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1、多媒体计算机辅助教学 1 本节学习目标 理解计算机辅助教学 多媒体技术 课件及其相关概念 1 了解计算机辅助教学的基本模式及其特点 2 熟悉多媒体课件的开发步骤 能够开发多媒体课件 3 了解多媒体素材获取 编辑以及集成的基本方法与常用工具 4 知道虚拟现实技术的特征 了解其常见技术的基本原理 5 理解智能计算机辅助教学的基本概念 6 2 1概述 1 从应用功能看计算机的教育应用 1 计算机辅助教学计算机辅助教学 ComputerAssistedInstruction 简称CAI 指的是用计算机帮助或代替教师执行部分或全部教学任务 传递教学信息 对学生传授知识和训练技能 直接为学生服务 2 计算
2、机管理教学计算机管理教学 ComputerManagedInstruction 简称CMI 是计算机在教育领域的另一项重要功能 3 2 从应用对象看计算机的教育应用 1 学习计算机 Learnaboutcomputer 把计算机作为学习对象 其内容包括计算机的基础知识 基本技能及其对社会的影响等三部分 2 用计算机学习 Learnwithcomputer 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存信息 处理和交流处理等任务 3 从计算机学习 Learnfromcomputer 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工作 4 3 多媒体课
3、件一般认为 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 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 5 随着网络应用的普及 人们在网上使用视频点播 VOD 方式播放多媒体课件或电影时 会涉及到流媒体的概念 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 与传统的下载方式相比 这种边下载边播放的流式传输方式可以极大地减少用户等待的时间 6 2计算机辅助教学模式 1 分类框架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
4、 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 7 表1基于教学论的教学模式 8 计算机辅助教学的模式也称信息化教学模式 9 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 10 2 主要模式 1 操练与练习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 11 2 个别指导也称指导
5、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 12 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 13 4 教学模拟用计算机来模仿真实自然现象或社会现象 模拟在教学
6、中的应用可以分为以下几个方面 14 实验模拟 图2教学模拟 电磁感应 15 管理模拟计算机模拟在管理领域的应用非常有助于学生在管理决策方面的能力和素质的培养 训练模拟由计算机控制的模拟训练器能够产生逼真的训练 操作环境 可以在节约很多训练时间和经费的前提下达到同样的训练目的 16 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 17 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
7、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 18 3 其他模式 1 微型世界微型世界 Microworld 是指利用计算机系统构造一种可供学习者自由探索的学习环境 其基本特点是学生可操纵模拟环境中的对象 可建构自己的实验系统 测试实验系统的行为 19 2 案例学习为学生提供来自实际案例的资料 在丰富的信息环境中让学生以调查员的角色去搜集资料 调查案情 进行分析和决策 3 智能授导旨在通过学生与计算机进行双向问答式对话 利用人工智能技术来模拟 家庭教师 的行为 4 基于资源的学习要求学生利用各类资源进行自学 现代信息技
