多媒體輔助教學(xué)理論講義

1、多媒體輔助教學(xué)理論,講 義,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),第一節(jié),計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）是指利用計(jì)算機(jī)為媒體幫助教師執(zhí)行教學(xué)功能的活動(dòng)。在這種教學(xué)形式中，計(jì)算機(jī)主要是被用來(lái)呈現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和控制學(xué)習(xí)進(jìn)程等。 就整個(gè)教學(xué)過(guò)程來(lái)看，多媒體輔助教學(xué)只是在某些教學(xué)環(huán)節(jié)上程度不同地發(fā)揮了作用，并不能完全取代教師在教學(xué)過(guò)程中的重要作用，因而只是一輔助系統(tǒng)。,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),,,多媒

2、體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),一、多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理,,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),將計(jì)算機(jī)用作教學(xué)媒體，可以完成教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)信息的處理和傳遞。由于計(jì)算機(jī)在程序的控制下可以通過(guò)輸出設(shè)備向人們呈現(xiàn)各種信息，通過(guò)輸入設(shè)備接受使用者輸入的各種信息，并能對(duì)其進(jìn)行判斷處理。因此把具有教學(xué)功能的軟件配置到計(jì)算機(jī)上之后，計(jì)算機(jī)就能像人類(lèi)教師那樣，與學(xué)生構(gòu)成一個(gè)人-機(jī)教學(xué)系統(tǒng)。,,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),1．選擇課題

3、學(xué)生根據(jù)自己的興趣或教師的安排，從教學(xué)軟件中選定一個(gè)課題，計(jì)算機(jī)立即將該課的程序調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行，并在顯示器屏幕上顯示序言。2．呈現(xiàn)信息計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)一小段教學(xué)信息，可以用文字、圖形及聲音等形式表現(xiàn)。3．注意教學(xué)信息學(xué)生集中注意力，理解和記住顯示器呈現(xiàn)出的教學(xué)信息。4．提問(wèn)計(jì)算機(jī)向?qū)W生提一些與剛才呈現(xiàn)的教學(xué)信息有關(guān)的問(wèn)題，要求學(xué)生回答。在教學(xué)軟件中提問(wèn)是十分重要的，是為了測(cè)試學(xué)生對(duì)剛才所呈現(xiàn)內(nèi)容的理解程度，對(duì)計(jì)算機(jī)隨后的教學(xué)決策有

4、重要的影響。5．反應(yīng)學(xué)生通過(guò)思考和判斷，對(duì)計(jì)算機(jī)的提問(wèn)作出反應(yīng)，通常在鍵盤(pán)上或用鼠標(biāo)器輸入他們的回答。6．評(píng)價(jià)與反饋計(jì)算機(jī)接受學(xué)生的反應(yīng)，判定其正確程度，并提供反饋信息。該信息通常包括關(guān)于問(wèn)題結(jié)果的知識(shí)，對(duì)學(xué)生的表?yè)P(yáng)、對(duì)錯(cuò)誤原因的分析以及對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的建議等。7．注意反饋信息學(xué)生對(duì)自己剛才反應(yīng)的結(jié)果十分關(guān)心，計(jì)算機(jī)提供的結(jié)果知識(shí)幫助他確認(rèn)結(jié)果，明白為什么正確、為什么錯(cuò)誤以及出錯(cuò)原因等。此時(shí)，學(xué)生要根據(jù)計(jì)算機(jī)的提示信息進(jìn)入下一

5、步學(xué)習(xí)。8．作教學(xué)決策計(jì)算機(jī)根據(jù)對(duì)學(xué)生反應(yīng)的判斷和某種教學(xué)策略，來(lái)決定下一步的教學(xué)行為，一般有下列選擇：（1）繼續(xù)：呈現(xiàn)新的教學(xué)信息。（2）復(fù)習(xí)：呈現(xiàn)同樣或類(lèi)似的教學(xué)信息。（3）補(bǔ)習(xí)：提供與剛才內(nèi)容有關(guān)的更詳細(xì)的說(shuō)明材料信息。（4）提示：提供啟發(fā)信息，然后呈現(xiàn)剛才呈現(xiàn)的問(wèn)題，讓學(xué)生反應(yīng)。（5）測(cè)驗(yàn)：提供一個(gè)測(cè)驗(yàn)，檢查是否達(dá)到目標(biāo)，常在一課結(jié)束后進(jìn)行。,,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),二、多媒體輔助教學(xué)的主要特點(diǎn),,多

