中医舌诊多媒体教学系统的设计与实现

1中医舌诊多媒体教学系统的设计与实现许家佗黄晓昱费兆馥顾亦棣（上海中医药大学上海200032)摘要：计算机辅助教学（Computerassistedinstruction，缩写为CAI）是计算机应用技术在教育领域中的延伸，已成为现代教育技术应用研究领域中的热点。本文以《中医诊断学》中舌诊为主要内容，探讨了《中医舌诊》课程CAI课件的设计与实现。关键词：中医舌诊；多媒体技术；CAI计算机辅助教学（Computerassistedinstruction，缩写为CAI）是指用计算机帮助或代替教师执行部分教学任务，为学生传授知识和提供技能训练，直接为学生服务。这些用于执行教学任务的计算机程序称为课件软件（Couseware）或CAI软件、教学软件。CAI是随着社会的信息化而产生的，是一门综合计算机科学、教育学、心理学、工程技术以及相关课程专业知识的边缘交叉科学。自八十年代以来，CAI走入中国，经十余年的努力，在全国近十所中医院校，计算机辅助教学系统得到了应用。中医CAI已经成为计算机在中医应用中最为活跃的领域之一。《中医诊断学》是中医基础理论和临床各科之间的桥梁。舌诊为中医特色诊法之一，内容极为丰富。但舌诊内容多以文字描述为主，不能满足舌诊直观性强、需要对实体特征有辨析力的特点，故在讲授中易出现单调、枯燥和生硬。尽管以往教学中也有其他媒体的运用，如：实验、幻灯、录像等，也起到了一些效果，但都不能使之有机、同步地结合起来。因此，中医舌诊亟待以多种教学手段、多种媒体有机同步结合，使学生能从多途径多角度获得大量信息。本课题即探讨通过CAI课件的设计与实现，尝试建立一个交互性强、学习效率高、科学性强的个性化、开放的教学环境。一、目的与意义通过CAI课件设计与制作，利用文本、图象、动画、视频、音频等媒体信息，把教学信息与学生感官联系在一起，将课件依面向对象技术划分为各个子对象，达到计算机呈现教学内容，学生注意教学信息并作出反应，计算机做出评价和反馈并选择教学策略的全部教学过程。突出图文并茂、声情交融、讲练结合、2界面友好，便于操作等特点，充分调动学生的学习积极性，使学生真正由被动变为主动，从而提高教学质量。根据多媒体教学特点，课件具有以下性能特点：（1）内容全面——资料翔实丰富，汇集临床典型舌象图片近300幅，附有综合舌象分析140余幅图片、图文结合的选择题200余题、思考题80余题。（2）功能齐全——阅读、灵活跳转、循环背景音乐、显示图文声像；集教学、自学、综合技能训练于一体。（3）使用简单——无需培训，界面友好、交互便捷、易于操作。（4）技术含量高——汇集上海中医药大学中医诊断教研室多年来舌诊教学、科研、临床过程中积累的大量舌诊资料，总结多年来的舌诊教学经验，由中医诊断学资深教师主持开发。（5）适应性强——可同时满足Windows9X和WindowsNT用户，可光盘独立运行，亦可安装运行，还可移植至INTERNET上运行。二、CAI课件的设计与实现CAI课件成功与否的决定因素是它的质量。故在开发本课件的全过程，我们既考虑课件的教学作用，又兼顾教学模式的结构特点，利用软件工程思想和手段管理并实施开发。1.课件开发环境与流程1.1开发环境(1)硬件：PⅡ233多媒体计算机、Broadway视频采集卡、FUJIFILMFinepix1300数码照相机、Pansonic摄像机、MICROTEKScanMakerⅢ和35tPuls扫描仪、SonyMultiscan200sf显示器、EPSONstyluscolor800打印机。(2)软件：利用Authorware3.5和MicrosoftVisualStudio6.0完成系统制作，用UleadGIFAnimator实现动画制作，用UleadCool3D2.5制作文字特效，用UleadPhotoExpress3.0、Photoshop5.5进行图象处理。(3)创作人员：中医专业人员、软件开发人员、美术设计人员。1.1.