多媒体辅助教学理论讲义

多媒体辅助教学理论讲义多媒体辅助教学系统的基本原理与特点第一节计算机辅助教学（CAI）是指利用计算机为媒体帮助教师执行教学功能的活动。在这种教学形式中，计算机主要是被用来呈现教学目标、教学内容、记录学生的学习情况和控制学习进程等。就整个教学过程来看，多媒体辅助教学只是在某些教学环节上程度不同地发挥了作用，并不能完全取代教师在教学过程中的重要作用，因而只是一辅助系统。多媒体辅助教学系统的基本原理与特点多媒体辅助教学系统的基本原理与特点一、多媒体辅助教学系统的基本原理多媒体辅助教学系统的基本原理与特点将计算机用作教学媒体，可以完成教学过程中对教学信息的处理和传递。由于计算机在程序的控制下可以通过输出设备向人们呈现各种信息，通过输入设备接受使用者输入的各种信息，并能对其进行判断处理。因此把具有教学功能的软件配置到计算机上之后，计算机就能像人类教师那样，与学生构成一个人-机教学系统。多媒体辅助教学系统的基本原理与特点1．选择课题学生根据自己的兴趣或教师的安排，从教学软件中选定一个课题，计算机立即将该课的程序调入内存运行，并在显示器屏幕上显示序言。2．呈现信息计算机呈现一小段教学信息，可以用文字、图形及声音等形式表现。3．注意教学信息学生集中注意力，理解和记住显示器呈现出的教学信息。4．提问计算机向学生提一些与刚才呈现的教学信息有关的问题，要求学生回答。在教学软件中提问是十分重要的，是为了测试学生对刚才所呈现内容的理解程度，对计算机随后的教学决策有重要的影响。5．反应学生通过思考和判断，对计算机的提问作出反应，通常在键盘上或用鼠标器输入他们的回答。6．评价与反馈计算机接受学生的反应，判定其正确程度，并提供反馈信息。该信息通常包括关于问题结果的知识，对学生的表扬、对错误原因的分析以及对进一步学习的建议等。7．注意反馈信息学生对自己刚才反应的结果十分关心，计算机提供的结果知识帮助他确认结果，明白为什么正确、为什么错误以及出错原因等。此时，学生要根据计算机的提示信息进入下一步学习。8．作教学决策计算机根据对学生反应的判断和某种教学策略，来决定下一步的教学行为，一般有下列选择：（1）继续：呈现新的教学信息。（2）复习：呈现同样或类似的教学信息。（3）补习：提供与刚才内容有关的更详细的说明材料信息。（4）提示：提供启发信息，然后呈现刚才呈现的问题，让学生反应。（5）测验：提供一个测验，检查是否达到目标，常在一课结束后进行。多媒体辅助教学系统的基本原理与特点二、多媒体辅助教学的主要特点多媒体辅助教学系统的基本原理与特点1．多媒体辅助教学的优越性（1）与电化教学手段相比，多媒体辅助教学是交互的双向教学形式。虽然也可以制成像播放录像带一样的单向计算机电子教材，但大多数情况下是利用多媒体辅助教学的交互性。（2）与人类教师的课堂教学模式比，计算机可针对不同程度的学生提供具有按学生特点进行因材施教的个别化学习方式。例如学生可以控制学习速度，选择适合自己难度的学习内容，对于思考问题的时间也允许不受限制。（3）与教师比，计算机是一个客观的没有感情的教师，因而对待学生可以不厌其烦，使学生减小学习压力，因而增加学习动力。（4）与所有教学媒体包括最优秀的人类教师比，多媒体辅助教学系统的即时反馈具有绝对的优势。多媒体辅助教学系统的基本原理与特点2．多媒体辅助教学的不足（1）比其它的教学媒体成本高。硬件系统近年来虽然已有大幅降价，但软件开发成本呈上升趋势。（2）由于多媒体辅助教学软件是事先编好的固定程序，不可能具备像人类教师那样的灵活性，因而限制了学生的意外学习，对培养创造性不利，对编程时事先未预料的问题，不能准确处理。多媒体辅助教学的基本模式第二节多媒体辅助教学的基本模式一、讲解演示讲解演示模式模仿了人类教师课堂讲授与演示的教学方法。利用多媒体计算机所具备的图像、动画、语言和音乐的功能，发挥计算机所特有的交互性，将教材内容呈现给学生。