多媒體技術的應用——教學多媒體

緒論
 多媒體是融合兩種或者兩種以上媒體的一種人-機交互式信息交流和傳播媒體，使用的媒體包括文字、圖形、圖像、聲音、動畫和電視圖像(video)。
 由于多媒體和模擬電視采用的技術不同，對于同樣內容的信息或者節目，它們所表現出的特性就很不相同，對人們所產生的不同影響也引起了許多有識之士的高度重視。我們現在看的模擬電視的特性是線性播放，簡單地說就是影視節目是從頭到尾播放的，而收看者是最活躍的人，人與電視之間，人是被動者而電視是主動者；多媒體是由計算機參與的，計算機的一個重要特性是交互性，就是人們可以使用像鍵盤、鼠標器、觸摸屏、聲音、數據手套等設備，通過計算機程序去控制各種媒體的播放，人與計算機之間，人駕駛多媒體，人是主動者而多媒體是被動者。
 而多媒體技術在教學中的使用，使教材的思想性、科學性、藝術性充分結合，為各學科教學提供了豐富的視聽環境，給受眾以全方位的、多維的信息，提高了形象視覺和聽覺的傳遞信息比率，縮短了教學時間、擴大了教學規模�，F代的教學法，不僅要向學生傳授知識、培養學習習慣，而且要發展學生的交際能力、語言能力和應對能力。多媒體技術在這方面會提供逼真的、生動的學習和交際環境。多媒體教材以圖文聲像并茂的方式提供知識，提供示范、練習、討論以及邊演示邊講解的啟發式教學方法，具有高趣味性與啟發性，同時可以補充實踐教學環節之不足。
    因此，我們把教學過程中，根據教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現代教學媒體，并與傳統教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果，叫做多媒體教學。
一、多媒體教學軟件的制作要求
     作為多媒體教學軟件，必須能正確表達學科的知識內容、反映教學過程和教學策略，具有友好的人機交互，具有診斷評價、反饋強化的功能。因此，多媒體教學軟件的開發和制作，需要在教學理論的指導下、做好教學設計，系統結構模型設計、導航策略設計和交互界面設計等工作，并在教學實踐中反復使用，不斷修改，才能使制作的多媒體教學軟件符合教學規律，取得良好的教學效果。
     多媒體課件的設計還要注意面向不同使用者的通用性。軟件的使用要符合一般人的使用習慣，必要時還要在軟件中提供使用幫助說明。 
二、多媒體教學的發展趨勢
     九十年代多媒體教學主要形式是采用以教師為主導的多媒體組合教學為主，九十年代中后期，雖然計算機多媒體教學逐漸取代了以前的多種媒體的組合教學，教學效率和效果得到進一步的提高，但它還沒有完全脫離單一的以教師為主導的教學模式。九十年代的后期和新世紀的到來，隨著以計算機網絡技術為標志的信息時代的到來，多媒體技術與網絡技術的結合，加上“雙主”模式的教育思想的運用，一種全新的多媒體網絡教學模式正在形成和迅速發展。但不管是多媒體教學還是多媒體網絡教學，它們都離不開多媒體教學軟件。
三、多媒體課件的使用形式
多媒體課件的使用形式目前主要有兩種：
(一)在多媒體教室中應用     利用高亮度（500流明以上）數據投影機把多媒體計算機的圖像數據信號轉變為光學影像投射到大屏幕上。把計算機聲卡輸出的音頻信號利用音頻功率放大器放大后推倒喇叭發聲，就構成了多媒體教室。如果經濟條件有限，也可以用帶VGA輸入接口的大屏幕彩色電視機代替數字投影機使用。多媒體教室的應用模式主要適用于以教師為主體的課堂教學模式。(二)在計算機網絡教室中應用     按每個學生配置一臺多媒體計算機，把全部計算機連接成局域網，每臺計算機安裝網絡教室軟件，教師機安裝控制軟件，就組成了計算機網絡教室。在網絡教室中利用多媒體課件開展教學，學生可以直接參與教學活動過程，可以充分調動學生自主學習的作用，利于個性化的學習。教師也可以根據控制對學生機的使用進行控制，以及與學生進行直接對話、個別輔導、答疑，也可以進行個別練習、測驗等。還可以根據需要連接到互聯網，充分利用網絡的各種信息，把各種教學資源有機地整合到課堂教學中來。因此，利用網絡教室開展多媒體教學，是一種更有發展前景的現代教育技術應用模式。

四、多媒體教學軟件的分類和創作流程
(一)多媒體教學軟件的分類：
    多媒體教學軟件（以下簡稱課件）可以分為：指導型、練習型、測驗型、模擬型和游戲型五個種類。某些課件也可能是多種類型的綜合。
按其應用場合的不同又可以分為課堂演示型和個別學習型。課堂演示型主要是供教師在課堂上輔助教學使用的，程序的執行為線性的。這類課件較為簡單，可由教師自行制作。個別學習型課件主要是讓學生自己操作學習和練習。此類軟件一般交互性很強，較為復雜�？梢酝ㄟ^組織項目組，由多個相關人員參與研究和開發。
