多媒體技術(shù)的三維教學研究
時間:2022-12-20 02:42:44
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1主要功能模塊設(shè)計及性能分析
1.1資源管理模塊
隨著多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展?;诙嗝襟w技術(shù)的三維教學系統(tǒng)有效地實現(xiàn)了不同環(huán)境下,不同類型資源的集成和共享,實現(xiàn)了資源管理的智能化。系統(tǒng)中資源管理模塊將教學過程中的資源分為兩大類,一類是教學數(shù)據(jù)資源,一類是學生數(shù)據(jù)資源。在因材施教的原則下,針對每個班級的學生個體,相對其教學進度和教學方法及教學內(nèi)容不會完全相同。對數(shù)據(jù)的智能化管理就是充分考慮了學生自身的個性化發(fā)展,同時系統(tǒng)還考慮了教師同時教授兩門以上不同的課程,或者帶不同班級的情況,課程數(shù)據(jù)和學生數(shù)據(jù)的管理就顯得尤其重要。系統(tǒng)啟動初始化過程中和啟動后這一功能可以在目錄管理模塊和學生管理模塊中自動實現(xiàn)的。系統(tǒng)對資源數(shù)據(jù)的智能化管理,還表現(xiàn)在不同類型數(shù)據(jù)的兼容性支持上面。該系統(tǒng)可以在統(tǒng)一環(huán)境中打開不同類型的數(shù)據(jù)。
1.2課件編輯系統(tǒng)模塊
系統(tǒng)中課件編輯系統(tǒng)是基于IntemetExplore為演示平臺的課件編輯系統(tǒng)。系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了課件和教案的完整統(tǒng)一,主要可以實現(xiàn)課件編輯、課件列表、課堂測驗、電子黑板、電子粉筆等功能。
1.3備課系統(tǒng)模塊
教師備課系統(tǒng)模塊是基于學生需求而設(shè)計的,它實現(xiàn)了學生課堂接受信息和課外反饋信息的在線瀏覽功能,教師可以有針對性的根據(jù)學生在線反饋信息,對教學進度和教學內(nèi)容進行調(diào)整安排,做到充分備課。這種功能的實現(xiàn)不僅改變了傳統(tǒng)意義上的教師備課只是把教學大綱和教學內(nèi)容寫成教案,或是利用Powerpoint直接做成課件給學生播放的模式。
1.4課堂教學模塊
基于多媒體技術(shù)的三維教學系統(tǒng)是將課堂教學的三維化,教學策略的智能化,課件平臺統(tǒng)一化三者融合在一起的智能化系統(tǒng)。其中課堂教學的三維化是指:一是把網(wǎng)絡(luò)建在教室、把教室建在網(wǎng)上。教師可以在課堂教學的任一時刻,調(diào)閱網(wǎng)上的教學資源;或者把沒來得及在課堂上講的內(nèi)容或者課堂中新出現(xiàn)的教學問題發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)課堂上,讓學生繼續(xù)學習和討論[3]。二是把課件庫搬到教室,利用多媒體技術(shù)形象的演示。三是把實驗室搬到了教室,學科實驗的動態(tài)模擬,讓學生身臨其境。教學策略智能化:智能化的教學策略是教師在課堂教學中調(diào)控教學信息流的一個重要環(huán)節(jié)。教師可以根據(jù)學生的學習狀態(tài)、課堂氣氛和掌握知識的情況適時調(diào)整教學策略。目前,我們在該教學系統(tǒng)中為教師提供了自動設(shè)定教學策略的功能,如互動教學策略、情景教學策略、興趣教學策略等。課件平臺統(tǒng)一化:系統(tǒng)提供給用戶一個利用不同開發(fā)工具制作的各類教學課件集成化平臺,方便了課件資源的共享和交流。
1.5其它功能模塊
系統(tǒng)還配備了攝像設(shè)備,可以利用攝像機對課堂教學進行實時數(shù)據(jù)采集。除此之外,本系統(tǒng)還提供了課堂管理、考勤管理、題庫管理等功能,其中學生管理功能、課件講義管理功能、網(wǎng)上課堂等功能由服務(wù)器端實現(xiàn)。
2關(guān)鍵技術(shù)與實現(xiàn)
系統(tǒng)由用戶登錄、課件管理、課件編輯、課件和課堂教學等結(jié)構(gòu)組成。其信息管理的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。
2.1多媒體元素的開放管理
系統(tǒng)中多媒體元素是指課件中所包含的用于人感官的文字、圖形、圖像、動畫、聲音和視頻信息,教師可以根據(jù)教學需要,分離或組合課件所包含的任一多媒體元素,或者增加若干相適應(yīng)的元素,即實現(xiàn)了多媒體元素資源開放管理,更有利于個性化地因材施教。
2.2多媒體資源的集成管理
