现代教育技术课件第4章多媒体环境下的教与学

第4章多媒体环境下的教与学,学习目标,1.能说出计算机辅助教学的概念，并能分析计算机辅助教学的基本模式。2.能够将多媒体教学软件设计理论灵活运用于日常教学课件制作过程中。,教学内容,1.多媒体教学环境概述2.计算机辅助教育3.多媒体教学软件的设计与开发,一多媒体教学,多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。多媒体教学通常指的是计算机多媒体教学，是通过计算机实现的多种媒体组合，具有交互性、集成性、可控性等特点。,多媒体教学系统,根据不同的教学需要和应用方式，多媒体教学系统可以概括为四种主要形式：多媒体教学演示教室多媒体计算机网络教室现代教学资源中心与电子阅览室校园网,多媒体教学环境,多媒体教学环境分为三类：“课堂教学模式”、“个别化自主式模式”“远程教育模式”,一般认为，多媒体技术是指把文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体的信息通过计算机进行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。多媒体技术涉及计算机硬件、软件和图像处理、信号处理、人工智能、网络和通信等等广泛的技术领域。,多媒体技术,多媒体技术的主要特点:集成性、交互性和多样性其中交互性也是多媒体技术与电视、电影等单向信息提供手段的主要区别。在多媒体教学中，通常将用于执行教学任务的多媒体软件称为多媒体课件（MultimediaCourseware），简称课件。,多媒体技术,超文本（Hypertext），就是一种用计算机来实现连接课件中相关页面的结构。在超文本结构中，除了文字链接以外，还可以对图像、视频、声音等多媒体信息进行链接，从而出现了超媒体(Hypermedia)的概念。超媒体超文本(Hypertext)+多媒体（Multimedia）。,超文本和超媒体,超媒体(HyperMedia),超媒体是超文本与多媒体的结合。是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合。用户不仅能从一个文本跳到另一个文本，而且可以激活一段声音，显示一个图形图像，也可以播放一段影片。超文本可引用链接其它不同类型(内含声音、图片、动画)的文件，这些具有多媒体操作的超文本，称为超媒体(HyperMedia)，意指多媒体超文本(MultimediaHypertext)，即以多媒体的方式呈现相关文件信息。,流媒体指的是一类采用流式传输方式在网络上播放的媒体格式。流媒体的数据流随时传送随时播放（边下载边播放），极大地减少用户等待的时间。目前市场上主流的流媒体技术有：RealNetworks公司的RealMedia。Microsoft公司的WindowsMedia。Apple公司的QuickTime。对应的采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。,流媒体,Microsoft,微软的ASF(AdvancedStreamFormat)。这类文件的后缀是.asf和.wmv，与它对应的播放器是微软公司的“MediaPlayer”。用户可以将图形、声音和动画数据组合成一个ASF格式的文件，也可以将其他格式的视频和音频转换为ASF格式，而且用户还可以通过声卡和视频捕获卡将诸如麦克风、录像机等外设的数据保存为ASF格式。,RealNetworks,RealNetworks公司的RealMedia，它包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件。其中RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据，RealVideo用来传输不间断的视频数据，RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司联合推出的一种高压缩比的动画格式，这类文件的后缀是.rm，文件对应的播放器是“RealPlayer”。