(二)多媒體教學軟件的創作流程
課件的一般制作流程包括：

  
1 )目標分析：根據教學內容，明確要實現的教學目標，以及實現教學目標的途徑——教學策略的分析，確定課件的框架和表現方法；進行課件的總體設計。
2 )腳本編寫：課件的腳本是課件的設計藍圖，作者應該根據教學目標，確定課件的具體表現方法和內容，直到每一屏幕（頁）的具體內容安排，如各種媒體的排放位置、媒體元素出現的時刻、交互方式以及畫面的鏈接等，都要非常具體和明確。腳本的設計還要根據創作工具的特點以及人接受信息的心理特性等綜合因素來考慮。腳本的設計過程實際上就是一個創意過程，創意的好壞取決于對教學內容的理解程度以及創作人員的水平，對課件的最終質量有很大的決定作用。
3 ）素材準備：多媒體課件中的基本元素——素材有相當一部分要事先準備好，如文字、圖像、聲音、動畫、影像等原始素材，需要通過一定的方法采集或制作，有些還需要預處理和編輯，如課件中需要的某一圖像的數據，我們可以通過圖像素材庫（如素材光盤）獲得，或通過拍照——掃描儀掃描獲得，或用數碼相機拍照，如果確實沒有的話，我們也可以用圖像制作軟件制作。
4 ）創作設計：根據腳本設計的要求，利用創作工具把各種媒體素材集成創作為一個課件。課件完成以后，還要經過試運行檢驗和使用評價，必要時還要作修改。能否達到預想的效果，取決于所用的創作工具和創作者對軟件使用的熟悉程度。
5 ）打包壓盤：制作多媒體課件的最終目的是在教學上的應用，因此在創作的最后階段還要將課件進行打包，根據軟件的大小和需要可以拷貝到軟盤或制作成光盤。變成一個可以脫離創作環境（在別的沒有安裝創作工具的計算機上也能正常運行）便于使用的實用軟件。也可以根據需要把課件放在網站上，供學生在網上使用或下載后使用，成為網上教育軟件。

怎樣選取適用的多媒體CAI課件制作軟件作一介紹
編制多媒體 CAI課件的軟件，是指采集、編輯及處理音頻、視頻、靜圖及動畫等多媒體教學信息素材的一系列工具，可分為多媒體素材的采集與制作軟件和多媒體素材編輯合成軟件兩大類�！肮び�善其事，必先利其器”，掌握這些常用制作軟件的結構特性及使用要點，恰當地選擇適合自己教學風格的軟件，往往能在多媒體CAI課件的制作中起到事半功倍的效果。
五、多媒體素材的采集與制作軟件
編制多媒體CAI課件時，首先應進行各種教學信息素材的準備，用相應的計算機軟件對各種教學素材進行采集或制作。目前比較常用的多媒體素材的采集與制作軟件主要有如下幾種：
(一)文本輸入與處理軟件
在多媒體CAI課件中，文本是表達教學內容的重要構成部分�？蓪崿F文本素材的輸入與處理的工具軟件有很多，但最為流行的是Word和WPS，兩者都能根據課件設計的需要制作出字形優美、任意字號的教學文本素材，并且生成的文件格式也能被大部分多媒體集成軟件所支持。
(二)靜圖素材采集與制作軟件
多媒體 CAI課件的靜圖素材包括圖形和圖像兩大類。其中圖形是指用計算機繪制的、有關教學內容的畫面，如直線、曲線、圓、多邊形、任意柱面、錐面及圖表等，在計算機中稱之為位圖圖像，基本元素是圖元。
課件制作中常用的圖形處理軟件主要有 Adobe Illustrator、AutoCAD及CorelDRAW 等，其中CorelDRAW較為流行。作為平面圖形設計軟件，CorelDRAW包含有豐富而強大的圖形繪制、文本處理、自動跟蹤、分色以及特效處理等功能，同時提供了增強型的用戶界面，充分利用了Win9x/2000的高級功能，不僅使圖形處理更快, 而且制作的圖形素材可以在其他Win9x應用軟件中進行拷貝、剪切和粘貼。
圖像是指由數碼相機、攝像機或掃描儀等輸入設備捕獲的實際場景的靜止畫面，在計算機中稱之為矢量圖形，基本元素是像素，比如圖片和照片等。
圖像采集和制作軟件常用的有 Photostudio和Photoshop等，最常見的當然是Photoshop。但因介紹Photoshop的書籍和資料相當多，在此僅將Photostudio的結構特性與使用要點作一簡要介紹。
Photostudio是最新流行的圖像采集與制作軟件，它采用簡潔的中文界面，可以直接從數字相機、掃描儀等輸入設備獲得圖形，支持BMP、TIF、PCD、PCX、TCG和JPG等文件格式，而且操作簡單。值得一提的是，Photostudio對計算機硬件配置要求極低（推薦配置是Pentium級PC機、Win9x操作系統、16MB內存；最低配置是386、4MB內存）。該軟件可從 http://www.arcsoft.com 下載。
(三)音頻素材采集與制作軟件
