多媒体应用论文研究方法

多媒体应用论文研究方法

多媒体教学的存在问题及对策研究论文

论文摘要：本文分析了多媒体教学模式较传统教学模式的优越性和存在的共性问题，探索提出了解决问题的对策及方法，通过教学实践证实了所提对策的可行性。

论文关键词：多媒体教学模式 传统教学模式 课件 教师 学生

0、前言

随着计算机和通讯技术的迅猛发展，大学教育中大多数课程的授课方法正在产生革命性的变革。利用粉笔和黑板授课的传统教学方式的主导地位正在一步步地被削弱，利用多媒体和网络授课的现代教育方式正日异成为大学教育中的主流方式。

1、多媒体授课的优势

多媒体教学是指运用多媒体计算机并借助于预先制作好的多媒体课件来展开教学的过程，又称为计算机辅助教学。将多媒体技术引入大学教育是对传统教学模式的有效改进，是教学手段现代化的重要标志。运用多媒体进行辅助教学，是为了有效地提高教学效果。多媒体教学模式相对于传统教学模式而言，它可以预先编制好的教学课件，充分创造一个图文并茂、有声有色、动静结合、生动逼真的教学环境。让教师的讲授更加生动真实;让学生更加直观，更加轻松，更加深人地理解教学内容，从而有效地减少学生学习的难度，有效地激发学生的学习兴趣，有效地增加学生学习的积极性和主动性，从而真正达到提高教学效果的最终目的。与传统教学模式相比，其主要有点主要有一下几个方面:

1.1课堂信息量较大

通过制作多媒体课件，教师可以方便地利用互联网等手段及时更新丰富的本学科前沿资料，使学生视野更加开阔，使知识的时代性更强，通过在课堂上合理地使用多媒体课件，可以将教师板书的时间节省下来。特别是一些工科类的专业基础课和专业课，诸如:《精密机械设计》、《机械原理》等课程还可以将大量的绘图时间节省下来，从而相对增加课堂时间，增大课堂的信息容量。

1.2教学直观性更强

利用计算机和多媒体技术，把一些很难用传统教学模式表达清楚的教学内容直观清晰地表达出来。使教学内容直观、形象、生动，感染力强。可以极大地增加学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。例如:许多工科的专业基础课和专业课程都与工程实际密切相关，许多零部件的设计、制造都与工程现场密不可分，要学会并掌握好这些内容就必须了解工程背景，熟悉工程环境并具有一定的空间想象能力。而上述内容教师用传统教学模式是很难讲授清楚的，学生学习、理解、掌握的难度就自然而然地增加了。但利用多媒体可见授课就可以综合利用影像、声音、图片、动画等多种教学手段，轻松地将内容将手清楚。学生理解、掌握的难度就会大大降低。

1.3易于形成多感官刺激

利用多媒体课件实施教学，可以方便地利用影像、声音、图片、动画和幻灯片等多种现代化的教学手段，形成色彩丰富、动静相宜的教学氛围，充分对学生进行眼、耳、手、口等视觉、听觉等多感官刺激，引起大脑中的多个功能区域兴奋，充分调动学生学习的主管能动性，有效提高教学效果。

1.4易于形成资源共享

由于在使用多媒体课件教学时间，课件已基本制作完成，这样就可以方便地利用校园网、教育网等有利条件，将课件放在指定的栏目之中，最大限度的实现教师、学生、学校、家庭及社会之间的交流，达到资源共享的目的。

2、多媒体教学的劣势

2.1无视授课内容，盲目使用多媒体

从教学实践来看，多媒体教学比较使用于需要动画演示量较大，图形、图表量较大，工程及社会背景资料需求量较大的课程教学任务。但目前的现状是许多教师，无论授课内容是否需要或者有无必要利用多媒体课件讲授，都盲目从众一律使用多媒体课件上课。结果就出现了许多不利于教学效果提高的不和谐现象。诸如:有的教师在一节课上除了用计算机和投影仪打出一个标题外，再没有其他内容出现，结果造成了硬件资源的极大浪费;另一种情况是，教师把课本内容原原本本的抄进了PPT，将照本宣科变成了照屏宣科。

2.2多媒体课件的质量参差不齐.重点难以突出

由于许多学校有提高多媒体授课比例的要求，加之用多媒体授课较用传统方式授课更为整洁、轻松等客观原因的存在，导致了许多劣质多媒体的产生。这些课件有些是课本内容的简单复制，形式单一，不具有启发性、生动性。容易使学生产生大脑疲劳，不但不能激发学生学习的积极性和主动性，反而会挫伤了学生学习的能动性，使学生产生厌学情绪，严重影响教学效果。另一方面，有些课件制作的非常花哨，文字、声音、影像、动画应有尽有，表面上看来技术功底很厚，美化效果良好，但实际使用中，很难使授课重点得到突出，极易分散学生的注意力。课堂表面看来，十分繁荣，生机一片，其实质是学生的注意力并未完全用在理解掌握教学内容上，而是看了热闹，走了过程，直接造成了本末倒置的后果。

2.3增加了教师把握教学课堂的难度，限制了教师的主观能动性

采用传统教学模式授课，教师可以根据课堂上学生对所讲授内容的理解情况，适时调整课堂进度和讲授内容。例如:更换角度重新讲授所讲授的内容，增加例题等。这样教师把控课堂的难度相对较低，灵活性较大。而使用多媒体授课后，由于课件的程序是事先设计好的，因此教师授课的灵活性受到限制，主观能动性的发挥亦同样受到限制，倘若使用网络授课，这一问题就更加突出。

2.4增大了学生的惰性

由于多媒体课件易于复制，这就使得相当一部分学生在课堂上不记笔记，不画重点，不作归纳与总结。更有甚者不认真思考，浪费课堂时间，他们认为只要课后将老师的课件复制到自己的存储介质上，再顺便看看就可以了，根本没有意识到课堂才是学习的主要时段，才是理解消化所学知识的高效场所，必要的记录，归纳和总结是深化和掌握所学知识并将之转化成为自身能力的必不可少的重要环节，简单的复制是无法替代的。

3、提高多媒体教学效果的措施

3.1建立多媒体课件准入制度，有效遏制多媒体课件滥用

教学课程组、教研室等教学管理部门应组织相关教师对所讲授的课程的内容和性质进行深人细致的讨论和研究，确定出那些课程适宜于全部或部分使用多媒体授课，那些课程在那些部分适宜于使用多媒体授课，那些课程不宜采用多媒体授课。在此基础上，再进一步深人研究采用多媒体进行部分教学的课程的章节、内容所占比例。从而确定出本教学单位所承担各类课程的门次及比例。对宜于采用多媒体教学的课程就在硬件上予以大力支持;对不宜于采用多媒体教学的课程，则不予安排多媒体授课。对宜于部分采用多媒体教学的课程，则应根据教学进度，在硬件上择机给予部分支持。达到既节省资源又提高教学质量的.目的。

3.2严把多媒体课件质量关，最大限度的降低劣质课件对教学质量的影响

多媒体课件质量的优劣对教学质量有着十分重要的影响，高质量的多媒体课件能取得良好的教学效果;相反，质量低劣的多媒体课件，不仅不能提高教学质量，反而会严重打击学生学习的积极性、主动性和学习兴趣。从目前广泛使用的多媒体课件类型来看，主要有引进本学科、本专业的推荐课件;教师个人或教学单位根据课程内容组织相关教师自己编制的多媒体课件。上述两类课件中，前一类的质量一般较高，但若不作任何更改直接在各个学校的相关专业使用，就必然会出现适应差的问题。因此，对这类课件也必须进行把关，其主要措施为，首先在引进前应根据各个学校相关专业的特色，组织人力对计划引进的同类课件进行评估，以确适合度最高的课件以便引进。其次引进后，最好再根据自己专业的特色作一些局部改进以进一步提高课件的专业适应性;对于教师各个制作的课件，相关教学单位应组织有教学经验的教师从形式、内容、预期使用效果等方面进行对其课件进行综合评价，给出客观结论。诸如:可以使用、修改后使用、不能应用等。只有采用上述方法，才能把劣质多媒体课件多教学效果的负面影响降到最低。

3.3对使用多媒体授课的教师进行适当培训，提高教师使用多媒体的能力

教学管理部门应根据本单位的具体情况，有计划、有组织地对使用多媒体教师进行培训，定期或不定期地聘请外单位多媒体使用效果好，经验丰富的教师进行讲学，以达到校际交流，提高多媒体教学的教学效果;当然也可以创造条件让本校、本单位的教师相互交流，教学体会，教学经验，特别应组织使用多媒体授课和使用传统模式授课教师，老教师和年轻教师之间的交流，使多媒体教学模式和传统教学模式在教学实践中有机结合;使老教师教师的教学经验和年轻教师良好的计算机能力有机结合，以取得相互促进，共同提高的教学效果。

3.4加强对学生的引导，使学生尽快适应多媒体教学模式

教师在讲授课程的过程中，不仅应认真讲授好课程内容，为学生传授所需的知识，而且应适时向学生传授学习方法，尽量教会学生如何学习。诸如:向学生讲清楚在多媒体课堂上，记笔记、画重点、搞归纳、作总结的必要性，以最大限度地消除学生在多媒体课堂上的依赖心理、懒惰心理，提高学生学习的自觉性、积极性和主动性，从而，最大限度地提高教学效果

