多媒體ＣＡＩ課件的設計理念研究

黃　剛　薛以偉

文章編號：1672-5913(2009)06-0094-03

摘要：隨著計算機技術、網絡技術和多媒體技術的普及和應用，采用結合圖文、音頻、視頻等先進的手段而進行的多媒體教學，已成為現代教學的一種趨勢。多媒體教學課件制作的好壞將直接影響多媒體教學的效果，因此如何制作一個優秀的多媒體教學課件是目前教育工作者全新的研究課題。本文試圖從多媒體課件制作的教育心理學、認知心理學、影視心理學、建構主義、網絡化和智能化等設計理念去分析和研究多媒體CAI課件的設計，以期給多媒體教學課件的制作提供理論支持。

關鍵詞：多媒體；CAI課件；設計理念

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1、引言

隨著計算機技術、網絡技術和多媒體技術的普及和應用，采用結合圖文、音頻、視頻等先進的手段而進行的多媒體教學，已成為現代教學的一種趨勢。所謂多媒體教學，是指在課堂教學中，繼承傳統辦法中的合理成分，恰當引進現代化的措施，并使二者有機結合，相得益彰，構成教和學信息傳遞與反饋效果的最優化。它使原來“粉筆+黑板”的課堂教學融入圖形、影像、聲音、動畫等多種媒體，能調動學生的各個器官，充分喚起學生課堂學習興趣，從而達到提高學生接受效率、激發創造性思維的良好教學效果。當然，要想真正實現多媒體教學的效果，多媒體教學課件制作的好壞便成為一個重要的因素，而目前由于多種原因，使得多媒體教學課件的制作出現“重技術，輕理論”的界面。因此，本文試圖從多媒體教學課件的設計理念進行探索和研究，期望能為多媒體教學課件的制作提供有力的理論支持。

2、多媒體CAI課件的現狀

(1) 設計理念陳舊，不符合計算機輔助教學的理論

計算機輔助教學(CAI)系統從1959年美國IBM公司研制成功開始，計算機輔助教學的理論已從行為主義、認知主義發展到現在的建構主義，而目前仍有大量的CAI課件是基于框面的、小步驟的分支式程序設計，這是受行為主義學習理論影響的明顯例證。雖然有些教師在制作課件時考慮到學生的需要、興趣、愛好等因素，注重多種媒體的結合及超文本鏈接，具有認知主義的部分特征，但仍采用以“教”為主的“滿堂灌”教學方式，不符合建構主義教學理論的要求。

(2) 課件結構及內容安排不符合認知心理學的規律

教師制作的課件大都局限于教材，把課本內容進行電子化，依然是按照課本順序線性排列。認知心理學理論認為，學生的思維方式具有聯想、跳躍的特征。因此，線性排列的教學內容是不符合學生認知規律的，不利于學生的學習。另外，教師在制作課件時，只是考慮如何將各知識點按課本順序在課件中清楚地表示出來，忽視了如何組織內容才有利于學生的記憶。認知心理學認為，記憶任務不同，主體采用的信息加工方式也不同。因此，要提高學習效率，必須科學地安排授課內容，使其符合學生的認知規律。

(3) 課件形式單一，不能滿足多種學習需要

目前教師使用的課件大都是課本內容的翻版，沒有針對性，學科的特征、資源的性質、設備的性能、教師的素質、學生的水平等差異都沒有體現。這不僅使得教育資源不能被充分利用，而且不能達到個性化學習的目的。而且絕大部分CAI課件沒有實現網絡化的功能，更談不上具有一定的智能。

特別是各類各級教育主管部門在對多媒體CAI課件進行評價時，只是注重對課件內容的評價，而沒有從課件設計所涉及到的理論進行評價。因此，導致教師制作課件存在很大的隨意性，課件質量參差不齊。

