CAI中多媒体课件的开发
巴继东  傅德荣     摘自《中国电化教育》1996.11 

一、问题的提出

90年代，多媒体技术是最为引人注目的技术之一，它能有效地组织和管理不同种类的信息媒体。多媒体技术在教学中的应用已成为当前一个热门的研究领域。

在传统的CAI活动中，受计算机技术的限制，CAI课件通常只能采用大量的文本信息和少量的图形展开教学活动，人机交互作用非常简单，有很大的局限性，影响了教学效果。现在多媒体技术的发展，使得计算机能综合处理文、声、像等多种信息媒体，信息量大，具有丰富的表现力，而且可以通过人机交互作用进行控制。多媒体技术用在教学中，将极大地提高CAI课件的质量。一方面教学内容将更为生动形象，学习者将如身临其另一方面人机对话的手段多样化，更为自然，教学形式也更为丰富，学习者可以方便地进行自主学习，反而收不到好的效果。因此，有必要从理论与实践上研究多媒体教学软件（即多媒体课件）的设计和开发。这也正是本文的目的。

二、多媒体课件及其特点

1．多媒体课件的涵义

首先要明确多媒体（Multimedia）这个概念。20年前，有人把幻灯投影配上同步的声音称为多媒体。到了今天，随着计算机和通讯技术的迅速发展，人们所说的多媒体已有了质的变化。在计算机领域，多媒体是指表示信息的多种媒体，通常包括：文本（Text）、图形（Graphics）、图像（Images）、音频（Audio）、视频（Video）、动画（Animation）等。所谓多媒体技术，就是利用计算机技术对文、图、声、像等多种信息媒体进行交互式综合处理和控制，使之建立逻辑关系，并集成为一个系统，并具有交互性。

   多媒体课件，顾名思义，就是一种利用多媒体术设计并开发的CAI教学软件。从实现技术上讲，多媒体课件是采用多媒体技术交互式综合处理文、图、声、像等信息媒体以表现教学内容的一种多媒体软件；从课件内容上讲，它是以教学理论和

学习理论为指导，运用系统论的方法，针对教学目标和教学对象的特点，合理地选取与设计教学信息媒体并进行有机组合，从而形成优化的教学结构的一种教学系统。通常，多媒体课件的内容包括两个方面，其一是利用符号、语言、文字、声音、图形、图像等多种媒体描述的教学信息；其二是按照教学设计的要求，引导学习老通过人机交互作用展开学习过程的各种控制信息。

    2．多媒体课件的结构

    多媒体课件中的多种信息媒体（文本、图形、图像、音频、视频、动画等），采用的是一种超文本的多维结构形式。超文本（Hypermedia）这个词，取源于19世纪数学上用来描述多维空间的“超空间”概念。1967年Ted  Nelson最早提出超文本，

试图以此说明文字系统的文字信息中隐含着超空间。换言之，超文本是原先为一维（单一序）文字信息的多维（多个序）形态的描述形式。超文本结构是目前大家公认的较好的描述多媒体信息的方法。多媒体课件是以结点（Node）作为基本单位，

结点之间用链（Link）连成网络（Net），课件的组织是一种非线性结构。可以认为结点、链和网络是多媒体课件的三要素。下图是一个简单的具有4个结点6条链的超文本结构示意图。

A····*·  ·*··*·

B····· ····*·

C··*··· *····

D····· ·····

    （1）结点：结点是多媒体课件中表达信息的基本单元，其大小是可变的。一个结点就是一个信息块，结点内的信息媒体可以是文本、图形、图像、音频，视频、动画或其组合，也可以是一段程序。结点中既包括有教学信息，也包括教学流程的

控制信息。结点的信息具有相对的完整性。结点的基本类型包括文本结点、图形结点、图像结点、”音频结点、视频结点、动画结点、混合结点等，不同类型的结点包含不同的信息媒体。

 （2）链：链也是组成多媒体课件的基本单位。它在形式上表现为从一个结点指向另一个结点的指针，其实质是不同结点之间存在的信息的联系。链可以是单向的，也可以是双向的。链描述了多媒体课件的结构形式。根据功能不同，链可以分为基本链、移动链、缩放链、索引链等不同类型。

