多媒体计算机辅助教学(王)

1、现代教育技术王满华 副教授浙江师范大学教育学院第5章 多媒体计算机辅助教学 学习目的1.了解计算机辅助教学、多媒体技术、课件及其相关概念。2.了解计算机辅助教学的根本方式及其特点。3. 熟习课件开发的步骤，学会多媒体课件制造的根本方法。4.了解多媒体素材获取、编辑，以及素材集成的根本方法与常用工具。5. 了解智能计算机辅助教学系统的根本构造。6.了解人工智能教育运用的运用领域与当前动向。 5.1 计算机的教育运用 Computer Based Education缩写，是计算机技术在教育领域中运用的统称。从计算机运用的功能上分 计算机辅助教学(CAI)：Computer Assisted Ins

2、truction缩写，指用计算机协助或替代教师执行部分教学义务，传送教学信息，对学生教授知识和训练技艺，直接为学生效力。计算机管理教学(CMT)：Computer Management Instruction缩写，利用计算机进展教育、教学行政管理。计算机辅助检验(CBT)：Computer Based Test缩写，利用计算机辅助检验教 学活动的效果。5.1.1计算机辅助教育CBE计算机辅助教育CBE)计算机辅助教学 (CAI)计算机管理教学 (CMI)计算机辅助检验 (CBT)CBE与各分支的关系学习计算机(Learn about computer)。即把计算机作为学习对象，内容包括计算机的

3、根底知识、根本技艺及其对社会的影响等三部分。用计算机学习(Learn with computer)。即学生可以把计算机作为学习工具，主要包括用计算机来完成获取和保管信息、处置和交流处置等义务。从计算机学习(Learn from computer)。即教师把计算机作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、管理教学与辅助备课等任务。 从运用对象上分3L方式计算机作为辅导者 (Tutor)，进展教学和管理任务。计算机作为被辅导者 (Tutee)，学生经过编程使计算机完成一定的义务，以此实现并检验学生的解题思绪并培营养析问题的才干。计算机作为工具 (Tool)，学生运用工具软件如文字处置、电子表格或

4、数据库等进展学习。从计算机的作用上分3T方式CBE始于1958年：IBM教小学生二进制的CAI系统IBM650第一阶段5070年代末研讨实验阶段：典型系统伊里斯大学的PLATO系统；计算机教程公司CBE教程公司。第二阶段70年代后期80年代末开发运用阶段：70年代中期微机出现；Apple2机的运用。第三阶段90年代迅速开展阶段： 被列为重要的现代教育资源；成为师范院校的必修课。计算机辅助教育的产生和开展多媒体技术 是指把文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体的信息经过计算机进展交互式综合处置的技术。即经过计算机，用多种媒体手段来存储、传播和处置信息的技术。涉及到计算机硬件、软件和图像处置、信号

5、处置、人工智能、网络和通讯等等广泛的技术领域。多媒体技术的主要特点表达在它的集成性、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。 5.1.2 多媒体课件课件、超文本和超媒体 在多媒体教学中，我们将用于执行教学义务的多媒体软件称为多媒体课件Multimedia Courseware，简称课件。超文本Hypertext，就是一种用计算机来实现衔接课件中相关页面的构造，这里的文本指得是文字信息。随着多媒体技术的开展，在超文本构造中，除文字外还可以链接图像、视频、声音等多媒体信息，因此人们引出了超媒体概念。换言之，超媒体(Hypermedia) = 超文本+多媒体

6、。 5.1.3 CAI教学的过程教学活动的本质：教师与学生之间的信息交流活动。CAI过程的阶段模型选择课件呈现教学内容学生接受教学信息计算机提问学生反响计算机判别和反响学生接受反响、强化计算机作出教学决策CAI教学的过程:5.2 计算机辅助教学方式教学方式是在一定的教育思想指点下建立的比较典型、稳定的教学程序或构型。教学论学者根据教学过程的重心偏向教和学的不同方面，将教学方式分为：问答方式、授课方式、自学方式、协作方式、研讨方式等五种。 5.2.1 分类框架方式称号主要特点教学过程问答方式师生问答，启发教学提问思索答疑练习评价授课方式教师中心，系统授课授课了解稳定运用检查自学方式学生中心，自学

