多媒体技术的应用——教学多媒体

绪论
 多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体，使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和电视图像(video)。
 由于多媒体和模拟电视采用的技术不同，对于同样内容的信息或者节目，它们所表现出的特性就很不相同，对人们所产生的不同影响也引起了许多有识之士的高度重视。我们现在看的模拟电视的特性是线性播放，简单地说就是影视节目是从头到尾播放的，而收看者是最活跃的人，人与电视之间，人是被动者而电视是主动者；多媒体是由计算机参与的，计算机的一个重要特性是交互性，就是人们可以使用像键盘、鼠标器、触摸屏、声音、数据手套等设备，通过计算机程序去控制各种媒体的播放，人与计算机之间，人驾驶多媒体，人是主动者而多媒体是被动者。
 而多媒体技术在教学中的使用，使教材的思想性、科学性、艺术性充分结合，为各学科教学提供了丰富的视听环境，给受众以全方位的、多维的信息，提高了形象视觉和听觉的传递信息比率，缩短了教学时间、扩大了教学规模。现代的教学法，不仅要向学生传授知识、培养学习习惯，而且要发展学生的交际能力、语言能力和应对能力。多媒体技术在这方面会提供逼真的、生动的学习和交际环境。多媒体教材以图文声像并茂的方式提供知识，提供示范、练习、讨论以及边演示边讲解的启发式教学方法，具有高趣味性与启发性，同时可以补充实践教学环节之不足。
    因此，我们把教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果，叫做多媒体教学。
一、多媒体教学软件的制作要求
     作为多媒体教学软件，必须能正确表达学科的知识内容、反映教学过程和教学策略，具有友好的人机交互，具有诊断评价、反馈强化的功能。因此，多媒体教学软件的开发和制作，需要在教学理论的指导下、做好教学设计，系统结构模型设计、导航策略设计和交互界面设计等工作，并在教学实践中反复使用，不断修改，才能使制作的多媒体教学软件符合教学规律，取得良好的教学效果。
     多媒体课件的设计还要注意面向不同使用者的通用性。软件的使用要符合一般人的使用习惯，必要时还要在软件中提供使用帮助说明。 
二、多媒体教学的发展趋势
     九十年代多媒体教学主要形式是采用以教师为主导的多媒体组合教学为主，九十年代中后期，虽然计算机多媒体教学逐渐取代了以前的多种媒体的组合教学，教学效率和效果得到进一步的提高，但它还没有完全脱离单一的以教师为主导的教学模式。九十年代的后期和新世纪的到来，随着以计算机网络技术为标志的信息时代的到来，多媒体技术与网络技术的结合，加上“双主”模式的教育思想的运用，一种全新的多媒体网络教学模式正在形成和迅速发展。但不管是多媒体教学还是多媒体网络教学，它们都离不开多媒体教学软件。
三、多媒体课件的使用形式
多媒体课件的使用形式目前主要有两种：
(一)在多媒体教室中应用     利用高亮度（500流明以上）数据投影机把多媒体计算机的图像数据信号转变为光学影像投射到大屏幕上。把计算机声卡输出的音频信号利用音频功率放大器放大后推倒喇叭发声，就构成了多媒体教室。如果经济条件有限，也可以用带VGA输入接口的大屏幕彩色电视机代替数字投影机使用。多媒体教室的应用模式主要适用于以教师为主体的课堂教学模式。(二)在计算机网络教室中应用     按每个学生配置一台多媒体计算机，把全部计算机连接成局域网，每台计算机安装网络教室软件，教师机安装控制软件，就组成了计算机网络教室。在网络教室中利用多媒体课件开展教学，学生可以直接参与教学活动过程，可以充分调动学生自主学习的作用，利于个性化的学习。教师也可以根据控制对学生机的使用进行控制，以及与学生进行直接对话、个别辅导、答疑，也可以进行个别练习、测验等。还可以根据需要连接到互联网，充分利用网络的各种信息，把各种教学资源有机地整合到课堂教学中来。因此，利用网络教室开展多媒体教学，是一种更有发展前景的现代教育技术应用模式。

四、多媒体教学软件的分类和创作流程
(一)多媒体教学软件的分类：
    多媒体教学软件（以下简称课件）可以分为：指导型、练习型、测验型、模拟型和游戏型五个种类。某些课件也可能是多种类型的综合。
按其应用场合的不同又可以分为课堂演示型和个别学习型。课堂演示型主要是供教师在课堂上辅助教学使用的，程序的执行为线性的。这类课件较为简单，可由教师自行制作。个别学习型课件主要是让学生自己操作学习和练习。此类软件一般交互性很强，较为复杂。可以通过组织项目组，由多个相关人员参与研究和开发。
