教育学专题四多媒体CAI设计与开发.pptx
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1、内容提要第1页/共96页 【学习目标】l理解多媒体CAI的概念、特点及设计原则;l掌握多媒体CAI课件的教学设计理论及设计手段;l了解多媒体CAI课件的应用领域。l能在教学活动中较灵活的使用多媒体课件。l能使用Authorware制作简单的多媒体CAI课件。第2页/共96页【重要概念】CAI 模拟需求分析概要设计详细设计评价指导操练与练习第3页/共96页4.1 4.1 多媒体多媒体CAICAI概述概述多媒体在教学中的作用4.1.1多媒体CAI4.1.2第4页/共96页4.1.1多媒体在教学中的作用1.多媒体有助于知识的获取与保持2.多媒体可以提高学习者的积极性主动性3.多媒体可以提高教学的效率
2、第5页/共96页4.1.2 多媒体CAI1.CAICAI CAI是计算机辅助教学(Computer-Assisted Instruction)的缩写。是指利用计算机媒体帮助教师进行教学或利用计算机进行教学的广泛应用领域。CAI是计算机科学、教育学、心理学等多门学科交叉形成的一门综合性新兴学科。它既代表一个十分广阔的计算机应用领域,又是一项重要的教育技术。第6页/共96页4.1.2 多媒体CAI2.多媒体CAI 随着多媒体技术的发展,基于多媒体的CAI应用越来越广泛,使CAI的模式更加多样,软件产品更为丰富,使用范围更加广泛。由于超文本超媒体技术的广泛应用,促使教学软件由封闭式变为开放式,由计算
3、机控制变为学生自主控制。另外,以多媒体技术为基础的虚拟现实概念与技术的出现,能将许多学生本来难以触及的现象带到他们面前,大大拓展了CAI的使用范围。过去的CAI软件产品主要以面向特定教学目标的课件为主,如个别指导、练习程序、模拟程序、测试程序等;现在出现了大量面向信息的软件产品,如电子百科、分科资料库、趣味电子读物等。第7页/共96页4.2 4.2 多媒体多媒体CAICAI的教学设计理论的教学设计理论网络教学资源的概念2.1.14.2.1多媒体 CAI的基本模式4.2.24.2.3多媒体CAI的应用模式加涅的CAI设计理论第8页/共96页4.2.1多媒体CAI的基本模式操作和练习操作和练习问题
4、求解问题求解个别指导个别指导咨询咨询游戏游戏模拟模拟 多媒体多媒体CAI的基本模式的基本模式第9页/共96页4.2.2多媒体CAI的应用模式多媒体CAI的应用模式以学生为中心的个别化模式以教师为中心的集体化模式协作化教学模式基于因特网的远程教学模式第10页/共96页4.2.3加涅的CAI设计理论 美国著名教育心理学家加涅(R.M.Gagne)综合吸取行为主义心理学和认知主义心理学的研究成果,提出了一套比较完整的教学设计理论,成为国际公认的教学理论权威。加涅的理论被广泛用于CAI课件设计实践,他认为,教学活动是一种旨在影响学习者内部心理过程的外部刺激,因此教学程序应当与学习活动中学习者的内部心理
5、过程相吻合。第11页/共96页4.2.3加涅的CAI设计理论学习阶段内在学习过程教学事件准备注意唤起注意期待传递目标检索激起回忆形成与获得选择性知觉提供刺激编码引导学习检索与反应促成反应强化提供反馈迁移提供检索线索给出评价一般化促进迁移表4-1 内在学习过程与教学事件的对应关系第12页/共96页 43 多媒体CAI课件的设计与开发网络教学资源的概念2.1.14.3.1多媒体CAI课件的系统结构设计4.3.24.3.34.3.4多媒体CAI课件开发的一般流程脚本多媒体CAI课件的设计原则4.3.5CAI课件的设计与开发案例第13页/共96页4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计1课件系统的信
6、息组织结构 多媒体课件的系统结构实质上就是多媒体教学信息的组织与表现方式。它定义了课件中各部分教学内容的相互关系及其发生联系的方式,反映了整个课件的框架结构和基本风格。超文本技术采用一种类似于人类联想记忆结构的非线性网状结构的方式来组织信息,常采用的信息组织结构方式归纳为四种:网状结构复合结构线状结构树状机构第14页/共96页4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计2.课件的总体结构 从外在表现结构来看,多媒体课件很像一本书或一部带有交互性的电影,它是由一页一页或一幅一幅的画面组成,在多媒体课件中我们称为一帧一帧的框面。根据表现的教学内容,这些帧面又分为封面、扉页、菜单、内容、说明(帮助)、
