多媒体技术教学应用的发展趋势.ppt

1、多媒体技术教学应用的发展趋势,现代教育技术王桂珠 20101229,多媒体技术：,一、多媒体教学的特点,是指把声音、 文字、 图形、 图像、 动画 和视频等 多种媒体信息通过计算机建立逻辑连接，进行交互式 综合处理和控制的技术 ， 及通过计算机用多种媒 体手段来存储 、传播和处理信息。,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学生，形成合理的教学过程结构， 使学生在最佳的学习条件下进行学习。,多媒体教学具有以下特点 ：,( 1 ) 超媒体浏览方式,计算机可以为我们

2、提供超媒体的链接方式 ， 使得我们完全可以从主观、从兴趣出发，进行跳跃式的浏览，按照我们的思维习惯组织信息 。,( 2) 表现力强,采用这种多媒体进行教学，生动、 形象、 感染力强， 易于激发学生的学习兴趣和内部动机。,( 3 ) 交互性,多媒体计算机的发展为我们提供了多种人机交互手段。,( 4 ) 进行网路教学,随着网络通信技术的发展，多媒体教学正在进入网络教学阶段。,二、多媒体教学的发展阶段,计算机多媒体教学大致可分为三种发展模式,（一）、基于单机的传统多媒体教学模式,在教学过程中，教师根据教学目标和教学对象运用计算机多媒体编著工具 或计算机编程语言编制成计算机多媒体教材（也称多媒体课件）

3、,它是70年代多媒体技术真正应用于教学直至90年代中，最为普及的教学模式。,1计算机多媒体技术不能完全取代常规的教学模式,2计算机多媒体教学经费投入大，制作周期长,3计算机多媒体教学课件质量和规范问题,4多媒体课件智能含量低,5相互协作性差：许多实验和操作，需要多人进行协作。,6知识更新慢,（二）、基于局域网的多媒体教学模式,基于局域网的多媒体教学模式除了也需要制作单机多媒体教学课件外， 更多的是设计网络教学平台。,优点：,1教学方法和传统模式相仿：教师和学生都能比较顺利地进入学习 情况，能保证教学的进度和统一。有利于教学群体的一致性。,2教师和学生交流性强：学生和老师可以进行实时的交流，有问

4、题 当场就可以问。,3具有资源共享：学生的工作可以在局域网上发布和共享。,4有利于教学的个性化：一般基于局域网的多媒体课件都允许学生自 己选择学习的进度和难度。,（三）、基于因特网的现代多媒体教学模式,也同样需要通过多媒体的基本元素，如文字、语言、图形、图象、 视频等达到教学的目的，不过教学载体从光盘和局域网上的服务器 发展到因特网,21世纪教育的需求特点要求要大力发展基于因特网的多媒体教育模式,基于因特网的教育网络具有以下优点：,1教育的社会化：,2无时间和空间的限制：,3最大限度发挥学习者的主动性、积极性：,4多媒体课件共享：,5优秀的技术资源：,6多人协作参与制作和使用：,7提供各种教育

5、周边服务：,三、多媒体技术教学应用的发展趋势,（一）、多媒体技术与网络通信技术的结合,1、3 G与现代教育的结合,3 G是 3 r d G e n e r a t i o n的简称 ，它的汉语意思指的是第三代数字通信 ，包括 W CD M A 、CD M A 2 0 0 0和 TDS C D M A和 W i M A X四大主流无线接口标准。3 G最主要的特点就是大大提升了传输数据和声音的速度，实现 了全世界的无缝隙漫游 。它能处理多种媒体形式，包括图形图像、音频、视频等，由此我们能够通过 3 G进行电话会议、电子商务等多项活动。3 G通信的特点包括多任务、实时化、个性化和多媒体化。,3 G技

6、术出现以后，使得移动通信和因 特网的融合得到极大的推动，3 G技术广泛应用到教育的各个领域中，使得人们的学习效率得到极大的提高，教育资源得到充分利用 ，为能够培养出更多的人才打下坚实的基础 。移动学习作为一种新的教学模式，它可以更好 的将学生的积极性和主动性发挥 出来 。 随着 3 G的不断发展和广泛的推广应用，教育手段和教学方式将发生革命性的变化 。,（1）资源的随时索取 3 G也是一种网络， 它将移动通信网和有线互联网有效的集成 在一起 ，它主要是 由无线连接、有线互联网和灵便 的终端三个部分组成的。,3 G改善了有线互联网不能移动的缺点。,3G突破了传统的封闭的学习空间的限制,( 2)自

7、由的交流平台,（3)课堂的变革,“手持式设备在学科教学中应用研究”,北京师范大学教授、博士生导师余胜泉,北京师范大学现代教育技术研究所所长、博导、教授何克抗,中央电教馆学校教育技术研究部主任陈庆贵,（二）、多媒体技术与仿真技术的结合,1、虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是20世纪末才兴 起的一门崭新的综合性信息技术。,是利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到 该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的一门崭新的综合性 信息技术。,交互性（Interactivity）是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环 境得到反馈的自然程度（包括实时性）。

