佟佳穎

摘要： 多媒體技術(shù)的研究在國內(nèi)外經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展歷程，作為多媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域里應(yīng)用的多媒體CAI，從國內(nèi)目前的研究現(xiàn)狀和視角來看，沒有把多媒體CAI的研究作為一個系統(tǒng)工程整體來研究，缺少整體體系。鑒于此，首先在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，確定了多媒體CAI的研究內(nèi)容不單指狹義的課件，而是課件、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具的總稱。同時找出了多媒體CAI現(xiàn)在存在的不足，運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷耄瑥暮暧^和微觀兩個層面上，對當(dāng)前的不足提出解決辦法，并提出了企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)及其理論基礎(chǔ)，并預(yù)測了多媒體CAI的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞： 多媒體技術(shù)；多媒體CAI；面向?qū)ο笏枷?；協(xié)同創(chuàng)新；智慧教育

中圖分類號：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）01-0019-03

0 引言

多媒體技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展最迅速、最活躍的技術(shù)。大量的科學(xué)工作者和教師正在為推動多媒體技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行著不懈的努力，取得了可觀的成果、產(chǎn)生了大量的論文。然而，目前國內(nèi)還沒有專門的學(xué)術(shù)性較強(qiáng)的刊物來刊載多媒體研究方面的論文，因此對散見于各種學(xué)術(shù)刊物上的相關(guān)文章進(jìn)行整理和分析就顯得很有必要。通過對多媒體技術(shù)內(nèi)容相關(guān)發(fā)表在2011年的核心期刊上的論文進(jìn)行分析得出結(jié)論：對多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的研究熱度比去年（2010年）有所升溫，這說明多媒體相關(guān)技術(shù)越來越多地被應(yīng)用在實際系統(tǒng)中，并且“其他應(yīng)用”類的文章數(shù)目和所占比例的增加，也說明多媒體應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。多媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域里的應(yīng)用也越來越廣泛，相關(guān)文章也大量涌現(xiàn)，大部分都是應(yīng)用到具體的學(xué)科教學(xué)的文章，再就是關(guān)于課件開發(fā)流程，開發(fā)工具及改進(jìn)的文章也較多，而且刊物級別也不高。多媒體CAI是多媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域里的應(yīng)用之一。從目前的研究現(xiàn)狀來看，把多媒體CAI作為一個系統(tǒng)工程整體來研究，成為一個整體體系，還沒有這么做的。查閱并分析了大量的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，對多媒體CAI研究的內(nèi)容界定也說法不一，通過研究分析最終確定本文的多媒體CAI的研究內(nèi)容。同時找出了多媒體CAI現(xiàn)在存在的不足，將運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷?，從宏觀和微觀兩個層面上，分析當(dāng)前的不足，提出解決當(dāng)前不足的方法，并提出了企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)和理論基礎(chǔ)。

1 多媒體CAI概念

多媒體CAI概念的由來首先要追溯到媒體的概念。媒體一詞來源于拉丁語“Medium”，音譯為媒介，意為兩者之間。它是指人借助用來傳遞信息與獲取信息的工具、渠道、載體、中介物或技術(shù)手段。媒體在計算機(jī)中的兩種含義：一是指存儲新的物理實體，如磁盤、磁帶、光盤等；二是指信息的表現(xiàn)形式或載體，如文字、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等。多媒體技術(shù)中的媒體通常指后者。多媒體的英文單詞是Multimedia，它由media和multi兩部分組成。一般理解為多種媒體的綜合。多媒體就是多重媒體的意思，可以理解為直接作用于人感官的文字、圖形、圖像、動畫、聲音和視頻等各種媒體的統(tǒng)稱，即多種信息載體的表現(xiàn)形式和傳遞方式。通常情況下，多媒體并不僅僅指多媒體本身，而主要是指處理和應(yīng)用它的一套技術(shù)。因此，多媒體實際上常被看作多媒體技術(shù)的同義詞。多媒體教育是多媒體技術(shù)眾多應(yīng)用領(lǐng)域之一。多媒體教育中的一種重要形式是計算機(jī)輔助教學(xué)軟件的運(yùn)用。計算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Assisted Instruction簡稱CAI）是一門綜合計算機(jī)科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)等課程相結(jié)合的邊緣交叉學(xué)科，包括將計算機(jī)直接用于為教學(xué)目的服務(wù)的各類應(yīng)用。按照課程內(nèi)容相關(guān)性對教學(xué)軟件進(jìn)行分類，在教學(xué)軟件中，內(nèi)容特定軟件為課件，內(nèi)容相關(guān)軟件為學(xué)習(xí)資源，內(nèi)容無關(guān)軟件為學(xué)習(xí)工具。媒體、多媒體、多媒體教育和CAI，它們之間的關(guān)系如圖1所示。