(二)多媒体教学软件的创作流程
课件的一般制作流程包括：

  
1 )目标分析：根据教学内容，明确要实现的教学目标，以及实现教学目标的途径——教学策略的分析，确定课件的框架和表现方法；进行课件的总体设计。
2 )脚本编写：课件的脚本是课件的设计蓝图，作者应该根据教学目标，确定课件的具体表现方法和内容，直到每一屏幕（页）的具体内容安排，如各种媒体的排放位置、媒体元素出现的时刻、交互方式以及画面的链接等，都要非常具体和明确。脚本的设计还要根据创作工具的特点以及人接受信息的心理特性等综合因素来考虑。脚本的设计过程实际上就是一个创意过程，创意的好坏取决于对教学内容的理解程度以及创作人员的水平，对课件的最终质量有很大的决定作用。
3 ）素材准备：多媒体课件中的基本元素——素材有相当一部分要事先准备好，如文字、图像、声音、动画、影像等原始素材，需要通过一定的方法采集或制作，有些还需要预处理和编辑，如课件中需要的某一图像的数据，我们可以通过图像素材库（如素材光盘）获得，或通过拍照——扫描仪扫描获得，或用数码相机拍照，如果确实没有的话，我们也可以用图像制作软件制作。
4 ）创作设计：根据脚本设计的要求，利用创作工具把各种媒体素材集成创作为一个课件。课件完成以后，还要经过试运行检验和使用评价，必要时还要作修改。能否达到预想的效果，取决于所用的创作工具和创作者对软件使用的熟悉程度。
5 ）打包压盘：制作多媒体课件的最终目的是在教学上的应用，因此在创作的最后阶段还要将课件进行打包，根据软件的大小和需要可以拷贝到软盘或制作成光盘。变成一个可以脱离创作环境（在别的没有安装创作工具的计算机上也能正常运行）便于使用的实用软件。也可以根据需要把课件放在网站上，供学生在网上使用或下载后使用，成为网上教育软件。

怎样选取适用的多媒体CAI课件制作软件作一介绍
编制多媒体 CAI课件的软件，是指采集、编辑及处理音频、视频、静图及动画等多媒体教学信息素材的一系列工具，可分为多媒体素材的采集与制作软件和多媒体素材编辑合成软件两大类。“工欲善其事，必先利其器”，掌握这些常用制作软件的结构特性及使用要点，恰当地选择适合自己教学风格的软件，往往能在多媒体CAI课件的制作中起到事半功倍的效果。
五、多媒体素材的采集与制作软件
编制多媒体CAI课件时，首先应进行各种教学信息素材的准备，用相应的计算机软件对各种教学素材进行采集或制作。目前比较常用的多媒体素材的采集与制作软件主要有如下几种：
(一)文本输入与处理软件
在多媒体CAI课件中，文本是表达教学内容的重要构成部分。可实现文本素材的输入与处理的工具软件有很多，但最为流行的是Word和WPS，两者都能根据课件设计的需要制作出字形优美、任意字号的教学文本素材，并且生成的文件格式也能被大部分多媒体集成软件所支持。
(二)静图素材采集与制作软件
多媒体 CAI课件的静图素材包括图形和图像两大类。其中图形是指用计算机绘制的、有关教学内容的画面，如直线、曲线、圆、多边形、任意柱面、锥面及图表等，在计算机中称之为位图图像，基本元素是图元。
课件制作中常用的图形处理软件主要有 Adobe Illustrator、AutoCAD及CorelDRAW 等，其中CorelDRAW较为流行。作为平面图形设计软件，CorelDRAW包含有丰富而强大的图形绘制、文本处理、自动跟踪、分色以及特效处理等功能，同时提供了增强型的用户界面，充分利用了Win9x/2000的高级功能，不仅使图形处理更快, 而且制作的图形素材可以在其他Win9x应用软件中进行拷贝、剪切和粘贴。
图像是指由数码相机、摄像机或扫描仪等输入设备捕获的实际场景的静止画面，在计算机中称之为矢量图形，基本元素是像素，比如图片和照片等。
图像采集和制作软件常用的有 Photostudio和Photoshop等，最常见的当然是Photoshop。但因介绍Photoshop的书籍和资料相当多，在此仅将Photostudio的结构特性与使用要点作一简要介绍。
Photostudio是最新流行的图像采集与制作软件，它采用简洁的中文界面，可以直接从数字相机、扫描仪等输入设备获得图形，支持BMP、TIF、PCD、PCX、TCG和JPG等文件格式，而且操作简单。值得一提的是，Photostudio对计算机硬件配置要求极低（推荐配置是Pentium级PC机、Win9x操作系统、16MB内存；最低配置是386、4MB内存）。该软件可从 http://www.arcsoft.com 下载。
(三)音频素材采集与制作软件