7、封底六个部分。封面:运行课件时出现的第一幅框面,一般呈现了制作单位的名称或课件的总名称(如“机械波”),常以几秒钟的视频动画形式表现,如图4-1所示。图4-1 封面 第15页/共96页 扉页:封面后的下一个框面,常呈现课件的名称(如“波的传播与叠加”),如图4-2所示,一般由一个框面组成。4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计图4-2 扉页第16页/共96页4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计菜单:就像一本书的目录,供学习者选择学习内容之用,可以有多处菜单存在,如图4-3所示。图4-3 菜单内容:这是课件的主要框面部分,呈现教学内容,如图4-4所示。图4-4 教学内容第17页/共96
8、页 说明(帮助):为了帮助使用者使用课件,课件中应该设计一些提供如何使用课件的帮助信息的框面,如图4-5所示。4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计图4-5帮助第18页/共96页 封底:最后是制作课件的人员名单框面,如图4-6所示。4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计图4-6封底第19页/共96页4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计3.课件的内容结构1)引入部分2)指导部分3)练习部分 第20页/共96页4.3.1 多媒体CAI课件的系统结构设计4课件的控制结构 多媒体课件内容组织方式应该服从于教学控制策略。基本上有三种不同的教学控制。1)计算机主动控制 2)学生主动控制 3)
9、计算机学生混合主动控制 第21页/共96页4.3.2 多媒体CAI课件开发的一般流程1.多媒体CAI课件的开发概述 多媒体CAI课件开发的一般包括需求分析、概要设计、详细设计、课件开发以及评价与修改等5个阶段,如图4-7所示。图4-7 多媒体CAI课件开发的一般流程第22页/共96页2.需求分析 需求分析是课件设计的第一阶段,要明确为什么要使用CAI课件?教什么?教谁?设备条件等。需要解决的问题包括:1)传统的教学方法为什么不能解决?利用计算机辅助教学如何解决传统教学不能解决的问题?在知识与技能方面如何实现?2)教学内容选择(教什么)教学内容是一门课程还是课程一些部分?课程通用还是穿插使用?教
10、师操作还是学生操作?3)课件使用对象的分析(教谁),使用者的特点是什么(年龄、学习兴趣、态度等)?原有的基础知识和基本能力如何?4)课件的运行环境(设备条件),何种机型、存储容量、显示器清晰度、学生可用的输入输出设备、可用的教学时数等。5)可行性分析,从硬件、软件、人力资源、财务、市场等多方面分析该多媒体课件开发的可行性。第23页/共96页3.教学设计 教学设计阶段是对原始教材进行再创造,将原来静止的教学材料转变成一系列教学交互活动。1)教学目标分析 2)教学模式选择 3)教学媒体选择第24页/共96页4.详细设计 1)结构设计 结构设计是对各部分教学内容的相互关系及呈现形式,整个课件的框架结
11、构的设计。2)脚本设计 (1)多媒体课件的交互界面设计 具有良好的人机交互界面的设计不仅能有效的实现个别化教学,而且能通过人机会话引导学生思维向纵深发展,使学生在良好的心理状态下进行积极主动的学习。包括色彩的配置、画面间的变换和动画以及声音处理和解说词的设计。(2)脚本设计 脚本是课件的开发依据是。脚本设计是将课件的教学内容、教学模式进一步细化,具体到课件的每一屏框面的呈现信息、画面设计、交互方式以及学习过程的控制。第25页/共96页5.课件开发 多媒体 CAI课件设计中包含有文本、图形、图像、动画、音频、视频等各种媒体,人们习惯上将这些媒体信息称为“素材”。这些素材的获取、创作和加工是整个制
12、作过程中耗费时间和人力较多的一个环节 开发多媒体设计最核心的环节是制作合成,其主要任务是根据脚本的要求和意图将各种多媒体素材整合起来,制作成界面友好、操作简单、使用方便、导航清晰、交互性强的CAI。6.评价与修改 课件的评价包括形成性评价与总结性评价,形成性评价与修改存在于课件开发的各个环节,只有通过了评价才能进入下一个环节,否则就需要对方案进行修改。形成性评价是保证课件开发的重要机制。当课件开发完成之后,最后对课件的评价称之为总结性评价,这个评价是对课件质量、等级的评定。第26页/共96页4.3.3 脚本1.文字稿本的创作 文字稿本是按照教学过程的先后顺序,用于描述每一环节的教学内容及其呈现