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研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤1、研究什么？——怎样确定研究课题 一切科学研究始于问题——问题即课题；教学即研究（掌握方法很重要，否则就不是研究）；进步与成果即成长。 教育科研课题主要来源于两大方面： A．实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题，教育教学实践本身存在的问题。 教育教学与其外部的矛盾（教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展）。 B．理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点（例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程） 2、怎样进行研究课题的论证？ 我们既然已选定了一个课题，我们就必须对这个课题的所有情况进行全面的了解。了解这个课题目前在国外、国内的研究情况，包括研究已取得的成果和存在的问题，了解这一课题所属的理论体系等等。对课题的全面了解，可以使我们在研究过程中少走弯路，确立研究的主攻方向，这就是我们常说的：“知己知彼，百战百胜”。 怎样对一个课题进行论证呢？论证一个课题主要是弄清如下几个问题： A．所要研究的问题是什么性质和类型的问题？ B．要研究的问题具有什么现实意义？它的理论价值（即在理论上预计有哪些突破？） C．要研究的问题目前已有哪些研究成果？研究的方向是什么？ D．要研究的问题所应具备的条件分析。 E．课题研究的策略和步骤如何？ F．课题研究的成果及其表现形式有哪些？ 3、教育课题研究的基本方法有： ⑴ 观察法 ⑵ 调查法 ⑶ 测验法 ⑷ 行动研究法 ⑸ 文献法 ⑹ 经验总结法 ⑺ 个案研究法 ⑻ 案例研究法 ⑼ 实验法（在一个课题研究过程中，根据不同的研究目的和要求，往往会用到两种以上方法） 3.1 观察法：为了了解事实真相，从而发现某种现象的本质和规律。 观察法的步骤：观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面： 3.1.1 作大略调查和试探性观察。 这一步工作的目的不在于搜集材料，而在于掌握基本情况，以便能正确地计划整个观察过程。例如：要观察某一教师的教学工作，便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况，学生的情况，有关的环境和条件等等。这可以通过跟教师和学校领导人谈话，查阅一些有关的材料，如教案、教学日记、学生作业等，以及听课等方式进行。 3.1.2 确定观察的目的和中心。 根据研究任务和研究对象的特点，考虑弄清楚什么问题，需要什么材料和条件，然后作明确的规定。如果这规定不明确，观察便不能集中，结果就不能深入。观察不能有几个中心，范围不能太广，全部观察要围绕一个中心进行。如果必须要观察几个中心，那就采取小组观察，分工合作。 3.1.3 确定观察对象 一是确定拟观察的的总体范围； 二是确定拟观察的个案对象； 三是确定拟观察的具体项目。比如，要研究新分配到小学任教的中师或大专毕业生在课余时间进行业务、文化进修的情况，那么，拟观察总体就是教师工作年限达一年或两年的新教师。在这一总体范围内，再定下具体观察哪几所小学，哪几个教研组中的哪些教师。具体观察名单确定以后，再把拟观察的时间、场合、具体观察项目确定下来。 3.1.4 制定观察计划 观察计划除了明确规定观察的目的、中心、范围，以及要了解什么问题、搜集什么材料之外，还应当安排观察过程：观察次数、密度、每次观察持续的时间，如何保证观察现象的常态等。 3.1.5 策划和准备观察手段 观察手段一般包括两种： 一种是获得观察资料的手段；一种是保存观察资料的手段。 获得观察资料的手段主要是人的感觉器官，但有时需要一些专门设置的仪器来帮助观察，如观察屏、计算机终端装置、更高级的如动作反应器等。这些仪器主要起两方面作用：保证观察的客观性与提高观察的精确性。 在保存资料的手段中，人脑是天然器官。但这种与观察主体连在一起的保存手段缺乏精确性和持久性，也不能实现资料的客体化。因此，人们先利用文字、图形等符号手段，进而又利用摄影、录音、录像等技术手段，把观察时瞬间发生的事、物、状况以永久的方式，准确地、全面地记录下来，供研究地反复观察资料和分析资料所用。 无论哪一类手段，都应在观察开始前就准备好，对观察中使用的种仪器也须事先作好功能检查，以保证在使用过程中不出现障碍。对于观察人员来说，必须掌握使用仪器的基本方法，并知道在观察中应做些什么。如要详细、全面拍摄一堂课，一部摄像机是不够的。观察者应准备几部摄像机，并事先作好分工。即使是作观察记录，也需要事先作好设计。在记录纸上印好以一定的格式排列的必须记录的项目，还可以约定一些记录符号，以尽量减少现场记录时书写文字的时间． 我们以中学生课堂行为记录为例，见表5－1。在下面表格中，研究人员根据研究需要，列出他认为在课堂上学生可能发生的行为。但估计所列不会完全，所以留出一些空格，让观察员在需要时使用。研究者如果要请别人帮助观察，必须事先和观察人员讲清楚每一个项目的具体所指，遇到意外情况的处理方法，要求他们熟悉每一个项目的所在位置。为了稳妥起见，还可以在正式观察前先作几次观察练习，帮助观察人员熟悉表格的内容；如发现表格的缺陷，可在正式观察前作出调整。 3.1.6 规定统一性标准 为了增加观察的客观性，为了便于衡量和评价各种现象，为了易于用数量来表达观察的现象，为了使观察结果可以核对、比较、统计和综合，必须事先考虑自己的观察可能涉及到的各种因素，并对每一因素规定出统一的标准。每次观察或观察同一现象的不同观察者，要坚持采用统一的标准去衡量。这主要在于，不同的研究项目常会涉及到不同性质的标准。如：有的涉及到单位问题，如怎样衡量学生表现的知识质量；有的涉及到定义问题，如怎样才算违反纪律；有的涉及计算方式问题，如怎样登记和表达学生之间产生的矛盾的频率，等等。对类似问题，都应事先做好统一规定。 3.1.7 逐段提出观察提纲 在观察计划的基础上，应对每次或每段（几次同一性质上一内容的观察组成一段）观察提出具体提纲，以便使观察者对每一次观察的目的、任务和要获得什么材料非常明确。观察提纲可以包括本次观察要解决的具体问题，并且应当在前一次观察的基础上，经过深思熟虑之后提出来。亦可采用表格的方式，以便于分类统计。 观察实际过程，加以分析研究，得出某种结论。也许可以形成某个研究课题。 3.2 调查法 ： 同样是为了了解事实情况，分析事实情况，得出结论，证实某种问题，以便改进工作（包括改进研究方法）或形成新的研究课题。 包括问卷调查、访问调查等.。了解事实情况、分析情况、认真研究，得出结论，寻找解决办法或进一步研究的方案。 举例说明调查法的操作过程： 抽样调查的主要步骤 在实际的抽样操作中，整个过程可大致分为如下步骤： 1.确定调查的目的（确定问题，形成假说；通过调查验证假说，使问题明确化，得出结论）。 2.确定抽样总体。要从中进行抽样的总体应与要得到信息的总体（目标总体）一致。从样本得出的结论适用于被抽样总体，超出这个范围结论的适用程度取决于被抽样总体与目标总体的差异程度。 3.确定待收集的数据。一般只收集与调查目的有关的数据，过长的调查表会降低回答的质量。 4.选择抽样方法。这时总体中的哪种单位作为个体基本上可定下来。 5.编制抽样框。如学校名录、学生花名册等。 6.确定需要的精确度。因抽样调查是要由样本推断总体，会带有某些不确定性。一般是对相对误差或绝对误差作出概率水平上的要求。7.估计样本容量，估计费用。 8.抽样试验，在小范围内试填一下调查表，做些必要的改进。 9.实地调查工作的组织。按抽样方案进行调查。对收回的调查表的质量及时进行检查。对不回答的表要有处理方案。 10.根据所用的抽样方法进行数据分析。 11.可对同样的数据采用其它的分析方法，以作比较。 12.写出调查报告。留存有关总体的信息，它们可能对将来的抽样起指导作用。 对于教育现象，有时难于进行严格意义上的概率抽样，可以考虑采用下列方法抽样：从总体中选出若干有代表性的大单位（群），在群内进行概率抽样；从一个小总体中选出接近于研究者对总体平均数的印象的那些个体；样本限于总体中易于取到的部分；样本是随便选取的；样本由自愿被调查的人员组成；等等。但对这样得到的样本要选择适当的数据分析方法，对结论也要慎重，应充分利用其它信息进行核查、确认。在教育现象的研究中，研究者的智恝、经验和抽样技术的有机结合，是获取好样本的关键。 3.3 测验法： 是想描述某些行为的状况，或推论某些行为的状况（包括：能力与成就，个性、兴趣、动机、态度、观念及心理需要等）；从而考虑改建的策略或方案，或进一步形成新的研究课题。 在教育学和心理学中，测量被用作定量研究的重要方法。主要功能是评估、诊断和预测。（举例，如XXX老师所做的“学生自学能力测验（试验）”，就是为了了解小学中高年级学生的自学能力究竟能达到何种程度）。 所谓测量就是根据一定的法则，将某种物体或现象所具有的属性或特征用数字或符号表示出来的过程。测验法是教育和心理学测量的一项主要内容和形式。 测验的客观性是关于测验系统化过程好坏程度的指标。测验的控制，在不同时间对于同一个被试，或同一时间对于不同的被试，其意义都应该是相同的。保持刺激的客观性则要遵照一定的程序予以控制。（如周文琴老师在做这一测试前邀请我去在他们的家长会上的讲话，目的就在于排除和避免人为因素影响，排除测验的随意性和不真实性，实现评测标准的同一性）。 推论的客观性指对同一结果不同的人所做的推论应该一致，同一个人在不同的时间对同一结果的所做解释应该相同。 3.4 行动研究法： 行动研究法是一种适应小范围内教育改革的探索性的研究方法，其目的不在于建立理论、归纳规律，而是针对教育活动和教育实践中的问题，在行动研究中不断地探索、改进改进工作，解决教育实际问题。行动研究将改革行动与研究工作相结合，与教育实践的具体改革行动紧密相连。（特点是边执行、边评价、边修改）。 模式基本是：计划——行动——考察——反思（即总结评价）。教师个体比较适用。 另一种模式：预诊——搜集资料初步研究——拟订总体计划——制订具体计划——行动——总结评价 从上述行动研究法的几个步骤中可以发现三个明显的特征： 一是具有动态性，所有的设想、计划、，都处于一个开放的动态系统中，都是可修改的； 二是较强的联合性与参与性，研究者、教师、行政人员的全体小组成员参与行动研究法实施的全过程。 三是在整个研究过程中，诊断性评价、形成性评价、总结性评价贯穿于行动研究法工作流程的始终。 具体说说操作方法： （一）预诊：这一阶段的任务是发现问题。对教学或学校工作中的问题，进行反思发现问题，并根据实际情况进行诊断，得出行动改变的最初设想。在各步骤中，预诊占有十分重要的地位。 （二）收集资料初步研究：这一阶段成立由教研人员、教师和教育行政人员组成的研究小组对问题进行初步讨论和研究，查找解决问题的有关理论、文献，充分占有资料，参与研究的人员共同讨论，听取各方意见，以便为总体计划的拟定做好诊断性评价。 （三）拟定总体计划：这是最初设想的一个系统化计划。行动研究法是一个动态的开放系统，所以总体计划是可以修订更改的。 （四）制定具体计划：这是实现总体计划的具体措施，它以实际问题解决的需要为前提，有了它，才会导致旨在改变现状的干预行动的出现。 （五）行动：是整个研究工作成败的关键。这一阶段的特点是边执行、边评价、边修改。在实施计划的行动中，注意收集每一步行动的反馈信息，可行的，则可以进入下一步计划和行动。反之，则总体计划甚至基本设想都可能需要作出调整或修改。这里行动的目的，不是为了检验某一设想或计划，而是为了解决实际问题。在行动研究中，过程性资料的搜集、整理也是非常重要的。 （六）总结评价：首先要对研究过程进行考察。考察内容有：一是行动背景因素以及影响行动的因素。二是行动过程，包括什么人以什么方式参与了计划实施，使用了什么材料，安排了什么活动，有无意外的变化、如何排除干扰。三是行动的结果，包括预期的与非预期的，积极和消极的。要注意搜集三方面的资料，背景资料是分析计划设想有效性的基础材料，过程资料是判断行动效果是不是、由方案带来和怎样带来的考察依据；结果资料是分析方案带来的什么样的效果的直接依据。考察要灵活运用各种观察技术以及数据、资料的采集和分析技术，充 分利用录象、录音等现代化手段。 总结评价实际上是对行动研究过程及其结果的“反思”。反思是行动研究第一个循环周期的结束，又是过渡到另一个循环周期的中介。这一环节包括：整理描述，评价解释，写出研究报告。这是对整个研究工作的总结和评价。这一阶段除了要对研究中获得的数据、资料进行科学处理，得到研究所需要的结论外，还应对产生这一课题的实际问题作出解释和评价。 3.5 经验总结法： 这是教师可以常用的方法。教育经验总结法是根据教育实践所提供的事实，分析概括教育现象，挖掘现有的经验材料，并使之上升到教育理论的高度，以便更好地指导新的教育实践活动的一种教育科学研究方法。关键是要能够从透过现象看本质，找出实际经验中的规律；从而更好地更加理性地改进自己的教学。进行教育经验总结要遵循以下基本要求： 一、要注意经验的 先 进 性（观念必须更新） 二、要全面考察总结的对象，充分占有原始的事实材料；且做到有“点”有“面”，“点”、“面”结合，防止以偏概全的片面性。 三、要以教育实践活动为依据，不能凭空想当然，那是毫无价值。 四、要善于进行理论分析 3.6 文献法： 分类阅读有关文献（包括文字、图形、符号、声频、视频等具有一定历史价值、理论价值和资料价值的材料），得出一般性结论或者发现问题，寻找新的思路。 文献按内容性质分，有零次文献、一次文献、二次文献和三次文献。零次文献是未经发表和有意识处理的最原始的资料。一次文献指直接记录事件经过、研究成果、新知识、新技术的专著、论文、调查报告等文献。二次文献是指对一次文献进行加工整理，包括著录其文献特征、摘录其内容要点，并按照一定方法编排成系统的便于查找的文献。三次文献是指工具书和在二次文献的基础上，又对众多一次文献的综合研究结果。 3.7 个案研究法： 个案研究法就是对单一的研究对象进行深人而具体研究的方法。 个案研究的对象可以是个人，也可以是个别团体或机构。前者如对一个或少数几个优生或差生进行个案分析，后者如对某先进班级或学校进行个案研究。个案研究一般对研究对象的一些典型特征作全面、深入的考察和分析，也就是所谓“解剖麻雀”的方法。 个案研究中，原始的资料积累是非常重要的。同时个案研究不仅停留在对个案的研究和认识的水平上，而且需要认识教育与发展之间的因果关系，提出一些积极的教育对策，以改革教育教学方法。也可能通过对某个案的研究而形成假说，进而产生新的研究课题或教改实验。 观察或追踪一个人、几个人、一个团体、一节课……的过程，时间可长可短，依需要而定，进行分析概括，透过现象看本质，得出规律性的结论，找出解决问题的办法。（个案研究的对象少，研究规模也较小；同时个案研究一般都是在没有控制的自然状态中进行的，也不要在一段时间内突击完成。所以，个案研究就特别适合教师的研究。教师可以抓住一两个典型的学生或一类学生，结合教学、教育工作实践进行研究。对于每一个教育实践工作者来说，总可以在班上找到研究对象，而且也不需要什么特殊的处理，不影响正常的教育活动）。 3.8 案例研究法： 什么是“案例”？中外学者尚无普遍公认的、权威的定义，一般认为，案例是对现实生活中某一具体现象的客观描述。教育案例是对教育活动中具有典型意义的，能够反映教育某些内在规律或某些教学思想、原理的具体教学事件的描述、总结分析，它通常是课堂内真实的故事，教学实践中遇到的困惑的真实记录。对这些“真实记录”进行分析研究，寻找规律或产生问题的根源，进而寻求解决问题或改进工作的方法，或形成新的研究课题。在案例法的研究中，研究者自身的洞察力是关键。

最近我也在写论文的开题报告。下面是我复制的，百分之百正确。调查法调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。观察法观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。实验法实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。文献研究法文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。实证研究法实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。定量分析法在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。定性分析法定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。跨学科研究法运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法，也称“交叉研究法”。科学发展运动的规律表明，科学在高度分化中又高度综合，形成一个统一的整体。据有关专家统计，现在世界上有2000多种学科，而学科分化的趋势还在加剧，但同时各学科间的联系愈来愈紧密，在语言、方法和某些概念方面，有日益统一化的趋势。个案研究法个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象，加以调查分析，弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型：(1)个人调查，即对组织中的某一个人进行调查研究；(2)团体调查，即对某个组织或团体进行调查研究；(3)问题调查，即对某个现象或问题进行调查研究。功能分析法功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。数量研究法数量研究法也称“统计分析法”和“定量分析法”，指通过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究，认识和揭示事物间的相互关系、变化规律和发展趋势，借以达到对事物的正确解释和预测的一种研究方法。模拟法（模型方法）模拟法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。探索性研究法探索性研究法是高层次的科学研究活动。它是用已知的信息，探索、创造新知识，产生出新颖而独特的成果或产品。信息研究方法信息研究方法是利用信息来研究系统功能的一种科学研究方法。美国数学、通讯工程师、生理学家维纳认为，客观世界有一种普遍的联系，即信息联系。当前，正处在“信息革命”的新时代，有大量的信息资源，可以开发利用。信息方法就是根据信息论、系统论、控制论的原理，通过对信息的收集、传递、加工和整理获得知识，并应用于实践，以实现新的目标。信息方法是一种新的科研方法，它以信息来研究系统功能，揭示事物的更深一层次的规律，帮助人们提高和掌握运用规律的能力。经验总结法经验总结法是通过对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。总结推广先进经验是人类历史上长期运用的较为行之有效的领导方法之一。描述性研究法描述性研究法是一种简单的研究方法，它将已有的现象、规律和理论通过自己的理解和验证，给予叙述并解释出来。它是对各种理论的一般叙述，更多的是解释别人的论证，但在科学研究中是必不可少的。它能定向地提出问题，揭示弊端，描述现象，介绍经验，它有利于普及工作，它的实例很多，有带揭示性的多种情况的调查；有对实际问题的说明；也有对某些现状的看法等。数学方法数学方法就是在撇开研究对象的其他一切特性的情况下，用数学工具对研究对象进行一系列量的处理，从而作出正确的说明和判断，得到以数字形式表述的成果。科学研究的对象是质和量的统一体，它们的质和量是紧密联系,质变和量变是互相制约的。要达到真正的科学认识，不仅要研究质的规定性，还必须重视对它们的量进行考察和分析，以便更准确地认识研究对象的本质特性。数学方法主要有统计处理和模糊数学分析方法。思维方法思维方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具，在科学研究中最常用的科学思维方法包括归纳演绎、类比推理、抽象概括、思辩想象、分析综合等，它对于一切科学研究都具有普遍的指导意义。系统科学方法20世纪，系统论、控制论、信息论等横向科学的迅猛发展，为发展综合思维方式提供了有力的手段，使科学研究方法不断地完善。而以系统论方法、控制论方法和信息论方法为代表的系统科学方法，又为人类的科学认识提供了强有力的主观手段。它不仅突破了传统方法的局限性，而且深刻地改变了科学方法论的体系。这些新的方法，既可以作为经验方法，作为获得感性材料的方法来使用，也可以作为理论方法，作为分析感性材料上升到理性认识的方法来使用，而且作为后者的作用比前者更加明显。它们适用于科学认识的各个阶段，因此，我们称其为系统科学方法。

