多媒体CAI课件设计制作
 
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第一章 多媒体CAI课件概述

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【教学内容】

本章主要介绍多媒体CAI课件的一些基本概念,多媒体CAI的系统构成和结构构成,多媒体CAI课件的基本特性与教学优势和类型与发展趋势以及多媒体CAI课件的设计与制作的基本过程。

【课时安排】

本章安排4课时,3课时讲解基本理论,1课时总结讲评作业

【教学目标】

使学生能了解多媒体CAI课件的基本概念和理论,多媒体CAI的特点和系统构成,掌握多媒体CAI课件的设计与制作的基本过程。

【 重点与难点】

多媒体CAI课件的相关概念和多媒体CAI课件的特点和构成,多媒体CAI课件的设计与制作的基本过程。
第一节 多媒体与多媒体技术

2 1世纪是高科技的信息时代,以计算机技术为龙头的现代信息技术奏响了新世纪宏伟乐章的主旋律,“多媒体’’和‘‘信息高速公路”已成为工业化时代向信息化时代转变的两大技术杠杆,以惊人的速度改变着人们的工作方式、学习方式、思维方式、交往方式以及生活方式!在教育领域,多媒体计算机辅助教学Multimedia Computer Assisted Instruction,简称MCAI)已是当前国内外现代教育的一个重要部分,理论和实践业已表明,决定MCAI成效的关键是要有与各学科配套的、符合教学需要的、优质的多媒体CAI课件。因此,根据教学的需要,设计与制作多媒体CAI课件是时代对每一位教育工作者的要求,是新世纪教师的一种基本信息素质。

一、多媒体的含义

多媒体是当今信息时代伴随着计算机应用日益普及于社会各个领域而迅速流行起来的专业术语,它原本来自于英文“multimedia”,而multimedia则是由multiple和media复合而成,因此,从语言学的角度来看,它分为两部分:“多”和“媒体”(media的音译)。

随着计算机技术和通讯技术的发展,使人们有能力把各种非数值媒体信息在计算机内均以数字形式表示,并综合起来形成一种全新的媒体概念――计算机多媒体。由此把原来只能承担数值运算任务的计算机发展成为能对文本(Text)、图形(Graphic)、图像(Image)、音频(Audio)、活动视频(MoveVideo)和动画(Animation)等多种非数值信息进行加工、处理、呈现和传输的综合性工具。因此,在计算机为核心的信息技术领域, “媒体”有两层含义:一是指用来存储信息的物理实体,如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等;二是信息表示和传播的非实物载体,如数字、文本、声音、图形.、图像、活动视频和动画等。多媒体计算机技术中的‘‘媒体”通常是指后者,显然,计算机领域中的“多媒体” 成为有别于常规“多媒体”的专门术语。具体是指文本、声音、图形、图像、活动视频和动画等多种非数值信息的表现形态以及处理、传递和呈现这些信息内容的工具和手段的集成。

二、多媒体技术

1、多媒体技术的定义

多媒体技术是指以技术机为核心,交互地综合处理文本、声音、图形、图像、活动视频和动画等多种媒体信息,并通过计算机进行有效控制,使这些信息建立逻辑连接,以表现出更加丰富、更加复杂信息的信息技术和方法。

2、多媒体技术的特性

(1)集成性

多媒体技术的集成性主要表现在两个方面,即多种信息媒体的集成和处理这些媒体设备的集成。对于前者而言,各种信息媒体应成为一体,而不应分离,这种集成包括信息的多通道统一获取、多媒体信息的统一存储与组织、多媒体信息表现合成等多方面。对于多媒体设备的集成而言,则要求处理多媒体的各种设备应该成为一体。

(2)可控性

媒体技术并不是多种设备的简单组合,而是以计算机为控制中心来加工处理来自各种周边设备的多种媒体数据,使其在不同的流程上出现。计算机是整个多媒体系统的控制中枢。

(3)交互性

交互性是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作,从而为用户提供更加有效地控制和使用信息的手段。

(4)数字化

从技术实现的角度来看,多媒体技术必须把各种媒体信息数字化后才能使各种信息融合在统一的多媒体计算机平台上,才能解决多媒体数据类型繁多、数据类型之间差差别大的问题,这也是多媒体技术唯一可行的方法。因此,全数字化是多媒体技术发展的基础所在。