开发流程根据软件的一般开发过程结合教学软件开发的特点而制定。筹划与构思3脚本设计屏幕设计调试图1.1软件开发流程图2.教学内容的选取与设计应用系统科学的观点和方法，由教师集体备课，按教学目标和教学对象的特点，合理地选择和设计媒体信息，并在系统中有机地组合、形成优化的教学系统结构。2.1学生特征分析即运用适当的方法来确定学生关于当前概念的原有认识结构和原有认知能力。本课件所面对的对象对中医学导论、中医藏象学说、中医病因病机已有一个基本的认识，对中医学体系已有一个初步的概念。2.2教学目标的制定（1）总体目标：通过CAI课件的教学实践，使学生能从多角度、多途径获得大量信息，特别是以往较为欠缺的视觉信息。充分调动学生的学习积极性，开阔思维领域，增强认知能力，从而提高教学效率和教学质量，优化中医舌诊教学的全过程。（2）具体目标：根据布卢姆（B.S.Bloom）的教学目标分类体系，结合本教学内容选取稿本设计制作成品4课程的特点，依据教学大纲的要求，不同教学内容，将教学目标划分为知识、理解、应用、分析、综合和评价等不同层次。以“舌诊原理”制作为例，其教学目标为通过CAI课件的教学实践，使学生深刻掌握舌的组织结构、脏腑经络与舌象形成的关系，气血津液与舌象的关系等。2.3合理选择与设计媒体信息教学媒体是传递、储存教学信息的载体。我们将传统所采用的教学媒体如投影、幻灯、录像、挂图、板书等与计算机多媒体技术充分结合起来，将收集的舌诊资源转化成文本库、动画库、图象库、视频库、题库等。（1）文本库：利用文字处理软件MicrosoftWord进行键盘录入、编辑；或直接在多媒体著作工具（Authorware）上输入并进行加工修饰。（2）图象库：先利用扫描仪将幻灯片，舌象照片、负片，舌诊图谱等转化为数字化图片；以及运用数码相机到临床上采集典型舌诊资料，再用UleadPhotoExpress3.0、Photoshop5.5处理图象，转化为BMP、JPEG格式文件。通过准确、清晰地表现舌象特征，可以增强学生的视觉效果。（3）动画库：利用UleadGIFAnimator软件合成GIF格式文件。动画有助于展现舌象形成的原理，帮助学生从一种抽象、静止地接受知识转化为动态、形象地学习和理解，从而加深记忆。（4）视频库：利用摄像机和视频采集卡在计算机上录制视频信号，再通过软件转化成MPEG或AVI格式文件。主要用于反映舌诊的方法和注意事项，动态的舌象特征等。（5）音频库：用音频卡及相应软件来实现WAV、MIDI音频资料库的制作。背景音乐能提高学生的学习兴趣；解说能增强学生的听觉效果，起到强调课程学习内容重点的作用。2.4建立教学内容知识结构按教学大纲要求将有关章节内容划分为若干个知识单元,每个知识单元又包含若干个知识点，找出各个知识点、知识单元之间的关系和联系方式。《中医舌诊》CAI课件设计的教学结构包括舌诊概述、舌诊方法、舌诊内容和综合练习四大模块。舌诊概述、舌诊方法、舌诊内容是教学大纲要求掌握的基本知识，也是教学重点；综合练习模块用于评价学习的效果和检验学习的深度。课件采用非线性的超文本库结构，描述了中医舌诊的完整的知识体系。以词条条5目与条目之间相互灵活跳转的方式，反映知识片断之间的内在关联。在阅读过程中，可选择背景音乐或配音，大量真彩图片、动画、视频的导入增加了获取知识的生动性和趣味性。图1.2功能设计框架图3.稿本的编写3.1文字稿本的编写以全国统编第六版《中医诊断学》教材、《新编中医诊法图谱》为素材，由学科专业教师完成。按教学过程的先后顺序，描述每一环节的教学内容及其呈现方式。包括学生特征分析、教学目标的描述、知识结构分析、问题编写。上述各工作，用卡片的形式来描述，并按教学过程先后顺序综合起来进行排序，形成一前言舌的大体结构舌诊的原理望舌方法诊舌的注意事项舌象分析要点望舌体舌体颜色舌体形质舌的动态舌下络脉望舌苔苔质苔色舌象的综合分析多项选择题复习思考题舌诊概说舌诊方法舌诊内容综合练习文本库动画库视频库图象库试题库支持数据库6定的系统。