音頻即聲音。多媒體CAI課件中所用的音頻主要包括課件的背景音樂、課文范讀及音效三部分。采集與制作的聲音文件可在Windows系統的“錄音機”中進行，也可以應用Creative WaveStudio、Sound System、GoldWave及Sound Forge等音頻處理軟件。這里重點介紹GoldWave的結構特性及使用要點。
GoldWave是較新的、適合于一般教師進行音頻素材采集與制作的軟件，它集音頻錄制和編輯于一體，功能強大，不僅是一個錄音程序，可以很方便地制作CAI課件的背景音樂、音效、錄制CD、轉換音樂格式等，而且還具有各種復雜的音樂編輯和特效處理功能。該軟件不需要安裝，只要運行程序文件夾中的可執行程序即可。GoldWave小巧玲瓏，只有600K左右，可從http://www.goldwave.com下載。
(四)視頻素材采集與制作軟件
視頻是 CAI課件中的活動畫面，大多是教學內容的真實場景再現，其常用軟件主要有Premiere和Personal AVI Editor。Premiere制作動態視頻效果好，并且功能強大，但操作較復雜，一般教師需要經過一段時間的專門學習，才能熟練運用；而Personal AVI Editor則適合一般教師制作簡單的動態視頻素材，不僅操作簡單，而且有多種圖像、文字和聲音的特效， 將這些特效靈活搭配，即可輕松獲得教學動態視頻素材。
(五)動畫素材采集與制作軟件
在教學內容中，有一些較抽象的概念和現象，僅憑學生的想像難以留下直觀的認識，這時可借助 CAI課件的動畫將其表現得生動形象。多媒體CAI課件制作動畫的常用軟件主要有Animator Studio、Cool 3D及3DS MAX等。
Animator對運行環境要求較低，并且操作直觀，容易學習，可以方便地進行二維圖形與動畫的制作，滿足中小學課堂教學展示有關內容的需要，這比板書和投影片更生動形象，更容易調動中小學生的學習興趣，有利于提高課堂教學效果。如果用多媒體編輯軟件Authorware等對二維動畫教學軟件進一步編輯，幾乎可以滿足課堂教學的全部需要，達到圖文并茂、聲像俱佳的境界。
3DS MAX是三維動畫空間多媒體素材制作軟件，提供給專業繪圖人員制作高品質圖像或動畫所需要的功能。教師利用該軟件可以很快地建立球體、圓錐體、圓柱體等基本造型，或者構造出物體的立體圖形。
Cool 3D則在速度、操作簡易度和視覺效果上都能很好地適合一般教師制作教學動畫的要求，它可以直接創建任意的矢量圖形或者將JPG、BMP等圖像直接轉換為矢量圖形，同時還可快速制作基本幾何形狀的三維物件，將球體、圓柱、圓錐、金字塔和立體幾何形狀的物件插入到圖像中，并且可以自定義物件的半徑、高度等參數，因此對制作數學、物理等CAI課件的動畫素材提供了極大的方便。該軟件可從http://www.ulead.com下載。
六、多媒體素材編輯合成軟件
多媒體素材編輯合成軟件是將多媒體教學信息素材連接成完整的多媒體應用系統的軟件，俗稱多媒體 CAI課件的制作工具。目前一般教師（非專業課件制作人員）常用的有方正奧思、洪圖（Hong Tool）、青鳥師友（JBMT）、幾何畫板、Action、Authorware、Director、Dreamweaver、Flash、FrontPage、PowerPoint、ToolBook、Visual Basic等。
通常來說，多媒體原版制作工具的費用較高，而且各種工具軟件所要求的計算機硬件配置各有一定的要求，因此，我們選擇多媒體課件制作工具一定要遵循經濟高效、簡單易用、兼容通用等原則。要成功地開發一個優質的多媒體 CAI課件，常常會用到幾種軟件，只有取各家之長，才能制作出優秀的課件。據此，我們可以從課件類型、教師計算機水平、資金狀況等方面對編輯軟件進行優化選擇。下面介紹幾種典型的優化組合方案，供廣大教師在實際中參考。
(一)洪圖（Hong Tool）或Action與Authorware或Visual Basic的優化組合
洪圖（ Hong Tool）多媒體創作工具具有強大的圖、文、聲、影集成功能和豐富多樣的交互手段，完整的評測和反饋功能，易學易用。它編輯課件的基本結構為卡片式結構，首先要定義一些卡片，并在每張卡片上制作文字、圖形、聲音、影像等動態效果和卡片與卡片之間的跳轉。
Action是面向對象的多媒體CAI制作軟件，具有較強的時間控制特性，它在組織連接對象時，除了考慮其內容和順序外，還要考慮它們的同步問題。例如，定義每個教學媒體素材的起止時間、重疊片段、演播長度等。也可以制作簡單的動畫，操作方法比較簡單。
