【毕业学位论文】（Word原稿）多媒体教育课件的研制-软件工程

多媒体教育课件的研制 第 1 页 共 13 页 1 多媒体教育课件的研制 陶根来（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011） 指导老师 : 吴隆才 摘 要 : 本文首先对多媒体教育课件在教育中的作用、发展情况 以及研究状况作了简略分析，然后说明了多媒体教育课件制作过程中的一般步骤，主要包括：脚本的设计、 素材的准备、工具的选择、以及教育课件制作过程中所用到的具体方法。 其中具体方法包括：选择课件中的各结点所对应的媒体、建立结构模型、场景的制作等，同时也谈到了多媒体教育课件制作过程的具体要求，强调了制作过程中关键内容 ，然后按照上 述理论知识具体制作了一个课件，具体谈到了脚本的设计、素材的准备（主要为一些图片和一组动画）、工具的选择（以兼容性很强的 主要工具） 以及具体的制作过程，并且对课件中的一些具体场景的制作和使用进行了说明，然后根据系统理论提出了课件结构的建模方法。 关键词 : 多媒体，课件，脚本，素材，教育，研制。 跨入 21 世纪，我们面临着一个崭新的时代。以计算机为核心的信息技术正给人类社会带来重大变革。它正改变人类的工作、生活和经济运作的方式，为今天的时代赋予新的面貌。这些变革对当今的教育也提出了新的要求， 也提供了新的方法和手段，由此推动了教学改革的深入。教学体制、教学内容和教学方法的改革是摆在我们面前的光荣而艰巨任务。计算机辅助教学 (经成为当前教学改革的一项重要内容。大力研究和推广 全面实现教育现代化有着十分重要的意义。 多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合，它是一种把文本、图形、图像、动画和声音等运载信息的媒体结合在一起，通过计算机进行综合处理和控制，在屏幕上将各个素材进行有机组合，并完成一系列随机交互性操作的信息技术。多媒体课件不仅形式多样，而且交互能力强，人们可以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。 多媒体教育课件的研制 第 2 页 共 13 页 2 较复杂的 件的开发，应由专业教师和软件开发人员合作来完成。专业教师编写脚本并准备素材，软件开发人员把脚本和准备好的素材在计算机上实现，并将结果反馈给专业教师，双方努力，共同修改，经过反复调试和修改完善，最终制作出满意的 件。因此，我们可以将 件的开发分成以下四个环节： 1 脚本的设计 所谓脚本是指多媒体课件的内容。 本的设计，涉及到教育学、心理学、认知心理学、美学等在 的应用。脚本的设计应由经验丰富的相关学科的教师完成，脚本所涉及的内容要全面 、系统、突出重点、难点，较难理解的问题一定要详细讲解，简单内容则一带而过。 传统的文字教材 (课本 )、录音教材、录像教材都是线性的，即信息是按单一的顺序编排的。因此，传统的 件采用的也是线性结构，在使用时需要按照程序设计的顺序使用，所以它限制了学生的思维方式和知识的获取。而多媒体技术以及超文本超链接技术的出现，使得在多媒体课件设计时可以采用树形结构和网状结构，这种结构的每一个结点 (界面每一屏的内容 )，组成多媒体课件的基本单位，存放在结点内的信息单元称为素材，其内容可以是文本、图形、图像、影像或声音，也可 以是多媒体信息的组合。在这种结构中结点和结点的联系称为链，链也是多媒体课件的基本单位，形式上是一个结点指向另一个结点的指针，本质上链表示不同结点中存放信息间的联系，因为信息间的联系是丰富多彩的，因此链也是复杂多样的，有单向链 ( )、 双向链 ( )等等。