特别是一些用语言难以清楚表述的、变化过程复杂的、或者肉眼直接观察不到的教学内容，如物理学中分子运动、电磁场、波的传播、相对论等概念，都可以通过计算机显示动态图形，改变参数观察相应的变化，非常有助于理解研究对象内在的运动规律。多媒体辅助教学的基本模式二、操作与练习操作练习也是许多教师经常采用的一种教学方法。它是通过反复地练习使学生巩固和熟练某些知识和技能。在多媒体辅助教学中充分发挥了计算机自动执行程序的功能，节省了教师们工作量和时间，对于提高学生完成学习任务的速度和准确性非常有利。该模式的特色是计算机的即时反馈功能得到了恰当的应用。多媒体辅助教学的基本模式三、个别辅导这种模式是让计算机充当教师，使学生通过计算机学习新的知识技能，个别辅导模式适合学生自学。多媒体辅助教学的基本模式四、模拟模拟亦称仿真，是指用计算机模仿真实现象或实现理论上的“理想模型”，该理想模型是突出了所研究问题的基本要素并将与问题无关的因素简化了的模型。它一般被设计成由使用者控制事件中的某些过程，从而发展到不同的事件结果。这种模式非常有利于培养学生解决问题的能力，并且克服了许多真实试验的困难，在许多场合下具有不可替代的作用。多媒体辅助教学的基本模式五、教学游戏教学游戏常常被用来产生一种较强烈的竞争性的学习环境，而其内容和环境都与教学目的相联系。例如猜字游戏、算术竞赛、知识竞赛，适合于提高少年儿童的学习兴趣。一些竞争很强的教学游戏能强烈激发使用者的兴趣，没有疲劳感。计算机模拟期货市场，供游戏者做期货生意，最后以获得“高利润”一方为胜。促使学生应用学习的经济学知识。而“模拟北京”的游戏中，通过使用者“当市长”，必须针对市政建设、财经、治安、交通、天灾方面，甚至外星人的干扰问题做出抉择，使使用者在“玩”中获取社会、经济及管理方面的知识。多媒体辅助教学的基本模式六、计算机辅助测验计算机辅助测验(ComputerAssistedTesting)也称CAT，是多媒体辅助教学的重要组成部分，也属于计算机管理教学CMI的重要内容。在题库、组卷系统和学生成绩分析系统的配合下，可以实现单元测试、阶段考试、以至于国家考试。由使用者指定范围、难度等指标，系统自动组卷，并可人工编辑修改。学生答卷则可根据情况打印出试卷后笔答，再将回答情况录入计算机处理，或是直接在计算机上回答问题。最近也有采用异地通过网络上的终端考试或是将答题存储于软磁盘上邮寄的方式。多媒体辅助教学的基本模式远程辅导与在线讨论的模式主要是指处于异地的学习者及教师，利用Internet网络通技术所进行的一种学习方式。《未来之路》的作者比尔·盖茨在书中为人们描述了一幅极其动人的未来教育情景。信息高速公路将使教学活动发展成为全球性、全方位的信息提供/查询活动，就某个具体的问题，只要感兴趣，不同地点的任何人都可以参与。通过网络，可以共同上课，共同讨论问题的远程教学和在线讨论方式，可以做一些以往任何手段都难以完成的事情。最近Internet上十分流行的一个教育课题“虚拟青蛙解剖”，就是一个典型例子：通过，你不仅能上一堂生动的解剖课，与全世界数以万计的其它“实验者”进行交流，发表自己的见解，甚至在屏幕上亲自动手进行解剖。七、远程辅导与在线讨论多媒体辅助教学软件实现的关键技术第三节多媒体辅助教学软件实现的关键技术一、交互技术多媒体辅助教学软件实现的关键技术交互技术作为多媒体辅助教学软件实现的一种关键技术，在许多方面体现其重要性。实际的情况是：教学需要交互，而计算机具有交互的能力。在多媒体辅助教学发展的初期，程序教学有其专门的教学机器，这种笨拙的机器能进行简单的交互，如它能进行判断，进行选择，甚至构造答案，这些教学机器具有的“神奇”的交互能力对于计算机来说是件轻而易举的事情。虽然早期的计算机亦显笨重，但却具有教学机器不可比拟的灵活的交互能力（这种交互能力一方面归功于电子技术，一方面归功于程序储存与程序控制的思想），这是计算机很快涉足教育领域的重要原因。多媒体辅助教学软件实现的关键技术硬件方面：1．电容式键盘2．鼠标3．笔输入设备4．语音输入设备5．