8、,2 、 VR系统的特点,沉浸感（Immersion）是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度,构想性（Imagination）则是使VR技术的应用能解决在工程、医学、军事 等各行业的实际应用问题，使人有可能从定性和定量综合集成的虚拟环 境中得到感性和理性的认识，进而深化概念、产生新意和构想，主动地 寻求、探索和接受信息，而不是被动地接收。,多感知性（Multi-Sensory）：指除了一般计算机所具有的视觉感知之外， 还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知甚至包括味觉感知 、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能,3、虚拟现实的应用,虚拟现实在城市规划中的应用

9、,虚拟现实在室内设计中的应用,虚拟现实在房产开发中的应用,虚拟现实在工业仿真中的应用,虚拟现实在军事模拟中的应用,虚拟现实在文物古迹中的应用,虚拟现实在游戏中的应用,4、虚拟现实的教育意义,1、扩大经验,2、提高训练效率,5、虚拟现实的教育应用,（1）教学训练,（2）设计与研究,（3）过程的评价,包括各种专业实验室的实验操作、实验技能培训以及实验事故的识别、应急处置的训练。,包括用于设计与研究的各种实验，如风洞实验、思考实验以及系统设计与设计结果的比较与研究。,利用虚拟现实系统可对各种操作过程进行评价和研讨结果进行研讨，由此实现有效的决策。,（5）特定的教育应用,（4）能力与技能的评价,它包括

10、各种用于具体学科内教学的教学设施，例如行星仪、风桐实验室等各种虚拟实验设施。,主要是基于虚拟现实的各种教学游戏。,（6）娱乐,利用虚拟现实系统可对面临诸如地震、洪水等有关灾害应采取怎样的防治和救助的方法及所得到的效果进行评价。,6、虚拟现实在课堂教学的应用主要表现在以下几个方面 ：,（1） 模拟那些现实中存在的， 但在课堂教学环境下常规方法很难办到， 或要花费很大的代 价才能显现的各种景物 ， 供学生学 习和探索 ， 例如核爆 炸 、 日全 食等 。 （2） 模拟那些现实中并不存在 ， 但将来可能会发生的事物 ， 以此来培养学生的创造性思维 能力 。 （3） 创造一个外语学习环 境 ，使你如同

11、置身异国他乡 ， 这样 可缩短学时 ， 提高效 率。 （4） 模拟一些受时空限制而无法在课堂教学中重现的事物 ， 例如火山喷发 、 人类登月 等 。,（5） 模 拟那些具有可变性质 的事物 ， 例如植物生长全 过程 、 地壳的变迁等 。 （6） 模拟一些抽 象的事物 ， 如数据库的结构和数学公 式等 。,7、虚拟现实技术在教育应用中的优势,1、提高学生的学习兴趣。利用虚拟现实的技术所制作的虚拟世界， 可以让学生与所展现的世界有直接的接触 ， 身临其境的融入学习环境中， 有完全 的互动关系， 因此可以引起学习者的学习动机。 例如 L u c i aV e r a ( 2 0 0 7 ) 等人所开

12、发的虚拟超市， 儿童操作鼠标， 可以扮演购物者角色在超市中选购，超市中设计了数名虚拟导购员增加购物过程的生动性 。,2、 提供实际生活中观察不到的视点， 提供更全面的学习体验。 利用虚拟现实技术提供事物不同角度的观察方法 ，激发学生新的想法和观点。如 B r e n t o n设计的外科手术试验中， 第一视角为现实手术试验中常见的病人外貌， 第二 视角为手术针管刺入患者身体内部的视角， 这是在手术中无法观察到的。 借助第二视角， 学习者能够很容易的在手术中 正确定位， 达到理想的学习效果。,3、 提供学习的自然界面。 华盛顿大学开发的虚拟海洋系统中， 建构了虚拟的海洋及河流人口， 使用者可以在

13、其中航行， 获得数据及相关 信息。不仅如此， 学习者在其中可以扮演不同的角色， 可以作为一个科 学家在海面航行， 获得诸如水温， 航速等数据。也可以选择作为一条鱼的角色在水底世界游览， 感受海底的不同面貌。,4、 使抽象问题形象化， 利于学习者意义建构。在We b T O P ( Mz o u g h i ，e t a l ， 2 0 0 7 ) 学习系统中， 利用虚拟现实技术展现了折射、 反射等各种物理现象， 学习者很容易理解。另外 A i n g e在其研究中也证实， 在虚拟现实情景中学习， 学生辨认几何图形的能力优于不使用虚拟现实的学生。此外 ， 学生对于虚拟现实的学习环境也有正向的学习

