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文档简介

1、多媒体技术在物理教学中的应用摘 要:本文通 过实例着重论述了多媒体在物理教学中的优越 性,多媒 体教学改变了传统的教学模式、教学 方法,促进教育思想、教 育观念的转变。为我 们实施物理新课程改革提供了必要的技术根底。本 文同时阐述了多媒体教学的局限性及应注意的几个问题和解决的方法。关键词:多媒体 物理教学应用 问题解决随着现代科学技术在社会各个领域的广泛应用,以电脑和网络技术 为核心的现代科学技术正在对人类的学习方式、工作方式乃至生活方式 带来巨大的变革。多媒体电脑和网络技术是教育现代化的技术根底。多 媒体辅助教学以其灵活、生动、形象、鲜 明的文字、声音、图 形和动画 等丰富多彩的表现形式,使

2、教 学内容化难为易、化静为动、化抽象为具 体、化微观为宏观,有助 于学生掌握重点,突破难点,启迪 思维,激发 兴趣,进而稳固知识,开展能力和提高素质。多媒 体技术应用于中学物 理教学,将对物理教学质量的提高产生巨大的影响,它不 仅可以改变传 统的教学模式、教学方法,而且可以促进教育思想、教育观念的转变。 通过人机交互,信息共享,不仅可以大大拓展教师和学生的视野,而且 有利于培养学生的创造性思维,提高学生获取信息、处理信息的能力。在注重对学生 实施素质教育和新课程改 革的今天,这 显得尤其重要。下 面就物理学科 如何利用学校现有的多媒 体设备,应用多媒体技术进行教 学谈 谈自 己的 看法 及 做

3、法 。一、 多媒体技术在物理教学中的优越 性教育 手段现代 化的有效性,是教师探索 课堂教 育方法、手段的方向。 要在 40分钟的课堂教学中提高教 学的效益,进行高密度、高容量的教 学,多媒 体的应用 势在必 行。因此 ,在中学物理课 堂教学中应用多媒体 进行辅助教学 ,让多媒体在物理教学中 表达最 正确效果和物理教育的特 色,从而培养 学生的思维能力不断向高 层次开展。物理 课程的内容较为抽象,教师在传授知识的 过程中如何做到形象 生动,有效 的激 发学 生学 习物 理的 兴趣,是每 位物 理教 师在 教 学实 践中 时常思索的问 题,而多媒体在物理教学 中的应用能 较好地解决这个难 题。1

4、、多媒体技术在 物理实验教学中的应 用直观教学 是物理教 学中最 重要的原 那么之一,在 物理根底 知识领域, 大量的物理现 象都可以直接或间接地感 知。物理 模型的建立,物理 情景 的想象,特 别是 动态过程 各物理量 之间存在的 关系,是中 学生学习 物理 遇到的巨大障 碍之一,物理实验是让 学生获得感性认识的最好手段,但 常常遇到以下几方面的缺乏: 可见度低,重点不突出; 许多实验 使用仪器设备 较多,需要进行 解释,分散了学生的 注意力,冲淡了主题; 不少 物理 情景 无 法在 物理 实验 室完 成 例 :卫 星发 射、 原子弹 爆炸 等; 有些现象,发生时间短暂,无法看清如碰撞过程中

5、的形变 和恢复等 ; 许多物理量 在实验中 不是连 续可调的 ,且 处理数 据繁 琐; 大量的实验由于实验 器材限制 , 学生 无法 自己动手 。采用多媒 体技术进行教学,可放 大、突出实验 重点,模拟 物理情景; 使教学内容形 象化, 表现 手段多样 化,创造了一个 生动活泼 的教学气氛, 使物理教学突 出了物理过程的“动 感,促使 了教 学从静态 描述向 动态 描述的发 展,通过 多媒体电脑的动 画模拟,可以弥 补教学挂 图、模型等 静止不动的缺 陷,也 可弥 补电影、电视 录像等 不可 随意重复 ,交互 性差 的缺乏,经过 多媒 体电脑 的处理,可以 将录像、影片中 发生 在瞬间 的图

