的能力，对学习者在学习过程中取得的成绩、遇到的困难都要进行及时反馈，表扬、鼓励或给予一定的帮助信息，反馈的方式有正反馈和错误反馈两种。2、 脚本设计由熟悉写作工具软件的专业人员根据设计稿本的内容及其所体现的教学思想，结合创意进行脚本设计（即屏幕设计）。脚本是制作课件的直接依据，这是一项繁琐而又细致的工作，比如对于文本，凡能标明字型字色的都有应尽量标明；对于图形，总图和根据需要而拆开的局部图，要分别绘制，图上要尽量注明线形线色，函数曲线要注明表达式；对于动画，要绘制出动画的初始状态，包括背景在内，对每个动画体要画出它