這里所研究的多媒體CAI等于多媒體加CAI。廣義上指教學(xué)軟件總稱。并不是特指課件本身。因此，這里的多媒體CAI包含的內(nèi)容如表1所示。

2 多媒體CAI的現(xiàn)狀

目前，多媒體CAI課件開發(fā)人員的組成由組織管理人員、CAI教師、學(xué)科教師、編程人員、藝術(shù)教師等人員組成。開發(fā)課件的組織機(jī)構(gòu)一般是學(xué)?；蛘呤菍ｉT進(jìn)行軟件開發(fā)的公司，如果學(xué)校組織教師進(jìn)行開發(fā)，一般都是面向個人的教學(xué)軟件，無法成套，成體系。因為學(xué)校有關(guān)資金和一些實際情況制約著。如果是專門進(jìn)行軟件開發(fā)的公司進(jìn)行CAI課件的開發(fā)，又會存在教育性不強(qiáng)，價格昂貴等一系列問題。當(dāng)然，在這方面也有做的很好的公司，如東北師范大學(xué)理想信息技術(shù)研究院，這是一所有高校科研團(tuán)隊支持的進(jìn)行中小學(xué)教育軟件設(shè)計和開發(fā)的公司，目前的產(chǎn)品已經(jīng)投入市場并且很成熟，而且已經(jīng)占據(jù)了中小學(xué)的大部分市場。另外還有洪恩教育軟件公司在國內(nèi)也比較知名。針對目前我國多媒體CAI發(fā)展的現(xiàn)狀，歸納出多媒體CAI現(xiàn)狀存在以下幾點(diǎn)不足：①開發(fā)機(jī)構(gòu)分散，不系統(tǒng)，導(dǎo)致開發(fā)人員也分散，各干各自的。②開發(fā)出的教學(xué)軟件也是不成體系的，各自為各自的服務(wù)，不能成系列，成套，成批。③開發(fā)出的教學(xué)軟件由于是各自開發(fā)的，通用性不強(qiáng)，可移植性不強(qiáng)。④開發(fā)人員之間沒有組織結(jié)構(gòu)，相互之間沒有溝通，聯(lián)系，重復(fù)開發(fā)，資源浪費(fèi)。⑤開發(fā)人員層次不同，水平參差不齊，導(dǎo)致開發(fā)的教學(xué)軟件也良莠不齊。

3 面向?qū)ο笏枷?/p>

在對多媒體CAI進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)時可以借鑒面向?qū)ο蟮木幊趟枷胧欠浅１匾?，因為這有助于設(shè)計出可擴(kuò)展的、靈活的和模塊化的多媒體CAI。下面對多媒體CAI中的面向?qū)ο笏枷胱髟敿?xì)分析。

面向?qū)ο笫且环N新興的程序設(shè)計方法，或者說它是一種新的程序設(shè)計范型，其基本思想是使用對象，類，繼承，封裝，消息等基本概念來進(jìn)行程序設(shè)計。面向?qū)ο螅∣bject，Oriented，OO）是當(dāng)前計算機(jī)界關(guān)心的重點(diǎn)，它是90年代軟件開發(fā)方法的主流。面向?qū)ο蟮母拍詈蛻?yīng)用已超越了程序設(shè)計和軟件開發(fā)，擴(kuò)展到很寬的范圍。如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、交互式界面、應(yīng)用結(jié)構(gòu)、應(yīng)用平臺、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)、CAD技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在可以擴(kuò)展到多媒體教育領(lǐng)域了。面向?qū)ο蟮奶卣魅缦拢?

