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现代教育技术导论孟祥增:mxz@sdnu.edu.cn王广新:jnwangguangxin@sohu.com现代教育技术导论目录第1章认识现代教育技术与教师专业发展第2章认识信息化教学环境第3章数字化学习资源应用第4章信息化教学设计理论与实践第1章认识现代教育技术与教师专业发展1.1认识现代教育技术1.1.1现代教育技术的基本概念1.1.2现代教育技术的应用领域1.1.3现代教育技术的应用模式1.2现代教育技术与教育信息化1.2.1现代教育技术与教育变革1.2.2教育信息化的内涵与特征1.2.3现代教育技术在教育信息化中的作用1.3现代教育技术与教师专业发展1.3.1教师专业发展的内涵1.3.2教育信息化背景下的教师专业发展1.3.3教师专业发展应具有的现代教育技术能力第2章认识信息化教学环境2.1信息化教学环境概述2.1.1多媒体演示教室概述2.1.2网络教室概述2.2数字媒体与数码技术2.2.1声音的录制与编辑2.2.2数字图像拍摄与处理2.2.3数字视频拍摄与编辑2.3多媒体演示教室的信息化教学环境2.3.1多媒体计算机2.3.2多媒体投影仪2.3.3多媒体控制台2.3.4电子白板2.4网络教室的信息化教学环境2.4.1网络教室简介2.4.2多媒体网络教学软件2.5虚拟现实技术2.5.1虚拟现实系统2.5.2虚拟现实的类型2.5.3虚拟现实技术的重要特征2.5.4虚拟现实技术在教育教学中的应用第3章数字化学习资源应用3.1认识数字化学习资源3.2网络教学资源的搜索方法3.2.1常用搜索引擎简介3.2.2网页网站的搜索方法3.2.3多媒体素材的搜索方法3.2.4软件与专业文档的搜索方法3.3网络数字化学习资源应用3.3.1网络课件与网络课程3.3.2精品课程3.3.3国家数字化学习资源中心3.4专题学习网站的应用3.4.1专题学习网站的特点、结构与类型3.4.2专题学习网站的教学应用3.5教育博客的应用第4章信息化教学设计理论与实践4.1理解教学设计的内涵与基本模式4.1.1教学设计的内涵与基本认识4.1.2教学设计的基本模式4.2教学设计的基本原理与方法4.2.1教学设计的前端分析4.2.2学习目标的阐明4.2.3教学策略的选择与制定4.2.4教学设计的评价与实施4.3信息化教学设计的原理与方法4.3.1信息技术对教学模式发展的影响4.3.2信息化教学模式变革的取向4.3.3信息化教学设计的典型模式与过程4.4信息化教学设计的案例4.4.1多媒体教学环境下教学设计案例一4.4.2多媒体教学环境下教学设计案例二4.4.3网络教学环境下教学设计案例一4.4.4网络教学环境下教学设计案例二第2章认识信息化教学环境2.1.1多媒体教室系统概述多媒体演示教室以多媒体计算机为核心，由实物展示台、多媒体投影仪、电动屏幕、录像机、摄像机、VCD机、展台、音响设备等多种现代教学设备组成。2.1现代教育技术与信息化教学环境多媒体演示教室的功能主要有：①接收、播放影视信号，播放录像带、VCD等音像内容。②投影实物和书本资料，进行现场实物讲解。实物展台可以将书稿、图表、照片、文字资料、实物及教师当时书写的文字投影到银幕上。由于实物展台具有变焦功能，对被摄物体没有严格的尺寸要求，局部特写很容易实现。③投影计算机的数字信号，进行计算机的教学、培训和演示。使用计算机进行多媒体教学能呈现教学内容的文、图、声、像。④可以进入校园网，进行网上联机教学，从网中调出自己需要的教学资料。⑤具有多媒体课件制作功能。在多媒体演示教室中，各种文字、图片、图像、声音等资料可以通过视频展台和录像机等设备转换成视频、音频信号，再由图像卡、声卡等转换成数据文件，因此可以制作不同类型的多媒体课件。⑥能够让使用者简单地操作大量复杂的设备。2.1.2网络教室系统概述多媒体网络教室是由教师用计算机、学生用计算机、高速度大存储量的计算机服务器、影音传输器及其他附件组成的，所有的设备构成一个小型的计算机局域网络，Microsoft公司的WindowsNT和Novell公司的Netware等是常用的网络操作系统。