三、多媒体技术构成

1、音频技术

音频技术主要包括音频的数字化、语言处理、语音合成、语音识别四个方面。

2、视频技术

视频技术包括两个方面:视频信号的数字化和视频编码技术。视频数字化的目的是将模拟视频信号经A/D(模/数)转换和彩色空间变换,转换成多媒体计算机可以显示和处理的数字信号。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号,从而可以录制到录像带中或在电视系统中播放。

3、数据压缩和解压缩技术

数据压缩技术是多媒体技术发展的关键所在,是计算机处理语音、静止图像和视频图像数据以及进行数据网络传输的重要基础。

4.大容量光学存储技术

光学存储技术是通过光学的方法读出(有时也包括写入)数据,由于它使用的光源基本上是激光,所以又称为激光存储。如CD-ROM、VCD、DVD等。

5、超文本和超级链接技术:

超文本是一种新颖的文本信息管理技术,是一种典型的数据库技术。它是一个非线性结构的结构,以结点(node)为单位组织信息,在结点与结点之间通过表示他们之间的关系的链(link)加以连接,构成表达特定内容的信息网络。

超媒体技术可以十分高效地组织和管理具有逻辑联系的大容量多媒体信息,例如,MCAI课件、百科全书和参考类CD-ROM光盘的信息都是由超媒体技术来组织的。另外,超媒体也是Internet上流行的信息检索技术。与普通超媒体有所不同的是,在这里,对于各个网络结点的链接,不但可以是指向同一场所的另一篇文本、声音、图形或图像,而且可以是指向网络上不同地点的资源,这种链接又称为超链接(Hyperlink)。超媒体技术环境突破了纸张印刷品严格的序列形式,也突破了一般视频技术的线性呈现方式,使用户可以随机访问,并且其多路径的性质使得学习者能够随机地获取大量的信息。

6.媒体同步技术

在多媒体应用中,通常要对某些媒体执行加速、放慢、重复等交互性处理。多媒体系统允许用户改变事件的顺序并修改多媒体信息的表达。各媒体具有本身的独立性、共存性、集成性和交互性。系统中各媒体在不同的通信路径上传输,将分别产生不同的延迟和损耗,造成媒体之间协同性的破坏。因此,媒体同步也是多媒体技术中的一个关键问题。

7.多媒体网络技术

要充分发挥多媒体技术对多媒体信息的处理能力,必须与网络技术结合。多媒体信息要占用很大的存储空间,即使将数据压缩,对单用户来说,获得丰富的多媒体信息仍然有困难。此外,在多个平台上独立使用相同数据,其性能价格比小。特别是在某些特殊情况下,要求许多人共同对多媒体数据进行操作时,如远程教学、电视会议、远程医疗会诊等,不借助网络就无法实施。

四、多媒体系统硬件的基本组成

多媒体计算机系统是多媒体技术的灵魂,它能灵活地调度和使用多媒体信息,使之与硬件协调地工作。因此多媒体计算机系统是一种软硬件结合的复杂系统。作为一个完整的多媒体系统,应包括以下6个层次,如下图所示。
(1)多媒体CAI应用:是用户与多媒体应用系统的接口。采用交互式界面控制形式将用户命令转换成相应的媒体控制信息。

(2)多媒体创作系统:是利用多媒体操作系统的支持,利用多媒体创作工具,开发多媒体应用系统,用来编辑与制作多媒体CAI课件,控制多媒体的播放。它的设计目标是缩短多媒体应用软件的制作开发时间,降低对制作人员素质的要求。

(3)多媒体核心系统:主要是支持对多媒体CAI运动图像和静止图像的处理和显示,为语言和视频数据提供所需的实时同步任务调度,支持标准化的桌面型计算机运行环境。目的是减少主机CPIJ的开销,以适应多种环境下的执行。目前常用的运行环境有Windows2000或Windows XP等。

(4)多媒体输,A/输出控制接口:是对多媒体输入/输出设备的接口控制。是多媒体硬件和高层软件之间的桥梁,直接作用于硬件对其进行驱动、控制等操作。

(5)多媒体实时压缩和解压缩:主要是指为多媒体计算机附属硬件提供包括视频和音频在内的实时压缩和解压缩信号I/O接口,再配以视频信号I/O接口及对光驱的驱动系统。其主要任务是解决实时地综合处理文字、声音、图形和图像信息,实现全动态图像和立体声的处理。