7、辅导自学解疑练习自评反响协作方式互教互学，协作教育诱导学习讨论练习评价研讨方式问题中心，论文争辩问题探求报告争辩评价5.2.2 计算机辅助教学方式CAI课件方式的不同划分方式：根据课件的教学功能不同来划分：操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型根据课件辅助的对象不同，分为：助教型课件、 助学型课件根据课件的作用不同来划分：演示型课件、自学型课件多媒体课件的教学方式课堂集中演示教学、课堂学生自主协作学习、专业技艺训练、课外学生检索阅读方式1. 操练与练习型 Drill and Practice功能：稳定和熟练某些知识和技艺实际根底：斯金纳的“操作性条件反射 加涅的“亚技艺

8、自动化留意： 适用范围； 素材不能乱用 及时运用特点： 反响及时 鼓励学生 成果保管 实例1： “小学进位加法操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型操作和练习方式的任务流程操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型 实例2：教学软件操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型方式2. 指点型 Tutorials功能：由计算机扮演讲课教师的角色，目的是向学生教授新知识和新技艺也称“个别指点实际根底：行为主义心思学的“程序教学法 特点：学生参与学习；个别化教学；高效率留意：确定适用范围把握课件的作用留意有机交融操练与练习型 指点型 辅助

9、检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型“程序教学法简介以行为主义心思学为根底根本原那么：小的步子及时确认积极反响自定步伐分支1：斯金纳的“线性程序教学分支2：克劳德的“分支程序教学解 释提 问回 答确 认刺激反响强化错误正确下一步上一步程序教学法的根本过程操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型指点型方式的普通流程操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型英语教学情景实例 操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型图：画面清华洪恩：、三步曲指点型方式的实例软件操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型方式3. 辅助

10、检验 (CBT) Computer Based Testing自动出卷题库与卷库联机检验或自动阅卷题型：客观题在线的顺应性测试光学标志阅读仪(OMR)检验数据处置测试工程分析难度、区分度 .信度与效度计算要素分析操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型方式4. 模拟型仿真Simulation功能：用计算机来模拟真实的自然景象或社会景象分类：实验模拟例：美国伊利诺斯大学PLATO系统的“遗传实验室管理模拟例：“银行效力窗口排队模拟训练模拟例：“飞机驾驶模拟、“汽车驾驶模拟 虚拟现实VR)当前的抢手话题例：课件 , 3维优点：高效、平安；低本钱；真实、有趣操练与练习型 指点型

11、 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型方式5. 问题求解型 Problem Solving功能： 以计算机为工具，让学生本人处理那些与实践较接近的问题根本方式： 特定的问题求解例：“推箱子 工具性问题求解例1：“Mathematica 符号计算例2： “MathCAD留意：跨课程学科，综合思索与分步实施教师要事先掌握软件或工具的运用尽量经过连机Help功能学习软件的运用操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型特定问题求解 de 实例：“推箱子操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型工具性问题求解de实例： 符号计算 Mathematica功能：数

12、值计算；符号计算；绘图例1：多项式通分In := x = . ; r=(1+x)2/(1-x)(2-x)+(1-x2)/(1-x)(2-x); Togetherr 2+2xOut := - (1-x)(2-x)例2：提取公因式In := Factor% 2(1+x)Out := - (1-x)(2-x)操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型 例3：求非线性方程 x4-8x3+24x2-32x+15 = 0的根In := x = .; Solve x4-8x3+24x2-32x+15=0,xOut:= x-3,x-1,x-2+I,x-2-I例4：求函数的极限In := L

13、imit(Sqrt1+x-Sqrt1-x)/x , x-0Out := 1 例5：计算不定积分x2 sinxdx In := x =.; Integratex2 sinx,xOut := 2Cosx-x2cosx+2xsinx操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型方式6. 教学游戏型 Instructional Games功能：以游戏方式呈现内容，产生竞争性的潜在的学习环境，“寓教于乐与普通电子游戏的区别:有明确的教学目的实例：PLATO的“How the west was won3X4+2=14; 4X(3+2)=20留意：围绕教学目的 + 激发学生的学习兴趣游戏方式