音频即声音。多媒体CAI课件中所用的音频主要包括课件的背景音乐、课文范读及音效三部分。采集与制作的声音文件可在Windows系统的“录音机”中进行，也可以应用Creative WaveStudio、Sound System、GoldWave及Sound Forge等音频处理软件。这里重点介绍GoldWave的结构特性及使用要点。
GoldWave是较新的、适合于一般教师进行音频素材采集与制作的软件，它集音频录制和编辑于一体，功能强大，不仅是一个录音程序，可以很方便地制作CAI课件的背景音乐、音效、录制CD、转换音乐格式等，而且还具有各种复杂的音乐编辑和特效处理功能。该软件不需要安装，只要运行程序文件夹中的可执行程序即可。GoldWave小巧玲珑，只有600K左右，可从http://www.goldwave.com下载。
(四)视频素材采集与制作软件
视频是 CAI课件中的活动画面，大多是教学内容的真实场景再现，其常用软件主要有Premiere和Personal AVI Editor。Premiere制作动态视频效果好，并且功能强大，但操作较复杂，一般教师需要经过一段时间的专门学习，才能熟练运用；而Personal AVI Editor则适合一般教师制作简单的动态视频素材，不仅操作简单，而且有多种图像、文字和声音的特效， 将这些特效灵活搭配，即可轻松获得教学动态视频素材。
(五)动画素材采集与制作软件
在教学内容中，有一些较抽象的概念和现象，仅凭学生的想像难以留下直观的认识，这时可借助 CAI课件的动画将其表现得生动形象。多媒体CAI课件制作动画的常用软件主要有Animator Studio、Cool 3D及3DS MAX等。
Animator对运行环境要求较低，并且操作直观，容易学习，可以方便地进行二维图形与动画的制作，满足中小学课堂教学展示有关内容的需要，这比板书和投影片更生动形象，更容易调动中小学生的学习兴趣，有利于提高课堂教学效果。如果用多媒体编辑软件Authorware等对二维动画教学软件进一步编辑，几乎可以满足课堂教学的全部需要，达到图文并茂、声像俱佳的境界。
3DS MAX是三维动画空间多媒体素材制作软件，提供给专业绘图人员制作高品质图像或动画所需要的功能。教师利用该软件可以很快地建立球体、圆锥体、圆柱体等基本造型，或者构造出物体的立体图形。
Cool 3D则在速度、操作简易度和视觉效果上都能很好地适合一般教师制作教学动画的要求，它可以直接创建任意的矢量图形或者将JPG、BMP等图像直接转换为矢量图形，同时还可快速制作基本几何形状的三维物件，将球体、圆柱、圆锥、金字塔和立体几何形状的物件插入到图像中，并且可以自定义物件的半径、高度等参数，因此对制作数学、物理等CAI课件的动画素材提供了极大的方便。该软件可从http://www.ulead.com下载。
六、多媒体素材编辑合成软件
多媒体素材编辑合成软件是将多媒体教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统的软件，俗称多媒体 CAI课件的制作工具。目前一般教师（非专业课件制作人员）常用的有方正奥思、洪图（Hong Tool）、青鸟师友（JBMT）、几何画板、Action、Authorware、Director、Dreamweaver、Flash、FrontPage、PowerPoint、ToolBook、Visual Basic等。
通常来说，多媒体原版制作工具的费用较高，而且各种工具软件所要求的计算机硬件配置各有一定的要求，因此，我们选择多媒体课件制作工具一定要遵循经济高效、简单易用、兼容通用等原则。要成功地开发一个优质的多媒体 CAI课件，常常会用到几种软件，只有取各家之长，才能制作出优秀的课件。据此，我们可以从课件类型、教师计算机水平、资金状况等方面对编辑软件进行优化选择。下面介绍几种典型的优化组合方案，供广大教师在实际中参考。
(一)洪图（Hong Tool）或Action与Authorware或Visual Basic的优化组合
洪图（ Hong Tool）多媒体创作工具具有强大的图、文、声、影集成功能和丰富多样的交互手段，完整的评测和反馈功能，易学易用。它编辑课件的基本结构为卡片式结构，首先要定义一些卡片，并在每张卡片上制作文字、图形、声音、影像等动态效果和卡片与卡片之间的跳转。
Action是面向对象的多媒体CAI制作软件，具有较强的时间控制特性，它在组织连接对象时，除了考虑其内容和顺序外，还要考虑它们的同步问题。例如，定义每个教学媒体素材的起止时间、重叠片段、演播长度等。也可以制作简单的动画，操作方法比较简单。