6、媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),1．多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)越性,（1）與電化教學(xué)手段相比，多媒體輔助教學(xué)是交互的雙向教學(xué)形式。雖然也可以制成像播放錄像帶一樣的單向計(jì)算機(jī)電子教材，但大多數(shù)情況下是利用多媒體輔助教學(xué)的交互性。（2）與人類(lèi)教師的課堂教學(xué)模式比，計(jì)算機(jī)可針對(duì)不同程度的學(xué)生提供具有按學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行因材施教的個(gè)別化學(xué)習(xí)方式。例如學(xué)生可以控制學(xué)習(xí)速度，選擇適合自己難度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，對(duì)于思考問(wèn)題的時(shí)間也允許不受限制。（3）與教師比，計(jì)算

7、機(jī)是一個(gè)客觀(guān)的沒(méi)有感情的教師，因而對(duì)待學(xué)生可以不厭其煩，使學(xué)生減小學(xué)習(xí)壓力，因而增加學(xué)習(xí)動(dòng)力。（4）與所有教學(xué)媒體包括最優(yōu)秀的人類(lèi)教師比，多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的即時(shí)反饋具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。,,多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)的基本原理與特點(diǎn),2．多媒體輔助教學(xué)的不足,（1）比其它的教學(xué)媒體成本高。硬件系統(tǒng)近年來(lái)雖然已有大幅降價(jià)，但軟件開(kāi)發(fā)成本呈上升趨勢(shì)。（2）由于多媒體輔助教學(xué)軟件是事先編好的固定程序，不可能具備像人類(lèi)教師那樣的靈活性，因而限制了學(xué)生的

8、意外學(xué)習(xí)，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)造性不利，對(duì)編程時(shí)事先未預(yù)料的問(wèn)題，不能準(zhǔn)確處理。,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,第二節(jié),,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,一、講解演示,講解演示模式模仿了人類(lèi)教師課堂講授與演示的教學(xué)方法。利用多媒體計(jì)算機(jī)所具備的圖像、動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)言和音樂(lè)的功能，發(fā)揮計(jì)算機(jī)所特有的交互性，將教材內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生。特別是一些用語(yǔ)言難以清楚表述的、變化過(guò)程復(fù)雜的、或者肉眼直接觀(guān)察不到的教學(xué)內(nèi)容，如物理學(xué)中分子運(yùn)動(dòng)、電磁場(chǎng)、波的傳播、相對(duì)論等概念，都可以通

9、過(guò)計(jì)算機(jī)顯示動(dòng)態(tài)圖形，改變參數(shù)觀(guān)察相應(yīng)的變化，非常有助于理解研究對(duì)象內(nèi)在的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,二、操作與練習(xí),操作練習(xí)也是許多教師經(jīng)常采用的一種教學(xué)方法。它是通過(guò)反復(fù)地練習(xí)使學(xué)生鞏固和熟練某些知識(shí)和技能。在多媒體輔助教學(xué)中充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行程序的功能，節(jié)省了教師們工作量和時(shí)間，對(duì)于提高學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的速度和準(zhǔn)確性非常有利。該模式的特色是計(jì)算機(jī)的即時(shí)反饋功能得到了恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用。,,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,三、個(gè)

10、別輔導(dǎo),這種模式是讓計(jì)算機(jī)充當(dāng)教師，使學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)新的知識(shí)技能，個(gè)別輔導(dǎo)模式適合學(xué)生自學(xué)。,,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,四、模擬,模擬亦稱(chēng)仿真，是指用計(jì)算機(jī)模仿真實(shí)現(xiàn)象或?qū)崿F(xiàn)理論上的“理想模型”，該理想模型是突出了所研究問(wèn)題的基本要素并將與問(wèn)題無(wú)關(guān)的因素簡(jiǎn)化了的模型。它一般被設(shè)計(jì)成由使用者控制事件中的某些過(guò)程，從而發(fā)展到不同的事件結(jié)果。這種模式非常有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，并且克服了許多真實(shí)試驗(yàn)的困難，在許多場(chǎng)合下具有不可替代

11、的作用。,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,五、教學(xué)游戲,教學(xué)游戲常常被用來(lái)產(chǎn)生一種較強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，而其內(nèi)容和環(huán)境都與教學(xué)目的相聯(lián)系。例如猜字游戲、算術(shù)競(jìng)賽、知識(shí)競(jìng)賽，適合于提高少年兒童的學(xué)習(xí)興趣。一些競(jìng)爭(zhēng)很強(qiáng)的教學(xué)游戲能強(qiáng)烈激發(fā)使用者的興趣，沒(méi)有疲勞感。計(jì)算機(jī)模擬期貨市場(chǎng)，供游戲者做期貨生意，最后以獲得“高利潤(rùn)”一方為勝。促使學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)的經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)。而“模擬北京”的游戲中，通過(guò)使用者“當(dāng)市長(zhǎng)”，必須針對(duì)市政建設(shè)、財(cái)經(jīng)、治安、交通、