关于多媒体教学与教改创新的思考李 冰 谢百治 [摘要] 多媒体教学应用与教学改革创新的密切关系，主要体现为多媒体的先进特性在现代教育思想、教育理论的指导下能够得以充分地发挥，对探讨新的教改思路，培养新的教与学的思维方式，启发活学活用的创新精神，寻找教学改革的创新点，具有现实的意义。多媒体教学应用与教改创新的结合，是一种新型思维能力的训练，一种先进、超前意识的强化，从而使多媒体的教学应用更有创造性，更有实用价值。[关键词] 多媒体；教学应用；教改创新多媒体教学应用是一项复杂的系统工程。其理论研究、技术进步、硬件发展、实践应用相关紧密。多媒体教学应用不是工艺型、技术型的问题。不是了解一些概念，掌握几种套路，更重要的是一种新型思维能力的训练，一种先进、超前意识的强化，一种探索和创新精神的培养。我们应针对当前多媒体教学应用取得的经验和存在的问题，努力为教学改革寻找创新点和突破口，使多媒体的教学应用从热点走向制高点，从低层次徘徊向高水平发展和持续发展，形成规模和整体优势，真正担负起承前启后发展现代教育技术的重任。一、寻找教学改革的创新点和突破口1．无论那一种媒体形式，只有在教学中切实起到了其它媒体无法替代、举足轻重的作用，使教师和学生亲身感受到其教学应用的优越性、实用性、科学性和先进性，才能认定此种媒体形式在教学中的存在价值。先进的教学媒体只有为先进的教育思想服务，它才具有目标和出发点，具有自由广阔的创作天地，具有活的灵魂。如果承袭落后的教学思想，沿用陈旧的教学方法，简单地进行媒体替换，则只能是从“人灌知识”到“电灌知识”、“新瓶装老酒”或“大炮打兔子”，大材小用，难以摆脱低层次的徘徊。可以说在大家都掌握了多媒体的一般技术以后，多媒体教学水平的高低，应用价值的大小，取决于设计、技术人员的现代教育理论的修养和综合素质。这就如同产品的设计和产品加工的关系。2．现代教育的思想、理论、观点，都是为了适应时代的发展，适应社会对人才需要的变化，在教育改革上提出的更高要求。一般书架型、工匠型的人才已经不适应知识快速更新的信息社会的发展需要，而素质全面，接受继续教育能力强，智能型，有创新精神的人才，则更适应时代的激烈竞争。所以教育家们提出要促使传统的以教师为中心，以课堂为中心，以书本为中心的教育方式转变为以学生学习为中心，以强化个体实践为中心，以信息交流为中心，变被动教育为主动教育，变应试教育为素质教育、变知识教育为智能教育。这一类的观点以往很难在教学中得以实现，而先进的技术则可以促进先进思想的实现。有了现代教育技术的支持，许多新的教学模式、方法和手段便可以应运而生。所以，教育家对教育改革提出的更高要求，是进行多媒体教学应用研究的基本思路、主要途径和重点，也是进行教学改革的创新点和突破口，我们应据此来发挥多媒体技术的特性。二、发挥多媒体信息集成控制的特性，促进教学和学习效益的提高多媒体技术主要特性中的多种媒体信息集成控制性，是教学应用中最普遍常用的特性。1. 可以大大提高学生在有限的单位时间内获取更多的信息，较彻底地分解知识技能信息的复杂度，减少信息在大脑中从形象到抽象，再由抽象到形象的加工转换过程，充分传达教学意图。2. 多媒体比电视在使用上更加操作灵活，控制方便。这就是信息集成控制的特性。其价值的关键所在，不仅是如同电视具有较强的形象表现力，即“好看”，而且还在于信息灵活呈现的随机控制能力，即“好用”。在“好看”和“好用”的关系上，多媒体更突出的是“好用”的特性，避免了电视教材千篇一律的灌输式的缺陷，教师可以真正做到以学生为中心的情景式教学，是现代教育所提倡的加强教与学的交流，调动学生主观能动性的有效形式。如，没有多媒体教学手段的支持，进行情景式教学往往力不从心，勉为其难，3. 多媒体的信息集成控制性，有助于教师指导学生课外主动学习。在多媒体教学时，教师可以考虑课堂与课外形式的相互补充，有意识的精选课堂教学内容，突出重点，节省学时，这也是一个教学创新点所在。4. 多媒体教学，特别适合知识更新和随时在教学中增补学术前沿的内容。多媒体教材的增删修改、吐故纳新，教师可以自行完成，甚至学生也可以参与。而幻灯、录像教材常依赖于专业人员和专业设备，更新周期相对较长。这样多媒体就容易使教师以学生为中心，进行主动教育的主导意识进一步增强，教学中许多僵化、陈旧的东西也会受到冲击和更新。三、发挥多媒体非线性网状结构组织信息的特性，进行教育和学习方式、方法的改革非线性网状结构信息组织方式，是多媒体进行教改创新最实用的特性。1．教学信息的组织结构有线性结构、分支结构和网状结构等多种方式。传统的文字教材、音像教材的信息组织结构是线性的和有序的，这对于保证教材的规范性、完整性、系统性，使教学内容的传达循序渐进，符合条理性和逻辑规律等方面具有肯定的价值。适合于以书本为媒体，以知识教育，应试教育为主导的教育方式，也是长期以来以教为中心的教育观念的一脉相承。但学生对信息的接受是被动的、固定的、模式化的、单一的和千篇一律的。包括电视教材在内。科学研究表明，人类的记忆是网状结构。线性结构客观上限制了人类联想思维能力的发挥。因为信息间的联系是丰富多彩、复杂多样的，可以是形象的抽象的、逻辑的，也可以是跳跃的，可以是色彩、质感、声音、数字的，也可以是几何的、静止的、动态的、还可以是多种组合的。多媒体的非线性网状结构的信息组织，是由结点和表达结点之间关系的链组成的网，可分成不同的关系和思维单元，符合人类认识记忆的规律。使用者在进行浏览、查询、注释等操作，不必按教材原有的模式进行，可以任意组合、跳转，是一种新的表达思想的方法，是一种新的思维工具，也是多媒体区别于其它媒体的一种先进的高级的表现形式和学习方式。2．多媒体非线性网状结构的信息组织特性，能根据不同情况提供有效的信息呈现方式，使学生自由地选择最适合自己的方式，成为信息处理的决策者，是一种学习者主动参与的知识结构的重组和建构活动。可以给教学和学习带来信息交流、思维方式的革命性变化。使加强课堂上教与学的交流，调动联想思维，进行启发式、发现式教学，提高学习主动性，激发学生的创造性思维，很容易成为可能，起到了其它媒体难以达到的作用。3．一个多媒体课件，是仅仅采用了多媒体的外在形式，还是在研制和应用上真正考虑到设计和发挥多媒体的内在特性，决定了教材是否是真正意义上的多媒体及水平和质量。培养较强的多媒体意识，才能以改革创新的精神进行多媒体教学和学习方法的实践，其教学效益、学习质量、智能发展也必将会得到较大提高。在多媒体教学中信息组织结构可以按系统按章节为纵向主线进入，也能以问题为中心横向展开。如医学教育中讲解呼吸系统中的各种肺部疾病，讲到肿瘤时，便可以横向以肿瘤为题，展开讲解肿瘤的解剖、生理、病理、检验、手术等相关知识，使学生的联想思维活跃起来，自然地进行新旧知识的相互联系，各类知识的融会贯通，并且以习惯的或全新的思维方式在大脑中对信息进行加工、提炼、存储，同时也开阔了思路，活跃了思维，锻炼了分析能力和判断能力。体现了强化智能训练，培养创造性思维的教育新思想。学生易于从书架型、工匠型人才向研究型、创造型人才转化。4．在加强教与学的交流方面，可以帮助教师在课堂上根据学生的反馈信息，如提问、课堂反映，快捷调出各类信息资料，进行现场分析和答疑。以人机对话方式，灵活方便地进行启发式教学。课堂教学方式在多媒体特性的支持下，可以变得多种多样，如演示型、讨论型、导航型、咨询型或各种方式的有机结合。这样既保证了教学的规范性、系统性、条理性，又具有一定的自主性、多样性和灵活性。教与学的关系更为密切融洽。四、发挥多媒体智能交互的特性，强化素质教育和技能、智能训练1．交互性是多媒体技术独一无二的最具特色和优势的根本特性。交互性也是多媒体技术其它特性的核心，它使多媒体技术其它特性的优势更突出，功能更强大。一个多媒体教材的应用价值，是否能被其它媒体所替代，是否是高层次高水平、真正意义上的多媒体教材，也取决于它是否具有较强的交互性功能。智能化教材是前所未有、面向未来的新型教材，也是多媒体发展的方向。目前，相当比例的多媒体教材，对交互性开发应用的不够，或者说，只是宽泛意义和简单意义上的交互性。交互性不仅表现在信息的控制、组织、传递，更重要的是能对信息内容和形式进行分解、加工、改造、转换、新建，创造出一种新的信息内容和形式，并从这些变化中获得新的知识或验证知识。这是其它媒体难以做到的。其核心意义是可改造可新建的可变性。与信息的灵活呈现，简单的判别等有着根本性的不同，而且交互性起到的作用，也不仅仅是节省学时，减轻教师劳动，丰富信息量和表现力等一般的意义。2．运用发挥多媒体人机交互性强的特性，对于在教学改革中进行学生的素质教育、技能训练，乃至创造性思维能力的培养具有积极的意义。它的优越性实用性体现在实验课、操作技能训练、教学实习等许多方面，在教学中大有用武之地，便于找到教学改革的突破口和创新点。在实验技能课教学实践中，一些微观、抽象、机理复杂，难以重复，实验难度高，成本大，个例罕见，难以实地、实景、实体操作训练和无法示教的教学内容，可以运用计算机多媒体来进行全新的教学。如：“外科手术操作常规”、“牙体修复技术”等多媒体教材，教师教学时，可以在“患者身上”进行正确和错误对比的操作示教，学生也可以在“患者身上”反复进行操作练习。能有效地实时地检测学生的学习情况和效果，过去学生学习“牙体修复技术”的有关内容，不可能在患者身上进行练习，只有工作后，临床二、三年以上才能掌握。现在学生可以上机操作反复练习，教师指导方便及时，大大缩短了知识转化为技能的距离。又如：“颅脑手术技术”多媒体教材，学生不仅可以从多层面或旋转方式观察颅脑各层结构及其解剖关系，而且还可以拿起模拟手术刀进行颅脑手术模拟训练。这就突破了客观条件的限制，进行了卓有成效地训练，强化了实践，同时开发了学生的潜能，培养了能力。多媒体人机交互性强的特性在进行“发现式教学法”，方面也很有意义。发现式教学法是一种现代启发式教学法，是根据学生已有的认知结构特点设定问题，让学习者带着疑问学习、探索，并且设置情景，提出假设，提示各种可能，将解决问题的各种思考过程装入教学程序中，引导学生寻求解决的思路和方法。在多媒体教学中，学生根据计算机的提示，一步步求解问题，并发现和掌握规律。发现式教学法的目的，重在过程，而不是结果。这有助于提高学生的分析判断能力，逻辑思维能力，钻研求知能力及解决问题能力。这是以传授知识为目地和以培养能力为目的两种教学的不同。可以将学习知识与增强能力有机地统一起来，将信息交流与开发智能有机地统一起来，这样更符合现代教育的新思想、新观念。可为素质型和创造型人才的培养提供一种理想的教学环境。五、把多媒体与网络结合，进行开放教学和协作学习1．多媒体教学要发挥出更大的功能效益，开发网络教学是21世纪的主题。实现实时交互的计算机多媒体远程教学，与广播电视大学不同的是，学生可以和教师进行在线式或离线式（E-mail）信息交流，提出问题，接受指导，达到一定程度上的面对面教学的效果，这是另一层意义上的交互式教学。从目前的形势来看，多媒体的教学应用，网络教学比智能化教材的发展要快的多，发挥的作用也更大。一方面是智能化教材的制作难度大，普及慢，另一方面越来越多的多媒体教学资源，只有在网上才能最广泛地，最自由地被充分利用，应用范围广，见效快。2．网络教学的意义主要是推进了开放教学和协作学习的教育新方式。（1） 网络教学由于覆盖面广，可以实现更大范围的信息资源共享，名牌大学与一般大学的距离在缩短，学生接受优等教育和公平教育的机会增多，接受教育的方式也不再局限于课堂教育和在校教育。学习不再是接受某一学校的，某一种单一的教学方式，或者说是“近亲繁殖”，而是可以接受多种形式的教学方式，即学习的多元性。（2） 网络教学它更重要的意义是支持协作学习。协作学习是符合现代教育观念的先进的教学和学习方式。学生通过相互之间协作交流，对学习的内容会理解的更深刻，学习思路更开阔，学习方法更多样，智能培养更高效，学习效率也更高。随着网络技术的发展，或现在或将来，在校大学生不仅可以和同学及授课教师进行交流，还可以和国内外知名的专家教授进行交流，与硕、博士研究生及其它高层次专业人才进行交流。网络时代，衡量一个人的博学多识，不单要看你掌握多少知识，而且要看你能在多么广泛的和定向的程度上建立信息的联系渠道。3．网络教学的多向性、反馈性，可以使学习者成为教材制作的设计者，许多新的教学思想、教学方法，可以是从学习者提出的问题和要求中产生，并影响教学设计和教学改革。这如同新产品是市场调查和客户思想的反映和实现。网上教学的应用价值是不可估量的，对于如何运用网络功能进行教育应用的研究，进行教材制作的研究，适合网络教学的教材有什么特点，教学方式有什么创新，需要大家共同深入的探讨。应用价值是不可估量的。所以，我们就应该培养强烈的教学上网意识，考虑做的课件在网上怎么用，而不是不管什么样教材放到网上就行。六、以多媒体教学设计促进教改创新多媒体的教学应用，重要的是教学设计。缺乏科学合理实用的教学设计，就会有教材不会合理应用，有条件不能充分发挥作用，有能力而无法施展。好的教材，通过好的教学设计，可以使它的应用价值升值。多媒体教学的教学设计，一般应注意以下几点：1. 首先要把多媒体与其它多种媒体同样看待，研究多媒体与其它多种媒体的有机组合，因为多媒体不是万能的，有优势也有不足，它只是综合了其它媒体的优势，而没有达到其它媒体的最佳表现力。如幻灯的高清晰度和电视大容量的活动图像和动态表现力。因此，在教学中要合理设计、搭配、应用多媒体和其它媒体，共同发挥出综合效益。2. 选择适合发挥多媒体特性的教学内容，制作多媒体教材，如形态学内容，微观、宏观的教学内容，机理抽象复杂的教学内容，实习教学内容，实验技能训练课内容，使有限的制作能力用在关键的地方，好钢用在刀刃上。3. 根据不同的教学要求，采取不同的多媒体教学手段，科学设计多媒体教材的系统功能，如电子提纲型，综合演示型，实验操作型，考试测验型，资料工具型，网络教学型，充分发挥各种功能的优长，做到媒体优势与效益的有机结合。4. 多媒体的各种特性的发挥，不应以花样翻新或计算机技术的难 度来评定优劣，不能认为多媒体教材做的越复杂，技术难度越高就越好，其简单和复杂的程度，应重在准确、简捷和恰到好处的教学实用性，要尽量以少而精的计算机资源，制作出简而优的多媒体教材。5. 研制多媒体教材要在创新上狠下功夫，创新，就要充分发挥多媒体的特性，了解最新理论和技术研究成果，广泛征求任课教师的意见，努力取得教学中第一手的实验资料和新的理论认识，积极探索精品制作与教学创新点相对应的良性循环路子。总之，要针对多媒体教学中遇到的多种多样的问题，摸索出新的教学方法，开发出新的教学模式，要开阔思路，启发思维，强化多媒体意识，培养探索和创新精神。