其格式如图示：表1.1多媒体教学软件文字稿本序号内容媒体类型呈现方式1.2.21.2.2舌为心之苗“心开窍于舌”，通过望舌色可以了解人体气血运行情况，从而反映“心主血脉”、“心主神明”的功能。（1）“心主血脉”①气血充盛——舌体荣润②气血亏损——舌体枯萎（2）“心主神明”┌舌体运动灵活神明清灵则┤语言清淅└味觉正常文本（TXT）先出现文本,然后动画、声音同时出现。舌为心之苗的动画动画（GIF）配音解说声音（WAV）说明：（1）序号：按教学过程的先后顺序编号；（2）内容：呈现具体知识内容、练习题或答案；（3）媒体类型：按文本、图形、图像、动画、视频和声音分类；（4）呈现方式：指各种媒体信息出现的前后次序。3.2制作脚本的编写考虑到所呈现的各种媒体信息内容的位置、大小、显示特点，需要将文字稿本改写成制作脚本。其应能体现软件的系统结构和教学功能，并作为软件制作的直接依据。（1）软件系统结构说明：根据教学内容的知识结构流程图，并考虑软件在实际应用中的具体情况，建立整个教学软件的主要框架及其教学功能。（2）知识单元的分析：不同的知识单元，在屏幕设计和链接关系上有很大区别，其呈现是由若干屏幕完成的。（3）屏幕设计及链接关系的描述：屏幕设计包括屏幕版面设计、显示方式设计、颜色搭配设计、字体形象设计和修饰美化设计等。除了追求屏幕的美观、形象、生动外，着重屏幕所呈现的内容有较强的教学性，达到布局合理、整洁美观、生动形象、符合教学要求。用“键入方式”和“键出方式”来描述节点与节7点之间的关系。其格式如图示：表1.2CAI课件制作脚本文件名：A122类型：动画序号：0021.2.2舌为心之苗“心开窍于舌”，通过望舌色可以了解人体气血运行情况，从而反映“心主血脉”、“心主神明”的功能。（1）“心主血脉”①气血充盛——舌体荣润②气血亏损——舌体枯萎（2）“心主神明”┌舌体运动灵活神明清灵则┤语言清淅└味觉正常1.舌诊原理首页2.下一页（舌为脾胃之外候）3.音乐图标4.目录图标5.帮助图标6.关闭图标进入方式：1．由舌诊原理首页文件，通过舌为心之苗按钮。本屏呈现顺序说明：先呈现文本，再等待3秒或在屏幕上点击鼠标左键，可演示动画效果。键出方式：1．通过1按钮，可进入舌诊原理首页文件。2．通过2按钮，可进入舌为脾胃之外候文件。3．通过3按钮，可打开关闭音乐。4．通过4按钮，可进入目录文件。5．通过5按钮，可进入帮助文件。6．通过6按钮，可退出系统。4.系统制作根据预先编好的多媒体脚本，调用文本库、动画库、图象库、视频库、题库中的资料，利用多媒体著作工具进行集成，生成最终产品。多媒体著作工具一般应具有以下功能：（1）具有良好的、面向对象的编程环境。（2）具有较强的多媒体数据I/O能力。（3）动画处理能力。（4）超级链接能力。（5）应用程序的连接能力：可建立程序级通信（DDE，dynamicdataexchange），对象的链接和嵌入（OLE，objectlinkingandembedding）。（6）模块化和面向对象。（7）良好的界面、易学易用。因此,我们采用Macromedia的以图标为基础的多媒体著作工具Authorware8与MicrosoftVisualBasic6.0结合进行本课件的开发。充分利用其系统的弹性和扩充性的优点，强大的多媒体控制与交互能力，以及跨平台运行等的特点。用框架图标来管理各个页面及页面间的导航，设置强大的交互效应，最终生成可直接独立运行的exe文件。5.软件测试、优化为对中医舌诊CAI课件的实践效果进行客观、合理的评估，以进行软件优化，我们选择不同的实验对象，对以下内容进行测试：（1）专业教师：侧重于中医舌诊CAI课件内容的准确性、科学性的测试。（2）计算机技术人员：侧重于课件的系统功能、安装、执行效率、兼容性等的测试。（3）教学人员和学生：侧重于课件的内容、交互性、表现形式、易用性等的测试。（4）由制作小组进行课件总体性能的分析。通过分析综合测试反馈意见，对软件进行彻底的检查