多媒體技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

多媒體技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的發(fā)展趨勢第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體技術(shù)：一、多媒體教學(xué)的特點(diǎn)是指把聲音、文字、圖形、圖像、動畫和視頻等多種媒體信息通過計(jì)算機(jī)建立邏輯連接，進(jìn)行交互式綜合處理和控制的技術(shù)，及通過計(jì)算機(jī)用多種媒體手段來存儲、傳播和處理信息。第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體教學(xué)：是指在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點(diǎn)，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體，并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)組合，共同參與教學(xué)全過程，以多種媒體信息作用學(xué)生，形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在最佳的學(xué)習(xí)條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)。第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體教學(xué)具有以下特點(diǎn)：(1)超媒體瀏覽方式計(jì)算機(jī)可以為我們提供超媒體的鏈接方式，使得我們完全可以從主觀、從興趣出發(fā)，進(jìn)行跳躍式的瀏覽，按照我們的思維習(xí)慣組織信息。(2)表現(xiàn)力強(qiáng)采用這種多媒體進(jìn)行教學(xué)，生動、形象、感染力強(qiáng)，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)部動機(jī)。第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)交互性多媒體計(jì)算機(jī)的發(fā)展為我們提供了多種人機(jī)交互手段。(4)進(jìn)行網(wǎng)路教學(xué)隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)正在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)階段。第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、多媒體教學(xué)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)大致可分為三種發(fā)展模式（一）、基于單機(jī)的傳統(tǒng)多媒體教學(xué)模式在教學(xué)過程中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體編著工具或計(jì)算機(jī)編程語言編制成計(jì)算機(jī)多媒體教材（也稱多媒體課件）它是70年代多媒體技術(shù)真正應(yīng)用于教學(xué)直至90年代中，最為普及的教學(xué)模式。1．計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)不能完全取代常規(guī)的教學(xué)模式2．計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入大，制作周期長3．計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件質(zhì)量和規(guī)范問題4．多媒體課件智能含量低5．相互協(xié)作性差：許多實(shí)驗(yàn)和操作，需要多人進(jìn)行協(xié)作。6．知識更新慢第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、基于局域網(wǎng)的多媒體教學(xué)模式基于局域網(wǎng)的多媒體教學(xué)模式除了也需要制作單機(jī)多媒體教學(xué)課件外，更多的是設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。優(yōu)點(diǎn)：1．教學(xué)方法和傳統(tǒng)模式相仿：教師和學(xué)生都能比較順利地進(jìn)入學(xué)習(xí)情況，能保證教學(xué)的進(jìn)度和統(tǒng)一。有利于教學(xué)群體的一致性。2．教師和學(xué)生交流性強(qiáng)：學(xué)生和老師可以進(jìn)行實(shí)時的交流，有問題當(dāng)場就可以問。3．具有資源共享：學(xué)生的工作可以在局域網(wǎng)上發(fā)布和共享。4．有利于教學(xué)的個性化：一般基于局域網(wǎng)的多媒體課件都允許學(xué)生自己選擇學(xué)習(xí)的進(jìn)度和難度。第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）、基于因特網(wǎng)的現(xiàn)代多媒體教學(xué)模式也同樣需要通過多媒體的基本元素，如文字、語言、圖形、圖象、視頻等達(dá)到教學(xué)的目的，不過教學(xué)載體從光盤和局域網(wǎng)上的服務(wù)器發(fā)展到因特網(wǎng)21世紀(jì)教育的需求特點(diǎn)要求要大力發(fā)展基于因特網(wǎng)的多媒體教育模式基于因特網(wǎng)的教育網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1．教育的社會化：2．無時間和空間的限制：3．最大限度發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動性、積極性：4．多媒體課件共享：5．優(yōu)秀的技術(shù)資源：6．多人協(xié)作參與制作和使用：7．提供各種教育周邊服務(wù)：第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三、多媒體技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的發(fā)展趨勢（一）、多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合1、3G與現(xiàn)代教育的結(jié)合3G是3rdGeneration的簡稱，它的漢語意思指的是第三代數(shù)字通信，包括W—CDMA、CDMA2000和TDS—CDMA和WiMAX四大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)。