14、多样化根据教学目的分级在公平竞争根底上，充分发扬想象力操练与练习型 指点型 辅助检验 模拟型 问题处理型 教学游戏型教育运用 教学过程 根本方式 制造和规范 评价和选择5.3 课件制造过程与规范5.3.1 多媒体课件的开发5.3.2 课件制造规范5.3.3课件制造实例5.3.1 多媒体课件开发步骤课件制造过程 制造规范 制造实例环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正Step1 环境分析课件目的分析确定教学内容、教学要求例如：学习新概念；稳定已学知识、训练才干等课件运用对象分析学习者的普通特点、已有的根底与才干、学习者的计算机才干开发本钱估算开发劳务费、资料购买、耗费资料、维护费环境分

15、析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正Step2 教学设计分析教学内容、对象根据前述的教学目的，详细划分教学内容范围划分教学单元教学单元划分每个单元进展一小段相对独立的教学活动，例如一个新概念或一个知识点的教学环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正个别指点方式-呈现信息和引导学习阶段操练与练习方式-练习和评价阶段模拟方式-适用于上述四个阶段的恣意组合教学游戏方式-用于练习阶段问题求解方式-适用于呈现信息、引导学习以及练习三个阶段选择教学方式环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正Step3 脚本稿本设计脚本详细的课件实施方案是教学设计向计算机软件实现的过渡阶段文字脚本按照

16、教学要求对课件所要表达的内容进展的文字描画。是多媒体课件“教什么、“如何教和“学什么、“如何学的文字描画制造脚本在文字脚本根底上改写成的，能表达软件构造和教学功能的一种详细描画，是软件编制的直接根据。环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正课件屏幕划分的例子 环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正Step4 程序编写采用课件创作工具例如“方正奥思、Authorware、Powerpoint等适宜于非计算机专业的教师自行开发课件采用计算机高级言语例如，Visual Basic言语、C言语或FoxPro 言语等适用于构造复杂、或商品化和加密要求较高的课件编写软件文档软件技术手册、

17、学生手册和教师手册等环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正Step5 评价修正该阶段存在于上述每一个阶段之中正式评价 由有关部门、专家组成专门小组，经过严厉程序进展全面而科学的评价，具有较高的权威性非正式评价 由个别或假设干开发人员、教师或学校所进展的普通性的评价构成性评价 在开发过程中所进展的评价，旨在调试和修正软件制造，使之更加完善总结性评价 在课件开发终了之后所进展的评价，旨在对课件质量作出最终的断定环境分析 教学设计 稿本设计 程序编写 评价修正计算机辅助教学软件制造规范意见稿引言术语硬件运转环境软件运转环境网络运转环境出版要求CAI表现方式要求文档编写CAI软件开发规程5.

18、3.2 课件制造规范国家教育部原国家教委在1997年公布课件制造过程 制造规范 制造实例制造实例：多媒体课件的创作步骤1、概念Concept)确定目的、针对的对象2、设计Design)详细确定所包含的内容3、预备素材(Collecting content material)以恰当的数字方式搜集和处置所需的文本、音频、视频和图象4、集成(Assembly)建构课件的整体框架、素材综合、参与交互特征5、测试(Testing)运转并检测，确信其能按作者意图运转，完成课件文档。课件制造过程 制造规范 制造实例脚本实例小学语文课件根本构造课件制造过程 制造规范 制造实例脚本实例：小学语文课件 称号首都北

19、京文字脚本金华市环城小学 叶爱青制造人员金华市环城小学 朱海峰适用对象小学三年级学生运用方式1操练与练习2个别指点3辅助测试 4模拟 5问题处理6课堂演示 教学知识点划分知识单元 知识点 素材方式 教学目的 首都 词 文本、图象、音乐 掌握 北 风貌 视频、文本 了解 生字文本、动画、示范音、组词 掌握、运用 京 广场周围物景图象、文本、讲解 了解 物景方位图象、文本、讲解、视频掌握、运用 课件制造过程 制造规范 制造实例脚本实例：小学语文课件课件制造过程 制造规范 制造实例5.3.3 课件评价与选择课件评价的根本方法课件的评价规范评价的根本内容课件选择教育运用 教学过程 根本方式 制造和规范