Authorware是以图标为基础、以流程图为编辑模式的多媒体CAI课件编辑合成软件。其制作过程是：用系统提供的图标先建立应用程序的流程图，然后通过选中图标，打开相应的对话框、提示窗口及系统提供的图形、文字、视频、动画等编辑器，逐个编辑图标，添加教学内容。
Visual Basic是一种基于程序语言的集成包，在多媒体CAI课件制作中提供对窗口及其内容的图形创作方式。
对于从未使用过多媒体编辑软件的教师来说，可选择操作相对容易的洪图（ Hong Tool）或Action，这类软件不需要编程，而且操作界面及制作工具简单直观；若教师对使用多媒体编辑软件已有一定的经验，但不会编程，则可选择Authorware这类不需要编程即可生成课件的软件；对于有编程能力的计算机教师则可用Visual Basic制作课件。
(二)ToolBook与JBMT或几何画板的优化组合
ToolBook是一种基于Windows操作系统的、面向对象的多媒体CAI课件开发软件。它制作多媒体课件的过程就像写一本书：首先建立一本书的整体框架，然后把页加入书中，再把文字、图像、按钮等对象放入页中，然后使用系统提供的程序设计语言OpenScript编写脚本，确定各种多媒材对象在课件中的作用。
JBMT除具备常见制作软件的基本功能外，还拥有数学表达式的显示、符号、演算及函数绘图等多种数学处理功能。
几何画板是制作几何（平面几何、解析几何、射影几何等）学科多媒体 CAI课件的软件，它功能强大，能方便地用动态方式表现教学对象之间的关系，教师利用该软件平台既可根据自己的教学需要编制与开发课件，又可便于学生进行主动探索。因此，ToolBook与JBMT（或几何画板）组合，可以使彼此的优势充分发挥，使各学科的教师都可根据自己的教学要求制作出理想的多媒体CAI课件。
(三)Dreamweaver与Flash或FrontPage的优化组合
Dreamweaver、Flash及FrontPage都是制作网络式多媒体CAI 课件的软件。Dreamweaver可以非常容易地做出不受平台和浏览器限制的、具有动感的多媒体CAI课件，具有“易用”和“所见即所得”两大优点，它引进了“层”的概念，通过“层”的应用，可以在任何地方添加所需要的多媒体素材。
Flash最适合制作动态导航控制、动态画面的多媒体CAI课件。由于Flash使用了压缩的矢量图像技术，所以其下载和窗口大小调整的速度都很快。当利用Flash制作动态多媒体CAI课件时，可以自己画也可以输入动画的内容，然后把它们安排在工作区内，让它们按照时间动起来，也可以在让它们动的时候触发一定的事件，仅几步就可以做出动画效果来。
FrontPage是制作基于Web风格的多媒体CAI课件的软件，它可以设计页面的背景色/标题字体，快速建立超级链接，插入图像及其他教学素材。FrontPage在使用和操作各方面都与Win9x及Office非常相似，而且对一般教师来说，不需要了解任何HTML程序即可使用FrontPage轻松地制作网络式多媒体CAI课件。FrontPage制作课件的不足和PowerPoint一样，不能设计复杂的交互性练习题，其优势在于网络功能，教师在自己的计算机上制作好网页课件，上课时，通过校园局域网，在多媒体教室可以访问该网页，甚至还可以通过Internet与其他学校的教师交流。

致   谢
 经过两个月的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
    在这里首先要感谢我的导师李皓婧老师。平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是李老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩李老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。
    其次要感谢和我一起作毕业设计的同学们，他们在本次设计中克服了许多困难来完成此次毕业设计，并承担了大部分的工作量。如果没有她的帮助，此次设计的完成将变得非常困难。
    然后还要感谢所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。
 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的 谢意！
 
参考文献：
［1］马华东.多媒体计算机技术原理［M］北京:清华大学出版社,1999