3G最主要的特點(diǎn)就是大大提升了傳輸數(shù)據(jù)和聲音的速度，實(shí)現(xiàn)了全世界的無縫隙漫游。它能處理多種媒體形式，包括圖形圖像、音頻、視頻等，由此我們能夠通過3G進(jìn)行電話會議、電子商務(wù)等多項(xiàng)活動。3G通信的特點(diǎn)包括多任務(wù)、實(shí)時化、個性化和多媒體化。第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3G技術(shù)出現(xiàn)以后，使得移動通信和因特網(wǎng)的融合得到極大的推動，3G技術(shù)廣泛應(yīng)用到教育的各個領(lǐng)域中，使得人們的學(xué)習(xí)效率得到極大的提高，教育資源得到充分利用，為能夠培養(yǎng)出更多的人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。移動學(xué)習(xí)作為一種新的教學(xué)模式，它可以更好的將學(xué)生的積極性和主動性發(fā)揮出來。隨著3G的不斷發(fā)展和廣泛的推廣應(yīng)用，教育手段和教學(xué)方式將發(fā)生革命性的變化。（1）資源的隨時索取3G也是一種網(wǎng)絡(luò)，它將移動通信網(wǎng)和有線互聯(lián)網(wǎng)有效的集成在一起，它主要是由無線連接、有線互聯(lián)網(wǎng)和靈便的終端三個部分組成的。3G改善了有線互聯(lián)網(wǎng)不能移動的缺點(diǎn)。3G突破了傳統(tǒng)的封閉的學(xué)習(xí)空間的限制(2)自由的交流平臺（3)課堂的變革第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月“手持式設(shè)備在學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用研究”北京師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師余勝泉北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所所長、博導(dǎo)、教授何克抗中央電教館學(xué)校教育技術(shù)研究部主任陳慶貴第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)的結(jié)合1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR）是20世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)。是利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)。交互性（Interactivity）是指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實(shí)時性）。2、VR系統(tǒng)的特點(diǎn)第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月沉浸感（Immersion）是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度構(gòu)想性（Imagination）則是使VR技術(shù)的應(yīng)用能解決在工程、醫(yī)學(xué)、軍事等各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用問題，使人有可能從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識，進(jìn)而深化概念、產(chǎn)生新意和構(gòu)想，主動地尋求、探索和接受信息，而不是被動地接收。多感知性（Multi-Sensory）：指除了一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3、虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在房產(chǎn)開發(fā)中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在工業(yè)仿真中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在軍事模擬中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在文物古跡中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲中的應(yīng)用第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4、虛擬現(xiàn)實(shí)的教育意義1、擴(kuò)大經(jīng)驗(yàn)2、提高訓(xùn)練效率第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月5、虛擬現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用（1）教學(xué)訓(xùn)練（2）設(shè)計(jì)與研究（3）過程的評價包括各種專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)以及實(shí)驗(yàn)事故的識別、應(yīng)急處置的訓(xùn)練。包括用于設(shè)計(jì)與研究的各種實(shí)驗(yàn)，如風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、思考實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)結(jié)果的比較與研究。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可對各種操作過程進(jìn)行評價和研討結(jié)果進(jìn)行研討，由此實(shí)現(xiàn)有效的決策。