系統(tǒng)在技術(shù)上實現(xiàn)了各類媒體素材的同步、數(shù)據(jù)庫、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與文本的智能互訪技術(shù)[4]。根據(jù)管理內(nèi)容的不同,采取了不同的數(shù)據(jù)處理方式,對文本素材使用對話框方式或視圖方式進行管理,并以TXT文件、RTF類型文檔存儲,實現(xiàn)了課件的異構(gòu),可以面向不同的平臺進行展示;對于圖形、圖像素材的處理,是按位圖或矢量圖的不同分別進行管理;對于音頻和視頻元素,用戶在編輯課件時做出相應(yīng)的標記,展示時系統(tǒng)可以自動調(diào)用播放器播放。
2.3個性化編輯器的設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計了個性化的文本編輯器,在實現(xiàn)通常文本編輯器特性的同時,實現(xiàn)多類數(shù)據(jù)的智能化管理,其中包括試題庫數(shù)據(jù)、學生庫數(shù)據(jù)、章節(jié)表數(shù)據(jù)、檢索數(shù)據(jù)、課堂日志數(shù)據(jù)、講義教案數(shù)據(jù)等。個性化的文本編輯器使用Microsoft的ActiveXDataObiects(ADO)技術(shù),實現(xiàn)了通用數(shù)據(jù)的高速訪問,構(gòu)建了文本與數(shù)據(jù)庫之間的橋梁。該編輯器與圖形圖像瀏覽器、音頻、視頻、動畫播放器一起組成一個課件平臺[5]。根據(jù)課件的使用方式.對已做好的課件的管理分為章節(jié)表管理、索引管理和使用方式管理等部分。章節(jié)表管理給出課程的所有章節(jié):索引管理可以對任一章節(jié)進行檢索;使用方式管理分為“行出現(xiàn)式”和“整屏出現(xiàn)式”,行出現(xiàn)式模仿教師板書方式,符合教師和學生的思維方式,整屏出現(xiàn)式適合學生自學和教師瀏覽總結(jié)。本模塊的核心技術(shù)是ADO、SQL技術(shù)[6-7],以及網(wǎng)形圖像的編碼、音頻、視頻編碼、解碼技術(shù)等。
2.4題庫管理
系統(tǒng)第一次登錄時,會根據(jù)用戶輸入的信息建立相應(yīng)的的試題庫。系統(tǒng)不僅可以在課件編輯和備課過程中編輯、增加、刪除和修改題庫中試題內(nèi)容,而且還可以在課件演示過程中,隨時點擊相應(yīng)按鈕,所選文字的相關(guān)試題自動入庫。這樣一個完整的試題庫就在教師講授完一門課程之后建成了,不僅方便了期末的考試和考查,而且更有利于本學科的課程建設(shè)。
2.5課堂管理
動態(tài)數(shù)據(jù)庫編輯和數(shù)據(jù)采集技術(shù)是實現(xiàn)課堂管理功能的核心技術(shù)。課堂管理由課堂考勤、課堂日志、課堂提問和課堂分析等主要部分組成。利用條形碼技術(shù)實現(xiàn)學生考勤的自動化,不論是課堂授課還是大型講座或報告,只需在教室或入口處放置一臺條形碼識別儀,就可以實現(xiàn)此功能。如果不方便使用條形碼技術(shù),系統(tǒng)還可以采用教師日志查詢的方式實時掌握學生動態(tài),這種方式不僅方便了教師對學生的日常管理,而且做到了教學效果的實時反饋,加強了教師對教學過程的管理;課堂提問是基于試題庫的檢測方式,通過提問、搶答和游戲的形式對學生的學習效果進行有效的檢測;課堂教學效果的綜合評價是對教師課堂日志綜合分析后形成,即課堂分析。
2.6數(shù)據(jù)操作的智能管理
為了快速訪問了數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)中分別選用了ADO、ODBC、OLEDB、DAO等技術(shù),實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的智能提取、智能檢索和智能存儲等功能[7]。同時提供了多類數(shù)據(jù)管理機制,可以方便的對數(shù)據(jù)進行管理,支持對話框、文檔和視圖方式對數(shù)據(jù)進行提取和展示。該系統(tǒng)通過動態(tài)模擬展示、課件編輯、查詢、課堂教學管理、模擬操作、反饋練習、多媒體情景創(chuàng)設(shè)以及游戲等功能表現(xiàn),來體現(xiàn)其具有支持大容量存儲、高速傳輸、人機交互、超時空交流共享等特性。
3結(jié)束語
基于多媒體技術(shù)的三維教學系統(tǒng)隨著教育技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展,不斷實踐和改進。基本實現(xiàn)了其三維教學理念的模式,即多媒體教室、互聯(lián)網(wǎng)和實驗室三位一體的教學模式。系統(tǒng)把多媒體數(shù)據(jù)的集成提到了智能數(shù)據(jù)管理和智能集成領(lǐng)域[8],是一種技術(shù)層面上的飛越。該系統(tǒng)不僅為不同類型的課件提供了一個集成化的平臺,而且首次把學生管理做為多媒體教學[9]中“數(shù)據(jù)管理”的一部分提出并應(yīng)用其中。當然系統(tǒng)還有很多不完善的地方,需要在今后的教學實踐中反復(fù)推敲、不斷改進,爭取在高校中推廣應(yīng)用。
本文作者:姜燕王曉工作單位:湖北醫(yī)藥學院