3 多媒體CAI課件的設計理念研究

3.1教育心理學設計理念

3.1.1教育心理學的基本理論

教育心理學是心理學與教育理論相結合的產物，從分析學生學習的性質、基本過程和結果中，揭示出一般學習規律，從分析制約學生學習的內外因素及其相互關系中，揭示學生學習的一般心理學規律，從而有效提出學生“學”和教師“教”的基本心理學規律。

教育心理學認為學習是人的傾向或能力的變化，這種變化的保持不能單純歸因于生長過程。人類學習的實質是人原有的內在能力、思想和情感的變化。教育情境中的學習可定義為憑借經驗產生的、按照教學目標要求的、比較持久的能力或傾向的變化。有效學習的一般條件包括：必不可少的外部條件、學習者原有的知識和技能、學習者的主動參與等。

學習者學習的內容是知識，知識是主體通過與其環境相互作用而獲得的信息及其組織。知識分為兩大類，一類是陳述性知識，以命題網絡表征。另一類是程序性知識，以產生式系統表征。除了認知領域的學習外，還有運動技能和態度品德的學習。

對個體學習產生影響的因素來源于個體內部及外部因素，對學習造成影響的內因是學生原有的認知結構、學習動機、個體心理發展水平和智商水平，在內因中對個體產生影響和作用的是學習的遷移活動，即一種學習對另一種學習的影響，通過順向、逆向的遷移起作用。除重視陳述性知識和基本技能的遷移之外，更應重視策略性知識的學習和遷移，策略性知識的學習是重要的教學內容之一，它能促進學生從學會知識，上升到學會學習、學會思維。學習者的認知結構、智力情況、學習風格、學習動機都有差異，這是造成學生學習效果差異的主要原因，在教學中應充分加以注意。對學生學習造成影響的外部因素，有教學方法、教學媒體、學習集體及社會因素等，雖然這些不是影響學習的根本因素，但也會對學生的學習產生一定的影響。

3.1.2教育心理學理論與多媒體CAI課件的教學設計

教育心理學的理論對各種類型的知識、技能、品質的學習進行了深入的探索，對影響學習的內外因素進行分析，提出如何利用有利因素、抑制不利影響、促進學習的方法及一系列的結合，這些對指導我們進行多媒體CAI課件的設計，在教學內容、教學方法、教學信息的形式、學習方式等方面都提供了堅定的理論基礎及實施方法，具體體現如下：

(1) 由于各類知識有不同特點且各類知識學習有不同的過程和方法，在多媒體CAI課件的教學設計中，對于不同類型的知識，應采取不同的教授方法。

(2) 由于學習中個體存在差異，在多媒體CAI課件設計中應提供多種靈活的學習路徑、學習方法等，支持不同學習者的學習活動。

(3) 根據遷移活動的有關理論，為實現“為遷移而教”，應注重對策略性知識的教學，從而真正提高學習者的學習能力，讓學習者可以不斷學習，實現素質的提高。要立足于除了教給學習者知識內容以外，還要教會學習者學習的方法。

3.2認知心理學設計理念

3.2.1認知心理學的基本理論

認知心理學(Cognitive Psychology)是以信息加工觀點為核心的心理學，又稱為信息加工心理學，其理論實質，就是以計算機信息加工的觀點來研究人的心理學活動，把人腦看作是一種如同計算機的信息加工系統。其研究范圍主要包括感知覺、注意、學習記憶、思維和語言等心理過程和認知過程。從認識論的角度看，教學是引導學生獲得認識的過程。從心理學的角度看，教學是促進學生的心理素質與心理因素統一發展的過程。根據實驗心理學家赫瑞特拉做過的心理實驗表明：人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺；人們一般能記住自己閱讀內容的10%，自己聽到內容的20%，自己看到內容的30%，自己聽到和看到內容的50%，占交流過程中自己所說內容的70%。