第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）特定的教育應(yīng)用（4）能力與技能的評價它包括各種用于具體學(xué)科內(nèi)教學(xué)的教學(xué)設(shè)施，例如行星儀、風(fēng)桐實(shí)驗(yàn)室等各種虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)施。主要是基于虛擬現(xiàn)實(shí)的各種教學(xué)游戲。（6）娛樂利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可對面臨諸如地震、洪水等有關(guān)災(zāi)害應(yīng)采取怎樣的防治和救助的方法及所得到的效果進(jìn)行評價。第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月6、虛擬現(xiàn)實(shí)在課堂教學(xué)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）模擬那些現(xiàn)實(shí)中存在的，但在課堂教學(xué)環(huán)境下常規(guī)方法很難辦到，或要花費(fèi)很大的代價才能顯現(xiàn)的各種景物，供學(xué)生學(xué)習(xí)和探索，例如核爆炸、日全食等。（2）模擬那些現(xiàn)實(shí)中并不存在，但將來可能會發(fā)生的事物，以此來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。（3）創(chuàng)造一個外語學(xué)習(xí)環(huán)境，使你如同置身異國他鄉(xiāng)，這樣可縮短學(xué)時，提高效率。（4）模擬一些受時空限制而無法在課堂教學(xué)中重現(xiàn)的事物，例如火山噴發(fā)、人類登月等。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）模擬那些具有可變性質(zhì)的事物，例如植物生長全過程、地殼的變遷等。（6）模擬一些抽象的事物，如數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)公式等。第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月7、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育應(yīng)用中的優(yōu)勢1、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。利用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)所制作的虛擬世界，可以讓學(xué)生與所展現(xiàn)的世界有直接的接觸，身臨其境的融入學(xué)習(xí)環(huán)境中，有完全的互動關(guān)系，因此可以引起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)。例如LuciaVera(2007)等人所開發(fā)的虛擬超市，兒童操作鼠標(biāo)，可以扮演購物者角色在超市中選購，超市中設(shè)計(jì)了數(shù)名虛擬導(dǎo)購員增加購物過程的生動性。2、提供實(shí)際生活中觀察不到的視點(diǎn)，提供更全面的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供事物不同角度的觀察方法，激發(fā)學(xué)生新的想法和觀點(diǎn)。如Brenton設(shè)計(jì)的外科手術(shù)試驗(yàn)中，第一視角為現(xiàn)實(shí)手術(shù)試驗(yàn)中常見的病人外貌，第二視角為手術(shù)針管刺入患者身體內(nèi)部的視角，這是在手術(shù)中無法觀察到的。借助第二視角，學(xué)習(xí)者能夠很容易的在手術(shù)中正確定位，達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3、提供學(xué)習(xí)的自然界面。華盛頓大學(xué)開發(fā)的虛擬海洋系統(tǒng)中，建構(gòu)了虛擬的海洋及河流人口，使用者可以在其中航行，獲得數(shù)據(jù)及相關(guān)信息。不僅如此，學(xué)習(xí)者在其中可以扮演不同的角色，可以作為一個科學(xué)家在海面航行，獲得諸如水溫，航速等數(shù)據(jù)。也可以選擇作為一條魚的角色在水底世界游覽，感受海底的不同面貌。4、使抽象問題形象化，利于學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)。在WebTOP(Mzoughi，etal．，2007)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)了折射、反射等各種物理現(xiàn)象，學(xué)習(xí)者很容易理解。另外Ainge在其研究中也證實(shí)，在虛擬現(xiàn)實(shí)情景中學(xué)習(xí)，學(xué)生辨認(rèn)幾何圖形的能力優(yōu)于不使用虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)生。此外，學(xué)生對于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境也有正向的學(xué)習(xí)態(tài)度。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育應(yīng)用中的局限之處（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用同時也存在一些問題，如3D界面中導(dǎo)航困難的問題。使用者尤其是初學(xué)者在其中往往無法自如的運(yùn)動，容易迷航，不知道怎樣進(jìn)入某一位置或視點(diǎn)。這就要求其中的移動操作和空間結(jié)構(gòu)易于被學(xué)習(xí)者掌握，而不至于增加學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷影響學(xué)習(xí)進(jìn)程。第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）傳統(tǒng)教學(xué)和教育虛擬環(huán)境的有效整合仍然是一個重要的任務(wù)。教學(xué)環(huán)境的設(shè)置要符合學(xué)生的認(rèn)知過程，引導(dǎo)學(xué)生對知識的主動建構(gòu)，否則學(xué)生將產(chǎn)生消極情緒抵觸學(xué)習(xí)，導(dǎo)致負(fù)面效果。一個有效的方法是構(gòu)造一個對現(xiàn)實(shí)的任務(wù)適當(dāng)?shù)某橄?