6、像,根据 教学的需 要放大 ,使学生 观察的更为方便 。还可以 将发生 在瞬 间的 快速动作 变成间断、缓 慢的 图像,使 学生 更清楚地观察 到动态 变化 过程 ,从 而促 进物 理 教学 从静 态描 述向 动 态描 述的 转变 。2、多媒体技术在物理 课堂教学中的应用多媒 体技 术的 应用 ,还拓 宽了 课堂 信息 量,减 轻学 生课 外负 担 ,由于电脑系统可 以存储和处理大 量信息,教 学软 件易实现资源共享,课 堂 上教师利用适当的教学软件对课堂中的 板书、图片和习题等进行合理安 排,能制 作出 字体 标准、图片 精美 、题量 丰富 的课件,它不 仅能给 学生 以美的陶冶,同时 减少

7、板 书书写时间,增 加了课堂教学的容 量。让学生 在多媒体电脑 上模拟实验,完成练习, 展示各组实 验数据和学习成果, 不仅培养了学 生应用多媒体和电脑研究 物理过程的 能力,而且能让电脑 及时反响信息 ,师生及时 交流,变家庭作业为课堂 作业,减轻了学 生的 课业 负担 。从以上可 以看出,应 用好多媒 体教育技 术,能在 一定 程度上消 除学 生听课造成的 疲劳和紧张,使学 生在 良好的状态下做到自主、积极 地学 习,也就能够造成教学内 容的指向和集中,它不仅提高了学生学习兴趣, 而且有利于突 破教学重点、难点,有利 于提高课堂 教学的质量和效率。 因此,将多媒 体技术应用在物理教学中 ,

8、有着明显 的优越性。二、多媒体技术在物理 教学中的具体应用为了 帮助 学生 更好 地 掌握 物理 规律,建立 物理 情景,理解 各物 理量 之间 的内 在关 系,假 设用“ Authorware 、“ Photoshop 、“ 3D Max、 “ Power point “ 几何 画板和“ Flash 等多 媒体 制作 软件 自制 教 学课件,它 们有的能展示物理量之间的关系,学 生通过上 机操作能在主 动探索中找到 物理规律,有的能够突破 一堂课 或某个习题中的一两个难 点,还 有的 那么是 将各 种图 片、文 字、动 画、视频、声音 等媒 体组织 在一 起, 大大 增加 教学 密度, 提高

9、 课堂 效率 。1、多媒体物理课 件在电学教学中的应 用例如,真空 中电 场强 度的 大小 及方 向,电 势的 上下 都无 法用 仪 器直 接进 行测 量,中 学实 验室 中只 能用 等效 模拟的 方法 作等 势面,且只 能测 非常 有限 的几 个点 :真空 中电 场强 度方 面的实 验在 平时 的教 学 中是 一片 空白,而点 电荷 在周 围空 间产 生的 电场、及电 势分 布情 况又 是 教学 中的 一个 重点 和难 点, 为了帮 助学 生正 确理 解本课 内容 ,在 “ Authorware 平台 上开 发的 课件? 点电 荷的 电场 与电 势?可以 用电 脑为 媒体 模拟 进行 实验

10、,它 可以 任意 移动检 验电 荷的 位置 ,改变 电量 的大 小;任 意改 变产 生电 场的 两点 电荷 的 位置 及电 量如调 整成等 量异 种电 荷或 等 量同 种电 荷,也可 以是 一个 点电荷 产生 的电 场,随时 显示 检验 电荷 所 在处 的电 场强 度大 小,方 向 用有 向线 段表 示,电势 的高 低,及 其它 的准 确数 据,填补 了中 学物 理教学 中“ 电场 强度 无实 验的 空白 。学 生可以 在课 件中 独立 地进 行探 索、研究、验证 点电 荷的电 场电 势分 布情 况。不 仅能 在图 中非 常形 象地 表达出 场强 大小 和方 向,及 电势 上下 、正负,对 它

11、们 进行 了定 性的 说明 。而 且通过 左边 给出 的 U、E、r 等数 据,能非 常准 确 地知 道各 点的 场强 、电势 的大 小,测量 迅 速、准确 ,便于 进行 定量 研究。2、多媒体 物理 课件在 力 学教学中的应 用为了 上好 初中 物理“ 船闸 一节,通过多 媒体 演示 了制 作的“ 船闸 课件 :上游的 远行 轮船从 远方 向我 们驶 来,越来越 近,向学 生提出 :“船 是怎 样通 过大 坝的 ? 在学 生思 考后,通 过显 示屏 让船 从上 游向下 游运 行,此 时学 生清 晰地 看到 船从 上游 驶往 下游的 过程 中,闸 室内 的水 位变 化情 况、上下 游阀 门、闸