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多媒体的应用很广泛，请链接

多媒体教育应用的重大意义及发展趋势[日期：2005-09-02] 来源：中央电化教育馆 作者： [字体：大 中 小]一、多媒体教育应用的重大意义自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。特别是由于多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点，所以能提供最理想的教学环境，它必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。这种深刻影响可以用一句话来概括：多媒体技术将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。多媒体技术之所以对教育领域有如此重大的意义，是由于多媒体技术本身具有许多对于教育、教学过程来说是特别宝贵的特性与功能，这些特性与功能是其他媒体(例如幻灯、投影、电影、录音、录像、电视等)所不具备或是不完全具备的。首先应该说明一点：这里所说的多媒体技术是以计算机为中心的多媒体技术。在前几年的一些书籍中曾提到过多媒体组合教学，那种多媒体的概念不一样，那只是将几种媒体加以简单的组合(例如把幻灯、投影、录音、录相加以组合)。今天的多媒体技术则是以计算机为中心，把语音处理技术、图象处理技术、视听技术都集成在一起，而且把语音信号、图象信号先通过模数转换变成统一的数字信号，这样作以后，计算机就可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换，还可以查询、检索。显然，这与原来把多种形式媒体组合在一起是完全不一样的，因为它是通过计算机把几种处理不同媒体信息的技术集成在一起。集成方法就是通过模数转换，全变成数字；而且为了便于加工，便于传输，还要进行数据压缩，传到指定地点以后再还原，有一整套复杂的技术通过计算机来实现。所以现在的多媒体技术，实际上是以多媒体计算机来体现的，下面我就从多媒体计算机四个方面的特性与功能来说明它对教育应用的重大意义。1、多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥人机交互、立即反馈是计算机的显著特点，是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起，产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式，而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义，它能够有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。交互性是计算机和多媒体计算机所独有的，正是因为这个特点使得多媒体计算机不仅是教学的手段方法，而且成为改变传统教学模式乃至教学思想的一个重要因素。大家知道，在传统的教学过程中一切都是由教师决定。从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，即处于被灌输的状态。而在多媒体计算机这样的交互式学习环境中学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择自己所要学习的内容，可以选择适合自己水平的练习，如果教学软件编得更好，连教学模式也可以选择，比如说，可以用个别化教学模式，也可以用协商讨论的模式。使计算机象学习伙伴一样和你进行讨论交流。也就是说，学生在这样的交互式学习环境中有了主动参与的可能，而不是一切都由教师安排好，学生只能被动接受。按认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，这种主动参与性就为学生的主动性、积极性的发挥创造了很好的条件，即能真正体现学生的认知主体作用。2、多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激，而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）作过两个著名的心理实验，一个是关于人类获取信息的来源，就是人类获取信息到底主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。多媒体技术既能看得见，又能听得见，还能用手操作。这样通过多种感官的刺激获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多，信息和知识是密切相关的，获取大量的信息就可以掌握大量的知识。他还作了另一个实验，是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的：人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说，如果既能听到又能看到，再通过讨论、交流用自己的语言表达出来，知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持。3、超文本功能可实现对教学信息最有效的组织与管理超文本(Hypertext)是按照人脑的联想思维方式非线性地组织管理信息的一种先进技术。如果所管理的信息不仅是文字，而且还包含图形、图象、声音等其它媒体信息，那就成为一个超媒体系统，换句话说，超媒体就是多媒体加超文本。事实上目前的绝大多数多媒体系统都是采用超文本方式对信息进行组织与管理。因此在一般情况下，也可以对超媒体系统与多媒体系统不加区分，即把超文本看作是多媒体系统的一种特有功能。如果按超文本方式组织一本书，就和传统的文件或印刷的书籍完全不同，这时的正文(文章、段落、或一句话、一个词)都按相互间的联系被组织成正文网。这本书无所谓第一页和最后一页，从哪段正文开始阅读，以及接下来读什么都由读者的意愿来决定。选择下一段正文的依据不是顺序，也不是索引，而是正文之间的语义联系。认知心理学的研究表明，人类思维具有联想特征。人在阅读或思考问题过程中经常由于联想从一个概念或主题转移到另一个相关的概念或主题。所以按超文本的非线性、网状方式组织管理信息和按传统文本的线性、顺序方式组织管理信息相比较，前者更符合人类的思维特点和阅读习惯。超文本之所以具有上述优越性是由其结构特征决定的，超文本的基本结构由节点(node)和链(link)组成。节点用于存储各种信息，节点内容可以是文本、语音、图形、图象或一段活动影象;节点大小可以是一个窗口也可以是一帧或若干帧所包含的数据，链则用来表示各节点(即各种信息)之间的关联。节点和链均有多种不同的类型因而形成各种不同的多媒体系统。利用多媒体的超文本功能实现对教学信息的组织与管理，其优越性在于：(1)可按教学目标的要求，把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。在传统的印刷教材中，有关语音和活动影象的内容无法与文字内容组成一体化的教材，只能以教科书、录音带、录像带三者各自独立的形式，分别出版。显然，这样的教科书，其内容必然是单调、枯燥的，与超文本方式组织的图、文、音、像并茂的丰富多采的电子教材不可同日而语。(2)按教学内容的要求，把包含不同教学要求的各种教学资料组成一个有机的整体。教学过程的每个教学单元均包含课文、练习、习题、提问、测验、对测验的解答及相应的演示或实验，把这些教学内容相关而教学要求不同的教学资料有机地组织在一起，无疑对课堂教学、课外复习或自学都是大有好处的。而按传统文本的线性、顺序方式来组织、管理教学内容绝不可能做到这一点。(3)可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的补充知识组成有机的整体。因材施教是优化教学过程的重要目标之一，但由于学生个体之间差异很大，要在传统印刷教材中同时满足基础较差学生、一般学生和优秀学生对教学内容的不同需求是做不到的，而在多媒体电子教科书中这却是轻而易举的事情，只要利用超文本功能设置和预备知识有关的热键以及和补充知识有关的热键即可。4、多媒体计算机可作为认知工具实现最理想的学习环境从八十年代中期到九十年代初，计算机作为工具在教育领域被广泛应用主要有两个方面：一是作为数据处理工具（如各种数据库和电子表格处理软件的应用）；二是作为文字处理工具（如WPS和WORD软件）。近年来，计算机在教育领域作为工具应用的一大发展，是作为教学过程中一种有效的认知工具。众所周知，在过去的廿年中，强调刺激－反应并把学习者看作是对外部刺激作出被动反应即作为知识灌输对象的行为主义学习理论，已经让位给强调认知主体的内部心理过程并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，认知学习理论的一个重要分支枣建构主义学习理论在西方逐渐流行。由于多媒体计算机和网络通信技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义学习环境，换句话说，多媒体计算机和网络通信技术可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生的认知发展，所以随着多媒体计算机和Internet网络的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示出其强大的生命力，并在世界范围内日益扩大其影响。下面我们就从“学习的含义”（即关于“什么是学习”）与“学习的方法”（即关于“如何进行学习”）这两个方面简要说明建构主义学习理论的基本内容。(1)、关于学习的含义学习是获取知识的过程。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定情景即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。“情景”：学习环境中的情景必须有利于学生对所学内容的意义建构。这就对教学设计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析、学习者特征分析以及媒体的选择与利用，还要考虑有利于学生建构意义的情景的创设问题，并把情景创设问题看作是教学设计的最重要内容之一。“协作”：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用。“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过程，在此过程中，每个学习者的思维成果（智慧）为整个学习群体所共享，因此会话是达到意义建构的重要手段之一。“意义建构”：这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指：事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构，也称“图式”。(2)、关于学习的方法建构主义提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的主导作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是知识的被动接受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：①要用探索法、发现法去建构知识的意义；②在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的数据和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；③要求学生把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考”是意义构建的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程（即交流、讨论的过程）结合起来，则学生建构意义的效率会更高、质量会更好。协商有“自我协商”与“交际协商”（也叫“内部协商”与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己辩论什么是正确的；交际协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥主导作用：①激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；②通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。③为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下，组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识，切忌直接对学生进行灌输。下面我们通过两个实际课例说明如何把多媒体计算机及网络通信技术作为认知工具以实现这样的学习环境。课例1：澳大利亚“门尼·彭兹中心小学”所作的试验试验班为六年级，有30名学生，教师名字叫安德莉亚，当前要进行的教学内容是关于奥林匹克运动会。像往常一样，安德莉亚鼓励她的学生围绕教学内容拟定若干题目（例如奥运会的历史和澳大利亚在历次奥运会中的成绩等问题），确定媒体在解决这些问题的过程中所起的作用，并要求学生用多媒体形式直观、形象地把自己选定的问题表现出来。经过一段时间在图书馆和Internet网上查阅资料以后，其中米彻尔和沙拉两位小朋友合作制作了一个关于奥运会历史的多媒体演示软件。在这个软件向全班同学播放以前，教师提醒大家注意观察和分析软件表现的内容及其特点。播放后立即进行讨论。一位学生说，从奥运会举办的时间轴线，他注意到奥运会是每4年召开一次。另一位学生则提出不同的看法，他认为并不总是这样，例如1904年、1906年和1908年这几次是每两年举行一次。还有一些学生则注意到在时间轴线的1916，1940和1944这几个年份没有举行奥运会，这时教师提出问题：“为什么这些年份没有举办奥运会？”，有的学生回答，可能是这些年份发生了一些重大事情，有的学生则回答发生了战争，有的则更确切地指出1916年停办是由于第一次世界大战，1940和1944年停办是由于第二次世界大战。经过大家的讨论和协商，决定对米彻尔和沙拉开发的多媒体软件作两点补充：①说明第一、二次世界大战对举办奥运会的影响；②对奥运历史初期的几次过渡性（两年一次）奥运会作出特别的解释。这时候有位小朋友提出要把希特勒的照片通过扫描放到时间轴上的1940年这点上，以说明是他发动了二次大战。教师询问全班其他同学：“有无不同意见？”沙拉举起手，高声回答说：“我不同意用希特勒照片，我们应当使用一张能真实反映二次大战给人民带来巨大灾难（例如大规模轰炸或集体屠杀犹太人）的照片，以激起人们对希特勒的痛恨”。教师对沙拉的发言表示赞许。从以上课例可以看到，教师为这个教学单元进行的教学设计主要是让学生用多媒体计算机建立一个有关奥运会某个专题（例如奥运历史或澳大利亚在历次奥运中的成绩）的情景，以激发学生的学习兴趣和主动探索精神，再通过展开讨论，把对有关教学内容的理解逐步引向深入。在这个课例中，学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导；教师在整个教学过程中说的话很少，但是对学生建构意义的帮助却很大，充分体现了教师主导作用与学生主体作用的结合。整个教学过程围绕建构主义的情景、协作、会话和意义建构这几个认知环节自然展开，而自始至终又是在多媒体计算机环境下进行的（同时用Internet实现资料查询)，所以上述例子是以多媒体计算机和Internet网作为认知工具实现建构主义学习环境的很好范例。课例2：澳大利亚“伟治·柏克小学”所作的试验试验班由三年级和四年级的学生混合组成，主持试验的教师叫玛莉，要进行的教学内容是自然课中的动物。玛莉为这一教学单元进行的教学设计主要是，让学生自己用多媒体计算机设计一个关于本地动物园的电子导游，从而建立一个有利于建构“动物”概念的情景。玛莉认为这种情景对于学生非常有吸引力，因而能有效地激发起他们的学习兴趣。她把试验班分成若干小组，每个小组负责开发动物园中某一个展馆的多媒体演示。玛莉让孩子们自己选择：愿意开发哪一个展馆，愿意选哪一种动物；是愿意收集有关的动物图片资料，还是愿意为图片资料写出相应的文字说明；或是直接用多媒体工具去制作软件，都由孩子们自己选择。然后在此基础上组成不同的学习小组。这样，每个展馆就成为学生的研究对象，孩子们都围绕自己的任务努力去搜集材料。例如，他们到动物园的相应展馆去实地观察动物的习性、生态，到图书馆和Internet网上去查询有关资料，以获取动物图片和撰写说明。在各小组完成分配的任务后，玛莉组织全试验班进行交流和讨论。这种围绕一定情景进行自我探索的学习方式，不仅大大促进了学生学习的自觉性，充分体现了学生的认知主体作用，而且在此基础上开展的协作学习，只要教师引导得法将是加深学生对概念理解、帮助学生建构知识意义的有效途径。例如，在全班交流过程中演示到“袋鼠”这一动物时，玛莉向全班同学提出一个问题：“什么是有袋动物？除了袋鼠有无其它的有袋动物？”有些学生举出“袋熊”和”卷尾袋鼠“。于是玛莉又让学生们围绕这三种有袋动物的异同点进行讨论，从而在相关背景下，锻炼与发展了儿童对事物的辨别、对比能力。这是利用多媒体计算机和Internet网络作为认知工具，实现建构主义学习环境，从而有效地帮助学生完成对当前所学内容的意义建构并促进学生认知能力发展的又一范例。二、多媒体教育应用的发展趋势综合近年来国外多种教育技术杂志(如ET,ETS,EMI,JRCE,AJDE.....)上所刊登的主要论文，以及历届“ED_MEDIA”世界大会(World Conference on Educational Multimediaand Hypermedia,即“教育多媒体与超媒体”世界大会，简称ED_MEDIA世界大会，这是国际上每年召开一次的规模最大的有关多媒体教育应用的国际会议)上所发表的基本观点，可以看出当前多媒体教育应用有以下几个值得注意的发展趋势：1.多媒体技术与网络通信技术的结合1995年末，在国际信息界有一件最引人注目的大事，就是美国SUN公司在Internet上推出了”WWW浏览器HotJava”，这是SUN公司用Java语言开发的一种全新的可动态执行的浏览器。其突出特点是具有动画功能，可向用户提供超文本格式的图形、图像、语音、动画与卡通等多种媒体信息；并能把静态文档变成可动态执行的代码，这就彻底改变了Internet浏览器只能用来查询检索Internet网上信息的状况，为Internet的教育应用开辟了新的广阔前景，这是因为HotJava的动态可执行特性无异于赋给用户一种远程交互的功能。例如，一个用户可以利用HotJava编写一段Java应用程序以实现仿真化学反应的页面，而其它的3W用户只要使用HotJava浏览器就不仅可以看到这个仿真页面，还可以与之进行交互(例如可改变该化学反应过程中的某些参数以观察不同的反应过程和结果)。利用HotJava的这种动态可执行特性用户在检索到某些重要文献或教学资料时，不仅能看到静止页面还可通过点击某个图标或热键而看到图文声并茂的彷真实验或算法执行过程的直观演示。显然，这样一种交互功能和用第一代Internet浏览器(如Mosaic和Netscape)只能观看静态页面的效果相比是有本质不同的，它对于教育应用(尤其是远距离教育应用)具有特别重要的意义。可以说，HotJava的出现不仅是Internet浏览器的重大革新，也为多媒体技术与网络通信技术的结合找到了最理想的结合点：从此基于Internet网的多媒体教育应用就日益发展起来(今年6月于美国波士顿召开的ED_MEDIA世界大会上，在121篇大会交流的多媒体教育应用论文中基于3W服务器和HotJava以实现多媒体技术与网络通信技术相结合的教育应用论文共有七篇)。目前不仅西方发达国家在大力开发基于Internet的多媒体教育应用，就是台湾、香港等地区也在这方面投入相当多的人力和物力(当前台湾教育技术界的主要力量差不多都已投向这一研究领域)。这是多媒体教育应用中十分值得引起我们重视的一个新趋势，也是当前发展最快的一个趋势，我们必须迎头赶上去。2、多媒体技术与仿真技术的结合多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种强烈的幻觉，使得置身其中的人全身心地投入到当前的虚拟现实世界中，并对其真实性丝毫不产生怀疑，通常把这种技术称之为“虚拟现实”(VirtualReality,简称VR)。换句话说，虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界，在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。要进入虚拟现实的环境通常需要戴上一个特殊的头盔(head_mounted display)，他可以使你看到并感觉到计算机所生成的整个人工世界。为了和虚拟环境进行交互，还需要戴上一副数据手套——它使穿戴者不仅能感知而且能操作虚拟世界中的各种对象。由于设备昂贵，目前VR技术还主要是应用于少数高难度的军事和医疗模拟训练以及一些研究部门，但是在教育与训练领域VR技术有不可替代的非常令人鼓舞的应用前景，所以这一发展趋势也应引起我们的注意。例如，达特茅斯医学院所开发的一种“交互式多媒体虚拟现实系统”，可以使医务工作者体验到并学习到如何对各种战地医疗的实际情况做出反应。利用该系统的实习者可以感受到由计算机仿真所产生的各种伤病员的危险症状，实习者可以从系统中选择某种操作规程对当前的伤病情况进行处理并可立即看到这种处理方式所产生的后果。为了使实习者获得更深刻的体验，系统还可仿真各种外科手术，其内容包括一般的开刀直至复杂的人体器官替换。这种虚拟环境使医学院的大学生不必冒任何医疗事故的风险就可以反复实习病房中的各种实际操作，并可尝试选择不同的技术处理方案以检验自己的判断是否正确，和进行某种技能的训练。VR技术在教育中应用的另一个例子是创建一种虚拟的物理实验室。物理学按其本身的性质提出了许多“如果……将会怎样”的问题，这些问题最好通过直接观察物理作用力对各种客体的作用效果来进行探索。休斯顿大学和NASA(美国国家航空和宇航局)约翰逊空间中心的研究人员建造了一种称之为“虚拟物理实验室”的系统，利用该系统可以直观地研究重力、惯性这类物理现象。使用该系统的学生可以做包括万有引力定律在内的各种实验，可以控制、观察由于改变重力的大小、方向所产生的种种现象，以及对加速度的影响。这样，学生就可以获得第一手的感性材料(直接经验)，从而达到对物理概念和物理定律的较深刻理解。VR技术在化学教学中也取得了显著效果。北卡罗莱纳大学的科学家们已经研制了一种可以让用户用手操纵分子运动的VR系统。用户戴上头盔并通过数据手套进行反馈控制，可以使分子按某种方式结合在一起。不难看出，这种VR系统不仅在教学上有重要意义(例如可直接观察到蛋白质的分子结构)，而且在科学研究上也有重大的价值，因为按某种新方式结合在一起的分子结构很有可能是治疗某种疾病的新药，或者是工业上所需要的某种特殊材料。随着对多媒体技术和仿真技术研究的深入，实现“虚拟现实”的理论方法也有很大发展。原来应用VR离不开昂贵的专用硬件或辅助设备(如头盔、数据手套、高分辨率的图形工作站等)，近年来这种情况开始有所改变。例如在今年6月召开的ED-MEDIA世界大会上，出现了一种全新的称作“QTVR”(快速虚拟)的系统。这种系统已实际应用于学习城市的设计与规划，其优异的性能价格比令人惊叹！QTVR技术与普通VR技术在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用头盔和数据手套这类硬件来产生幻觉，而是使用360度全景摄影技术所拍摄的高质量图象来生成逼真的虚拟情景。因此它允许用户在Windows操作系统或是Macintosh微机的操作系统支持下，在普通微机上(无需用高档的图形工作站)只利用一只鼠标和一个键盘(无需戴头盔和数据手套)就能真实地感受到和VR技术中一样的虚拟情景。学习城市设计与规划的学生利用QTVR系统可以创建一座逼真的虚拟城市，当学生改变城市场景的视图时(例如向左或向右，朝上看或朝下看，摄像机头向目标移近或移远等)，被观察的场景仍能正确保持并能使人产生环绕该城市浏览观光的真实幻觉。与此同时，城市中的各种物理实体(如建筑物、道路、桥梁、树木、交通工具和地形等等)可以用鼠标任意拾取并进行操纵(例如使其旋转，以便从不同角度进行观察，并且还可以进入到建筑物内部的各个房间去观看)。更令人难以置信的是，由于采用了先进的图象压缩算法，在QTVR系统中，用来表征城市某个虚拟场景的360度高质量全景照片的存储容量竟

