基于Web的多媒體CAI課件的設計與開發

王薇 楊鑫坤 解放軍信息工程大學

基于Web的多媒體CAI課件的設計與開發

王薇 楊鑫坤 解放軍信息工程大學

基于Web的多媒體CAI課件是多媒體CAI課件與Web技術的結合，它將成為網絡教學多媒體CAI課件的主要形式。本文結合一個實例，詳細探討了基于Web的多媒體CAI課件的設計與開發，并提出了其面臨的主要問題及解決方案。

CAI課件；Web課件；優化

Internet的產生和發展給現代教育帶來了深遠的影響，傳統類型的課件或者由于投資成本大（如基于編程為主的整體式課件），或者由于升級更新困難（如基于CDROM的多媒體課件），已不能滿足日益發展的需要。為了解決以上矛盾，伴隨著Web的出現和Web技術的發展，基于Web

的多媒體CAI課件（簡稱Web課件）應運而生，并得以迅速發展。

一、Web課件概述

（一）CAI課件

所謂CAI即計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction),CAI課件又稱課程軟件，是設計用來做教學用的教育方面的軟件，是在計算機上運行的教學輔助軟件，主要分布演示、靈活查詢、仿真教學和模擬實驗等功能。

CAI課件具有教學生動、形象、直觀的特點，其優點主要表現為：

1、采用動態視頻圖像進行完整演示、分解慢放、重新回放的教學手段，便于學習者通過感官接收教育信息，加深理解。

2、具有CAI教育觀念和教育策略的特點，將學習者置于構件好的教學環境中，提供大量的知識和教學信息資料，可在校園網上運行或進行遠程教學，不受時間和空間限制。

3、采用發現式教學策略，使學習者真正參與到教學中，成為教學的主體，最大限度地發揮他們學習的能動性。

（二）Web課件

Web課件即基于Web的多媒體CAI課件，它以Internet技術為根基，將分布于不同地點的教師、學生和多媒體CAI課件聯結在一起，其本質是一種Web應用程序。

Web課件的優點主要表現為：

1、作為Web課件這種全新類型課件的平臺，Web本身具有統一的協議標準，良好的跨平臺特性和前所未有的廣泛的覆蓋性的優點。在其上開發出來的軟件有著統一的良好的GUI界面，能夠支持多種多媒體格式，可提供高度的交互性，與其他的應用程序有著方便良好的接口，特別是本身便以超鏈接作為組織形式，因此其非常合適作為課件開發平臺。

2、用以開發、維護基于Web的軟件的工具大多可以免費獲得，基于Web的課件對運行的軟硬件平臺也沒有什么很高的特殊要求，這使得基于Web的CAI課件的開發維護費用相對低廉；目前種種“所見即所得”的全圖形化的開發和維護工具也使得對開發維護人員的技術水平要求相對降低；由于各網頁之間相對獨立，因此可以十分容易的對課件進行升級更新。另外在網絡教學中，基于Web頁的課件可以以網頁為單位在網絡中傳輸，具有較快的傳輸速度，在目前較低的帶寬下具有較好的應用前景。

二、Web課件的設計

（一）Web課件的設計原則

為使Web課件更好地展示信息，傳播知識，在設計課件時應注意以下原則：

1、交互性原則：軟件要有良好的交互性，及時對學生的學習活動作出相應的反饋。

2、界面直觀友好原則；軟件界面要美觀，符合學生的視覺心理；操作要簡單，不需要大量的預備技能：提示信息要詳細、準確、恰當；要為使用者提供導航輔助。

3、創新能力培養原則：軟件應采取多種教學策略，充分體現學生的認知主體作用，使學生進行積極的思考，從而在培養創新能力和增強信息化素養方面發揮應有的作用。

4、科學原則：軟件中所要表達的知識要具有科學性，措辭要準確，行文要流暢。

5、協作性原則：網絡教學軟件要充分發揮協作學習的優勢，提供協作學習和協同工作的工具和網絡空間。

6、教學設計原則：要重視教學設計。注意分析學習者的特征、教學目標和教學內容的結構、設計符合學生認知心理知識的表現形式，設計能夠有力促進主動建構知識意義的學習策略。

（二）Web課件的交互功能的設計

Web課件可分為多種類型，如問題解決型、個別指導型等。各種類型的課件雖有各自不同的特點，但其都具有一共同的特性，即實時交互性。課件的交互性是課件設計的關鍵。實現課件的交互功能可以有以下方法：

1、鼠標的交互作用。為更多地發揮鼠標的交互作用，可以利用JavaScript腳本語言對MouseOver事件的處理功能，實現在課件中產生鼠標觸摸的交互效果。如果我們感到Web狀態欄的提示不足以引起學生的重視和注意，還可以將OnMouseOver的處理定義成“window．alert”的控制方式，在Web的正中彈出消息窗口。Alert消息窗口將windows應用程序的工作焦點緊握在手，學生必須選擇窗口的確認按鈕后才能繼續他們的學習。

