2008-12-4 15:19:23

 

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基于多媒体图形解析教学法,开发《体系结构》网络课程

刘依 张晨曦 张春元
湖南大学计算机学院 国防科学技术大学计算机学院
(Email: xzhang2000@sohu.com)

  [摘要]:近年来,基于Web的远程教育有了很大的发展。但是,以往许多网络课程中的课件都存在难以学懂的问题,达不到人们期望的效果。能否做到让学生“脱离”教师,直接利用课件进行自学,就能学懂和掌握有关知识呢?这一点在高等教育的远程教学中尤其重要。本文的工作在这方面进行了尝试。文中提出了一种面向远程教育的新的教学方法——多媒体图形解析教学法。基于这种教学法,课件的作用能由以往的“被动”查看提高到“主动”讲解,把动态的讲解过程展现在学生眼前。文中接着论述了我们在这个基础上开发的《计算机体系结构》网络课程。最后,文中介绍了我们自己开发的好用、高效的动画制作软件——网动王。

  [关键词]


  一、引言

  从略。

  二、多媒体图形解析教学法

  1.基本思想这种教学方法基于多媒体技术,用大量生动、易懂的动画,逐步、细致地解析和讲解教学内容,把动态的教学过程呈现在学习者眼前。

  采用多媒体技术,这并不新鲜。现有的CAI软件都做到了这一点。这种方法的与众不同之处是强调采用大量动画,用动画来解析教学内容,从而呈现给学习者的不是静态的学习材料,而是动态的教学过程。基于这种方法,课件的作用将由以往课件的"被动"查询上升到"主动"讲授。

  2.主要特征(1) 采用两级解析,第一级用卡片组织、解析知识,第二级为动画解析。动画以"热字"的形式嵌入卡片中。

  (2) 第一级解析以超文本、超媒体的方式把教学内容组织成层次结构。最顶层是一个主题或一个章节、系统的名称,最底层是基本的概念、流程等知识点(卡片或动画),中间各层(卡片)是对其上一层的逐次展开。每一层的知识自成体系,有机地组合在一起,且比较简单。

  这一级主要是静态解析,通过超媒体的链接关系反映知识的层次结构。这一级的解析能力较为有限,但却是必不可少的,因为它提供了教学内容的框架结构和纲要,动画解析是嵌入其中的。

  每一张卡片中的文字内容应尽可能简单,字数不宜多,而且应有适当的"热字"(末端结点卡片除外),让学习者感到仍有向下探索的空间,以便于在浏览的过程中轻易地就掌握了知识要点,保持阅读的兴趣。

  (3) 第二级解析用大量的动画深入、细致地解析教学内容。这里,动画不只是为了形象化和增加趣味性,更重要的是通过时间和空间上的表现,非常系统、细致地讲解教学内容中的具体概念、结构、原理、工作流程、推导过程、操作步骤等。

  这一级是全动态解析,是多媒体图形解析教学方法的主要特色。这一级解析的关键,是如何把静态文字和图形等所描述的教学内容转变为优秀的教学过程,然后用动画表现出来。这一任务涉及优秀教学过程设计、动画设计以及动画制作等三个方面的工作。

  我们知道,图形比文字能更有效地传达信息,有时一幅图胜过千言万语。而且,图形往往更能引起学习者的兴趣,看图学习比阅读文字要轻松、有趣得多。因此,书上、课堂上、课件中都少不了插图和图示。

  动态图像和动画与静态图示相比,又更胜一筹。它们所包含的信息量要大得多,传达信息的效率也高得多,许多结构、原理、流程、工作过程等用文字描述很复杂,而用精心设计的动画来表现,则是最合适不过了。

  3.主要特色

  多媒体图形解析教学法有以下主要特色:

  (1) 把动态教学过程(而不是静态学习材料)呈现给学习者;