12、 门的 开关 情况 ,水从 上游 流进 闸室 ,使闸 室中 水面 与上 游相 平,船从上 游驶 入闸 室等。 然后 演示 船从 下游 向上游 行驶。 过去 这堂 课学 生只 能 通过 教师 单纯 的理 论分析 ,而无法 用演 示或实 验向 学生 展示 船闸 把河 水 拦住 ,提 高上 游水 位的景 象及 船从 上游 驶往下 游、 或从 下游 驶往 上游 的 全过 程,学 生难 以建 立阀 门、闸 门的 开关 秩序 及与 水位 的关 系。由 于使 用多 媒体 辅助 教学,解决 了课 堂教 学中 学 生不 易理 解,实验 无法 完成 ,幻灯 、挂 图等 其它 媒体难 以代 替的 问题 ,模拟 情况

13、 真实 、直 观,学生 在学习 过程 中表 现出 极 大的 兴趣 ,大大提 高了课 堂效 率。在过 去的 教学 中,分 析“船 渡河 运动问 题,通 常靠 教师 分析 ,而 学生 对具 体物 理情 境 难以 想象,理解 起来 不太 容易,我们 同样 可以 利用 几何画板制作CAI课件,模拟 船渡河运动:设V为水流速度,V2为船的 静水速度,为V与V的夹角,将V、V和设置为独立的变量。在 教学中,可以 先演示当水流速度为0,船的静水速度为V2时和当船的静 水速度为0,水流 速度为V1时船的运动情况。对学生提出设问:当水 流 速度为Vi,船的静水速度为V2, V2与Vi的夹角为时,船的行驶方向如

14、何?然后再模 拟船 的运动 情况 。最后, 教师可 以改 变 ,让 学生观 察, 当 为何 值时 ,船 最 快到 达对 岸? 为 何 值时 ,船 到达 对岸 的 距离 最 短?通过这一 系列的多媒体辅 助教 学活 动,既可以 使学 生对 船渡河的物 理情 境有深刻 的了解,又稳固 了平行四 边形法那么的 应用。在“自由落体 课件中可 以模 拟书本的 闪光照 相,任意 调整频闪时 间,“拍 摄出 小球 所在 位置“照 片,让学 生读取数 据,也 可以 让电 脑帮助测量出 20组数据,从 而求 出重力加速 度的 数值。3、多媒体物理课件在 光学教学中的应用在教 学高 中物理? 波的干 预?一课 时

15、,本人利 用被誉为 动画制作大 师的“ 3D Max制作两列水波相干预的动画:荷叶上两只青蛙同时跳入 水中 ,引起两 列水 波相干 预的 情景 ,然后,以 此来导入 新课,从而 引起 学生 对这堂课 的兴趣。接着, 讲解波的 叠加, 由于 波的 叠加 是个难点, 学生 对具体的 叠加过程模糊不 清,为此 我专门 设计一个教学 课件来 演示 两列 波的 叠加 规律 ,来化 解难 点、突破 重点。具体 演示 内容 如下:两列正弦 波相 对传 播两 列波 的波 长、振 幅、初相 都设 置成 可变 化 的,当 改变 各个 参数 时,叠加情 况相 应的 发生 改变。在演示 前对 学生 提出 设问, 并列

16、 于黑 板:在 两列 波叠 加的 区域 中,各 个质 点的 总位 移有 什 么变 化? 与两 列波 引起 位移 变 化的 关系 如何 ?当 两 列波 的频 率相 同时 ,振动 最强 的区域与振动 最弱的区域相互间隔,如何变化 ?从而激起学生的探索欲 望,使 学生 更能 仔细 观察 波的 叠加 现象。课件 中还 可以 设置 任 意多 个波 源,放在任意位置时演示周围波的叠加 情况,学生 可以从中进行探索, 发现书本没有 介绍的某些规律,这样 既培养了学生观察的能力,又培 养 了学 生的 思维 能力 。?凸透镜成像?规律 是光学中最重要的内容之一,虽 然学生能从实 验中得出物距 在不同区间时的成像