12、天災(zāi)方面，甚至外星人的干擾問(wèn)題做出抉擇，使使用者在“玩”中獲取社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及管理方面的知識(shí)。,,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,六、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)驗(yàn),計(jì)算機(jī)輔助測(cè)驗(yàn)(Computer Assisted Testing)也稱(chēng)CAT，是多媒體輔助教學(xué)的重要組成部分，也屬于計(jì)算機(jī)管理教學(xué)CMI的重要內(nèi)容。在題庫(kù)、組卷系統(tǒng)和學(xué)生成績(jī)分析系統(tǒng)的配合下，可以實(shí)現(xiàn)單元測(cè)試、階段考試、以至于國(guó)家考試。由使用者指定范圍、難度等指標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)組卷，并可人工編輯修改。

13、學(xué)生答卷則可根據(jù)情況打印出試卷后筆答，再將回答情況錄入計(jì)算機(jī)處理，或是直接在計(jì)算機(jī)上回答問(wèn)題。最近也有采用異地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的終端考試或是將答題存儲(chǔ)于軟磁盤(pán)上郵寄的方式。,,多媒體輔助教學(xué)的基本模式,遠(yuǎn)程輔導(dǎo)與在線(xiàn)討論的模式主要是指處于異地的學(xué)習(xí)者及教師，利用Internet網(wǎng)絡(luò)通技術(shù)所進(jìn)行的一種學(xué)習(xí)方式?！段磥?lái)之路》的作者比爾·蓋茨在書(shū)中為人們描述了一幅極其動(dòng)人的未來(lái)教育情景。信息高速公路將使教學(xué)活動(dòng)發(fā)展成為全球性、全方位的信息

14、提供/查詢(xún)活動(dòng)，就某個(gè)具體的問(wèn)題，只要感興趣，不同地點(diǎn)的任何人都可以參與。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，可以共同上課，共同討論問(wèn)題的遠(yuǎn)程教學(xué)和在線(xiàn)討論方式，可以做一些以往任何手段都難以完成的事情。最近Internet上十分流行的一個(gè)教育課題“虛擬青蛙解剖”，就是一個(gè)典型例子：通過(guò)WWW，你不僅能上一堂生動(dòng)的解剖課，與全世界數(shù)以萬(wàn)計(jì)的其它“實(shí)驗(yàn)者”進(jìn)行交流，發(fā)表自己的見(jiàn)解，甚至在屏幕上親自動(dòng)手進(jìn)行解剖。,七、遠(yuǎn)程輔導(dǎo)與在線(xiàn)討論,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技

15、術(shù),第三節(jié),,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),一、交互技術(shù),,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),交互技術(shù)作為多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的一種關(guān)鍵技術(shù)，在許多方面體現(xiàn)其重要性。實(shí)際的情況是：教學(xué)需要交互，而計(jì)算機(jī)具有交互的能力。 在多媒體輔助教學(xué)發(fā)展的初期，程序教學(xué)有其專(zhuān)門(mén)的教學(xué)機(jī)器，這種笨拙的機(jī)器能進(jìn)行簡(jiǎn)單的交互，如它能進(jìn)行判斷，進(jìn)行選擇，甚至構(gòu)造答案，這些教學(xué)機(jī)器具有的“神奇”的交互能力對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是件輕而易舉的事情。

16、雖然早期的計(jì)算機(jī)亦顯笨重，但卻具有教學(xué)機(jī)器不可比擬的靈活的交互能力（這種交互能力一方面歸功于電子技術(shù)，一方面歸功于程序儲(chǔ)存與程序控制的思想），這是計(jì)算機(jī)很快涉足教育領(lǐng)域的重要原因。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),硬件方面：1．電容式鍵盤(pán)2．鼠標(biāo)3．筆輸入設(shè)備4．語(yǔ)音輸入設(shè)備5．高分辨率低輻射的顯示器6．激光打印機(jī)7．大容量硬盤(pán)8．CD-ROM9．多媒體硬件,軟件方面：1．圖形界面技術(shù)2．超文本和超媒體技術(shù)