,Apple,苹果公司的QuickTime。这类文件扩展名通常是.mov，它所对应的播放器是QuickTime。此外，MPEG、AVI、DVI、SWF等都是适用于流媒体技术的文件格式。,二计算机辅助教育,计算机辅助教育(ComputerBasedEducation,简称CBE)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方方面面。早在20世纪80年代中期，国际信息处理协会(IFIP)组织对53项计算机应用课题发展前途的评选中，计算机在教育领域的应用就名列第六位。,CBE,计算机辅助教育包括以下几方面：计算机辅助教学CAI计算机管理教学CMI计算机辅助学校行政管理MIS(ManagementInformationSystem)计算机教学InstructionofComputer计算机支持的学习资源CSLR(ComputerSupportedLearningResources),计算机辅助教学,计算机辅助教学技术是一种新的教育技术，被认为是人类教育史上继文字出现、学校创立、活字印刷之后的第四次革命。它代表着一种新的教学思想与教学方式，反映了一所学校教学手段现代化的程度。,计算机辅助教学,CAI(ComputerAssistedInstruction)是计算机辅助教育中的重要组成部分，是教师为了提高教学效果和效率，利用以计算机为中心的丰富的教学资源，改进传统教学，或为学生提供一个学习环境，使学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式。,CMI(ComputerManagedInstruction)计算机管理教学是以计算机为主要处理手段进行的教学管理活动。广义上，则认为CMI就是计算机在学校管理中的各项应用，包括教学管理、学校行政管理、学校其它资源管理等等。狭义上，认为CMI就是利用计算机指导整个教学过程的教学管理系统，它的功能包括管理教学计划和教学资源，以及帮助教师构造测验和评分等；,计算机管理教学,计算机辅助教育行政管理,收集和汇总各种行政管理信息(如财政、教师档案、学生档案、资源物资状况等)，存放在相应数据库中，以备学校和各级教育行政部门的工作人员查询或相上级领导作出报告；提供有关教育工作的计划、管理、调度、规划等方面的建议和决策分析等。它是计算机在学校教育中应用最早的领域之一。计算机辅助教育行政管理的许多功能与一般事业单位的行政管理并没有很大的差别，因此可以借用企事业的事务管理系统。,计算机教学,是以计算机为对象的教学活动，包括计算机结构、原理、编程、操作以及应用技巧。信息时代向教育提出的一个重要任务就是要使未来的人都能应用计算机，并具有一定的计算机文化修养，80年代初，人们把它称之为计算机文化(ComputerLiteracy)。具体的说，计算机文化可以归纳为一下几个主要方面：普及计算机常识，使学生具有较强的计算机意识，一定的计算机应用能力和程序设计能力。,传统教学过程,教师根据教学目的、任务和学生身心发展的特点，通过指导学生有目的、有计划地掌握系统的文化科学基础知识和基本技能，发展学生智力和体力，形成科学世界观及培养道德品质、发展个性的过程。,传统教学系统,关键：反馈及时,CAI的基本原理,综合各类相关学科的理论，结合教学目的，编制CAI的计算机程序，计算机在程序的控制下通过输出设备向学习者呈现各种信息，通过输入设备接收学习者输入的各种信息，并对输入信息进行判断处理，根据判断结果进行转移和提供针对性的提示信息，使得学习者在人机交互过程中获得所需要的知识。,CAI的教学过程,CAI的教学过程是由教师通过计算机辅导和学生通过计算机独立学习所组成的互动式双边活动过程。多数形式的CAI教学可大致分为五个阶段：,kkk,关键：课件的设计，教学方法的体现,计算机辅助教学模式,教学模式是在一定的教育思想指导下建立的比较典型、稳定的教学程序或构型。从不同角度可以对教学模式作不同的分类。