关于多媒体教学与教改创新的思考李 冰 谢百治 [摘要] 多媒体教学应用与教学改革创新的密切关系，主要体现为多媒体的先进特性在现代教育思想、教育理论的指导下能够得以充分地发挥，对探讨新的教改思路，培养新的教与学的思维方式，启发活学活用的创新精神，寻找教学改革的创新点，具有现实的意义。多媒体教学应用与教改创新的结合，是一种新型思维能力的训练，一种先进、超前意识的强化，从而使多媒体的教学应用更有创造性，更有实用价值。[关键词] 多媒体；教学应用；教改创新多媒体教学应用是一项复杂的系统工程。其理论研究、技术进步、硬件发展、实践应用相关紧密。多媒体教学应用不是工艺型、技术型的问题。不是了解一些概念，掌握几种套路，更重要的是一种新型思维能力的训练，一种先进、超前意识的强化，一种探索和创新精神的培养。我们应针对当前多媒体教学应用取得的经验和存在的问题，努力为教学改革寻找创新点和突破口，使多媒体的教学应用从热点走向制高点，从低层次徘徊向高水平发展和持续发展，形成规模和整体优势，真正担负起承前启后发展现代教育技术的重任。一、寻找教学改革的创新点和突破口1．无论那一种媒体形式，只有在教学中切实起到了其它媒体无法替代、举足轻重的作用，使教师和学生亲身感受到其教学应用的优越性、实用性、科学性和先进性，才能认定此种媒体形式在教学中的存在价值。先进的教学媒体只有为先进的教育思想服务，它才具有目标和出发点，具有自由广阔的创作天地，具有活的灵魂。如果承袭落后的教学思想，沿用陈旧的教学方法，简单地进行媒体替换，则只能是从“人灌知识”到“电灌知识”、“新瓶装老酒”或“大炮打兔子”，大材小用，难以摆脱低层次的徘徊。可以说在大家都掌握了多媒体的一般技术以后，多媒体教学水平的高低，应用价值的大小，取决于设计、技术人员的现代教育理论的修养和综合素质。这就如同产品的设计和产品加工的关系。2．现代教育的思想、理论、观点，都是为了适应时代的发展，适应社会对人才需要的变化，在教育改革上提出的更高要求。一般书架型、工匠型的人才已经不适应知识快速更新的信息社会的发展需要，而素质全面，接受继续教育能力强，智能型，有创新精神的人才，则更适应时代的激烈竞争。所以教育家们提出要促使传统的以教师为中心，以课堂为中心，以书本为中心的教育方式转变为以学生学习为中心，以强化个体实践为中心，以信息交流为中心，变被动教育为主动教育，变应试教育为素质教育、变知识教育为智能教育。这一类的观点以往很难在教学中得以实现，而先进的技术则可以促进先进思想的实现。有了现代教育技术的支持，许多新的教学模式、方法和手段便可以应运而生。所以，教育家对教育改革提出的更高要求，是进行多媒体教学应用研究的基本思路、主要途径和重点，也是进行教学改革的创新点和突破口，我们应据此来发挥多媒体技术的特性。二、发挥多媒体信息集成控制的特性，促进教学和学习效益的提高多媒体技术主要特性中的多种媒体信息集成控制性，是教学应用中最普遍常用的特性。1. 可以大大提高学生在有限的单位时间内获取更多的信息，较彻底地分解知识技能信息的复杂度，减少信息在大脑中从形象到抽象，再由抽象到形象的加工转换过程，充分传达教学意图。2. 多媒体比电视在使用上更加操作灵活，控制方便。这就是信息集成控制的特性。其价值的关键所在，不仅是如同电视具有较强的形象表现力，即“好看”，而且还在于信息灵活呈现的随机控制能力，即“好用”。在“好看”和“好用”的关系上，多媒体更突出的是“好用”的特性，避免了电视教材千篇一律的灌输式的缺陷，教师可以真正做到以学生为中心的情景式教学，是现代教育所提倡的加强教与学的交流，调动学生主观能动性的有效形式。如，没有多媒体教学手段的支持，进行情景式教学往往力不从心，勉为其难，3. 多媒体的信息集成控制性，有助于教师指导学生课外主动学习。在多媒体教学时，教师可以考虑课堂与课外形式的相互补充，有意识的精选课堂教学内容，突出重点，节省学时，这也是一个教学创新点所在。4. 多媒体教学，特别适合知识更新和随时在教学中增补学术前沿的内容。多媒体教材的增删修改、吐故纳新，教师可以自行完成，甚至学生也可以参与。而幻灯、录像教材常依赖于专业人员和专业设备，更新周期相对较长。这样多媒体就容易使教师以学生为中心，进行主动教育的主导意识进一步增强，教学中许多僵化、陈旧的东西也会受到冲击和更新。三、发挥多媒体非线性网状结构组织信息的特性，进行教育和学习方式、方法的改革非线性网状结构信息组织方式，是多媒体进行教改创新最实用的特性。1．教学信息的组织结构有线性结构、分支结构和网状结构等多种方式。传统的文字教材、音像教材的信息组织结构是线性的和有序的，这对于保证教材的规范性、完整性、系统性，使教学内容的传达循序渐进，符合条理性和逻辑规律等方面具有肯定的价值。适合于以书本为媒体，以知识教育，应试教育为主导的教育方式，也是长期以来以教为中心的教育观念的一脉相承。但学生对信息的接受是被动的、固定的、模式化的、单一的和千篇一律的。包括电视教材在内。科学研究表明，人类的记忆是网状结构。线性结构客观上限制了人类联想思维能力的发挥。因为信息间的联系是丰富多彩、复杂多样的，可以是形象的抽象的、逻辑的，也可以是跳跃的，可以是色彩、质感、声音、数字的，也可以是几何的、静止的、动态的、还可以是多种组合的。多媒体的非线性网状结构的信息组织，是由结点和表达结点之间关系的链组成的网，可分成不同的关系和思维单元，符合人类认识记忆的规律。使用者在进行浏览、查询、注释等操作，不必按教材原有的模式进行，可以任意组合、跳转，是一种新的表达思想的方法，是一种新的思维工具，也是多媒体区别于其它媒体的一种先进的高级的表现形式和学习方式。2．多媒体非线性网状结构的信息组织特性，能根据不同情况提供有效的信息呈现方式，使学生自由地选择最适合自己的方式，成为信息处理的决策者，是一种学习者主动参与的知识结构的重组和建构活动。可以给教学和学习带来信息交流、思维方式的革命性变化。使加强课堂上教与学的交流，调动联想思维，进行启发式、发现式教学，提高学习主动性，激发学生的创造性思维，很容易成为可能，起到了其它媒体难以达到的作用。3．一个多媒体课件，是仅仅采用了多媒体的外在形式，还是在研制和应用上真正考虑到设计和发挥多媒体的内在特性，决定了教材是否是真正意义上的多媒体及水平和质量。培养较强的多媒体意识，才能以改革创新的精神进行多媒体教学和学习方法的实践，其教学效益、学习质量、智能发展也必将会得到较大提高。在多媒体教学中信息组织结构可以按系统按章节为纵向主线进入，也能以问题为中心横向展开。如医学教育中讲解呼吸系统中的各种肺部疾病，讲到肿瘤时，便可以横向以肿瘤为题，展开讲解肿瘤的解剖、生理、病理、检验、手术等相关知识，使学生的联想思维活跃起来，自然地进行新旧知识的相互联系，各类知识的融会贯通，并且以习惯的或全新的思维方式在大脑中对信息进行加工、提炼、存储，同时也开阔了思路，活跃了思维，锻炼了分析能力和判断能力。体现了强化智能训练，培养创造性思维的教育新思想。学生易于从书架型、工匠型人才向研究型、创造型人才转化。4．在加强教与学的交流方面，可以帮助教师在课堂上根据学生的反馈信息，如提问、课堂反映，快捷调出各类信息资料，进行现场分析和答疑。以人机对话方式，灵活方便地进行启发式教学。课堂教学方式在多媒体特性的支持下，可以变得多种多样，如演示型、讨论型、导航型、咨询型或各种方式的有机结合。这样既保证了教学的规范性、系统性、条理性，又具有一定的自主性、多样性和灵活性。教与学的关系更为密切融洽。四、发挥多媒体智能交互的特性，强化素质教育和技能、智能训练1．交互性是多媒体技术独一无二的最具特色和优势的根本特性。交互性也是多媒体技术其它特性的核心，它使多媒体技术其它特性的优势更突出，功能更强大。一个多媒体教材的应用价值，是否能被其它媒体所替代，是否是高层次高水平、真正意义上的多媒体教材，也取决于它是否具有较强的交互性功能。智能化教材是前所未有、面向未来的新型教材，也是多媒体发展的方向。目前，相当比例的多媒体教材，对交互性开发应用的不够，或者说，只是宽泛意义和简单意义上的交互性。交互性不仅表现在信息的控制、组织、传递，更重要的是能对信息内容和形式进行分解、加工、改造、转换、新建，创造出一种新的信息内容和形式，并从这些变化中获得新的知识或验证知识。这是其它媒体难以做到的。其核心意义是可改造可新建的可变性。与信息的灵活呈现，简单的判别等有着根本性的不同，而且交互性起到的作用，也不仅仅是节省学时，减轻教师劳动，丰富信息量和表现力等一般的意义。2．运用发挥多媒体人机交互性强的特性，对于在教学改革中进行学生的素质教育、技能训练，乃至创造性思维能力的培养具有积极的意义。它的优越性实用性体现在实验课、操作技能训练、教学实习等许多方面，在教学中大有用武之地，便于找到教学改革的突破口和创新点。在实验技能课教学实践中，一些微观、抽象、机理复杂，难以重复，实验难度高，成本大，个例罕见，难以实地、实景、实体操作训练和无法示教的教学内容，可以运用计算机多媒体来进行全新的教学。如：“外科手术操作常规”、“牙体修复技术”等多媒体教材，教师教学时，可以在“患者身上”进行正确和错误对比的操作示教，学生也可以在“患者身上”反复进行操作练习。能有效地实时地检测学生的学习情况和效果，过去学生学习“牙体修复技术”的有关内容，不可能在患者身上进行练习，只有工作后，临床二、三年以上才能掌握。现在学生可以上机操作反复练习，教师指导方便及时，大大缩短了知识转化为技能的距离。又如：“颅脑手术技术”多媒体教材，学生不仅可以从多层面或旋转方式观察颅脑各层结构及其解剖关系，而且还可以拿起模拟手术刀进行颅脑手术模拟训练。这就突破了客观条件的限制，进行了卓有成效地训练，强化了实践，同时开发了学生的潜能，培养了能力。多媒体人机交互性强的特性在进行“发现式教学法”，方面也很有意义。发现式教学法是一种现代启发式教学法，是根据学生已有的认知结构特点设定问题，让学习者带着疑问学习、探索，并且设置情景，提出假设，提示各种可能，将解决问题的各种思考过程装入教学程序中，引导学生寻求解决的思路和方法。在多媒体教学中，学生根据计算机的提示，一步步求解问题，并发现和掌握规律。发现式教学法的目的，重在过程，而不是结果。这有助于提高学生的分析判断能力，逻辑思维能力，钻研求知能力及解决问题能力。这是以传授知识为目地和以培养能力为目的两种教学的不同。可以将学习知识与增强能力有机地统一起来，将信息交流与开发智能有机地统一起来，这样更符合现代教育的新思想、新观念。可为素质型和创造型人才的培养提供一种理想的教学环境。五、把多媒体与网络结合，进行开放教学和协作学习1．多媒体教学要发挥出更大的功能效益，开发网络教学是21世纪的主题。实现实时交互的计算机多媒体远程教学，与广播电视大学不同的是，学生可以和教师进行在线式或离线式（E-mail）信息交流，提出问题，接受指导，达到一定程度上的面对面教学的效果，这是另一层意义上的交互式教学。从目前的形势来看，多媒体的教学应用，网络教学比智能化教材的发展要快的多，发挥的作用也更大。一方面是智能化教材的制作难度大，普及慢，另一方面越来越多的多媒体教学资源，只有在网上才能最广泛地，最自由地被充分利用，应用范围广，见效快。2．网络教学的意义主要是推进了开放教学和协作学习的教育新方式。（1） 网络教学由于覆盖面广，可以实现更大范围的信息资源共享，名牌大学与一般大学的距离在缩短，学生接受优等教育和公平教育的机会增多，接受教育的方式也不再局限于课堂教育和在校教育。学习不再是接受某一学校的，某一种单一的教学方式，或者说是“近亲繁殖”，而是可以接受多种形式的教学方式，即学习的多元性。（2） 网络教学它更重要的意义是支持协作学习。协作学习是符合现代教育观念的先进的教学和学习方式。学生通过相互之间协作交流，对学习的内容会理解的更深刻，学习思路更开阔，学习方法更多样，智能培养更高效，学习效率也更高。随着网络技术的发展，或现在或将来，在校大学生不仅可以和同学及授课教师进行交流，还可以和国内外知名的专家教授进行交流，与硕、博士研究生及其它高层次专业人才进行交流。网络时代，衡量一个人的博学多识，不单要看你掌握多少知识，而且要看你能在多么广泛的和定向的程度上建立信息的联系渠道。3．网络教学的多向性、反馈性，可以使学习者成为教材制作的设计者，许多新的教学思想、教学方法，可以是从学习者提出的问题和要求中产生，并影响教学设计和教学改革。这如同新产品是市场调查和客户思想的反映和实现。网上教学的应用价值是不可估量的，对于如何运用网络功能进行教育应用的研究，进行教材制作的研究，适合网络教学的教材有什么特点，教学方式有什么创新，需要大家共同深入的探讨。应用价值是不可估量的。所以，我们就应该培养强烈的教学上网意识，考虑做的课件在网上怎么用，而不是不管什么样教材放到网上就行。六、以多媒体教学设计促进教改创新多媒体的教学应用，重要的是教学设计。缺乏科学合理实用的教学设计，就会有教材不会合理应用，有条件不能充分发挥作用，有能力而无法施展。好的教材，通过好的教学设计，可以使它的应用价值升值。多媒体教学的教学设计，一般应注意以下几点：1. 首先要把多媒体与其它多种媒体同样看待，研究多媒体与其它多种媒体的有机组合，因为多媒体不是万能的，有优势也有不足，它只是综合了其它媒体的优势，而没有达到其它媒体的最佳表现力。如幻灯的高清晰度和电视大容量的活动图像和动态表现力。因此，在教学中要合理设计、搭配、应用多媒体和其它媒体，共同发挥出综合效益。2. 选择适合发挥多媒体特性的教学内容，制作多媒体教材，如形态学内容，微观、宏观的教学内容，机理抽象复杂的教学内容，实习教学内容，实验技能训练课内容，使有限的制作能力用在关键的地方，好钢用在刀刃上。3. 根据不同的教学要求，采取不同的多媒体教学手段，科学设计多媒体教材的系统功能，如电子提纲型，综合演示型，实验操作型，考试测验型，资料工具型，网络教学型，充分发挥各种功能的优长，做到媒体优势与效益的有机结合。4. 多媒体的各种特性的发挥，不应以花样翻新或计算机技术的难 度来评定优劣，不能认为多媒体教材做的越复杂，技术难度越高就越好，其简单和复杂的程度，应重在准确、简捷和恰到好处的教学实用性，要尽量以少而精的计算机资源，制作出简而优的多媒体教材。5. 研制多媒体教材要在创新上狠下功夫，创新，就要充分发挥多媒体的特性，了解最新理论和技术研究成果，广泛征求任课教师的意见，努力取得教学中第一手的实验资料和新的理论认识，积极探索精品制作与教学创新点相对应的良性循环路子。总之，要针对多媒体教学中遇到的多种多样的问题，摸索出新的教学方法，开发出新的教学模式，要开阔思路，启发思维，强化多媒体意识，培养探索和创新精神。