13、方式的一种形式,它通常包括稿本说明和一系列的稿本卡片等内容。稿本说明主要用于对课件设计、课件制作和课件使用中的各种考虑、各种策略和注意事项进行说明,为课件的制作、使用提供指导性的原则和方法,也为改写制作脚本提供依据。卡片式稿本是一种被广泛使用的文字稿本形式。2.制作稿本的编写 制作稿本不是直接地、简单地将文字稿本形象化,而是反映了设计的各项要求,还给出要显示的各种内容及其位置的排列、基于学习者学习情况的各种处理和评价、显示的特点、颜色、动画声像同步和方法、编程的指示和技巧等,为制作提供了直接的依据。第27页/共96页4.3.4 多媒体CAI课件的设计原则1.科学性原则 科学性原则是指课件所涉及
14、的内容必须是正确的。即使在学术上有争论的问题,亦给予公平、公正的反映和评述,要有科学的精神和态度。2.教学性原则 教学性原则是指课件要有恰当、合理的教学策略,在方法、方式上,能够满足教与学的需要。3.技术性原则 技术性原则是指课件在其制作和编辑技巧上要达到特定的标准,如能做到打得开、运行流畅、跳转灵活、不死机等。4.艺术性原则 艺术性原则是指课件的画面、声音等要素的表现要符合审美的规律。第28页/共96页4.3.5 CAI课件的设计与开发案例 本节将依照多媒体CAI课件开发的一般流程,介绍波的传播与叠加多媒体CAI课件的设计与开发。1.1.需求分析需求分析 波是一种重要而普遍的运动形式,也是高
15、中物理的一个难点。“波的传播”是“机械波”一章的基础,学生正确认识波的形成过程和传播规律,对于顺利学习其他各节知识有着十分重要的意义,而“波的叠加”则是“机械波”的一个难点。常规的教学方法是,在发波水槽中做波的叠加的实验,用投影幻灯投在屏幕上观看,利用水波叠加的原理,分析观察到的现象,抽象上升到对波叠加的认识。由于用发波水槽做实验,水波的连续变化较快,学生得到的感性认识只能是模糊不清楚的,由于感性认识模糊,理性抽象难度较大,学生对波的叠加现象的认识是不很准确、不深刻的。因此,物理教学中迫切需要一个既可以抽取波的本质特点从而演示波的产生、传播和叠加的现象,又可以提供不同演示方案的教学工具。第29
16、页/共96页1.需求分析 多媒体CAI动态模拟具有演示生动、形象、具体、直观易懂、高效率、不受环境影响、可多次播放的特点,可以突出重点、突破难点,有利于学生对物理现象、物理过程的观察、分析、理解和思考,触发学生的空间想象能力。这些都弥补了演示实验的不足之处,因此开发波的传播与叠加模拟演示课件在物理课的教学中可以起到非常好的作用。波的传播与叠加课件主要用于辅助教师课堂教学,以弥补演示实验的不足之处,学生对课堂上实验演示与动画模拟的结合是非常欢迎的;此外,对于高中的学生而言,计算机的应用也应该比较熟练,该课件也完全可以用于学生课后自学,以加深对理论的理解。该课件以动态二维动画模拟各种横波的产生与传
17、播,无论是开发还是使用都不需要特殊的软件与硬件环境,当前主流配置的个人计算机完全能够胜任。使用Authorware开发,Autehorware具有简单易用的特点,除可以实现强大的交互功能外还可使用内置的脚本语言进行个性化的开发,完全能满足该课件开发的需要。第30页/共96页2.教学设计 1 1)教学目标(1)知识目标 知识点知道领会运用分析综合波图象的特点波的传播方向波长、频率(或周期T)和波速三者的关系波的叠加原理表4-2知识目标的双向细目表认知目标层次(2)能力目标培养学生进行科学探索的能力;培养学生观察分析和归纳的能力;培养学生的空间想象能力和思维能力。2 2)教学模式)教学模式辅助教师
18、课堂教学演示、学生课后自学。3 3)教学媒体选择)教学媒体选择课件中使用文本呈现理论知识,使用动态二维动画演示现象。第31页/共96页3.详细设计1 1)结构设计导入教 学 演 示波的图像波的传播波长、频率和波速波的叠加结束参数设置/演示模式设置(1)导入)导入导入部分包括一个简单的片头和课件说明,用于引起学生注意。(2)教学演示因为是模拟演示课件,没有理论知识的学习过程,所以课件没有严格意义上的知识序列,教学中的使用相对自由,教师可以根据需要选择相应的演示。此外,该课件为动态模拟演示,功能较强,教学时,教师可以设置波长、频率等参数以实现动态模拟。而为了更方便学生观察,可以设置演示模式为单步演
19、示或者正常演示。(3)结束显示课件的制作信息。第32页/共96页3.详细设计 2 2)脚本设计 (1)文字稿本 课件设计登记卡 课件名称:波的传播与叠加 作者:教育技术 使用对象:高中物理教师/高二学生 课件类型模拟演示 课件开发目的 波的传播与叠加课件具有演示生动、形象、具体、直观易懂、高效率、不受环境影响、可多次播放的特点,可以突出重点、突破难点,有利于学生对物理现象、物理过程的观察、分析、理解和思考,触发学生的空间想象能力,主要用于辅助教师课堂教学,以弥补演示实验的不足之处。此外,对于高中的学生而言,计算机的应用也应该比较熟练,该课件也完全可以用于学生课后自学,以加深对理论的理解。第33