 （3）网络：多媒体课件是由结点和链构成的一个网络，它是一个有向图。网络中的结点可看作是对单一概念或思想的表达，而结点之间的链表示了概念之间的语义关系，多媒体课件的网络也可以看作是一种知识工程。

      3．多媒体课件的特点

      （1）多媒体课件具有集成性。结点作为课件的基本信息单元，它可以包含文、图、声、像等多种信息媒体，图文并茂，声形辉映，教学内容生动逼真，具有极丰富的表现力和吸引力。这是传统CAI课件所不具备的。

      （2）交互性是多媒体课件的关键。大家都知道，电视节目本身就集声像于一体，但它不能满足交互性的要求。多媒体课件可以通过人机交互式对话，调动学习者积极参与。学习者可以根据自己的需要自由选择学习内容，可以从任何一点开始，也可以随时转向其它内容；而且还可以自行调整学习进度，实现了自主学习。

      （3）多媒体课件具有实时性。多媒体课件中的动画、声音、视频图像都是和时间相关的，需要实时处理，多媒体课件能够有效地实现音像同步。

      三、多媒体课件的开发

多媒体课件作为一种教学软件，其目的是通过课件的运行，使学习者完成对教学内容的有效学习。因此，开发多媒体课件既要遵循一般多媒体软件开发的规律，同时也要符合教学特点，满足教学要求。一般说来，一个多媒体课件的开发应该包括以下几个基本步骤：（1）明确课题与教学对象；（2）选择开发方法；（3）教学设计；（4）稿本设计；（5）准备多媒体数据；（6）集成一个多媒体课件；（7）试用修改；（8）生成课件。

1．明确课题与教学对象

      开发一个多媒体课件首先要选好题。大家知道，并不是所有的教学活动都适合或者都需要运用多媒体技术。多媒体技术的特点是能够把文、图、声、像、动画等集成到一个环境中，而且具有人机交互作用的特点，易于控制。因此，在选择课题时应考虑两方面的问题，其一，教学内容应该适合利用多媒体技术来表现，教学过程可以通过人机对话来展开；其二，要研究教学对象的认知特点，即学习者的特性，做到量体裁衣、有的放矢，这是多媒体课件成功的关键。

2．选择开发方法

      确定了课题及教学对象以后，需要选择相应的开发方法。多媒体课件的开发方法总的来说有两种。                                 
（1）由开发者通过自己编程来实现。这种方法较为灵活，便于控制，但对开发人员的软件水平要求高，他需要掌握计算机图形、图像、声卡，卡、动画等多方面的专业知识。
（2）采用已有的多媒体创作工具来完成目前市场上已有多种优秀的多媒体创作工具，如Authorware、ToolBook、HyperText、Action！等。它们不仅能处理多媒体数据，而且能以结点的形式组织和链接多媒体信息，生成完整的多媒体软件。这种方法开发周期短，开发人员只需编写剧本、书写描述语言或编写卡片即可完成一个多媒课件，易于推广。但所开发课件的水平受到创作工具本身功能的制约，因此选择一种功能较强的多媒体创作工具是其关键。

在具体运用时，开发者要根据课题的大小，易、时间、经费以及本身的开发条件等多方面的因素综合考虑，然后加以选择。

      3．教学设计

     因为所开发的多媒体课件是针对特定的教学象，它必须遵从教学原理，符合教学规律，所以必须进行相应的教学设计。教学设计是基于传播理论和学习理论，运用系统论的观点和方法，研究教学系统、教学过程和制订教学实施的计划，以使教学效果达到优化。教学设计的内容通常很多，主要解决下面几个问题。        

（1）确定教学目标：教学目标要根据教学大纲的要求，分析教学内容，并针对学习者的特点来制订。　　　　（2）选择与设计信息媒体：根据学科特点和内容，按教学目标和教学对象的特点，合理地设计课件中文、声、像、动画等各种信息媒体的运用形式。
（3）确定教学策略，把多种信息媒体有机组合、形成优化的教学结构，总体上设计课件的结构模型。
（4）制定评价标准：要根据教学目标制定评价的方法和标准，学习者学习结束后，要用教学目标来衡量他是否完成学习任务。