  (2) 基于这种教学法,课件的作用将提高到"主动"讲授(而不象以往的课件那样,是"被动"查询),因而能代替教师上课(在讲授知识方面)。

  (3) 能非常细致、深入地讲解知识,若需要的话,可以做到"手把手"地教。这是以往的课件所办不到的。

  (4) 基于这种方法,能保证学习者通过独立地使用课件自学,就能学懂知识。

  (5) 教学更加形象、生动,富有趣味性,能有效地提高学习效率和效果。

  三、《计算机体系结构》网络课程

  从略。

  四、动画制作软件网动王(Net-Anim)

  1.简介采用多媒体图形解析教学法,需制作大量的动画。一提起动画,许多人自然就会联想到广告、动画片中逼真的动画以及给人深刻印象的三维动画等。这些动画固然有其引人之处,但多媒体图形解析教学法中用到的动画大多数都不必是这种动画,而采用简单的解析、示意性动画就可以了。其原因有两个:一是制作逼真动画和三维动画的工作量和费用都很大,制作不起。而且动画文件的数据量也较大。另一个原因则是在教学中,经常采用示意性的动画就足够了,只要能有效地解析教学内容,便达到了目的。

  目前国际上比较流行的动画制作软件主要是美国Macromedia公司的Director和Flash。Director是专业化的动画制作软件,而Flash则是适合于网上出版的优秀软件。我们自行开发研制出的网动王(Net-Anim)也是一个颇具特色的动画制作软件,它基于图形矢量描述和面向对象技术,能快速地制作大量动画。

  2.Net-Anim的主要特点与国内外同类产品比较,Net-Anim最突出的特点是:

  (1) 动画数据量最小,一般只有几K字节至几十K字节,比传统动画小几十到几百倍。

  (2) 操作很简便,易学易用。一天便可学会,非常适合于老师使用。而且制作效率高。用户不是象在其它制作系统中那样,以动画帧的概念制作动画,而是象电影导演一样通过对物件角色进行说戏(描述)来实现的,符合人的思维习惯,非常自然。

  (3) 提供了专门用于教学的动画表现功能,如闪烁、动态出现等。

  Net-Anim的的其它特点包括:

  (1) 可以嵌入到HTML中,用户可通过浏览器进行浏览。

  (2) 特别适合于制作长时间演播的动画。

  (3) 规则动画描述能力强,提供了12种规则运动。

  (4) 提供了一个功能很强的图形绘制与对象装配工具。

  (5) 可以随意地集动画、声音、图形、图像、AVI视频、二维/三维文字等多种媒介于一体。

  (6) 提供了对象库功能。将所制作的动态或静态对象连同其运动属性保存到对象库文件中,作为影片的基本元素,供以后重用。

  (7) 友好的完全所见即所得的制作界面。制作过程与播放过程浑然一体,制作非常直观,系统易学易用。

  (8) 影片控制功能强,演播速度可调整。

  3.与同类系统的数据量比较

  目前国际上著名的动画制作软件和多媒体软件主要有3D Max,Director,Flash, CorelMove,Authorware以及MToolBook等。3D Max是著名的三维动画软件,其优点是三维表现能力强,但动画数据量大。它与网动王不属于同一类产品。我们把网动王(Net-Anim)与它们进行了比较。结果如下:

  对于同一个简单动画,这些软件的动画文件的数据量如表1所示。

  表1各种动画软件的动画数据量比较(单位:KB)

  动画名称(100帧) Director7.0 CoralMove Authorware MToolBook Flash 3.0 Net-Anim矩形沿直线移动 11 16 10 11 6 0.16

  对于常用的一些规则动画,网动王(Net-Anim)与Director 7.0和Flash 3.0的比较如图1所示。

  此外,在与时间帧数的关系上,Flash动画(压缩格式)的数据量随帧数的增加而线性增大;Director动画(压缩格式)的数据量虽有所增加,但不大;而网动王(Net-Anim)动画则保持不变。

  
图1

  五、结束语

  从略。

  参考文献

  从略。

  

 
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