例如，教学论学者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、合作模式、研究模式等五种。这5种模式自上向下模式构成一个顺序发展的序列，在该序列中学生的学习主动性逐渐增强，而教师的主导性则逐渐减弱。,基于教学论的教学模式,CAI的模式,计算机辅助教学的模式也称信息化教学模式，就是利用计算机进行教学活动的方式。CAI的教学策略、教学目的不同，采用的教学方式也不同。信息化教学模式的一个分类框架（祝智庭，1996）,计算机辅助教学模式,该框架将计算机辅助教学模式分为以下四大类：客观主义个体主义（教师为中心-个别化）；：建构主义个体主义（学生为中心-个别化）；：建构主义集体主义（学生为中心-集体化）；：客观主义集体主义（教师为中心-集体化）。第类是最为基本的教学模式，下面对它进行讨论。,常见的CAI基本教学模式,(1)操练与练习(2)个别指导(3)教学测验（计算机辅助测试CAT）(4)教学模拟(5)问题解答(6)教学游戏,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它途径学会了的。优点：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。,(1)操练与练习,图操练与练习：小学加法运算,是通过大量的术语与事实间的重复对比联系，帮助学生建立起与有关事物之间联系的联想记忆和某些规律的快速记忆。例如，词汇的书写与其意义的联想；国名、首都、地理位置、特征之间的联想等等。,操练,操练型课件例1,地理知识自测系统,请指出以下各市中哪个是山东的省会？（A）长春（B）济南（C）南京（D）西安？B很好！,练习,通过一系列问题，让学生一方面建立知识的联想联系，另一方面还要具有掌握在何时应用何种知识、做何种决定的能力，形成一种习惯性的过程性技能。例如，算术中多位数乘法的运算，除了必须记住乘法口诀外，还要判断如何列式对位、错位相加等等。通过反复练习，学生从解题过程的各个角度得到了训练，了解和掌握了全面的技能技巧。,练习型课件举例,例小学四则运算,小学四则运算练习1.加法2.减法3.乘法4.除法0.退出请输入运算序号(1,2,3,4或0):1,23+24=?47做对了38+53=?81计算有误,再试一次。38+53=?91这次对了，学习就是要讲究认真二字。45.5+67.5=?103计算有误,再试一次。45.5+67.5=?123很遗憾,又错了,答案是113.别灰心,继续做下面的练习.50.5+96.5=?,也称指导型，它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或技能。通常将教学内容划分成一些较小的教学单元，每个单元只讲授一个概念或知识点。在每个教学单元的教学中，计算机先在屏幕上讲解概念、知识或技能，然后向学生提问并检查他们的掌握情况。每隔若干个教学单元或学习结束时，计算机就针对所学过的内容来提问，这相当于平时的单元复习或总复习检查。优点：(1)学生参与程度高；(2)有利于个别化教学的开展；(3)教学效率高。,(2)个别指导,“个别指导”例1：学习英语单词,下面学习单词ENOUGH的用法A名词例(1)Ihavehadenough,thankyou!(2)Enoughhasbeensaid.B形容词例(3)Ididnthaveenoughtime.(4)Haveyoumoneyenoughforthedictionary?C副词例(5)Isthisgoodenough?(6)Haveyouplayenough?请在看清用法后按ENTER键开始做练习。,指出下列句子中ENOUGH的词类1.名词2.形容词3.副词(请键入选择词类前的编号)(1)Areyouwarmenough?3很好,请做下一个练习(按ENTER键),例1学习英语单词,(3)教学测验,计算机辅助测验(ComputerBasedTesting，简称CBT)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试卷、联机测验或自动阅卷、测验数据分析。