多媒体网络教室既可以在一个固定空间（即真正教室）、也可利用局域网和相应软件构成一个虚拟教室，从而打破空间限制。2.2数字媒体与数码技术2.2.1声音的录制与编辑在信息化教学环境中，可以通过声卡直接表达和传递声音信息，或者制造出某种声音效果和气氛以及演奏音乐等。1．声音（1）声音与声波•声音是由物体的振动所产生的，振动的物体是声源，声音在弹性媒质中传播形成声波。•人耳能感知的声波频率范围为20Hz～20KHz。•声波按频率分为三类：次声波、可听声波和超声波。（2）声音的特性①响度：人耳对声音强弱的主观感受称为响度，决定响度的因素主要是声波的振幅，声波的振幅越大，声音的强度就越大，声音的响度也就越高。②音调：人耳对声音调子高低的主观感觉称为音调，也称音高或音准。③音色：人耳在主观感觉上区别相同响度和音调两类不同声音的主观特性称为音色。通俗地讲，音色就是声音的特色。（3）听音环境影响室内听音效果较明显的一个参数——混响混响是通过混响时间来衡量的。混响时间是指室内声场达到稳定状态后，声源突然停止发声，室内声音的强度衰减60db需要的时间，用T60来表示，单位为秒。混响时间的长短对声音的清晰度影响明显，混响时间越短，声音听起来越清晰，混响时间越长，声音听起来越模糊。2．声音的数字化（1）采样频率对模拟音频信号的连续波形进行分割使之变成离散数字信号的方法，称为采样。采样频率通常采用三种：11.025KHz、22.05KHz、44.1KHz。常见的CD唱盘的采样频率即为44.1KHz。采样频率越高，即采样的间隔时间越短，在单位时间内得到的声音样本数据就越多，经过离散数字化的声波越接近于起源时的波形，也就意味着声音的保真度越高，声音的质量越好。（2）量化位数对声波波形幅度的数字化表示称为量化。量化过程：将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个位段的集合，把落入某个位段内的样值归为一类，并赋于相同的量化值。量化方法：采取二进制的方式，以８位或16位的方式来划分纵轴。在相同的采样频率下，量化位数越高，声音还原的层次越丰富，表现力越强，声音效果越好，但数据量也越大。（3）声道数声道数是指所使用的声音通道的个数，一般教学节目录音有单声道和双声道立体声。专业录音中有5.1声道、7.1声道等环绕立体声。通过对影响声音数字化质量的三个因素的分析，可以得出模拟声音数字化后数据量的计算公式：声音数字化的数据量＝采样频率(Hz)×量化位数(b)×声道数/8(字节/秒)3．数字音频的文件格式（1）WAVE文件WAVE（*.WAV）是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合PIFFResourceInterchangeFileFormat文件规范，用于保存WINDOWS平台的音频信息资源，被WINDOWS平台及其应用程序所支持。（2）MP3文件所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：1~12：1的高压缩率。（3）WMA文件WMA文件是WindowsMedia格式中的一个子集。（4）MIDI文件MID文件并不是一段录制好的声音，而是记录声音的信息，然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。MIDI是一种用于不同制造商的电子音乐设备和计算机之间交换数据的国际硬件和软件标准。MIDI传送的是数字控制讯号,并不是声音讯号(audiosignal)MIDI最主要的功能在于开启与终止讯号:每一个开启的讯号都包含3个部份:【讯号种类】【发出讯号琴键的序号】【压力】停止讯号也是分为同样的三个部份:【讯号种类】【发出讯号琴键的序号】【压力】4．录音编辑软件Windows环境下录制声音的软件如录音机、WaveStudio、Audition、WaveCN等，这些软件通常也包含编辑、特殊效果或转换功能。2.2.2数字图像拍摄与处理1．