20、 评价和选择课件评价的根本方式根据评价主体不同来分类： 正式评价 非正式评价根据评价的目的不同来分类： 方式性评价 总结性评价常用的评价： 非正式的总结性评价“鉴定： 正式的总结性评价评价方法 评价规范 评价内容 CAI选择课件的评价规范教育性规范科学性规范艺术性规范技术性规范评价方法 评价规范 评价内容 CAI选择CAI课件评选规范专家用表我省2000年评奖用表评价方法 评价规范 评价内容 CAI选择1.信息呈现方面课件各个页面的内容、构造和呈现方式等能否恰当2.人机交互方面主要评价有关提问、反响以及协助信息和提示的呈现等环节的设计质量3.教学过程控制方面主要评价在教学内容、顺序、步伐和战略

21、方面的控制方式与程度能否恰当4.文档提供方面一个完好的课件必需提供相关的文档，例如学生手册、教师手册、技术手册等这里主要对所提供文档的质量进展评价5.其它方面主要包括课件在激发学生的学习动机，以及对学生学习数据的管理等方面的性能课件评价的根本内容评价方法 评价规范 评价内容 CAI选择 课件选择 选择CAI课件时，以下根本问题是必需思索的： (1)课件的教学目的能否符合当前的教学需求? (2)学生能否满足课件所要求的课前才干? (3)课件的文档中能否提供了效果方面的数据 (如现场测试的统计结果等)? (4)课件所要求的运转环境能否具备? (5)课件能否能引起学生兴趣，促使学生积极参与?评价方法

22、 评价规范 评价内容 CAI选择5.4 多媒体素材及其集成5.4.1 多媒体素材及采集与编辑5.4.2 多媒体创作软件多媒体素材是指多媒体课件中所用到的各种听觉和视觉资料。多媒体素材种类有文本Text)、声音(Sound)、图像(Image)、动画(Movie)、视频(Video)多媒体素材的“采集、“编辑是从现有的各种资料中提取有用信息、将其转换为多媒体创作工具可以援用的素材的过程。5.4.1 多媒体素材概念1、声音素材波形声音文件(.wav文件)可以重现各种类型的声音，包括噪声、乐声以及立体声、单声等缺陷：文件的容量较大，不适宜录制长时间高质量的声音。16位/44.1KHz/1min/5M

23、B)处理方法：适当降低音质例如采用8位量化级和11.025K采样率常用声音文件的类型MIDI乐器数字接口文件是以数值方式存贮的命令,用数字代表音符腔调、力度、长短，经过声卡将它们合成输出。优点：文件容量小，通常是波形文件的1/1500缺陷：表达才干有限，无法重现自然声音，回放质量遭到声卡性能的限制。MPEG Layer 3文件是目前最流行的声音文件格式之一，文件的扩展名为MP3。优点：紧缩率大，目前在网上音乐、网络可视等方面运用非常广泛。缺陷：音质不如CD唱片。CD Audio文件即音乐CD唱片所采用的文件格式，其扩展名为CDA。该格式文件所记录的是声音的波形流，音质纯粹。缺陷：无法编辑，且文

24、件长度太大。“录音机软件Windows中的一个附件。用于录制、播放和编辑波形声音(*.WAV)，并进展简单的效果处置。“WaveStudio工具这是Creative公司的一个值得推崇的工具软件 声音文件大小字节数=采样频率x采样位数x通道数x秒数B. 声音文件的录入与加工：2、图像素材BMP格式优点： Windows运用的根本图象格式，绝大多数图形软件都支持BMP格式。如Windows中的画笔支持BMP和TPCX格式。缺陷：未经紧缩的BMP文件大A. 常用图像文件的类型位图文件：以二维点阵方式来描画图像 GIF文件(*.GIF)是Internet上运用的最重要的图像格式之一，用于不同平台间图像

25、的交流传输。优点：文件的紧缩比比较高，文件长度较小，支持图像内的小型动画缺陷：仅能表达256色的图像JPG文件(*.JPG)优点：文件可以非常小，可经过降低紧缩比来获得较高质量的图像，或反而行之缺陷：是有损紧缩，不适宜于存储珍贵或原始素材.DIB文件 用于图像文件的跨平台交换TIF文件 用于扫描仪和桌面出版系统。有非紧缩、紧缩两种格式。矢量图文件它在绘制线条、矩形、圆形等等的根底上去创建图像，矢量图像实践上是存储了表示许多单个对象的一系列指令。特点：矢量类图像的表达细致、真实，缩放后的分辨率不变，同时，它所需的存储空间也比较小类型： EPS、WMF格式。利用扫描仪：从已有的照片、图片、印刷品中