①對象唯一性：每個對象都有自身唯一的標(biāo)識，通過這種標(biāo)識，可找到相應(yīng)的對象。在對象的整個生命期中，它的標(biāo)識都不改變，不同的對象不能有相同的標(biāo)識。

②封裝性：在面向?qū)ο笏枷胫?，封裝指的是使對象成為黑箱的概念，這樣當(dāng)使用對象時就不知道它的內(nèi)部工作原理。在模式方面，這一概念就變成了創(chuàng)建這樣的類型：類型是預(yù)先定義的，并且只要引用該類型就可以很容易地在任何地方創(chuàng)建和交換數(shù)據(jù)。這樣便實現(xiàn)了面向?qū)ο笏枷胫械姆庋b性。

③繼承性：繼承性是子類自動共享父類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法的機(jī)制，這是類之間的一種關(guān)系。在定義和實現(xiàn)一個類的時候，可以在一個已經(jīng)存在的類的基礎(chǔ)之上來進(jìn)行，把這個已經(jīng)存在的類所定義的內(nèi)容作為自己的內(nèi)容，并加入若干新的內(nèi)容。軟件重用是面向?qū)ο笤O(shè)計的另一個重要部分?？梢酝ㄟ^繼承實現(xiàn)軟件重用。在編程語言中，通過子類提供這一能力。

在軟件開發(fā)中，類的繼承性使所建立的軟件具有開放性、可擴(kuò)充性，這是信息組織與分類的行之有效的方法，它簡化了對象、類的創(chuàng)建工作量，增加了代碼的可重性。采用繼承性，提供了類的規(guī)范的等級結(jié)構(gòu)。通過類的繼承關(guān)系，使公共的特性能夠共享，提高了軟件的重用性。

④多態(tài)性：多態(tài)性是指相同的操作或函數(shù)、過程可作用于多種類型的對象上并獲得不同的結(jié)果。不同的對象，收到同一消息可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，這種現(xiàn)象稱為多態(tài)性。多態(tài)性增強(qiáng)了軟件的靈活性和重用性。

4 面向?qū)ο笏枷氲亩嗝襟wCAI

根據(jù)面向?qū)ο笏枷胫械娜ヅ汉虾蛢?nèi)聚的設(shè)計模式，宏觀上，首先需要成立一個企事業(yè)聯(lián)盟，該企事業(yè)聯(lián)盟基于多媒體CAI資源建設(shè)平臺來展開工作，由政府、學(xué)校、公司共同構(gòu)成。其中該聯(lián)盟中的學(xué)校代表事業(yè)單位或科研機(jī)構(gòu)，公司代表企業(yè)，政府作為紐帶。用來解決第一點(diǎn)不足，開發(fā)機(jī)構(gòu)分散，不系統(tǒng)，導(dǎo)致開發(fā)人員也分散，各干各自的情況。該企事業(yè)聯(lián)盟體現(xiàn)的是面向?qū)ο笏枷胫械恼系乃枷搿０讯嗝襟wCAI看待成是一個整體工程來進(jìn)行管理，企事業(yè)聯(lián)盟作為這個整體工程的總的管理者或者是組織機(jī)構(gòu)。通過這個企事業(yè)聯(lián)盟來制定統(tǒng)一的制作規(guī)范，建設(shè)教學(xué)軟件資源庫，人才培養(yǎng)計劃，統(tǒng)一的培訓(xùn)機(jī)制，形成資源共建共享機(jī)制；不斷發(fā)展擴(kuò)大規(guī)模，吸收新力量；定期舉行政府、學(xué)校、公司的資源建設(shè)交流會、研討會，加強(qiáng)政府、學(xué)校、公司之間的聯(lián)系與溝通。該企事業(yè)聯(lián)盟注重破除政府、學(xué)校、公司之間的溝通壁壘，實現(xiàn)相互之間價值增值；以提高多媒體CAI的教學(xué)軟件質(zhì)量，共建共享教學(xué)軟件資源為根本出發(fā)點(diǎn)，以滿足公司盈利需要，以提升學(xué)校的教育教學(xué)質(zhì)量，以政府為紐帶來實現(xiàn)這三者之間的深度融合和互動。政府、學(xué)校、公司三者關(guān)系如圖2所示。

其次以企事業(yè)聯(lián)盟為后盾加上協(xié)同的理論基礎(chǔ)發(fā)展成為企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)。如圖3所示。

該企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺的理論基礎(chǔ)來源于德國著名物理學(xué)家哈肯（Hermann Haken，1971）提出協(xié)同的概念?！皡f(xié)同創(chuàng)新”是指創(chuàng)新資源和要素有效匯聚，通過突破創(chuàng)新主體間的壁壘， 充分釋放彼此間“人才、資本、信息、技術(shù)”等創(chuàng)新要素活力而實現(xiàn)深度合作。另（Veronica Serrano·Thomas Fischer，2007）提出了基于協(xié)同創(chuàng)新的合作績效變化理論。該理論主要從行為互動維度（X軸）、資源整合維度 （Y軸）兩個維度來動態(tài)描述協(xié)同創(chuàng)新對合作績效產(chǎn)生的重要影響。其中，行為互動維度主要包含互惠信息、共同約定、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、優(yōu)化同步等協(xié)同要素，資源整合維度主要包含信息、目標(biāo)、性能、行動等創(chuàng)新要素。如圖4所示。