17、性质 ,但实 验中无法直观地显示出光 线传播的路径 ,焦点位置 ,虚像的 准确位置;难以 演示焦距或物距连续 变化时,像的 大小 、位置 变化的动 态情景,许多学 生对成像规律仅是死 记硬 背,而 无法 上升 到理 论上 的理 解。而 本人 利用 几何 画板 制作 CAI 课 件?凸 透镜 成像 规律 及应 用?在“ 名词 解 释部 分中,交互 采 用热 区方 式,只 要学 生用 鼠标 指到 凸透 镜、光 心、焦点、主轴、三条 特 殊光 线等 部位,便能自 动进行解释,通过闪烁能 加深学生印 象。在“成像规律 局部 中, 能从 图象 中 描述 出物 体、 像以 及 焦距 之间 的一 一对 应

18、的关 系。 当物距、焦距 、透镜位置任意 调整时, 可看到像移 动连续变 化的情 景。 图中将最重要 的内容:物体、像、透镜、焦点 的位 置显示出 来,从图 中 能看到光路图,看到 当物 距或焦距 改变时,平行 主光轴的 光和经光 心的 光线是如何变 化的,从而 能理解成 像规律;课件 中能显示 和比拟物 体移 动速度与像移 动速度之间的关 系;能显 示放大率随 物距变化 的关系 图 线,及像 距随物距 变化的关系图线 ,直观地看出成 像规律;是 实验 和理 论联系的较理 想的桥梁。学生 在实验基 础上,通过 课件的演 示,对成像 有更 高层 次的 理解。在“应 用中 的“照 相机局部,通过

19、视频文 件将 调焦过程中图 像由不清晰到清 晰的过程 播放出来,形 象生动,有如 身临 其境 。在复 习课 中本 人用 课件?棱 镜与 玻璃 砖?模拟 实验 比直 接用 实 验器 材做 演示 实验 有如 下 优点 :1、能 将光 在空 气及 介质 内部 的线 路直 接 表示 出来 。能 显示 当入射 光发生连续的 变化时其它光线 的变化情 景,直观性 强。 2、可以对 介质 的折 射率 连续 任意 调 整。 便于 研究 折射 率对其 他物 理量 的影 响。 3、各 入射角、折射 角、反射角 、临界角的数 值能直 接显示,便于 研究定 量关 系。4、平 行玻璃砖 的厚度、三棱 镜的形状可任意 改

20、变,便 于学生进行 探索 。利用多媒 体教学软件的强大的 动画功能 ,模拟 功能及有 关外部设备 大屏幕显示 器、液 晶投 影仪等可以 解决许多常 规手段难 以表达、难 以再现或可见 度低的实验。如本人 利用多媒体的“放大作用 ,演示物 体的微小形变,链式反响、a散射实验等;利用多媒体的“缩小作用, 模拟 日食 、月 食的 形 成, 人造 卫星 的运 行 等, 还可 利用 “慢 放作 用, 来模拟碰撞过 程中的压缩、形变、复原,像的 动态变化 等。这 些画 面清 晰、直观 并且 可以瞬间定格、重复 播放,既减 少了教师 的劳动强度 ,又 使学 生理 解快 、记 忆 深刻 。三、应 用多媒体 技

21、术应注意解决的几 个问题1 、 教育观念的更 新多媒 体在 课堂教学 中所发 挥的 作用 与教师的教 育思想和 教学观念 是分不开的。传 统的 教本 加粉笔,已 经满 足不了信 息化社会 以开展 人的 智力、创造 力为 主要目标 的教育模 式,应 将以教师 为中心的 教学观 念转 变为以学生为 学习主人的 教学 观念。多媒体技 术正逐渐向更 加以学 生为 中心的学习方 法转移,具体表 现为各种 形式的 个别 化学习稳 定性增 长。 为学 生创 造最 有利 的 信息 环境,教给 学生 获取 和加 工信 息的 能 力,是 信 息时代教师教 学工作的主要任 务。如 果不能更 新观念、改 变传统教 学