测验分成主观性测验（包括口试、写作、翻译、回答问题等）和客观性测验（又称标准化测试(考试)，通常采用是非题、多项选择题、匹配题等形式）两类。,(4)教学模拟,模拟是指在控制条件下用模型对真实现象进行模仿。计算机模拟又叫计算机仿真,是利用计算机构成一种模拟实验环境,用以探索未知的客观规律。类型：演示模拟、操作模拟、过程模拟、模拟训练器、经验/遭遇模拟等。,演示模拟,教师把计算机充当挂图和电视屏幕，通过向学生演示各种图像、动画、图表和描述进行教学活动。,操作模拟（实验仿真）,用计算机和课件构造模拟的实验环境，让学生进行模拟的实验操作，使其熟练掌握某些操作技能，用来代替或加强传统的实验手段，即所谓的“仿真实验”。这种类型的课件往往用于培训学习者的实际操作能力。,适合于模拟的实验：,花费太昂贵的实验在常规条件下难以实现的实验具有一定的危险性的实验,过程模拟,在操作模拟的基础上，让学生经历整个模拟的实验过程或研究过程。学生要根据自己原有知识结构和所学理论提出猜想与假设，做好“实验”的准备与设计，然后进行一次又一次的模拟操作，在模拟过程中观察各种操作实验的结果，进行总结归纳，从而“发现”其规律。,模拟训练器,模拟训练器把计算机模拟软件、操作器和传感器结合在一起，十分类似于实际的设备，让学生进行危险的或是花费昂贵的操作训练。这种模拟已在许多专门技能的训练中得到应用。,经验/遭遇模拟,为学生提供处理他们不熟悉事件的办法和经验。比如：经商模拟，医疗模拟.,大富翁游戏,(5)问题解决,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。问题求解给学生提供创造性解决问题的机会，通过解决问题的过程来应用、检验和精炼已经掌握了的概念和知识。问题求解模式的两种实施方法：特定的问题求解。工具性问题求解。,(6)教学游戏,以游戏的形式呈现教学内容，产生一种带有竞争性的潜在的学习环境，从而激发学生积极参与，起到“寓教于乐”的作用。与一般的电子游戏类似，教学游戏通常都有一套明确的规则，具有竞争性，最后一定有赢家和输家。多数教学游戏是为了锻炼学生的决策能力而设计的，学生会尽可能应用所学的知识寻求取胜的策略。,选择CAI模式原则一,考虑课件所要达到的教学目标。如果课件的目标是传授概念、规则、原理等(数学中定义、公理、公式、定理)，宜采用操作练习模式（类似小黑板）；如果课件的目标是培养学生解决某类问题的能力，则可采用模拟观察或问题求解模式。,选择CAI模式原则二,考虑课件所要表达的教学内容,对于不同特征的教学内容应采用不同的教学方式，选择与其相适宜的CAI模式，这样可收到较好的教学效果。例如要观看立体图形的各个面有关线在不同位置的相互关系，就可以选用模拟观察模式。,选择CAI模式原则三,考虑学习对象的特征。年龄、认知结构、知识水平等因素。,三、多媒体教学软件的设计,多媒体教学软件的设计制作通常包括有需求分析、脚本编写、软件结构设计、多媒体素材的采集与制作、样品的制作、测试、评估等步骤。多媒体教学软件的开发需要在现代教育思想和教育理论的指导下，做好设计工作，并在教学实践中反复使用，不断修改，才能使开发的多媒体教学软件符合教学规律，取得良好的教学效果。一般的，多媒体教学软件的设计包括两大部分的工作，即软件的教学设计和软件的系统设计。,1.多媒体教学软件的教学设计,多媒体教学软件的教学设计，就是要应用系统科学的观点和方法，按照教学目标和教学对象的特点，合理地选择和设计教学媒体信息，并在系统中有机地组合，形成优化的教学系统结构。它包括如下基本工作：教学目标与教学内容的确定、学习者特征的分析、媒体信息的选择、知识结构的设计、诊断评价的设计等。,A.分析确定教学目标,教学目标是指希望通过教学过程，使学生在认知、情感和行为上发生变化的描述。教学目标是教学活动的导向，是学习评价的依据。确定教学目标，是教学设计的首要工作，也是其他设计工作的基础。,A.分析及确定教学内容,加涅(R.M.Gagne)根据学生的智力活动特点，根据学习水平的高低以及学习内容的复杂程度，将学习分为辨别、具体概念学习、定义性概念学习、规则学习和高级规则学习。