3.2.2認知心理學理論與多媒體CAI課件的教學設計

由于認知心理學將人的信息加工過程進行功能性的類比，我們可以清楚地了解學習者整個信息加工的過程，因此，在多媒體CAI課件的設計中強調提供給學習者進行信息加工的環境，讓學習者能順利完成信息加工過程的各個步驟。因此，多媒體CAI課件在設計時應能給學習者提供產生有效表象的界面；提供有效記憶的信息分布；提供讓學習者短時記憶能夠接受并可包含的信息組塊數量；提供產生長時記憶的時間；提供足以讓學習者形成概念、產生概念結構的各類信息，突出概念結構中的屬、種的特點，并提供典型的實例，促進學生有效完成概念的學習。更重要的是在設計多媒體CAI課件時，要重視知識點學習方法與策略的設計，讓學生可以用自然而有效的方法完成問題解決的過程，既學會知識又掌握學習的方法。

3.3影視心理學設計理念

3.3.1影視心理學的基本理論

在多媒體CAI課件中，我們經常會使用圖形、動畫、影視片段等多種信息來幫助我們呈現教學內容、提供輔助信息，以提高多媒體CAI課件的形象性和生動效果。影視心理學理論為我們在多媒體CAI課件教學設計中合理使用影視媒體提供了相關的理論指導。

影視心理學對于靜止、動態的圖片或影像所帶來的心理活動、場景創設的心理效應及影視空間等進行了研究。活動畫面(Moving Picture)在影視心理學里是指依據具體的物質和事實，同時又源于一段時間內把一幅幅的畫連續不斷地映現出來，從而帶給人們情節和故事的影像活動。圖畫不論是活動的還是靜止的都可以起到激發的作用，令人產生感性感知、形象性想象、語言、幻想、概念和思想，使人在發生視覺二維平面上的觀賞活動時，內容和思想都自動轉到三維的現象中去了，也即是讓內容活了起來。圖畫語言可能比一篇用象形文字寫成的文章還要復雜得多，但是卻能讓人快捷地理解。

視覺感知活動是在觀看電影中經常產生的心理活動，是基于環境中的信息獲取和對“恒定事物”的認識基礎之上進行的。這些感知活動首先涉及的是空間結構，此外還有補充的情感、認知和要求等心理活動。空間結構包括生活空間、游戲空間和行動空間、結構空間，也是指虛幻空間，這是由觀眾的結構空間(也即是觀眾特定的認知結構)和電影的結構共同作用的，通過這些空間組合，產生不同的層次，從而使得觀眾被電影緊緊抓住。

場景是由空間的、時間的、人物的和結構的要素組成。通過感知活動使人在觀看電影、感知電影故事的同時，產生思維、情感的活動，最終產生對自身認知結構的作用。

3.3.2影視心理學理論與多媒體CAI課件的教學設計

根據影視心理學的理論，在設計多媒體CAI課件時應考慮以下兩個方面：

(1) 把每一個教學課件作為一個整體，為學習者提供一個學習的大環境，創設一種學習的整體情境，讓學習者產生各種空間和層次的感知。基于這一理論設計者在設計多媒體CAI課件時應利用有關空間、場景和活動畫畫的理論，設計多媒體CAI課件中的各種情境、各種空間和創意形象等， 使得教學課件不僅僅是用于學習者學習， 而且能通過多空間、多層次的各種場境來帶動學習者， 讓他們為多媒體CAI課件所吸引，自然而然地進入到多媒體CAI課件所提供的大環境中，從而帶動學習者順利進行各個級別的信息加工活動。

(2) 在設計多媒體CAI課件的時候，將用到的圖片、動畫或活動視頻片段，根據影視心理學中關于圖片和活動圖片的理論，設計出讓學習者動心、用心去進行感知的信息，充分發揮視覺感知活動的作用，激發并強化其它各種心理活動，使得認知過程進行得更順利。