因此，在使用此类多媒体课件时，学生根据操作界面的提示，随意浏览课件所包含的内容，即使浏览学习的内容的跨度很大，课件也能容易地链接到用户指定的内容，学生学习起来非常方便。 1 2 素材的准备 素材的准备包括结点背景音 乐的准备、背景图片的准备、根据课件内容的要求所作的配音、根据课件内容的要求所作的动画以及相关的视频内容。这些素材有的可以在光盘中直接获得，有的则必须自己亲手制作，通常需要做的工作有文本的录入、图形、图像的扫描与处理、动画的制作、音频、视频信息的录制与处理。丰富多彩的素材能很大程度地提高多媒体课件的可读性、可视性。很多学生在学习时存在着惰性，在多媒体课件中可以利多媒体教育课件的研制 第 3 页 共 13 页 3 用声音、动画、图像等多媒体信息给予学生多种多样的外部刺激，使学生进入最佳的心理状态，发挥其潜在的能力，充分调动学生个体的积极性。 3 工具的选择 素材 收集制作完成后，就要利用多媒体制作工具进行加工，把各类素材进行编辑、调试，最后打包成独立的可执行文件，形成课件。多媒体制作工具是指能集成处理和统一管理文本、图形、图像、视频、音频等多媒体信息，并使之能根据用户的要求生成多媒体应用软件的编辑工具。目前，市场上可选的这类工具很多，常见的有国外的 司的 司的 列；国内的主要有武汉 汉声公司的洪图；北大方正的奥思；北大青鸟工程研制开发的 金山公司推出的 ，应本着经济、高效的原则，选择合适的工具，我们这里简单介绍以下三种： 是 司开发的基于页面的创作工具。这种创作工具将应用系统的内存看成一本多媒体书，这本书的每一页上可以包括文字、图片、图像、语音、音乐、动画、视频等多媒体数据，这些数据可以视为对象，这些对象能够直接向其它对象发送信息或从其它对象接收信息。各页以及各个对象之间通过一种叫 还提供一种 打包程序，可以将所有文件、程序、动态链接库及其它对象组装成包生成安装程序，并且可以脱离 行。此工具适用于编写制作电子书、百科全书以及教学型课件。 是 司开发的基于流程的创作工具。这种创作工具用流程图的方法安排课件的流程。流程由很多图标 (成，图标可以是单一的，也可以是复合的。单一图标对应一个媒体对象 (图像、音乐、动画等 )。复合图标又称为组图标，组图标由单一图标或其 它组图标构成。每个图标都有响应的含义，如显示图标通常用来显示文字、图形或一幅图像；视频图标可用于加入一段影像；声音图标可用于加入一段声音或音乐； 移动图标用于设计简单的二维动画等。其具有弹性的流程控制及直接的编程能力，提供给设计多媒体教育课件的研制 第 4 页 共 13 页 4 人员一个完整的编辑环境 (面向对象的图形编辑环境 )。在进行课件制作时，设计人员根据需要用鼠标把相应图标拖放到流程图中，大体上就可以完成课件的设计工作。各图标之间利用导航移动图标及变量和函数进行超级链接。它还提供 能将制作的内容打包成可执行文件，并且可以脱离 境下运行。此工具使用于编写制作交互性较强的多媒体课件、课堂演示、测试题目以及对话式教学课件。 也是 司开发的基于时序的创作工具。这种创作工具把各种媒体对象(图形、图像、音乐、语音、按钮、视频、调色板等 )看成登台演出的角色，并为它们提供一个舞台，每个角色都有自己出场的起始时间和表演的持续时间。各个角色可以分别出场，也可以同时出场。同一时刻舞台上的画面被称为帧，一幅幅连续的帧构成完整的动画。为实现人机交互，它通常提供一种叫 描述语 言，用来控制演示的顺序、声音和图形的传递、建立超文本链接等。制成的影片可以打包成独立的可执行文件，并且可以脱离 境下运行。此工具使用于制作二维动画、电影以及课堂演示等课件。 