17、3．漢字處理技術(shù)4．多媒體技術(shù),,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),（一）交互概述,在通過(guò)軟件與學(xué)生進(jìn)行交互而完成的教學(xué)過(guò)程中，軟件與學(xué)生存在著兩種交互活動(dòng)。,1．為完成教學(xué)過(guò)程所做的交互。2．為維持程序運(yùn)行所做的交互。,呈現(xiàn)信息,反應(yīng),反饋,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),（二）界面技術(shù),概括他說(shuō)，界面包含輸入和輸出兩大部分功能，它們又可以概括為一點(diǎn)——通訊。因此，對(duì)于界面的要求，首先就是要滿(mǎn)足通訊的需要，其次才是界面的友好

18、易用、美觀(guān)等特征。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),1．對(duì)界面的整體要求,（1）界面要滿(mǎn)足用戶(hù)與程序進(jìn)行通訊的需要。（2）界面必須易操作。（3）界面必須能讓用戶(hù)可以獲得幫助。（4）界面必須符合大多數(shù)應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)。（5）界面必須適應(yīng)廣泛的用戶(hù)，特別要適應(yīng)預(yù)期的用戶(hù)。（6）界面必須使用戶(hù)知道任務(wù)的當(dāng)前進(jìn)展的情況。（7）界面必須健壯，能應(yīng)付意外情況，能進(jìn)行出錯(cuò)處理。（8）多個(gè)應(yīng)用程序保持相似的界面風(fēng)格。,,多媒體輔助教學(xué)軟

19、件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),2．輸入,用戶(hù)的輸入有兩種：控制和數(shù)據(jù)。它們都可以用以下輸入設(shè)備來(lái)完成。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有兩種：鍵盤(pán)和鼠標(biāo)器。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),3．輸出,這里不考慮打印機(jī)及繪圖儀等設(shè)備。只考慮教學(xué)軟件常用的兩種輸出：屏幕輸出及音箱（語(yǔ)音）輸出。,（1）句子結(jié)構(gòu)及詞匯 句子應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)潔，所用詞匯應(yīng)是用戶(hù)所習(xí)慣的。（2）屏幕所顯示的數(shù)據(jù)量 大多數(shù)顯示都不應(yīng)超過(guò)每屏12～16行正文或一個(gè)圖形。（3）正文的長(zhǎng)度 行

20、長(zhǎng)不超過(guò)40個(gè)字符（20個(gè)漢字）較為可讀。（4）信息塊的安放 相關(guān)信息應(yīng)顯示在一起，并始終在相同位置，而又與其他信息塊相分離。（5）強(qiáng)調(diào)顯示有關(guān)信息 主體信息應(yīng)該采用顏色、反視或加著重符來(lái)顯示。（6）對(duì)顏色的有效使用 屏幕上使用的顏色數(shù)不超過(guò)5～7種，并仔細(xì)地選擇顏色組合。（7）使屏幕簡(jiǎn)單而可辨認(rèn) 有人推薦說(shuō)屏幕上只應(yīng)有25％被填滿(mǎn)。（8）在一個(gè)屏幕上只體現(xiàn)一個(gè)主題思想。（9）當(dāng)前屏幕沒(méi)有顯示完所有信息時(shí)，要向用戶(hù)

21、說(shuō)明。（10）完成任務(wù)的所有信息都要能為用戶(hù)所獲得。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),4．窗口技術(shù),在窗口界面技術(shù)中，包含如下一些內(nèi)容：（1）窗口（2）菜單（3）對(duì)話(huà)框（4）按鈕（5）輸入框（6）滾動(dòng)條,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),5．圖形用戶(hù)界面,Windows的推廣及應(yīng)用使人們廣泛地認(rèn)識(shí)了圖形用戶(hù)界面，就課件而言，越來(lái)越多的系統(tǒng)采用圖形界面。因?yàn)閳D形界面具有直觀(guān)、表達(dá)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)

22、的關(guān)鍵技術(shù),（三）應(yīng)答,應(yīng)答指學(xué)生對(duì)課件提出的問(wèn)題進(jìn)行回答。,1．應(yīng)答的手段,即學(xué)生以何種工具或方式進(jìn)行應(yīng)答。普遍使用的工具是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，此外，觸摸屏和話(huà)筒也常作為應(yīng)答的工具（涉及多媒體技術(shù)）。,2．應(yīng)答的方式,即做出回答的方式。總的來(lái)說(shuō)有兩個(gè)應(yīng)答方式：生成答案和選擇答案。,,多媒體輔助教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),（四）學(xué)習(xí)的路徑,這是一種學(xué)生向課件傳送的重要信息，它隱含在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，與應(yīng)答信息相比，它不是課件主動(dòng)向?qū)W生要求的，而是學(xué)