3.4建構主義設計理念

3.4.1建構主義學習的基本理論

建構主義心理學家皮亞杰認為，人的認識結構是通過同化與順應過程逐步建立起來的，并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循環中得到不斷的豐富、提高和發展。建構主義認為，學習是學習者在與環境交互作用的過程中主動建構內部心理表征的過程。知識不是通過教師講授得到的，而是學習者在一定的情景下，借助其他輔助手段，利用必要的學習材料，通過意義建構的方式而獲得的。在學習方法上，建構主義提倡在教師指導下以學習者為中心的學習，既強調學習者的主動性，又不忽視教師的主導作用。在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用。利用“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”等學習環境要素， 充分發揮學生的主動性、積極性、首創精神，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識意義建構的目的。

3.4.2建構主義學習理論與多媒體CAI課件的教學設計

建構主義認為，學習者的知識應該是他們在與環境的交互作用中自行建構的，而不是灌輸的，根據這一基本學習觀點，我們可以概括出以下幾種多媒體CAI課件的設計策略：

(1) 開放性策略

開放性策略亦稱隨機性策略，是指設計的多媒體CAI課件應有多個學習起點和多條學習路徑。建構主義理論強調事物的復雜性和多樣性，對事物的了解或對知識的掌握應從多層次、多角度人手，認為知識是圍繞著關鍵概念所組成的網絡結構，學習可以從網絡的任何部分隨機進入或開始。這項策略也即是課件超文本結構設計的指導思想。

(2) 自上而下的策略

自上而下的策略是指多媒體CAI課件內容最好是由整體向具體展開，即先給學習者呈現整體性的任務將他們帶入一個較完整的問題情景之中。然后，讓學習者根據自己的經驗，嘗試對問題的解決，最后使學習者在嘗試解決問題的過程中找出和掌握相關的、具體的知識和方法。這是一種富有創造性的新思路。但是也不應將它絕對化，必須適應一定的教學目的，根據具體的教學目的和條件而定。

(3) 情境性策略

情境性策略是指多媒體CAI課件要給學習者提供與其現實生活相類似的或真實的情境，以利于學習者在這種環境中去探索或發現問題，解決問題，從而促進學習的質量。建構主義認為真實性的學習情境或任務可以使學習者了解自己要解決的問題，產生主人翁的責任感。同時，這種情感又是整體性和富有挑戰性的，容易激發學習者的內部動機，有利于培養學習者解決問題的能力和探索精神。

為使上述3項策略在多媒體CAI課件設計中得到貫徹，多媒體CAI 課件的制作必須具有交互性，即利用多媒體課件良好的交互性，教學內容可以隨時跳轉、重復、相互鏈接。隨著Wed技術的發展和校園網絡建設的不斷完善，教師可以在上課過程中隨時通過互聯網展示更為豐富的相關教學資源。

3.5網絡化和智能化設計理念

隨著計算機網絡的普及和應用，網絡化將是世界計算機發展的主流。因此，我們在設計與制作多媒體CAI課件時，應充分運用流媒體技術，構建一個體現學生為主體、教師為主導，讓學生充分參與和自主學習的網絡教學環境，提高學生自主學習的興趣，發揮學生學習的主動性，正確引導學生的好奇求知心理，真正提高學生的創新精神和實踐能力。

另外，CAI課件研究的目標是用計算機來部分代替教師復雜的腦力勞動，實現這個目標的關鍵在于提高CAI的智能化程度。在此形勢下，ICAI應運而生了。ICAI系統即智能計算機輔助教學系統，也稱為智能教學系統。它是將人工智能技術引入CAI系統中，賦予機器以人類高級智能的系統。目前，ICAI系統已經成為國際上計算機輔助教學研究的主要方向。

4 結束語

一個優秀的多媒體CAI課件應在教育心理學、認知心理學、影視心理學和建構主義學習理論等設計理念的指導下，設計出集聲像動畫、圖文并茂于一體，有助于突出教學重點,突破教學難點，徹底改變學習者在學習中被單純灌輸知識的被動局面，為創新人才的培養構造了良好的教學環境。

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