数字图像基础知识（1）基本概念数字图像，又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字、数值像素的表示。数字图像可以通过许多不同的输入设备和技术生成；也可以从任意的非图像数据合成得到。（2）图像种类①二值图像(BinaryImage):图像中每个像素的亮度值(Intensity)仅可以取自0到1的图像。②灰度图像(GrayScaleImage)，也称为灰阶图像:图像中每个像素可以由0(黑)到255(白)的亮度值表示。0-255之间表示不同的灰度级。③彩色图像(ColorImage)：每幅彩色图像是由三幅不同颜色的灰度图像组合而成，一个为红色，一个为绿色，另一个为蓝色。（3）图像存储与显示光栅图像格式BMP、GIF、JPEG、PNG等。矢量图像格式WMF、SVG等。2．数码相机与数字图像的拍摄CCD成像器件CCD感应器A/D转换器数码存储器MPU微处理器图3-12：数码相机的简单结构3．数字图像的处理（1）图像处理软件——Photoshop简介（1）Photoshop功能特色①图像编辑：图像编辑是图像处理的基础，可以对图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。②图像合成：图像合成则是将几幅图像或图像中的部分内容通过切割、图层操作、工具应用合成完整的、传达明确意义的图像。Photoshop提供的绘图工具让外来图像与创意很好地融合，成为可能使图像的合成天衣无缝。③校色调色：校色调色是Photoshop中深具威力的功能之一，可方便快捷地对图像的颜色进行明暗、色偏的调整和校正，也可在不同颜色进行切换以满足图像在不同领域如网页设计、印刷、多媒体等方面应用。通过色阶、饱和度等的调整，可以弥补照片拍摄时色彩和光线上的不足，使图像看上去更加生动鲜活，从而达到更令人满意的效果。④特效制作：特效制作在Photoshop中主要由滤镜、通道及工具综合应用完成。包括图像的特效创意和特效字的制作，如油画、浮雕、石膏画、素描等常用的传统美术技巧都可由特效完成。2.2.3数字视频拍摄与编辑1.数字视频基础知识（1）视频视频是指内容随时间变化的一组动态图像，又叫作运动图像或活动图像。视频中的一幅幅单独的图像称为帧(Frame)，每秒钟连续播放的帧数称为帧率，典型的帧率是24帧/秒、25帧/秒和30帧/秒，这样的视频图像看起来才能达到顺畅和连续的效果。（2）数字视频按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。数字化视频格式：AVI、MPEG1、MPEG2等。数字化视频信号的主要优点有：便于创造性的编辑与合成，交互性强；可不失真地进行多次复制，抗干扰能力强，再现性好；在网络环境下可长距离传输而不损耗，容易实现资源共享。2.数字视频的拍摄（1）基本概念数字视频就是用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质。它是以数字形式记录的视频，和模拟视频相对的。（2）摄像机（3）摄像机的结构和基本原理①摄像机基本结构：摄像机主要有光学系统、摄像系统、信号输出与记录系统和寻像系统等组成。②摄像机基本工作原理：摄像机时进行光电转换的设备，其基本工作原理是通过光学成像系统成像，并利用三基色原理分解光像，形成三基色图像，然后通过摄像器件完成光电转换，形成电信号，再经信号处理、编码等形成某种格式的电视信号。摄像机的外围电路有时钟与同步形成的电源电路。摄像机输出的是按现行电视标准的视频信号。3.数字视频的编辑常用视频编辑软件有微软的MovieMaker、绘声绘影Premiere等。2.3多媒体教室的信息化教学环境2.3.1多媒体计算机1.多媒体技术在计算机应用领域中，媒体主要包括两种含义，一是指存储信息的载体。二是指承载信息的载体。多媒体就是指由两种以上媒体构成，共同表示、传播和存储同一信息的全新媒体。多媒体技术是指利用计算机来交互地综合处理文字、数字、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体信息综合技术。2.多