8、术 特别是多媒体与计算机网络技术的应用 为学习者提供了极为丰富的电子化 数字化学习资源 20 5 探究性学习要求学生利用计算机或网络系统的信息服务功能 从学科数据库中检索出所需的信息 通过信息收集和推理之类的活动 得出对预设 通常由教师所给 问题的解答 6 认知工具以计算机为学习工具 按照它们对学习者支持作用的不同 可以分为效能工具和认知工具两大类 21 7 计算机支持的协作学习简称CSCL 强调利用计算机网络支持学生同伴之间的交互活动 8 计算机支持讲授包括计算机多媒体在课堂教学中的多种应用 9 虚拟教室在计算机网络上利用多媒体通讯技术构造的学习环境 允许身处异地的教师和学生进行大多数教学活
9、动 22 3多媒体课件的开发 1 课件开发步骤 23 1 环境分析主要包括课件目标分析 课件使用对象分析和开发成本估算等任务 在这里 教学目标不仅包括该学科领域以及教学内容的范围 而且应对教学提出具体要求 比如 学习新概念 巩固已经学过的知识 训练求解某种问题的能力 要求掌握的程度及检查方法等等 24 2 教学设计主要任务包括详细分析教学内容 划分教学单元 选择适当的教学模式等 一个教学单元的功能 就是进行一小段相对独立的教学活动 一般说来 在一个教学单元中主要进行一个新概念或一个知识点的教学 然后从学生那里取得回答信息 并对回答作出反馈 25 3 脚本设计脚本是在教学设计基础上所作出的计算机
10、与学生交互过程方案设计的详细报告 是下一阶段进行软件编写的直接蓝本 是课件设计与实现的重要依据 多媒体课件的脚本可分为文字脚本和制作脚本两种 前者是由教师按照教学要求对课件所要表达的内容进行的文字描述 后者则犹如影视制作中的分镜头脚本 是在文字脚本基础上改写而成的能体现软件结构和教学功能 并作为软件编制的直接依据的一种具体描述 26 图4课件界面设计实例 27 4 软件编写将教学设计阶段所确定的教学策略 以及脚本设计阶段所得出的制作脚本用某种计算机语言或多媒体软件工具加以实现 应该尽量收集 利用现有的多媒体素材 根据课件内容需要进行编辑加工 在多媒体素材采集 编辑完成后 就可以用多媒体创作 编
11、辑 工具进行集成 28 2 素材的采集与加工 1 多媒体素材多媒体素材是指多媒体课件中所用到的各种听觉 视觉材料 根据素材的文件格式 可为文本 Text 声音 Sound 图像 Image 动画 Movie 视频 Video 等种类 29 表2常用媒体的文件扩展名 30 表2常用媒体的文件扩展名 31 表2常用媒体的文件扩展名 32 多媒体创作软件Powerpoint 1 基于页面的工具 33 图多媒体创作软件FrontPage 34 4新技术及其教学应用 1 虚拟现实技术 1 虚拟现实技术概述虚拟现实 VirtualReality 简称VR 技术是多媒体技术广泛应用后兴起的更高层次的计算机用
12、户接口技术 它利用计算机生成一种模拟环境 通过多种传感设备使用户 融入 到该环境中 实现用户与该环境直接进行自然的交互 35 VR系统的关键特性 Immersion沉浸 Imagination想象 Interaction交互 VR 沉浸 使参与者有 真实 的体验 交互 提供方便的 丰富的人机交互手段 想象 VR是针对某一特定领域 解决特定问题的应用 所以想象力是关键 36 根据虚拟现实的技术手段不同 可以把虚拟现实技术分为以下两大类 使用专用硬件实现的虚拟现实技术譬如 在视觉方面有头盔式立体显示器等 在听觉方面有三维音响输出装置 在力觉 触觉 运动感等方面有数据手套 数据衣 以及语音识别 眼球
13、运动检测等装置 由于硬件设施的价格昂贵 操作复杂 因此使用专用硬件的技术近期不可能普及 37 2 虚拟现实技术的教学应用1 全景环视技术及其应用 全景环视技术也称360 全景环视技术 或基于图像处理的Panorama 全景摄影 技术 它是把相机环绕360 拍摄的一组照片拼接成一个全景图像 用一个专用的播放软件在Internet上显示 观看者可以通过鼠标控制环视的方向 好像在一个窗口前浏览一个现实的场景 参见网站 38 例 PixMaker全景环视图片制作软件 39 例 网上故宫 全景环视技术 40 全景环视作品 故宫博物院 41 2 VRML技术及其应用VRML TheVirtualReali
14、tyModelingLanguage 虚拟现实建模语言 是一种虚拟现实建模语言 也是在Internet上建立3D多媒体和共享虚拟世界的一个开放标准 VRML常用于描述三维物体及三维场景 它能够在WWW上构建动态的 具有丰富的传感效应的虚拟环境 VRML文档是一个扩展名为WRL的文本文件或扩展名为WRZ的二进制文件 压缩格式 VRML文档一般包含如下部分 文件头 给浏览器提供文件的版本信息注释 以 号开始的说明文字节点 场景信息的单位 用来描述场景中的造型 灯光等属性值 描述及改变节点属性的大小 42 图5 20网上虚拟美术馆 VRML应用实例 EireNET 爱尔兰美术馆 是一个采用VRML技术建立的网上虚拟美术馆 www dmc dit ie guests eirenet eirenet eirenet thic2ra htm 43