第二节 多媒体CAI概要

一、多媒体CAI的相关概念

1、计算机辅助教育

计算机辅助教育来自于英文“ComDuter Based Education”,其原意是“基于计算机的教育”或“计算机化教育”,当时出于对这一新的教育技术的谨慎态度,国内将其译为“计算机辅助教育”,简称之为CBE,是指以计算机为媒介所进行的各种教育活动。

2、计算机辅助教学

计算机辅助教学(Computer Assisted Instructioh',简称CAI)是计算机辅助教育(CBE)中的重要组成部分。狭义地理解,CAI是一种教学形态,是利用计算机的功能和特点,代替(或部分代替)教师面向学生,促进学生实现有效学习的教学形态。随着CAI的深入发展,我们可在更加广泛的意义上来理解这一概念。CAI是一项重要的新兴教育技术,包括了一个极为宽广的计算机应用领域。由于教育思想的差异和对概念理解角度的不同,国内外与之相关的概念与定义还有:

(1)计算机辅助学习(Computer Assisted Learning,简称CAL):作为CAI的同义词,

但在一定程度上反映出教育思想的差别。cAL较之CAI强调计算机帮助“学,,的方面多于“教,,的方面。即CAL强调的是用计算机来帮助学生学习,例如,用计算机来查询有关教学内容;查阅有关的信息资料;用计算机来从事问题求解,学习各种学科问题的解决方法等等。

(2)计算机化教学(Computer Based Instruction,简称CBI):作为CAI的同义词或作为较高程度的计算机在教学方面的应用。

(3)计算机化学习(Computer Based Learning,简称CBL):作为CAi的同义词或作为较高程度的计算机在学习方面的应用。
CAI与CBI或CAL与CBL之间的逻辑关系

3、多媒体CAI

多媒体CAI是将多媒体计算机用作教学工具,为教学提供一个良好的环境,教师和学生利用计算机对各种教学媒体信息存储、处理和多形态呈现的功能来支持自己的教和学的一种活动方式。

二、多媒体CAI系统构成

多媒体CAI系统是一套复杂的计算机应用系统,主要由硬件平台、软件平台和课件3大部分构成。

1、多媒体CAI的硬件平台

多媒体CAI的硬件平台是计算机辅助教学的基础,在多媒体CAI教学活动中,是由硬件平台具体地呈现教学内容、接受学生的反应,并执行各种教学信息的处理、分析,对教学过程实施决策判断和控制评价等。从系统硬件组成的角度看,一套标准的多媒体CAI硬件主要由主机和外围设备构成。主机即多媒体计算机单元,其主要部分是进行信息处理和控制的中央处理器,又称CPU,以及存放信息数据的内存储器。外围设备包含存放大量信息的外存储器、输入设备、输出设备、视频系统、音频系统等单元。具体组成如下图所示:

2、多媒体CAI的软件平台

多媒体CAI系统的软件平台主要包含3大部分:

一是多媒体系统软件;二是多媒体教学信息素材采集与制作软件;三是多媒体教学信息素

材编辑合成即多媒体CAI课件的创作软件。

(1)多媒体CAI的系统软件

多媒体CAI系统软件的核心是通常所说的操作系统,它是最底层的多媒体软件,主要用于管理多媒体CAI系统的硬件、软件资源,组织协调多媒体计算机的运行,增强系统的处理能力,同时提供人机接口,提高硬件的工作效率,并且方便用户的使用和扩充系统功能。

(2)多媒体教学信息素材采集与制作软件

常用素材制作与采集软件主要有5大类:文本输入与处理软件、音频素材采集与制作软件、静图素材采集与制作软件、动态视频素材与制作软件、动画素材采集与制作软件。

(3)多媒体教学信息素材编辑合成软件

目前简单易用的编辑创作合成软件主要有:PowerPoint、Authorware、方正奥思、Flash等。

第三节 多媒体CAI课件的结构特性

一、多媒体CAI课件及其信息表达元素

1、课件的定义:

课件(Courseware)就是内容特定的计算机教学软件。是针对具体学科的学习内容而开发设计的教学软件。

2、多媒体CAI课件

多媒体CAI课件是一种根据教学大纲的要求,经过教学目标确定、教学内容和任务分析、教学活动结构及界面设计,以计算机处理和控制的多种媒体的表现方式和超文本结构制作的课程软件,是可以用来存储、传递和处理教学信息,能让学生进行交互操作,并对学生的学习作出评价的现代教学媒体。对多媒体CAI课件的基本要求是:教学内容正确、反映教学过程和教学策略、具有友好的人机交互界面、具有诊断评价、反馈强化功能。

3、多媒体CAI课件的信息表达元素

从信息的角度看,多媒体CAI课件的信息表达元素主要有以下几类:文本、静图、动画、音频和活动视频。

文本是指以文字和各种专用符号表达的信息形式。静图即静态图像,是多媒体CAI课件中最为重要的教学信息表达元素。可分为图形和图像两类。音频在多媒体CAI课件中主要是指声音。通常计算机表达和处理声音的方式有3种:波形声音、MIDI音频、数字化音频。

二、多媒体CAI课件的基本特性与教学优势

1、基本特性:教学信息载体的多样性、教学信息处理的数字性、教学信息组织的超文本性、教学信息表现的交互性、教学过程的可诊断性。

2、教学优势:

(1)能优化课堂教学结构;(2)有利于突出教学重点、突破难点;(3)能培养学生多维化的思维方式;(4)可有效提高教学效率;(5)能给学生创造多层次的学习目标。

三、多媒体CAI课件的类型与发展趋势

1、多媒体CAI课件的类型

(1)助教型:这类多媒体CAI课件主要用于教师的课堂教学。

(2)助学型:这类多媒体CAI课件主要用于学生的自主学习。

(3)综合型:具有助教和助学两种功能。

(4)积件型:这类多媒体CAI课件是为教师或学生提供一个丰富的教材和素材组合的软件平台。

2、多媒体CAI课件的发展趋势

多媒体CAI课件的开发与应用有3个主流方面的发展趋势:网络CAI、智能CAI、虚拟现实CAI。

第四节 多媒体CAI课件设计与制作的基本过程

根据软件工程学的理论,计算机软件的开发过程包括项目需求分析、设计、制作和评价等环节。但由于多媒体CAI课件是面向教学的,而且媒体数据较大,交互性较强,与一般的工业或商业软件相比,具有很强的特殊性,这就要求多媒体CAI课件设计与制作不仅要遵循一般软件工程规范,而且要考虑其特殊性。

一、专业多媒体CAI课件设计与制作的基本环节

1.项目选择与分析

(1)需求分析

1)需求分析的实质, 所谓需求分析,是指学习者的需求,而不是教师的需求,更不是指具本的教学方法与手段的需求。

2)需求分析的过程:教学期望值的确定、学生实际状况的确定、差距确定、必要性的确定。

(2)内容分析

1)内容分析的实质

内容分析包含两个方面的含义:一方面是‘‘教什么’’的问题,另一方面是“怎么教”。“教什么”主要是用来确定教学的范围和深度。“怎么教”是用在确宗如何把教学中的知识内容传递给学生,教学中应该采用何种策略。内容是大纲中规定的具体教学目标的体现,分析学习内容的目的就是要看教学内容适合于使用何种教学方法来表现。

2)内容分析的过程

内容分析的基本过程为:①分析“教什么”(或“学什么”),②分析“怎么教”(“怎么学”),③分析适合性。

(3)资源分析:1)人力分析,2)物力分析,3)财力分析。

2、设计与开发

3、生产与制作

4、测试与评价

5、多媒体CAI课件成型

二、学科课程配套多媒体CAI课件设计与制作的基本步骤

课程配套的多媒体CAI课件是指各级各类学校与具体学科课程教学紧密联系,能解决课程的教学难点和重点,进行课程教学改革相配套的多媒体cAI课件。这类多媒体CAI课件的设计与制作步骤如下:

1.课题定义。多媒体教材的项目定义,通常包括如下内容:
(1)课题名称,(2)制作目的,(3)使用对象,(4)主要内容,(5)组成部分。

2、教学设计

3.系统设计

4、稿本编写

5、数据准备

6、素材整合

7、试用与评价

8、课件定型

(这部分内容将在第二章详细介绍。)


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