多媒体图像压缩技术姓名:Vencent Lee摘要：多媒体数据压缩技术是现代网络发展的关键性技术之一。由于图像和声音信号中存在各种各样的冗余，为数据压缩提供了可能。数据压缩技术有无损压和有损压缩两大类，这些压缩技术又各有不同的标准。一、多媒体数据压缩技术仙农(C．E．Shannon)在创立信息论时，提出把数据看作是信息和冗余度的组合。早期的数据压缩之所以成为信息论的一部分是因为它涉及冗余度问题。而数据之所以能够被压缩是因为其中存在各种各样的冗余；其中有时间冗余性、空间冗余性、信息熵冗余、先验知识冗余、其它冗余等。时间冗余是语音和序列图像中常见的冗余，运动图像中前后两帧间就存在很强的相关性，利用帧间运动补兴就可以将图像数据的速率大大压缩。语音也是这样。尤其是浊音段，在相当长的时间内(几到几十毫秒)语音信号都表现出很强的周期性，可以利用线性预测的方法得到较高的压缩比。空间冗余是用来表示图像数据中存在的某种空间上的规则性，如大面积的均匀背景中就有很大的空间冗余性。信息熵冗余是指在信源的符号表示过程中由于未遵循信息论意义下最优编码而造成的冗余性，这种冗余性可以通过熵编码来进行压缩，经常使用的如Huff-man编码。先验知识冗余是指数据的理解与先验知识有相当大的关系，如当收信方知道一个单词的前几个字母为administrato时，立刻就可以猜到最后一个字母为r，那么在这种情况下，最后一个字母就不带任何信息量了，这就是一种先验知识冗余。其它冗余是指那些主观无法感受到的信息等带来的冗余。通常数据压缩技术可分为无损压缩(又叫冗余压缩)和有损压缩(又叫熵压缩)两大类。无损压缩就是把数据中的冗余去掉或减少，但这些冗余量是可以重新插入到数据中的，因而不会产生失真。该方法一般用于文本数据的压缩，它可以保证完全地恢复原始数据；其缺点是压缩比小(其压缩比一般为2：1至5：1)。有损压缩是对熵进行压缩，因而存在一定程度的失真；它主要用于对声音、图像、动态视频等数据进行压缩，压缩比较高(其压缩比一般高达20：1以上。最新被称为“E—igen—ID”的压缩技术可将基因数据压缩1．5亿倍)。对于多媒体图像采用的有损压缩的标准有静态图像压缩标准(JPEG标准，即‘JointPhotographicExpertGroup’标准)和动态图像压缩标准(MPEG标准，即‘MovingPictureExpertGroup’标准)。JPEG利用了人眼的心理和生理特征及其局限性来对彩色的、单色的和多灰度连续色调的、静态图像的、数字图像的压缩，因此它非常适合不太复杂的以及一般来源于真实景物的图像。它定义了两种基本的压缩算法：一种是基于有失真的压缩算法，另一种是基于空间线性预测技术(DPCM)无失真的压缩算法。为了满足各种需要，它制定了四种工作模式：无失真压缩、基于DCT的顺序工作方式、累进工作方式和分层工作方式。MPEG用于活动影像的压缩。MPEG标准具体包三部分内容：(1)MPEG视频、(2)MPEG音频、(3)MP系统(视频和音频的同步)。MPEG视频是标准的核心分，它采用了帧内和帧间相结合的压缩方法，以离散余变换(DCT)和运动补偿两项技术为基础，在图像质量基不变的情况下，MPEG可把图像压缩至1／100或更MPEG音频压缩算法则是根据人耳屏蔽滤波功能。利用音响心理学的基本原理，即“某些频率的音响在重放其频率的音频时听不到”这样一个特性，将那些人耳完全不到或基本上听到的多余音频信号压缩掉，最后使音频号的压缩比达到8：1或更高，音质逼真，与CD唱片可媲美。按照MPEG标准，MPEG数据流包含系统层和压层数据。系统层含有定时信号，图像和声音的同步、多分配等信息。压缩层包含经压缩后的实际的图像和声数据，该数据流将视频、音频信号复合及同步后，其数据输率为1．5MB／s。其中压缩图像数据传输率为1．2M压缩声音传输率为0．2MB／s。MPEG标准的发展经历了MPEG—I,MPEG一2、MPEG一4、MPEG-7、MPEG一21等不同层次。在MPEG的不同标准中，每—个标准都是建立在前面的标准之上的，并与前面的标准向后的兼容。目前在图像压缩中，应用得较多的是MPEG一4标准，MPEG-是在MPEG-2基础上作了很大的扩充，主要目标是多媒体应用。在MPEG一2标准中，我们的观念是单幅图像，而且包含了一幅图像的全部元素。在MPEG一4标准下，我们的观念变为多图像元素，其中的每—个多图像元素都是独立编码处理的。该标准包含了为接收器所用的指令，告诉接收器如何构成最终的图像。上图既表示了MPEG一4解码器的概念，又比较清楚地描绘了每个部件的用途。这里不是使用单一的视频或音频解码器，而是使用若干个解码器，其中的每一个解码器只接收某个特定的图像(或声音)元素，并完成解码操作。每个解码缓冲器只接收属于它自己的灵敏据流，并转送给解码器。复合存储器完成图像元素的存储，并将它们送到显示器的恰当位置。音频的情况也是这样，但显然不同点是要求同时提供所有的元素。数据上的时间标记保证这些元素在时间上能正确同步。MPEG一4标准对自然元素(实物图像)和合成元素进行区分和规定，计算机生成的动画是合成元素的一个例子。比如，一幅完整的图像可以包含一幅实际的背景图，并在前面有一幅动画或者有另外一幅自然图像。这样的每一幅图像都可以作最佳压缩，并互相独立地传送到接收器，接收器知道如何把这些元素组合在一起。在MPEG一2标准中，图像被看作一个整体来压缩；而在MPEG一4标准下，对图像中的每一个元素进行优化压缩。静止的背景不必压缩到以后的I帧之中去，否则会使带宽的使用变得很紧张。而如果这个背景图像静止10秒钟，就只要传送一次(假设我们不必担心有人在该时间内切人此频道)，需要不断传送的仅是前台的比较小的图像元素。对有些节目类型，这样做会节省大量的带宽。MPEG一4标准对音频的处理也是相同的。例如，有一位独唱演员，伴随有电子合成器，在MPEG一2标准下，我们必须先把独唱和合成器作混合，然后再对合成的音频信号进行压缩与传送。在MPEG一4标准下，我们可以对独唱作单独压缩，然后再传送乐器数字接口的声轨信号，就可以使接收器重建伴音。当然，接收器必须能支持MIDI放音。与传送合成的信号相比，分别传送独唱信号和MIDI数据要节省大量的带宽。其它的节目类型同样可以作类似的规定。MPEG一7标准又叫多媒体内容描述接口标准。图像可以用色彩、纹理、形状、运动等参数来描述，MPEG一7标准是依靠众多的参数对图像与声音实现分类，并对它们的数据库实现查询。二、多媒体数据压缩技术的实现方法目前多媒体压缩技术的实现方法已有近百种，其中基于信源理论编码的压缩方法、离散余弦变换(DCT)和小波分解技术压缩算法的研究更具有代表性。小波技术突破了传统压缩方法的局限性，引入了局部和全局相关去冗余的新思想，具有较大的潜力，因此近几年来吸引了众多的研究者。在小波压缩技术中，一幅图像可以被分解为若干个叫做“小片”的区域；在每个小片中，图像经滤波后被分解成若干个低频与高频分量。低频分量可以用不同的分辨率进行量化，即图像的低频部分需要许多的二进制位，以改善图像重构时的信噪比。低频元素采用精细量化，高频分量可以量化得比较粗糙，因为你不太容易看到变化区域的噪声与误差。此外，碎片技术已经作为一种压缩方法被提出，这种技术依靠实际图形的重复特性。用碎片技术压缩图像时需要占用大量的计算机资源，但可以获得很好的结果。借助于从DNA序列研究中发展出来的模式识别技术，能减少通过WAN链路的流量，最多时的压缩比率能达到90％，从而为网络传送图像和声音提供更大的压缩比，减轻风络负荷，更好地实现网络信息传播。三、压缩原理由于图像数据之间存在着一定的冗余，所以使得数据的压缩成为可能。信息论的创始人Shannon提出把数据看作是信息和冗余度（redundancy）的组合。所谓冗余度，是由于一副图像的各像素之间存在着很大的相关性，可利用一些编码的方法删去它们，从而达到减少冗余压缩数据的目的。为了去掉数据中的冗余，常常要考虑信号源的统计特性，或建立信号源的统计模型。图像的冗余包括以下几种：(1) 空间冗余：像素点之间的相关性。(2) 时间冗余：活动图像的两个连续帧之间的冗余。(3) 信息熵冗余：单位信息量大于其熵。(4) 结构冗余：图像的区域上存在非常强的纹理结构。(5) 知识冗余：有固定的结构，如人的头像。(6) 视觉冗余：某些图像的失真是人眼不易觉察的。对数字图像进行压缩通常利用两个基本原理：(1) 数字图像的相关性。在图像的同一行相邻像素之间、活动图像的相邻帧的对应像素之间往往存在很强的相关性，去除或减少这些相关性，也就去除或减少图像信息中的冗余度，即实现了对数字图像的压缩。(2) 人的视觉心理特征。人的视觉对于边缘急剧变化不敏感(视觉掩盖效应)，对颜色分辨力弱，利用这些特征可以在相应部分适当降低编码精度，而使人从视觉上并不感觉到图像质量的下降，从而达到对数字图像压缩的目的。编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，比如从信息论角度出发可分 为两大类：(1)冗余度压缩方法，也称无损压缩，信息保持编码或熵编码。具体讲就是解码图像和压缩 编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。(2)信息量压缩方法，也称有损压缩，失真度编码或熵压缩编码。也就是讲解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分类为：(1)无损压缩编码种类 •哈夫曼编码 •算术编码 •行程编码 •Lempel zev编码(2)有损压缩编码种类 •预测编码：DPCM，运动补偿 •频率域方法：正文变换编码(如DCT)，子带编码 •空间域方法：统计分块编码 •模型方法：分形编码，模型基编码 •基于重要性：滤波，子采样，比特分配，矢量量化(3)混合编码 •JBIG，H261，JPEG，MPEG等技术标准衡量一个压缩编码方法优劣的重要指标(1)压缩比要高，有几倍、几十倍，也有几百乃至几千倍；(2)压缩与解压缩要快，算法要简单，硬件实现容易；(3)解压缩的图像质量要好。四、JPEG图像压缩算法1．.JPEG压缩过程JPEG压缩分四个步骤实现：1.颜色模式转换及采样；2.DCT变换；3.量化；4.编码。2．1．颜色模式转换及采样RGB色彩系统是我们最常用的表示颜色的方式。JPEG采用的是YCbCr色彩系统。想要用JPEG基本压缩法处理全彩色图像，得先把RGB颜色模式图像数据，转换为YCbCr颜色模式的数据。Y代表亮度，Cb和Cr则代表色度、饱和度。通过下列计算公式可完成数据转换。Y=0.2990R+0.5870G+0.1140BCb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B＋128人类的眼晴对低频的数据比对高频的数据具有更高的敏感度，事实上，人类的眼睛对亮度的改变也比对色彩的改变要敏感得多，也就是说Y成份的数据是比较重要的。既然Cb成份和Cr成份的数据比较相对不重要，就可以只取部分数据来处理。以增加压缩的比例。JPEG通常有两种采样方式：YUV411和YUV422，它们所代表的意义是Y、Cb和Cr三个成份的资料取样比例。2．2.DCT变换DCT变换的全称是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形。若对高频的数据做些修饰，再转回原来形式的数据时，显然与原始数据有些差异，但是人类的眼睛却是不容易辨认出来。压缩时，将原始图像数据分成8*8数据单元矩阵，例如亮度值的第一个矩阵内容如下：JPEG将整个亮度矩阵与色度Cb矩阵，饱和度Cr矩阵，视为一个基本单元称作MCU。每个MCU所包含的矩阵数量不得超过10个。例如，行和列采样的比例皆为4:2:2，则每个MCU将包含四个亮度矩阵，一个色度矩阵及一个饱和度矩阵。当图像数据分成一个8*8矩阵后，还必须将每个数值减去128，然后一一代入DCT变换公式中，即可达到DCT变换的目的。图像数据值必须减去128，是因为DCT转换公式所接受的数字范围是在-128到+127之间。DCT变换公式：x,y代表图像数据矩阵内某个数值的坐标位置f(x,y)代表图像数据矩阵内的数个数值u,v代表DCT变换后矩阵内某个数值的坐标位置F(u,v)代表DCT变换后矩阵内的某个数值u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1经过DCT变换后的矩阵数据自然数为频率系数，这些系数以F（0，0）的值最大，称为DC，其余的63个频率系数则多半是一些接近于0的正负浮点数，一概称之为AC。3．3、量化图像数据转换为频率系数后，还得接受一项量化程序，才能进入编码阶段。量化阶段需要两个8*8矩阵数据，一个是专门处理亮度的频率系数，另一个则是针对色度的频率系数，将频率系数除以量化矩阵的值，取得与商数最近的整数，即完成量化。当频率系数经过量化后，将频率系数由浮点数转变为整数，这才便于执行最后的编码。不过，经过量化阶段后，所有数据只保留整数近似值，也就再度损失了一些数据内容，JPEG提供的量化表如下：2．4、编码Huffman编码无专利权问题，成为JPEG最常用的编码方式，Huffman编码通常是以完整的MCU来进行的。编码时，每个矩阵数据的DC值与63个AC值，将分别使用不同的Huffman编码表，而亮度与色度也需要不同的Huffman编码表，所以一共需要四个编码表，才能顺利地完成JPEG编码工作。DC编码DC是彩采用差值脉冲编码调制的差值编码法，也就是在同一个图像分量中取得每个DC值与前一个DC值的差值来编码。DC采用差值脉冲编码的主要原因是由于在连续色调的图像中，其差值多半比原值小，对差值进行编码所需的位数，会比对原值进行编码所需的位数少许多。例如差值为5，它的二进制表示值为101，如果差值为-5，则先改为正整数5，再将其二进制转换成1的补码即可。所谓1的补码，就是将每个Bit若值为0，便改成1；Bit为1，则变成0。差值5应保留的位数为3，下表即列出差值所应保留的Bit数与差值内容的对照。在差值前端另外加入一些差值的霍夫曼码值，例如亮度差值为5（101）的位数为3，则霍夫曼码值应该是100，两者连接在一起即为100101。下列两份表格分别是亮度和色度DC差值的编码表。根据这两份表格内容，即可为DC差值加上霍夫曼码值，完成DC的编码工作。AC编码AC编码方式与DC略有不同，在AC编码之前，首先得将63个AC值按Zig-zag排序，即按照下图箭头所指示的顺序串联起来。63个AC值排列好的，将AC系数转换成中间符号，中间符号表示为RRRR/SSSS，RRRR是指第非零的AC之前，其值为0的AC个数，SSSS是指AC值所需的位数，AC系数的范围与SSSS的对应关系与DC差值Bits数与差值内容对照表相似。如果连续为0的AC个数大于15，则用15/0来表示连续的16个0，15/0称为ZRL（Zero Rum Length），而（0/0）称为EOB（Enel of Block）用来表示其后所剩余的AC系数皆等于0，以中间符号值作为索引值，从相应的AC编码表中找出适当的霍夫曼码值，再与AC值相连即可。例如某一组亮度的中间符为5/3，AC值为4，首先以5/3为索引值，从亮度AC的Huffman编码表中找到1111111110011110霍夫曼码值，于是加上原来100（4）即是用来取[5，4]的Huffman编码1111111110011110100，[5，4]表示AC值为4的前面有5个零。由于亮度AC，色度AC霍夫曼编码表比较长，在此省略去，有兴趣者可参阅相关书籍。实现上述四个步骤，即完成一幅图像的JPEG压缩。