26、快速获取数字图像的有效方法利用数字相机：将实践物景直接转化为数字图像利用工具软件：编辑已有的数字图像，或者直接制造简单图形B. 图像采集：画笔Paintbrush)Windows下的一个小型绘图软件，可处置简单图形Photoshop 是Adobe公司的最著名的图像处置软件。只需他想得到，Photoshop就能让他做得到。C. 图像制造：3、动画素材是由一系列的图像画面组成的队列Flash文件(*.SFW)Flash是目前最为流行的动画格式，Flash文件的扩展名为SFW。Flash动画是由矢量图组成的，文件很小，便于在互联网上传输，而且它采用了流技术，能一边播放一边传保送数据。交互性更是Fla

27、sh动画的诱人之处，可以经过点击按钮、选择菜单来控制动画的播放。 A. 常用动画文件的类型FLC文件(*.FLC)可以由3D Studio和Animator Pro软件生成可以由Aaplay软件和MCI驱动，或由Windows的媒体播放机播放。属非规范动画文件，但运用广泛MMM文件属规范动画文件可以由多媒体创作软件Director生成单独MMM文件比较少，普通都集成在完好的运用程序中它的播放程序的种类也比较少需MCI驱动二维动画制造软件Animator ProAutodesk公司推出可以制造单个图像，也可以先创作多个单独的画面再组合成动画以GIF格式存贮图像以FLC格式存贮约4000个画面的动

28、画B. 常用的动画制造软件：三维动画制造软件3D Studio Autodesk公司产品，PC机上创作动画的超级软件 根本功能：建立高分辨率3D模型、着色投影、材质编辑、动画处置、生成、后期剪接以GIF格式存贮图像五大模块二维外型模块(2D Shaper)三维放样模块(3D Lofter)三维编辑模块(3D Editor)材质编辑模块(Meterial Editor)关键帧编辑模块(Keyframer)4、视频影象素材AVI文件 (*.AVI是Windows运用的规范视频文件。它将视频和音频信号交错在一同存储，兼容好、调用方便、图象质量好。缺陷是文件体积过于庞大。A. 常用视频文件的类型MOV

29、文件Apple公司的QuickTime所软件运用的数字视频文件MPG文件全屏幕活动视频的规范文件经过MPEG方法进展紧缩，文件小在1024768分辨率下可以以超越25帧/秒的速率同步播放视频和CD伴音DAT视频文件DAT是VCD(影碟)或卡拉OK-CD数据文件的扩展名。虽然DAT视频的分辨率只需352240，然而由于它的帧率比AVI格式要高得多，而且伴音质量接近CD音质。播放DAT视频文件的常用软件有XingMPEG、超级解霸等。RM和ASF视频文件RMReal Video/Audio 文件的扩展名和ASFAdvanced Streaming Format是目前网络课件中常见的视频格式，又称流

30、Stream式文件格式。采用流媒体技术进展特殊的紧缩编码，使其能在网络上边下载边流畅地播放。上述格式视频文件的播放软件主要有RealPlayer和Windows Media Player等。 在原始素材播放过程中捕捉任何视频画面并加以编辑在同一屏幕中把视频与文字、图形、动画进展衔接在为视频图像配音时，具有提供多轨及其切换功能，可以用户选择立体音响或多重言语播放B. 视频图像信号处置的根本义务数字化摄象机视频采集卡例如：美国C-Cube CL550视频采集卡软件功能：延续捕捉、单帧捕捉、视频图像的数字化播放C. 视频图像的捕获：Video For Windows微软公司提供主要功能：动态捕捉、紧缩，可同时处置图像和声音带有多种视频卡的驱动程序Video Studio台湾友利(Ulead)公司推出的视频影象设计任务室软件可以编辑AVI、MPG格式的视频文件可将AVI与MPG文件进展相互转换D. 常用视频图像