从学生不同的智力活动特点出发，我们将学习分成三大类：知识学习、技能学习、解决问题学习。,B.学习者特征的分析,分析学习者的特征是指了解学习者的学习准备情况及其特点的活动，它为后续的教学设计工作提供重要的依据。分析学习者从事该学习产生影响的心理、生理和社会的特点。分析学习者对从事特定的学科内容的学习已经具备的有关知识与技能的基础，以及对有关学习内容的认识与态度，即确定学习者的初始能力和教学起点。,C.媒体信息的选择,在多媒体教学软件设计中进行媒体信息的选择，首先是要明确媒体的使用目标是什么，接着通过分析各种媒体类型的特点，根据教学目标和内容的需要选定能实现媒体使用目标的各种媒体。,D.知识结构的设计,确定知识点之间的关系与联系。分为：并列结构，层次结构，网状结构等。进行知识结构的设计，要注意遵守以下几项原则：体现知识内容的关系体现学科教学的规律体现知识结构的功能,E.诊断评价的设计,在教学过程中，除了呈现知识内容、演示一些过程现象、进行举例说明以外，当教学进行到一定程度时还应提出一些问题，以供学习者思考，并通过小测验的形式学生的学习效果进行评价，找出不足，同时也可以对新知识的理解加以强化。在多媒体计算机辅助教学中，为了进行诊断评价，问题的设计是必不可少的。诊断评价可以设计成游戏形式或问题问答形式，一般应包括提问、应答、反馈三部分。,2.多媒体教学软件的系统设计,根据表现的教学内容，这些帧面又分为封面、扉页、菜单、内容、说明（帮助）、封底6个部分。（1）封面：运行多媒体CAI课件时出现的第一幅框面，一般呈现了制作单位的名称或课件的总名称（如普通物理等），常以几秒钟的视频动画形式表现。（2）扉页：封面后的下一个框面，常呈现课件的名称（如力的三要素），一般由一个框面组成。（3）菜单：就像一本书的目录，供学习者选择学习内容之用。可以有多处菜单存在。（4）内容：这是课件的主要框面部分，呈现教学内容。（5）说明（帮助）：为了帮助使用者使用课件，课件中应该设计一些提供如何使用课件帮助信息的框面。（6）封底：最后是制作课件的人员名单框面。,2.多媒体教学软件的系统设计,系统结构与功能的设计封面导言的设计屏幕界面的设计交互方式的设计导航策略的设计,A.系统结构与功能的设计,设计软件的封面与导言确定软件的菜单组成与形式划分教学单元并确定每个教学单元的知识点构成设计屏幕的风格与基本组成确定屏幕内各要素的跳转关系确定屏幕与屏幕之间的跳转关系确定屏幕向主菜单或子菜单的返回确定屏幕向结束的跳转关系,B.封面导言的类型,介绍型封面导言：常用于年龄层次、文化层次、计算机技能都较低的使用者的课件中。信息获取型封面导言：在课件中属于数据输入部分，可以快速而准确地采集信息，涉及到大量的数据元素，这种导言的设计以“填充表格”为特征，同时也提供必要的线索，使新用户轻松而准确地输入信息。序言型封面导言：通常以简单的语言和文字引导使用者进入课件所创设的意境和学习环境中，重在创设气氛和激发情感。,封面导言的设计方法,遵循的最基本和最重要的原则就是简单、明了、清晰。（1）根据不同类型的课件选择不同类型的封面导言;（2）针对不同类型封面导言，适当选择和有机组合各种媒体信息;（3）根据主要使用对象的特征合理设计导言。,C.屏幕界面的设计,尽可能使用统一模版、风格尽量统一；屏幕界面的色彩搭配符合视学心理；使用的图标、按钮尽可能通俗易懂；多种媒体在屏幕上要搭配合理、有序；提供明确的导航，方便用户使用。,D.交互方式的设计,人机交互是指人与计算机之间使用某种对话手段，以一定交互方式，为完成确定任务而进行的人机之间信息交换的过程。人机交互方式是指人机之间交互信息的组织形式或语言方式，又称对话方式、交互技术等。目前常用的人机交互方式有：问答式对话、菜单技术、命令语言、填表技术、查询语言、自然语言、图形方式及直接操纵等。,E.导航策略的设计,由于多媒体CAI课件信息结构复杂和信息量大，易产生迷失路径，会使学习者增加不必要的认知负载。特别是超媒体类的CAI课件既发挥超媒体的作用和特长，又便于学习者主动地、创新地进行学习，同时又要减少