高分辨率低辐射的显示器6．激光打印机7．大容量硬盘8．CD-ROM9．多媒体硬件软件方面：1．图形界面技术2．超文本和超媒体技术3．汉字处理技术4．多媒体技术多媒体辅助教学软件实现的关键技术（一）交互概述在通过软件与学生进行交互而完成的教学过程中，软件与学生存在着两种交互活动。1．为完成教学过程所做的交互。2．为维持程序运行所做的交互。课件学生学生课件123呈现信息反应反馈多媒体辅助教学软件实现的关键技术（二）界面技术概括他说，界面包含输入和输出两大部分功能，它们又可以概括为一点——通讯。因此，对于界面的要求，首先就是要满足通讯的需要，其次才是界面的友好易用、美观等特征。多媒体辅助教学软件实现的关键技术1．对界面的整体要求（1）界面要满足用户与程序进行通讯的需要。（2）界面必须易操作。（3）界面必须能让用户可以获得帮助。（4）界面必须符合大多数应用程序的标准。（5）界面必须适应广泛的用户，特别要适应预期的用户。（6）界面必须使用户知道任务的当前进展的情况。（7）界面必须健壮，能应付意外情况，能进行出错处理。（8）多个应用程序保持相似的界面风格。多媒体辅助教学软件实现的关键技术2．输入用户的输入有两种：控制和数据。它们都可以用以下输入设备来完成。常见的输入设备有两种：键盘和鼠标器。多媒体辅助教学软件实现的关键技术3．输出这里不考虑打印机及绘图仪等设备。只考虑教学软件常用的两种输出：屏幕输出及音箱（语音）输出。（1）句子结构及词汇句子应当简洁，所用词汇应是用户所习惯的。（2）屏幕所显示的数据量大多数显示都不应超过每屏12～16行正文或一个图形。（3）正文的长度行长不超过40个字符（20个汉字）较为可读。（4）信息块的安放相关信息应显示在一起，并始终在相同位置，而又与其他信息块相分离。（5）强调显示有关信息主体信息应该采用颜色、反视或加着重符来显示。（6）对颜色的有效使用屏幕上使用的颜色数不超过5～7种，并仔细地选择颜色组合。（7）使屏幕简单而可辨认有人推荐说屏幕上只应有25％被填满。（8）在一个屏幕上只体现一个主题思想。（9）当前屏幕没有显示完所有信息时，要向用户说明。（10）完成任务的所有信息都要能为用户所获得。多媒体辅助教学软件实现的关键技术4．窗口技术在窗口界面技术中，包含如下一些内容：（1）窗口（2）菜单（3）对话框（4）按钮（5）输入框（6）滚动条多媒体辅助教学软件实现的关键技术5．图形用户界面Windows的推广及应用使人们广泛地认识了图形用户界面，就课件而言，越来越多的系统采用图形界面。因为图形界面具有直观、表达能力强等优点。多媒体辅助教学软件实现的关键技术（三）应答应答指学生对课件提出的问题进行回答。1．应答的手段即学生以何种工具或方式进行应答。普遍使用的工具是键盘和鼠标，此外，触摸屏和话筒也常作为应答的工具（涉及多媒体技术）。2．应答的方式即做出回答的方式。总的来说有两个应答方式：生成答案和选择答案。多媒体辅助教学软件实现的关键技术（四）学习的路径这是一种学生向课件传送的重要信息，它隐含在学生的学习过程中，与应答信息相比，它不是课件主动向学生要求的，而是学生学习过程中固有的。对这种信息的提取、分析，对了解学生的学习情况以及研究课件的教学能力都有着极其重要的意义。多媒体辅助教学软件实现的关键技术（五）质疑质疑就是主动提问，这是学生向课件发出的主动的信息。课件通过学生的提问分析学生的水平，给予适当的解答。对于课件而言，这不是一种容易利用的方式，难点在于不容易分析学生提出的问题（这正是人工智能技术正在致力解决的）。多媒体辅助教学软件实现的关键技术（六）评价在学生应答之后，课件一般向学生呈现评价信息。对回答正确者给予肯定，对错误者给予否定，是最基本的评价。评价对于学生而言，是一种反馈信息。“即时反馈”，是斯金纳的程序教学思想的一个重要原则，他认为，不论学生答对还是答错，即时的反馈能提高学习的效果。多媒体辅助教学软件实现的关键技术二、教材呈现技术多媒体辅助教学软件实现的关键技术教材