多媒体技术应用与研究论文

多媒体教育应用的重大意义及发展趋势[日期：2005-09-02] 来源：中央电化教育馆 作者： [字体：大 中 小]一、多媒体教育应用的重大意义自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。特别是由于多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点，所以能提供最理想的教学环境，它必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。这种深刻影响可以用一句话来概括：多媒体技术将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。多媒体技术之所以对教育领域有如此重大的意义，是由于多媒体技术本身具有许多对于教育、教学过程来说是特别宝贵的特性与功能，这些特性与功能是其他媒体(例如幻灯、投影、电影、录音、录像、电视等)所不具备或是不完全具备的。首先应该说明一点：这里所说的多媒体技术是以计算机为中心的多媒体技术。在前几年的一些书籍中曾提到过多媒体组合教学，那种多媒体的概念不一样，那只是将几种媒体加以简单的组合(例如把幻灯、投影、录音、录相加以组合)。今天的多媒体技术则是以计算机为中心，把语音处理技术、图象处理技术、视听技术都集成在一起，而且把语音信号、图象信号先通过模数转换变成统一的数字信号，这样作以后，计算机就可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换，还可以查询、检索。显然，这与原来把多种形式媒体组合在一起是完全不一样的，因为它是通过计算机把几种处理不同媒体信息的技术集成在一起。集成方法就是通过模数转换，全变成数字；而且为了便于加工，便于传输，还要进行数据压缩，传到指定地点以后再还原，有一整套复杂的技术通过计算机来实现。所以现在的多媒体技术，实际上是以多媒体计算机来体现的，下面我就从多媒体计算机四个方面的特性与功能来说明它对教育应用的重大意义。1、多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥人机交互、立即反馈是计算机的显著特点，是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起，产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式，而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义，它能够有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。交互性是计算机和多媒体计算机所独有的，正是因为这个特点使得多媒体计算机不仅是教学的手段方法，而且成为改变传统教学模式乃至教学思想的一个重要因素。大家知道，在传统的教学过程中一切都是由教师决定。从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，即处于被灌输的状态。而在多媒体计算机这样的交互式学习环境中学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择自己所要学习的内容，可以选择适合自己水平的练习，如果教学软件编得更好，连教学模式也可以选择，比如说，可以用个别化教学模式，也可以用协商讨论的模式。使计算机象学习伙伴一样和你进行讨论交流。也就是说，学生在这样的交互式学习环境中有了主动参与的可能，而不是一切都由教师安排好，学生只能被动接受。按认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，这种主动参与性就为学生的主动性、积极性的发挥创造了很好的条件，即能真正体现学生的认知主体作用。2、多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激，而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）作过两个著名的心理实验，一个是关于人类获取信息的来源，就是人类获取信息到底主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。多媒体技术既能看得见，又能听得见，还能用手操作。这样通过多种感官的刺激获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多，信息和知识是密切相关的，获取大量的信息就可以掌握大量的知识。他还作了另一个实验，是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的：人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说，如果既能听到又能看到，再通过讨论、交流用自己的语言表达出来，知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持。3、超文本功能可实现对教学信息最有效的组织与管理超文本(Hypertext)是按照人脑的联想思维方式非线性地组织管理信息的一种先进技术。如果所管理的信息不仅是文字，而且还包含图形、图象、声音等其它媒体信息，那就成为一个超媒体系统，换句话说，超媒体就是多媒体加超文本。事实上目前的绝大多数多媒体系统都是采用超文本方式对信息进行组织与管理。因此在一般情况下，也可以对超媒体系统与多媒体系统不加区分，即把超文本看作是多媒体系统的一种特有功能。如果按超文本方式组织一本书，就和传统的文件或印刷的书籍完全不同，这时的正文(文章、段落、或一句话、一个词)都按相互间的联系被组织成正文网。这本书无所谓第一页和最后一页，从哪段正文开始阅读，以及接下来读什么都由读者的意愿来决定。选择下一段正文的依据不是顺序，也不是索引，而是正文之间的语义联系。认知心理学的研究表明，人类思维具有联想特征。人在阅读或思考问题过程中经常由于联想从一个概念或主题转移到另一个相关的概念或主题。所以按超文本的非线性、网状方式组织管理信息和按传统文本的线性、顺序方式组织管理信息相比较，前者更符合人类的思维特点和阅读习惯。超文本之所以具有上述优越性是由其结构特征决定的，超文本的基本结构由节点(node)和链(link)组成。节点用于存储各种信息，节点内容可以是文本、语音、图形、图象或一段活动影象;节点大小可以是一个窗口也可以是一帧或若干帧所包含的数据，链则用来表示各节点(即各种信息)之间的关联。节点和链均有多种不同的类型因而形成各种不同的多媒体系统。利用多媒体的超文本功能实现对教学信息的组织与管理，其优越性在于：(1)可按教学目标的要求，把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。在传统的印刷教材中，有关语音和活动影象的内容无法与文字内容组成一体化的教材，只能以教科书、录音带、录像带三者各自独立的形式，分别出版。显然，这样的教科书，其内容必然是单调、枯燥的，与超文本方式组织的图、文、音、像并茂的丰富多采的电子教材不可同日而语。(2)按教学内容的要求，把包含不同教学要求的各种教学资料组成一个有机的整体。教学过程的每个教学单元均包含课文、练习、习题、提问、测验、对测验的解答及相应的演示或实验，把这些教学内容相关而教学要求不同的教学资料有机地组织在一起，无疑对课堂教学、课外复习或自学都是大有好处的。而按传统文本的线性、顺序方式来组织、管理教学内容绝不可能做到这一点。(3)可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的补充知识组成有机的整体。因材施教是优化教学过程的重要目标之一，但由于学生个体之间差异很大，要在传统印刷教材中同时满足基础较差学生、一般学生和优秀学生对教学内容的不同需求是做不到的，而在多媒体电子教科书中这却是轻而易举的事情，只要利用超文本功能设置和预备知识有关的热键以及和补充知识有关的热键即可。4、多媒体计算机可作为认知工具实现最理想的学习环境从八十年代中期到九十年代初，计算机作为工具在教育领域被广泛应用主要有两个方面：一是作为数据处理工具（如各种数据库和电子表格处理软件的应用）；二是作为文字处理工具（如WPS和WORD软件）。近年来，计算机在教育领域作为工具应用的一大发展，是作为教学过程中一种有效的认知工具。众所周知，在过去的廿年中，强调刺激－反应并把学习者看作是对外部刺激作出被动反应即作为知识灌输对象的行为主义学习理论，已经让位给强调认知主体的内部心理过程并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，认知学习理论的一个重要分支枣建构主义学习理论在西方逐渐流行。由于多媒体计算机和网络通信技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义学习环境，换句话说，多媒体计算机和网络通信技术可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生的认知发展，所以随着多媒体计算机和Internet网络的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示出其强大的生命力，并在世界范围内日益扩大其影响。下面我们就从“学习的含义”（即关于“什么是学习”）与“学习的方法”（即关于“如何进行学习”）这两个方面简要说明建构主义学习理论的基本内容。(1)、关于学习的含义学习是获取知识的过程。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定情景即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。“情景”：学习环境中的情景必须有利于学生对所学内容的意义建构。这就对教学设计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析、学习者特征分析以及媒体的选择与利用，还要考虑有利于学生建构意义的情景的创设问题，并把情景创设问题看作是教学设计的最重要内容之一。“协作”：协作发生在学习过程的始终。协作对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用。“会话”：会话是协作过程中的不可缺少环节。学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划；此外，协作学习过程也是会话过程，在此过程中，每个学习者的思维成果（智慧）为整个学习群体所共享，因此会话是达到意义建构的重要手段之一。“意义建构”：这是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指：事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构，也称“图式”。(2)、关于学习的方法建构主义提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的主导作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是知识的被动接受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：①要用探索法、发现法去建构知识的意义；②在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的数据和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；③要求学生把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考”是意义构建的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程（即交流、讨论的过程）结合起来，则学生建构意义的效率会更高、质量会更好。协商有“自我协商”与“交际协商”（也叫“内部协商”与“社会协商”）两种，自我协商是指自己和自己辩论什么是正确的；交际协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥主导作用：①激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；②通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。③为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下，组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识，切忌直接对学生进行灌输。下面我们通过两个实际课例说明如何把多媒体计算机及网络通信技术作为认知工具以实现这样的学习环境。课例1：澳大利亚“门尼·彭兹中心小学”所作的试验试验班为六年级，有30名学生，教师名字叫安德莉亚，当前要进行的教学内容是关于奥林匹克运动会。像往常一样，安德莉亚鼓励她的学生围绕教学内容拟定若干题目（例如奥运会的历史和澳大利亚在历次奥运会中的成绩等问题），确定媒体在解决这些问题的过程中所起的作用，并要求学生用多媒体形式直观、形象地把自己选定的问题表现出来。