企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)給多媒體CAI的發(fā)展提供了良好的環(huán)境支持。有了這個發(fā)展平臺，微觀上，可以按照面向?qū)ο蟮能浖こ趟枷雭硐到y(tǒng)的開發(fā)多媒體CAI軟件，需求分析階段，設(shè)計階段，編碼階段，單元測試階段，驗收測試階段，維護(hù)階段。軟件開發(fā)是一項系統(tǒng)工程，經(jīng)過學(xué)生、教師、編程人員等各類人員的通力合作，并結(jié)合具體學(xué)科的特點(diǎn)，以此提高開發(fā)效率，保證軟件質(zhì)量。

第三，在企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)下，進(jìn)一步開展多媒體CAI的設(shè)計、開發(fā)和研究。有了統(tǒng)一的規(guī)范，加之企事業(yè)聯(lián)盟運(yùn)行平臺架構(gòu)，通過面向?qū)ο蟮奶卣鞯膯⑹荆贸鲆韵碌慕鉀Q辦法。

①由面向?qū)ο蟮姆庋b性得出可以建立多媒體CAI資源庫（積件庫）。在面向?qū)ο笏枷胫校庋b指的是使對象成為黑箱的概念，這樣當(dāng)使用對象時就不知道它的內(nèi)部工作原理。我們可以把課件也看成是封裝好的一個一個積件，有些使用者直接可以拿過來二次使用，而不用去考慮這個積件是怎么編程的，怎么生成的，增強(qiáng)了重用性。同時加強(qiáng)這類可編輯課積件的研制和開發(fā)，組織人力物力財力聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出豐富、實用的可編輯積件系統(tǒng)并推廣應(yīng)用。

②由面向?qū)ο蟮睦^承性得出可以開發(fā)出一些課件、積件、軟件的二次開發(fā)工具。這些二次開發(fā)工具留有進(jìn)一步生成課件的接口，同時集成了一些其他開發(fā)工具，這些工具也可以重新封裝，作為新的使用工具，使用者不用考慮其原理和背后的編程代碼，直接拖過來就可以使用，大大的降低了軟件開發(fā)的難度，更利于一線教師開發(fā)出更符合教學(xué)目標(biāo)的課件或者教學(xué)軟件。

③由面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性得出可以從資源庫里原有的積件加以改進(jìn)生成新的多媒體CAI，并不用徹底從頭開發(fā)，這就需要在積件的編制和開發(fā)過程中要注意遵守統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并留有接口，注重資源整合和共享。

5 結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，多媒體CAI的發(fā)展已經(jīng)朝著智能化、協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向前進(jìn)。多媒體CAI與當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人工智能，虛擬現(xiàn)實技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合，其未來的發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)出：

①智慧化：像智慧校園，智慧城市，智慧交通一樣，智慧教育也將越來越多的影響多媒體CAI的未來發(fā)展。這需要當(dāng)前很多先進(jìn)技術(shù)的配合發(fā)展，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。②游戲化：將越來越多的教育游戲引入多媒體CAI中，使學(xué)習(xí)變得越來越輕松，寓教于樂。③體驗化：將可穿戴技術(shù)引入多媒體CAI中，學(xué)習(xí)者將身臨其境，同時也可以根據(jù)學(xué)習(xí)者特點(diǎn)，選擇適合學(xué)習(xí)者的多媒體CAI資源，按照自己的人腦的聯(lián)想的思維方式，非線性地組織多媒體信息，改變以往的學(xué)習(xí)感悟；虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入讓學(xué)生置身于逼真的仿真環(huán)境，學(xué)習(xí)和探索現(xiàn)實世界中不可能接觸到的事物，為學(xué)生提供一種新型的學(xué)習(xí)環(huán)境。這些都將讓學(xué)習(xí)者有全新的體驗。

經(jīng)過無數(shù)科研工作者和學(xué)者的不懈努力，如果再能得到國際的專家的指導(dǎo)和幫助，相信多媒體CAI的未來發(fā)展會更好。

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