、簡化的VE環(huán)境，排除無關(guān)信息的干擾，利于學(xué)生掌握最主要的技能。（3）用于產(chǎn)生沉浸感的硬件設(shè)備也是面臨的問題之一，這需要相當(dāng)?shù)馁Y金和技術(shù)支持。研究人員也在致力解決這個問題。如Soares(2004)等人開發(fā)了一套基于普通電腦的X3D瀏覽器及外圍硬件。商業(yè)產(chǎn)品的例子有Reachin(2003)開發(fā)的外科醫(yī)生腹腔手術(shù)模擬器。學(xué)習(xí)者使用這套系統(tǒng)可以探入模擬的腹腔中試驗(yàn)操作，操作力度的大小能夠?qū)崟r通過虛擬實(shí)驗(yàn)裝置反饋給實(shí)驗(yàn)者。增加了虛擬試驗(yàn)的真實(shí)性和有效性。近年來Web3D組織也設(shè)立了一個專門機(jī)構(gòu)，研究制定不同使用者界面的外圍硬件設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）、多媒體技術(shù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、生理學(xué)等眾多領(lǐng)域，是一門綜合性極強(qiáng)的邊緣學(xué)科。第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月自20世紀(jì)5O年代誕生以來，人工智能的研究領(lǐng)域主要有專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、博弈和分布式人工智能等，其研究成果在工業(yè)農(nóng)業(yè)等社會生產(chǎn)部門得到了廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人工智能研究的不斷深入以及教育信息化的發(fā)展，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸得到了人們的重視，國內(nèi)許多專家學(xué)者從不同角度對人工智能的教育教學(xué)應(yīng)用展開了深入的研究，取得了豐碩的成果。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月近年來國內(nèi)教育技術(shù)界對于人工智能教育教學(xué)應(yīng)用的技術(shù)開發(fā)研究關(guān)注度較高，研究范圍也比較廣泛，涉及教育教學(xué)活動的諸多環(huán)節(jié)，具體集中在以下幾個方面：1、智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)智能教學(xué)系統(tǒng)是人工智能技術(shù)在教育中的重要應(yīng)用之一，是對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展。它能夠模擬人類專家，根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)，對其實(shí)施個性化教學(xué)，主要包括領(lǐng)域知識模塊、學(xué)生模型、教學(xué)策略模塊和自然語言接口四個部分。第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、智能代理(Agent)技術(shù)的教育應(yīng)用智能代理是一種以主動服務(wù)方式自動完成一組操作的機(jī)動計(jì)算機(jī)程序，具有自主性、主動適應(yīng)性和遷移性等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)當(dāng)中，比較典型的教育應(yīng)用有智能教師代理、智能學(xué)生代理智能信息資源代理等等。3、智能答疑系統(tǒng)開發(fā)智能答疑系統(tǒng)，是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于答疑系統(tǒng)，克服以往答疑系統(tǒng)中存在的缺乏個性化交互的問題，從而能夠更加有效的解決學(xué)生的疑難問題，消除學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙，促進(jìn)學(xué)習(xí)。第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4、智能化教育決策支持系統(tǒng)開發(fā)智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)是人工智能的重要應(yīng)用之一，是人工智能(AI)和決策支持系統(tǒng)(DSS)相結(jié)合，應(yīng)用專家系統(tǒng)，使決策支持系統(tǒng)能夠更充分地應(yīng)用人類的知識，如關(guān)于決策問題的描述性知識決策過程中的過程性知識，求解問題的推理性知識通過邏輯推理來幫助解決復(fù)雜的決策問題。第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月另外，近年來，人工智能教育應(yīng)用相關(guān)研究也表現(xiàn)出了人工智能技術(shù)與其它前沿技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用于教育的趨勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、人工智能與分布式計(jì)算的結(jié)合，衍生出了分布式人工智能技術(shù)，該技術(shù)主要研究在邏輯上或物理上彼此分離的智能系統(tǒng)如何并行的、協(xié)作的實(shí)現(xiàn)問題求解。多Agent系統(tǒng)(MAS)是分布式人工智能的研究熱點(diǎn)，它能夠克服單Agent系統(tǒng)在功能上的局限性，同時也具有良好的冗余性和容錯性。通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，目前，基于Agent的智能教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)，大多是基于多Agent系統(tǒng)(MAS)。另外，多Agent系統(tǒng)(MAS)也廣泛應(yīng)用于智能學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建和智能學(xué)習(xí)資源搜索等方面。第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、人工智