经过一段时间在图书馆和Internet网上查阅资料以后，其中米彻尔和沙拉两位小朋友合作制作了一个关于奥运会历史的多媒体演示软件。在这个软件向全班同学播放以前，教师提醒大家注意观察和分析软件表现的内容及其特点。播放后立即进行讨论。一位学生说，从奥运会举办的时间轴线，他注意到奥运会是每4年召开一次。另一位学生则提出不同的看法，他认为并不总是这样，例如1904年、1906年和1908年这几次是每两年举行一次。还有一些学生则注意到在时间轴线的1916，1940和1944这几个年份没有举行奥运会，这时教师提出问题：“为什么这些年份没有举办奥运会？”，有的学生回答，可能是这些年份发生了一些重大事情，有的学生则回答发生了战争，有的则更确切地指出1916年停办是由于第一次世界大战，1940和1944年停办是由于第二次世界大战。经过大家的讨论和协商，决定对米彻尔和沙拉开发的多媒体软件作两点补充：①说明第一、二次世界大战对举办奥运会的影响；②对奥运历史初期的几次过渡性（两年一次）奥运会作出特别的解释。这时候有位小朋友提出要把希特勒的照片通过扫描放到时间轴上的1940年这点上，以说明是他发动了二次大战。教师询问全班其他同学：“有无不同意见？”沙拉举起手，高声回答说：“我不同意用希特勒照片，我们应当使用一张能真实反映二次大战给人民带来巨大灾难（例如大规模轰炸或集体屠杀犹太人）的照片，以激起人们对希特勒的痛恨”。教师对沙拉的发言表示赞许。从以上课例可以看到，教师为这个教学单元进行的教学设计主要是让学生用多媒体计算机建立一个有关奥运会某个专题（例如奥运历史或澳大利亚在历次奥运中的成绩）的情景，以激发学生的学习兴趣和主动探索精神，再通过展开讨论，把对有关教学内容的理解逐步引向深入。在这个课例中，学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导；教师在整个教学过程中说的话很少，但是对学生建构意义的帮助却很大，充分体现了教师主导作用与学生主体作用的结合。整个教学过程围绕建构主义的情景、协作、会话和意义建构这几个认知环节自然展开，而自始至终又是在多媒体计算机环境下进行的（同时用Internet实现资料查询)，所以上述例子是以多媒体计算机和Internet网作为认知工具实现建构主义学习环境的很好范例。课例2：澳大利亚“伟治·柏克小学”所作的试验试验班由三年级和四年级的学生混合组成，主持试验的教师叫玛莉，要进行的教学内容是自然课中的动物。玛莉为这一教学单元进行的教学设计主要是，让学生自己用多媒体计算机设计一个关于本地动物园的电子导游，从而建立一个有利于建构“动物”概念的情景。玛莉认为这种情景对于学生非常有吸引力，因而能有效地激发起他们的学习兴趣。她把试验班分成若干小组，每个小组负责开发动物园中某一个展馆的多媒体演示。玛莉让孩子们自己选择：愿意开发哪一个展馆，愿意选哪一种动物；是愿意收集有关的动物图片资料，还是愿意为图片资料写出相应的文字说明；或是直接用多媒体工具去制作软件，都由孩子们自己选择。然后在此基础上组成不同的学习小组。这样，每个展馆就成为学生的研究对象，孩子们都围绕自己的任务努力去搜集材料。例如，他们到动物园的相应展馆去实地观察动物的习性、生态，到图书馆和Internet网上去查询有关资料，以获取动物图片和撰写说明。在各小组完成分配的任务后，玛莉组织全试验班进行交流和讨论。这种围绕一定情景进行自我探索的学习方式，不仅大大促进了学生学习的自觉性，充分体现了学生的认知主体作用，而且在此基础上开展的协作学习，只要教师引导得法将是加深学生对概念理解、帮助学生建构知识意义的有效途径。例如，在全班交流过程中演示到“袋鼠”这一动物时，玛莉向全班同学提出一个问题：“什么是有袋动物？除了袋鼠有无其它的有袋动物？”有些学生举出“袋熊”和”卷尾袋鼠“。于是玛莉又让学生们围绕这三种有袋动物的异同点进行讨论，从而在相关背景下，锻炼与发展了儿童对事物的辨别、对比能力。这是利用多媒体计算机和Internet网络作为认知工具，实现建构主义学习环境，从而有效地帮助学生完成对当前所学内容的意义建构并促进学生认知能力发展的又一范例。二、多媒体教育应用的发展趋势综合近年来国外多种教育技术杂志(如ET,ETS,EMI,JRCE,AJDE.....)上所刊登的主要论文，以及历届“ED_MEDIA”世界大会(World Conference on Educational Multimediaand Hypermedia,即“教育多媒体与超媒体”世界大会，简称ED_MEDIA世界大会，这是国际上每年召开一次的规模最大的有关多媒体教育应用的国际会议)上所发表的基本观点，可以看出当前多媒体教育应用有以下几个值得注意的发展趋势：1.多媒体技术与网络通信技术的结合1995年末，在国际信息界有一件最引人注目的大事，就是美国SUN公司在Internet上推出了”WWW浏览器HotJava”，这是SUN公司用Java语言开发的一种全新的可动态执行的浏览器。其突出特点是具有动画功能，可向用户提供超文本格式的图形、图像、语音、动画与卡通等多种媒体信息；并能把静态文档变成可动态执行的代码，这就彻底改变了Internet浏览器只能用来查询检索Internet网上信息的状况，为Internet的教育应用开辟了新的广阔前景，这是因为HotJava的动态可执行特性无异于赋给用户一种远程交互的功能。例如，一个用户可以利用HotJava编写一段Java应用程序以实现仿真化学反应的页面，而其它的3W用户只要使用HotJava浏览器就不仅可以看到这个仿真页面，还可以与之进行交互(例如可改变该化学反应过程中的某些参数以观察不同的反应过程和结果)。利用HotJava的这种动态可执行特性用户在检索到某些重要文献或教学资料时，不仅能看到静止页面还可通过点击某个图标或热键而看到图文声并茂的彷真实验或算法执行过程的直观演示。显然，这样一种交互功能和用第一代Internet浏览器(如Mosaic和Netscape)只能观看静态页面的效果相比是有本质不同的，它对于教育应用(尤其是远距离教育应用)具有特别重要的意义。可以说，HotJava的出现不仅是Internet浏览器的重大革新，也为多媒体技术与网络通信技术的结合找到了最理想的结合点：从此基于Internet网的多媒体教育应用就日益发展起来(今年6月于美国波士顿召开的ED_MEDIA世界大会上，在121篇大会交流的多媒体教育应用论文中基于3W服务器和HotJava以实现多媒体技术与网络通信技术相结合的教育应用论文共有七篇)。目前不仅西方发达国家在大力开发基于Internet的多媒体教育应用，就是台湾、香港等地区也在这方面投入相当多的人力和物力(当前台湾教育技术界的主要力量差不多都已投向这一研究领域)。这是多媒体教育应用中十分值得引起我们重视的一个新趋势，也是当前发展最快的一个趋势，我们必须迎头赶上去。2、多媒体技术与仿真技术的结合多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种强烈的幻觉，使得置身其中的人全身心地投入到当前的虚拟现实世界中，并对其真实性丝毫不产生怀疑，通常把这种技术称之为“虚拟现实”(VirtualReality,简称VR)。换句话说，虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界，在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。要进入虚拟现实的环境通常需要戴上一个特殊的头盔(head_mounted display)，他可以使你看到并感觉到计算机所生成的整个人工世界。为了和虚拟环境进行交互，还需要戴上一副数据手套——它使穿戴者不仅能感知而且能操作虚拟世界中的各种对象。由于设备昂贵，目前VR技术还主要是应用于少数高难度的军事和医疗模拟训练以及一些研究部门，但是在教育与训练领域VR技术有不可替代的非常令人鼓舞的应用前景，所以这一发展趋势也应引起我们的注意。例如，达特茅斯医学院所开发的一种“交互式多媒体虚拟现实系统”，可以使医务工作者体验到并学习到如何对各种战地医疗的实际情况做出反应。利用该系统的实习者可以感受到由计算机仿真所产生的各种伤病员的危险症状，实习者可以从系统中选择某种操作规程对当前的伤病情况进行处理并可立即看到这种处理方式所产生的后果。为了使实习者获得更深刻的体验，系统还可仿真各种外科手术，其内容包括一般的开刀直至复杂的人体器官替换。这种虚拟环境使医学院的大学生不必冒任何医疗事故的风险就可以反复实习病房中的各种实际操作，并可尝试选择不同的技术处理方案以检验自己的判断是否正确，和进行某种技能的训练。VR技术在教育中应用的另一个例子是创建一种虚拟的物理实验室。物理学按其本身的性质提出了许多“如果……将会怎样”的问题，这些问题最好通过直接观察物理作用力对各种客体的作用效果来进行探索。休斯顿大学和NASA(美国国家航空和宇航局)约翰逊空间中心的研究人员建造了一种称之为“虚拟物理实验室”的系统，利用该系统可以直观地研究重力、惯性这类物理现象。使用该系统的学生可以做包括万有引力定律在内的各种实验，可以控制、观察由于改变重力的大小、方向所产生的种种现象，以及对加速度的影响。这样，学生就可以获得第一手的感性材料(直接经验)，从而达到对物理概念和物理定律的较深刻理解。VR技术在化学教学中也取得了显著效果。北卡罗莱纳大学的科学家们已经研制了一种可以让用户用手操纵分子运动的VR系统。用户戴上头盔并通过数据手套进行反馈控制，可以使分子按某种方式结合在一起。不难看出，这种VR系统不仅在教学上有重要意义(例如可直接观察到蛋白质的分子结构)，而且在科学研究上也有重大的价值，因为按某种新方式结合在一起的分子结构很有可能是治疗某种疾病的新药，或者是工业上所需要的某种特殊材料。随着对多媒体技术和仿真技术研究的深入，实现“虚拟现实”的理论方法也有很大发展。原来应用VR离不开昂贵的专用硬件或辅助设备(如头盔、数据手套、高分辨率的图形工作站等)，近年来这种情况开始有所改变。例如在今年6月召开的ED-MEDIA世界大会上，出现了一种全新的称作“QTVR”(快速虚拟)的系统。这种系统已实际应用于学习城市的设计与规划，其优异的性能价格比令人惊叹！QTVR技术与普通VR技术在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用头盔和数据手套这类硬件来产生幻觉，而是使用360度全景摄影技术所拍摄的高质量图象来生成逼真的虚拟情景。因此它允许用户在Windows操作系统或是Macintosh微机的操作系统支持下，在普通微机上(无需用高档的图形工作站)只利用一只鼠标和一个键盘(无需戴头盔和数据手套)就能真实地感受到和VR技术中一样的虚拟情景。学习城市设计与规划的学生利用QTVR系统可以创建一座逼真的虚拟城市，当学生改变城市场景的视图时(例如向左或向右，朝上看或朝下看，摄像机头向目标移近或移远等)，被观察的场景仍能正确保持并能使人产生环绕该城市浏览观光的真实幻觉。与此同时，城市中的各种物理实体(如建筑物、道路、桥梁、树木、交通工具和地形等等)可以用鼠标任意拾取并进行操纵(例如使其旋转，以便从不同角度进行观察，并且还可以进入到建筑物内部的各个房间去观看)。更令人难以置信的是，由于采用了先进的图象压缩算法，在QTVR系统中，用来表征城市某个虚拟场景的360度高质量全景照片的存储容量竟

写作思路：首先介绍一下什么是多媒体技术，接着阐述自己对多媒体技术应用未来的发展，比如在有关火箭的教学中，运用多媒体技术将我国的航天事业的重大发展成果进行浏览，使学生能够潜移默化地感受到爱国主义的教育等等。

正文：

多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术，又称为计算机多媒体技术。

多媒体技术得到迅速发展，多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。

大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。

正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。

可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。

随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。

随着教育改革的深入，课程理念的更新，传统的说教模式已不适应物理学科的德育渗透，应该加强知识性、趣味性的德育渗透方式，而多媒体在这方面显示出得天独厚的优势。多媒体技术生动、形象，感染力强，易于激发学生的学习物理爱好和内部动机，而且还寓德育教育于智育教育之中。

比如，在有关火箭的教学中，运用多媒体技术将我国的航天事业的重大发展成果进行浏览，使学生能够潜移默化地感受到爱国主义的教育；通过对内能的利用的多媒体技术演示，增强学生的环保意识。利用多媒体技术采用这些喜闻乐见的方法渗透在物理学科中可以说是对学校现行德育教育工作的一个强有力的补充，且效果也是不言而喻的。

总之，现代多媒体技术以其强大的交互性、多感临境性和构想性应用于初中物理课堂，显示出传统语言教学无法比拟的优势，提高了学生学习物理的爱好、强化了学生注重力，有效促进物理教学改革，达到提高课堂教学质量和教学效率的目的，提升了学生的整体素质，从而实现初中物理课堂教学的最优化。

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