除了以上介绍的三种创作工具外，还可以采用 司的 各种多媒体资源进行系统集成，还可以采用 二维动画进行制作和播放。为了美化界面、丰富内容，还可以采用 3软件制作三维动画。课件的背景画面还可以采用 行美化处理。 3 4 课件的制作 根据脚本，按章节用相应的多媒体创作工具对内容进行制作和实现。这要求制作者具有扎实的制作课件相关的知识，原理描述要准确、恰当，并且有一定的美学基础。制作的图形、动画美观实用。为此要做好以下工作： 理选择与设计教学媒体 这就是根据内容、目标分析结果和各类媒体的特点，选用已有的教学媒体资源或设计的教学媒体资源，并且把它们作为素材安排在不同的结点上，如表 1 所示： 多媒体教育课件的研制 第 5 页 共 13 页 5 表 1 课件各结点与媒体对应表 素 材 结点 文本 图形 动画 视频 声音 . 多媒体信息有机组合，形成优化的教学结构 根据系统理论，系统 (课件 )是由要素 (素材 )组成的，要素 (素材 )之间的相互联系形成系统 (课件 )结构，不同的结构会产生不同的功能，在系统 (课件 )中把多媒体信息做优化组合，建立结点 链结构模型， 使系统 (课件 )的结构发挥最佳的功能，实现预期的教学效果。 4 立结构模型 多媒体 课件的结构是由结点和链组成的，我们可以利用布尔矩阵和有向图来描述和分析课件的结构模型： (1) 布尔矩阵表示各个结点之间的关系，规定两结点之间存在联系时，用“ 1”表示，不存在联系时，用“ 0”表示，这种矩阵称为邻接矩阵。 (2) 不用邻接矩阵可用向量图来表示，把课件中各结点用圆表示，把存在联系的两结点之间，用 有 箭头的线段表示，称为关系矢量，矢量的方向即联系的方向。 (3) 把邻接矩阵中，一列元素者为“ 0”时所对应的结点定位成系统 (课件 )的起始端。 (4) 把邻接矩阵中，一行元素者为“ 0”时所对应的结点定位成系统 (课件 )的结束端。 (5) 邻接矩阵的行和列经适当的调整，调整后不改变系统 (课件 )的整体结构，通过适当的矩阵变换后，可以把系统 (课件 )的层次结构显示出来。 以一个包含 5 个结点的系统 (课件 )为例，其邻接矩阵表示如图 1 所示，此邻接矩阵所对应的有向图如图 2 所示。该系统 (课件 )起始端为结点 束端为结点 多媒体教育课件的研制 第 6 页 共 13 页 6 图 1 结点邻接矩阵 图 2 向量图 幕设计 （ 1）设计整体外观，包括背景的颜色、字体的格式、以及使用者界面的方式等 。 （ 2）设计每一屏内所包含的概要内容，分出镜头脚本。 （ 3）设计每一屏内的分布图，并确定个别使用的视听素材。 5 制作实例 计原则 这个课件是为了用计算机辅助简谐振动这一课的教学而设计的。本着教学设计的原则，我认为不能孤立地为课件而设计课件，而应该站在系统的高度去设计它。比如：作为整个简谐振动这一节课的教学内容，哪些内容放在课件中设计表现？哪些用传统的媒体手段进行表现？它们之间如何融合？这些都是需要认真思考的。那种将教学内容整个电子化的课件设计方法是不可取的，整个教学过程全是“人机交流”而缺少必 要的学生之间以及学生与老师之间交流的课件设计是不符合教育规律的。 要实现学习过程中学生真正的“意义构建”，情景的构建是很重要的。 用多媒体课件多媒体教育课件的研制 第 7 页 共 13 页 7 去实现传统媒体手段不容易实现的构建，是设计多媒体课件的一个重要的原则。以学生为主体的教学和学习过程应是交互的、可控制的，因而交互性和进程可控制性是设计课件时要充分考虑的两个特性，这样设计出的课件也使教师能灵活控制整个教学过程。直线型、缺乏交互的课件内容不符合学习者的认知规律。 