14、态度。,8、虚拟现实技术在教育应用中的局限之处,（1）虚拟现实技术在教育中的应用同时也存在一些问题， 如 3 D界面中导航困难的问题。 使用者尤其是初学者在其中往往无法自如的运动， 容易迷航 ， 不知道怎样进入某一位置或视点。这就要求其中的移动操作和空间结构易于被学习者掌握 ，而不至于增加学习者的外部认知负荷影响学习进程。,（2）传统教学和教育虚拟环境的有效整合仍然是一个重要的任 务。 教学环境的设置要符合学生的认知过程 ， 引导学生对知识的主动建构， 否则学生将产生消极情绪抵触学习， 导致负面效果。一个有效的方法是构造一个对现实的任务适当的抽象、 简化的 V E环境， 排除无关信息的干扰，

15、利于学生掌握最主要的技能。,（3）用于产生沉浸感的硬件设备也是面临的问题之一，这需要相当的资金和技术支持。研究人员也在致力解决这个问题。如 S o a r e s ( 2 0 0 4 ) 等人开发了一套基于普通电脑的X3 D浏览器及外围硬件。商业产品的例子有 R e a c h i n ( 2 0 0 3 ) 开发的外科医生腹腔手术模拟器。学习者使用这套系统可以探入模拟的腹腔中试验操作，操作力度的大小能够实时通过虚拟实验装置反馈给实验者。增加了虚拟试验的真实性和有效性。 近年来 We b 3 D组织也设立了一个专门机构， 研究制定不同使用者界面的外围硬件设备标准化。,（三）、多媒体技术与人工智

16、能技术的结合,人工智能是计算机科学的一个分支， 涉及计算机科学 、 信息科学、 心理学 、 哲学、 生理学等众多领域， 是一门综合性极强的边缘学科。,自2 0世纪 5 O年代诞生以来， 人工智能的研究领域主要有专家系统、 机器学习、 模式识别、 自然语言理解、 人工神经网络、 博弈和分布式人工智能等， 其研究成果在工业农业等社会生产部门得到了广泛的应用。进 入21世纪以来， 随着人工智能研究的不断深入以及教育信息化的发展， 人工智能在教育领域的应用也逐渐得到了人们的重视， 国内许多专家学者从不同角度对人工智能的教育教学应用展开了深入的研究， 取得了丰硕的成果。,近年来国内教育技术界对于人工智能

17、教育教学应用的技术开发研究关注度较高，研究范围也比较广泛， 涉及教育教学活动的诸多环节 ， 具体集中在以下几个方面：,1、 智能教学系统( I T S ),智能教学系统是人工智能技术在教育中的重要应用之一， 是对计算机辅助教学( C A I ) 相关研究的进一步发展。它能够模拟人类专家， 根据学生自身的特点， 对其实施个性化教学， 主要包括领域知识模块、 学生模型、 教学策略模块和自然语言接口四个部分。,2、智能代理( A g e n t ) 技术的教育应用,智能代理是一种以主动服务方式自动完成一组操作的机动计算机程序， 具有自主性、 主动适应性和迁移性等特点， 目前已广泛应用于教育教学当中，

18、 比较典型的教育应用有智能教师代理、 智能学生代理智能信息资源代理等等。,3、智能答疑系统开发,智能答疑系统， 是将人工智能技术应用于答疑系统， 克服以往答疑系统中存在的缺乏个性化交互 的问题， 从而能够更加有效的解决学生的疑难问题，消除学生的学习障碍， 促进学习。,4、 智能化教育决策支持系统开发,智能决策支持系统( I D S S ) 是人工智能的重要应用之一， 是人工智能( A I ) 和决策支持系统( D S S )相结合， 应用专家系统， 使决策支持系统能够更充分地应用人类的知识， 如关于决策问题的描述性知识决策过程中的过程性知识， 求解问题的推理性知识通过逻辑推理来帮助解决复杂的决

19、策问题。,另外， 近年来， 人工智能教育应用相关研究也表现出了人工智 能技术与其它前沿技术结合并应用于教育的趋势， 主要表现在以 下几个方面：,1、 人工智能与分布式计算的结合， 衍生出了分布式人工智能技术， 该技术主要研究在逻辑上或物理上彼此分离的智能系统如何并行的、 协作的实现问题求解。多 A g e n t 系统( MA S ) 是分布式人工智能的研究热点， 它能够克服单 A g e n t 系统在功能上的局限性， 同时也具有良好的冗余性和容错性。通过文献分析发现， 目前， 基于 A g e n t 的智能教学系统的开发， 大多是基于多 A g e n t 系统( MA S ) 。另外， 多A g e n t 系统 ( MA S ) 也广泛应用于智能学 习环境构建和智能学习资源搜索等方面。,2