22、模 式,仍 然抱 着应 试教 育的 观念,先进 的教 育技 术的 运用 不仅 不 会提 高教 学效 益,而 且还 会导 致教 育资 源的 浪费,更只 能成 为应 试教 育 的工 具和 奴隶 。2 、克服多媒体教 学的局限性利用 多媒 体辅 助教 学有许 多的 优越 性,但不能 削弱 教师 在课 堂上的 作用 ,多媒体 设备 毕竟是 机器 ,它只能 起到辅 助教 学的作用 ,它没 有感 情,无法 替代 教师 的形体 语言 ,如教师 利用多 媒体 进行教学 ,学生 只注 意大 屏幕 ,看不见 教师的 活动 ,教师的 教与学 生的 学易别离 ,使教 师的 主导 作用 退化 为解 说员的作用。我们 知

23、道 ,教学 过程 不仅 是学 生学 习知 识的 过程 ,更 是师 生情感 交流 和沟 通的 过 程,因而 ,这 样离 开 了师 生交 流的 教学 显然 是失 败 的。而直 观教 具能 够以直 接的 具体 事物 给 予学 生较 强的 感性 认识,任何 媒体 都具 有自 己独 特的功 能特 性和 应用 优势,它 们 在教 学过 程中 相辅 相成,互为 补充 。如在实验 课教 学中,但凡能够 让学 生做 的实 验,本 人都 让学 生动 手做,学生 的实 验技 能的 培养 还 必须 由物 理实 验来 完成 ,只 有 学生 亲自 动手 实验 ,亲身 参与 实验 ,才 能 形成 能力。 本人 认为:多媒

24、体技 术虽 然能“ 模拟各 种实 验,“展 示各 种物 理现 象,但是 ,它缺 乏真 实性 ,很难使 人信 服。利用多 媒体课件 模拟代 替一 切可 以用 传统 方法 进行的物理 实验,就违 背了 认知 规律,只有 恰当 地结合两 者,将其 作为 物理过 程的 再现 、结 果 的分 析、规律 的总 结才能 取得 好的 教学 效果 。此 外 ,多 媒体 技术 应用 的目的 ,是 为了 提高 教学效 率, 它不 能成 为一 种花 架 子,一种 摆设 ,一 堂 课也 并非 使用 的越 多 越好 ,如 果一 个内 容,一个 简单的 实验 就能 完成 ,几句 话就 能理 解,便 不应 该兴 师动 众地

25、搬来 许多 多 媒体 设备 。教师 在制 作课 件时 也应注 意讲 究实 效,过 分的 追求 美观 、花 俏,会 分散 学生 的注 意力,对教 学不 利,不 能为 了使 用某 一 CAI 软件 而抛 弃自 己的 教学 特色 ,成 为教学 软件 的奴 隶 ;而 应尽 可能 的编 制、使 用符 合自 己教 学个 性的 教学 软 件。此外 ,所 有制 作 过课 件的 一线 教师 都知道 ,制 作一 个好 的课 件并 非 易事 ,特 别是 对于 非电脑 专业 的教 师而 言更是 如 此。有时 ,为了 制作 一幅 动画 就要 花一 两 个小 时, 对于 一个 完 好的 课件, 构思 、收 集资 料、制

26、作,往往 需要 一周 的时间 。而 事实 上中 学教师 本来 就比 较辛 苦,在课件 上消 耗的 精力 过多,势必 影响 在教 学上 投放的 精力, 真是 得不 偿失。最主 要的 是我 们必 须有 务实的 态度,制作 课件 时不 一定 要追 求完 整、美观 ,只要 到达 教学 目的 即 可。有时 仅仅 一个 动画就 能够 呈现 一个 物理 过程 、说明 一个 物理 概念 、表达 一条 物理规律 。有些 课件 难以 制作 的部 分,可 以用 小实 验来 代替 ,效果 也会 很好 。这 样 就大 大减 轻了 我们 的工 作量。例如,在教 学“压 强应用 这节 课时,本 人利 用多媒体课件展示一组漫

27、画动画,题目 是“红军 应该怎么办?描 述的 是当年红军过 草地时,有几位红军战士不小心陷入沼泽 地里,正在下沉, 情况万分危急。“请你为红军战士出主意,如何营救他们?设计这样 紧扣学生心弦的问题情境,把学 生带入物理情景中,让大 家都积极主动 地为红军战士出主意,想方法,促使学生的发散思维进一步开展,从而 培养了学生运用物理知识解决实际问题的能力。这样,即突 破了本节课 的教学难点,又把学生巧妙地引向“主动、探究、合作之路。因此, 多媒体技术课件的制作,要重视实效,才有课堂教学的高效。在使用多媒体课件进行教学时,电脑 离大屏幕不宜太远使用笔记 本电脑比拟方便,假 设是台式电脑可以加长鼠标线,