通过对课本知识的详细阅 读，知道了“简谐振动”这一概念是本节课的重点、难点，并且是用其典型例子 弹簧振子来进行阐述的，弹簧振子在振动过程中， 除 弹力、加速度、速度、回复力等的大小 外 ，方向改变也是难点，学生不容易明白，为使学生更直观、更深刻、更容易的掌握该知识，故制作了这个课件。 本的设计 本节课的教学目标是使学生初步了解机械振动以及简谐运动这两个概念。主要通过典型例子 弹簧振子加以分析。由于初学者对什么是机械振动以及简谐振动这一概念很陌生，因此本节课从带学生认识日常生活中的一些例子入手，从而使学生对机械振动作整体把握 ，然后帮助学生对弹簧振子的运动规律进行分析，主要包括位移、速度、回复力、加速度等，再通过一组小测试来达到对弹簧振子运动规律的理解，以便知晓学生对本节课重点、难点内容的掌握情况，然后进行强化训练，最后进行小结。 件素材的准备 课件素材是课件的基础，是整体课件的组成元素，这些元素实际上就是外部现实世界事物以不同媒体形式的一种表现，文本、图片、图像、动画、音频、视频是这些媒体形式在以计算机为主的多媒体技术中的具体表现。我所制作的课件主要设计了三种素材：弹簧振子运动的静态图、弹簧振子运动规律的分析、弹簧振 子运动的动态视频，前两个是我亲手做的，第三个是一组动画媒体，主要包括：弹簧振子运动过程中，回复力、加速度、速度等物理量的大小、方向随位移改变而改变的规律。我还下载了一些背景图片放入课件中。 具的选择 功能十分强大的多媒体课件设计工具，它基本能实现我们教学设计的思想。但由于 动画图标不容易实现，我下载了一个弹簧振子的动画。 同一个公司的产品，兼容性非常好， 功能强大且容易操作、生成的多媒体教育课件的研制 第 8 页 共 13 页 8 目标文件小、技术发展很有情景的一 种网络动画制作工具，利用它我们可以方便地设计课件的动画素材。于是我选择了 一软件作为主要工具。 5 体制作 景的制作 对与课件来说，场景是其重要的组成部分，场景规划的恰当 与 否，对课件来说至关重要，下面来说一说本课件的场景设置： 说明：括号中的为其相对应的结点。 件的各结点与媒体对应表 结点 文本 图形 动画 图像 声音 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 说明：表中“ 1”表示该结点具有该列表头所列性质 “ 0”表示不具有 多媒体教育课件的研制 第 9 页 共 13 页 9 立结构模型 图 3 为布尔矩阵有向图 图 4 为向量图 要场景的制作和使用说明： 图 5 场景 场） 说明：场景 场），本界面出现后，点击鼠标左键将出现右边的欢迎语和小箭头，再点击小箭头返回目录界面。 多媒体教育课件的研制 第 10 页 共 13 页 10 图 6 场景 7 场景 明：场景 处于静止，用鼠标左键点击第二个弹簧振子上的手，第二个弹簧振子开始左右振动，然后依次点击屏幕上的“回复力”、“加速度”、“速度”等将出现相应的弹簧振子左右振动且伴随所示物理量的变化，按左上角的“继续”返回目录界面。 图 8 场景 媒体教育课件的研制 第 11 页 共 13 页 11 说明：场景 要利用了 交互性，起初本界面测试区除第一个空显示答案键外全部为空白。如点击该按键，该按键将会出现答案，按键会移至第二个提问区，依次点击，依次出现，直至点完返回目录界面。 图 9 场景 明：场景 要利用了 交互性。在练习区的第一个空格中，如果答案正确将会出现“正确！你好棒啊！”；如果错误，将会出现“错！继续努力！”，然后单击鼠标左键进入第二空的回 答。 除以上界面外，其他界面都可以通过点击鼠标左键或界面上所示按钮进行操作，