    4．稿本设计

教学设计提出的是对多媒体课件开发的整体要求，这种要求必须具体化，才易于操作。稿本系统就是教学设计的具体体现，它类似于分镜头稿本，是教学设计与课件制作之前的纽带。稿本设计是依据教学设计的思想，选择并设计各种信息媒体，结出制作课件的各种具体指示和要求。它主要包括两项内容：其一，根据所选择的课题以及教学目标和教学对象的特点，把教学内容划分成若干结点，因为课件中各结点的链接关系，把各结点进行有机组合，以形成一个网状结构。

5．准备多媒体数据

教学设计以及稿本设计给出了制作课件的具体求，接下来就要为制作课件准备各种类型的媒体据（教学内容的不同表现形式）．有些内容可以，择利用已有的素材，有些内容必须制作，主要包括

（1）文本信息的编辑：按照稿本的要求，把教学信息的文本部分编辑成相应的文本文件：可以利用中文window或中文之星等。

（2）图形、动画的制作：图形、动画是课件中重要的媒体信息，“一幅图胜似干言万语”。可以利用Animator、Pro、3D、Studio等。

（3）数字音频的制作：多媒体课件一般会用到大量的音频信息，如语言、音乐、音响等。常用的工具有声卡随带的录音软件、MDK中的数字录音工具等。

（4）数字图像的制作：常见的处理图像的软件有Photostyler、MDK中的图像

处理工具等。

（5）视频图像数据的获取：可以利用视频图像采集卡制作实时视频图像数据。

6．集成一个多媒体课件

在稿本设计的基础上，按照课件的结构模型把课件的各个结点进行链接，每个结点申包含不同形式的多媒体数据文件，形成一个多媒体课件。

     7．试用修改

      一个成功的多媒体课件不是一次制作便能完成

的。它必须通过试用，收集反馈信息，不断修改，

充实教学信息与教学结构，才能逐步成熟。

      8．生成课件

      课件经过试用修改以后，正式形成课件，可推广使用，也可投入市场。    

       四、多媒体课件开发中应注意的几个问题

      多媒体课件的开发过程中，涉及到教学设计和软件设计的方法，课件的信息量大，形式多样化。在具体开发过程中，需要注意几个问题。

    1．多媒体课件中结点的划分

    多媒体课件是由众多的结点链接而成的网络结构，结点是其表达教学信息的基本单位，结点的选取与划分要适合。要针对不同教学对象的特点，依据不同层次的教学目标如知识、理解、应用、分析、综合、评价等把教学内容有机的划分成若干结点。同时也要保证每一个结点内容的相对完整性，可以按照概念、原则、实例、练习、测试等类别组织各个结点。各结点的内容以及使用的信息媒体也要合理。

    2．人机交互作用方式的设计

多媒体课件中人机交互作用的手段不再局限于键盘，多种信息媒体给人机对话提供了多种方式，它需要有新的用户界面。问题是，多种媒体信息可能使用户和系统的交互作用产生混乱。简单他说，“一心不能二用”，直接同时使用多种人机通信形式往往会产生负作用。多种媒体信息不能简单混合，如何构造新的用户界面是一项新的任务。

3．课件教学流程的控制

    多媒体课件实际上是一个多媒体数据库系统，往往信息量大、结构复杂。如何使学习者能够利用课件实现有效学习而不至于迷航，必须有效地控制教学流程，也即有关导航策略的设计。例如可以提供在线帮助信息，可以跟踪记录学习者的历程，也可以给出浏览等等。

                  参考文献

    （1）傅德荣编著《CAI课件设计的原理与方法》高等教育出版社1994

    （2）杨学良主编《多媒体计算机技术及其应用》电子工业出版社1995

    （3）李克东《多媒体技术在教学中的应用》《电化教育研究》1995．1

                  （作者单位：华中师大信息技术系）