Authorware是以圖標為基礎、以流程圖為編輯模式的多媒體CAI課件編輯合成軟件。其制作過程是：用系統提供的圖標先建立應用程序的流程圖，然后通過選中圖標，打開相應的對話框、提示窗口及系統提供的圖形、文字、視頻、動畫等編輯器，逐個編輯圖標，添加教學內容。
Visual Basic是一種基于程序語言的集成包，在多媒體CAI課件制作中提供對窗口及其內容的圖形創作方式。
對于從未使用過多媒體編輯軟件的教師來說，可選擇操作相對容易的洪圖（ Hong Tool）或Action，這類軟件不需要編程，而且操作界面及制作工具簡單直觀；若教師對使用多媒體編輯軟件已有一定的經驗，但不會編程，則可選擇Authorware這類不需要編程即可生成課件的軟件；對于有編程能力的計算機教師則可用Visual Basic制作課件。
(二)ToolBook與JBMT或幾何畫板的優化組合
ToolBook是一種基于Windows操作系統的、面向對象的多媒體CAI課件開發軟件。它制作多媒體課件的過程就像寫一本書：首先建立一本書的整體框架，然后把頁加入書中，再把文字、圖像、按鈕等對象放入頁中，然后使用系統提供的程序設計語言OpenScript編寫腳本，確定各種多媒材對象在課件中的作用。
JBMT除具備常見制作軟件的基本功能外，還擁有數學表達式的顯示、符號、演算及函數繪圖等多種數學處理功能。
幾何畫板是制作幾何（平面幾何、解析幾何、射影幾何等）學科多媒體 CAI課件的軟件，它功能強大，能方便地用動態方式表現教學對象之間的關系，教師利用該軟件平臺既可根據自己的教學需要編制與開發課件，又可便于學生進行主動探索。因此，ToolBook與JBMT（或幾何畫板）組合，可以使彼此的優勢充分發揮，使各學科的教師都可根據自己的教學要求制作出理想的多媒體CAI課件。
(三)Dreamweaver與Flash或FrontPage的優化組合
Dreamweaver、Flash及FrontPage都是制作網絡式多媒體CAI 課件的軟件。Dreamweaver可以非常容易地做出不受平臺和瀏覽器限制的、具有動感的多媒體CAI課件，具有“易用”和“所見即所得”兩大優點，它引進了“層”的概念，通過“層”的應用，可以在任何地方添加所需要的多媒體素材。
Flash最適合制作動態導航控制、動態畫面的多媒體CAI課件。由于Flash使用了壓縮的矢量圖像技術，所以其下載和窗口大小調整的速度都很快。當利用Flash制作動態多媒體CAI課件時，可以自己畫也可以輸入動畫的內容，然后把它們安排在工作區內，讓它們按照時間動起來，也可以在讓它們動的時候觸發一定的事件，僅幾步就可以做出動畫效果來。
FrontPage是制作基于Web風格的多媒體CAI課件的軟件，它可以設計頁面的背景色/標題字體，快速建立超級鏈接，插入圖像及其他教學素材。FrontPage在使用和操作各方面都與Win9x及Office非常相似，而且對一般教師來說，不需要了解任何HTML程序即可使用FrontPage輕松地制作網絡式多媒體CAI課件。FrontPage制作課件的不足和PowerPoint一樣，不能設計復雜的交互性練習題，其優勢在于網絡功能，教師在自己的計算機上制作好網頁課件，上課時，通過校園局域網，在多媒體教室可以訪問該網頁，甚至還可以通過Internet與其他學校的教師交流。

致   謝
 經過兩個月的忙碌，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個�？粕�的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。
    在這里首先要感謝我的導師李皓婧老師。平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是李老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩李老師的專業水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。
    其次要感謝和我一起作畢業設計的同學們，他們在本次設計中克服了許多困難來完成此次畢業設計，并承擔了大部分的工作量。如果沒有她的幫助，此次設計的完成將變得非常困難。
    然后還要感謝所有的老師，為我們打下機械專業知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業設計才會順利完成。
 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的 謝意！
 
參考文獻：
［1］馬華東.多媒體計算機技術原理［M］北京:清華大學出版社,1999