20、页/共96页3.详细设计 学生学习特性 “波的产生与传播”是“机械波”一章的基础,学生正确认识波的形成过程和传播规律,对于顺利学习其他各节知识有着十分重要的意义,而“波的叠加”则是“机械波”的一个难点。波的叠加现象的理解,需要一定的空间想象能力。常规的教学方法由于用发波水槽做实验,水波的连续变化较快,学生得到的感性认识只能是模糊不清楚的,由于感性认识模糊,理性抽象难度较大,学生对波的叠加现象的认识是不很准确、不深刻的。教学目标及分析说明 波的传播与叠加这部分的教学目标包括知识性目标和能力性目标两个方面。知识性目标是通过对横波产生、传播以及叠加等现象的演示,使学生正确认识波的形成过程和传播规律,
21、理解波叠加的原理,理解波长、频率(或周期T)和波速三者的关系;能力性目标是培养学生进行科学探索的能力、观察分析和归纳的能力以及空间想象能力和思维能力。课件通过形象、具体、直观的演示,可以突出重点、突破难点,有利于学生对现象、过程的观察、分析、理解和思考,触发学生的空间想象能力,从而获得准确、深刻的认识。第34页/共96页 课件知识结构 因为是模拟演示课件,课件中的知识点没有严格的结构关系,包括图象的特点、波的传播方向、波长、频率(或周期T)和波速三者的关系、波的叠加原理等。文字稿本3.详细设计内容内容媒体媒体类型类型呈现方式呈现方式1横波图像的特点:显示一个横波从产生到停止的全过程。动画首先设
22、定横波的波长、周期、振幅、波的个数、演示方式,然后开始模拟。2波的传播方向:显示一个向左或者向右传播的横波从产生到停止的全过程。动画首先设定横波的波长、周期、振幅、波的个数、波的方向、演示方式,然后开始模拟。3波长、频率(或周期T)和波速三者的关系:显示一个振动的横波。动画首先设定横波的波长、周期、振幅、波的个数、演示方式,然后开始模拟。4波的叠加:显示两个方向、振幅不同,波长、周期相同的横波叠加的现象。动画首先分别设定两个横波的振幅,然后设置波长、周期、波的个数、演示方式,然后开始模拟。第35页/共96页(2)制作脚本 导入部分3.详细设计第36页/共96页教学演示界面3.详细设计第37页/
23、共96页波图像显示区域3.详细设计第38页/共96页课件中的部分文本内容,如表4-4所示。3.详细设计表4-4部分文本内容序序号号内容内容1本程序演示横波的产生与传播及两列横波的叠加过程。生动、直观。操作简单、动态控制、另具逐格进倒功能,有效地克服了相关难点,能使学生深刻掌握其中的原理。2现在是展示状态,如要回复到正常态,请按按钮【退出展示】3请根据要求拉动下面的振幅尽可能调的大一些,以便观察。)、周期、波长滑块并选择演示的波的个数,并将演示快慢调到所需要的位置。再按【开始】按钮4现在是演示横波自左向右的传播与产生的过程。其波长为 米;周期为 秒;实际波速为 米/秒如果要演示两波叠加则【R】【
24、L】两个振幅都不能为零5现在是演示波的叠加,在叠加区域内,质点的振动为两波在此点产生的合振动。而各分振动单独使该点产生的位置变化统一色点表示,正向波产生的用白点,反向波产生的用灰点表示)。如果要演示横波的产生与传播请将下面两个振幅中的一个归零第39页/共96页4.课件开发 课件采用Autherwore开发,包括多媒体素材处理与制作与课件集成两个阶段。1 1)多媒体素材处理与制)多媒体素材处理与制作作 在本课件中,因为课件内容相对较少,需要处理与制作的多媒体素材如表4-5所示,其它文本、图形图像素材均可以在Autherwore中制作。序序号号文件名文件名用途用途1Ydbj.jpg引导部分背景2Y
25、dxs.psd引导部分修饰图3Jsxs.psd结束部分修饰图4Jsbj.jpg结束部分背景5Baidong.gif结束部分小动画6beijn.mp3背景音乐7jieshu.mp3结束音乐第40页/共96页4.课件开发2 2)课件集成)课件集成导入部分结构及页面显示效果如图4-12所示。图4-12导入部分结构、效果图第41页/共96页 教学演示部分制作 教学演示部分流程结构如图4-13所示,课件运行效果如图4-14所示。4.课件开发图4-13教学演示部分流程结构图4-14课件演示动画第42页/共96页 结束部分使用一个简短的横版字幕介绍了课件作者,流程结构如图4-15所示,页面效果如图4-16所
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