28、教师 应站在大屏 幕与讲台之间,这样,一方面教师可以及时掌握课堂上学生的动态,采 取相应的措施引导学生进入最正确学习状态;另一方面教师可以通过自 己旺盛的精力、良好 的情趣、富 有表现力的体态语言和目光的接触来激 发学生的学习热情,从而克服多媒体教学存在的许多弊端。例如,在教 学初三物理?滑动变阻器?一课时,初学 者对“滑动变 阻器的滑片移动能改变阻值和接线柱的连接方法难以弄懂。在教学中, 应根据学生的认知规律和心理反响信息,教师要用形体语言和目光接触 来激发学生的学习热情,然后 让学生观察、触摸滑动变阻器实物,使之 对滑动变阻器的构造有了初步了解,接着 进行实验演示,让学 生感知滑 动变阻器

29、的作用,再借助电脑课件,通过动画模拟,使学生弄懂原理, 从而解决“滑片的移动是怎样改变阻值、应怎样正确连接滑动变阻器 这两个教学难点。反之,势必造成因缺乏真实的感知支持和情感支持而 导致认知障碍,影响教学效果。当前,我国新一轮课程改革的核心问题是学生“学习方式的变革。 使多媒体课件具备互动化功能是解决这个问题的一个途径。目前各中学 都把多媒体教室与电脑房相互隔离开,如果能将两者有机结合在一起, 把课件设计成 每一个学生都可以使用的互动结构,从课件设计的思想和 结构上解决因材施教的难点。让学生上课时可以人人上机操作,通过课 件屏幕上显示的多处超级链接、提示 和按钮等,可以 随时进入不同的学 习内

30、容和学习层次,围绕 主题进行“按 需分配式的独立学习,这样才 能为学生的自主学习和开放性学习敞开时间、空间、理念和技术大门。 这是使用多媒体电脑课件教学中实现学生学习方式根本变革的首要关 键环节。现在,许多教师设计的电脑课件,都是 完整的一节课。该课 件的使 用、课堂 的展开、教学内容的处理、教学方法和手段的取舍,完全遵循 个人 的思 路和 风格。共享 性较 差。解 决这 一问 题的 有效 途径 之 一是 走课 件设计积件化 的道路,即不是 将课件设 计成完整的 “节课件 的形 式, 而是根据各知 识点的特点、难点 和疑 点,发现 学生身心开展 过程中 存在 的问题,分 析学生的 能力、方法、

31、情感 领域的达成 度和困惑,采取“ 各 个击 破的 方针,设 计出 一个、一个 的“ 课件 模块 积件 ,存于 校 园网、有关局域网 或互联网上 ,形成课件的“积件 库 资料 库,实 现制作成果的 资源共享。教师 可以根据 自己教学的 具体需要 任意调 用, 只要经过简单 的组装,就可 以创造出 有自己特 点和风格的完整课件,供 实践使用。这样 还能够促 使教师博 取众长,更新 观念和迅 速掌握信 息技 术, 提高 素质 。3、重视教学资料 的收集和整理有了现代 教学设备,就可 以利 用多媒体 技术教学,而 教学效果 的好 坏就与平时资 料的收集情况有 着密切的 关系。资料 的收集应 立足于

32、平 时,资料 可以 是图片、电视录 像、动画文 件、视频 文件、声音 文件等等, 对于图片、录 像等,可通过扫 描仪、数 码相机、非 线性编辑 机等处 理, 转换成一 个数据文件存放在电 脑中供我 们使用。录像资 料的收集可 以通 过收录有关电 视节目,也可 以自己拍 摄一些物 理现象,实 验操作过 程等 录像 资料, 通过 处理 转换 成电 脑可 以识 别 处理 的视 频文 件。除了录 像外, 我们还能直接收集市面上出售的各种有关物理学科的CAI课件,用于课 堂教学中。有了 各种的资料素材,怎样才能将它们组织在一块?当然这 得通过软件的 编制实现。软件的编制实际上就是对课堂教学过程的组 织, 目前 常用 的多 媒 体编 制软 件有 “ Autho

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