2、ActiveX技術。采用ActiveX技術在Web頁面插入學習控件的工作窗口，且在設計這個控件時充分利用多媒體人機交互的特性，可實現HTML達不到的教學效果。

3、Internet的遠程通訊功能。可以是同步的應用形式，如：討論板、白板、軟件共享、網上電話、網上CHAT等；也可以是異步的應用形式，如：電子郵件、BBS、網上查詢等。這些應用為Web課件實現討論學習模式、集中授課模式、探索學習模式等奠定了基礎。

（三）Web課件的基本結構設計

根據網上教學的特點和人才培養的需要，結合基于校園網的多媒體CAI課件實例，Web課件的基本結構設計之解決方案如圖1所示。

（四）Web課件的導航設計

由于Web課件信息量巨大，內部信息之間的關系可能異常復雜。為避免學生迷失方向，除了要求在信息結構上要合理設計外，對信息的導航策略要求也十分重要。

圖1 Web課件的設計流程

導航策略用于Web課件，實際上是教學策略的體現。這是一種避免學習者偏離教學目標，引導學習者進行有效學習，提高學習效率的策略。在Web課件設計中，導航手段通常包括：檢索表單、索引表、幫助、線索、導航條、演示控制、書簽、框架結構。

主框架可以是學習區，副框架則可用作動態導游圖，以顯示當前的學習進度，并可以點擊導游圖直接到達某個進度；常見的導航界面技術有以下幾種：菜單、按鈕、宇體與顏色、圖像、動態表達。

三、基于校園網的Web課件的開發

下面結合基于校園網的多媒體CAI課件實例，探討Web課件的開發。

（一）開發技術

圖2 基于Web的B／S方案

目前基于Web的課件開發廣泛使用了B／S方案，如圖2所示，其關鍵技術主要包括W eb數據庫訪問技術、動態頁面制作技術、多媒體信息傳輸技術、虛擬實現技術等。該方案由客戶端（Web瀏覽器），Web服務器、課件數據庫服務器三層分布結構組成，結構的核心部分是Web服務器，通過CGI、API、ASP、PHP等幾種技術方案與課件資源數據庫服務器傳遞信息。

CGI（Common G ateway Interface）技術規范一度成為訪問數據庫的通用標準，但缺點是：當站點訪問人數激增時，速度慢與效率低。為此出現了Web服務器技術API。API技術在速度上提升很大，但程序編寫復雜、數據庫功能弱，且只用于特定的Web服務器。新一代的ASP技術運行速度快、數據庫操作功能強大，不足是只能運行于個別平臺。PHP（Pesonal Homepage）作為一種跨平臺（可在UNIX、LINUX或 Windows上運行）的網頁制作技術，其最大優點是對數據庫層操作的功能強大，且操作簡單。

W e b課件的開發需要課件資源數據庫，因此W eb服務器與課件資源數據庫服務器之間的連接是開發Web課件的關鍵技術。

（二）開發工具

1、框架設計軟件

框架設計一般使用Front Page、Dreamweaver等軟件。FrontPage重視網頁的開發效率、易學易用；Dreamweaver有強大的網頁控制、設計能力及創意的完全發揮；Authorwware是多媒體創作工具，簡便易用，功能完善，可對其作品進行網絡打包，創建網絡課件，以流方式進行網上傳送；Director主要用于多媒體項目的集成開發；還可以使用PowerPoint、W ord等軟件制作網頁。

2、圖像處理軟件

Fireworks或PhotoShop等可進行界面及藝術字的美觀設計。Fireworks是專為網絡圖形設計的軟件，簡化了網絡圖形設計的工作難度，適用于專業設計家和業余愛好者。PhotoShop是目前PC機上最好的通用平面美術設計軟件，它的功能完善，性能穩定，使用方便。ACDSee也是一款很受歡迎的圖形瀏覽及圖形簡單處理軟件。

3、動畫制作軟件

Flash是網頁交互動畫制作工具，它具有矢量描述、播放流暢、數據量小、色彩鮮明等特點。幾何畫板是優秀的演示工具，能準確、動態地表達及演示幾何問題，還可打包成網頁格式，Cool3D是專門制作文宇3D效果的軟件。3Dmax是三維造型及動畫制作軟件，可制作AVI及FIC動畫。

4、聲音工具

Goldwave，及Soundforge是常用的音效處理軟件，能對聲音的格式轉換和效果進行編輯。

5、訪問數據庫工具

通過CCI、API、ASP、PHP等技術可訪問課件資源數據庫服務器。

四、Web課件面臨的主要問題及解決方案

由于目前Web技術發展的局限性，使基于Web的課件方案也存在一些不足，主要是面臨網絡帶寬、網絡傳輸速度、平臺兼容性等問題的困擾。因此，在開發過程中必須對課件的頁面及兼容性進行優化，使之能在Web上很好的運行，從而解決以上困擾。

（一）頁面優化

頁面優化的關鍵是頁面下載速度的優化。課件頁面下載速度可分成三部分：下載時間、渲染時間和可視性，應在這三者中找到一個平衡點，進而產生理想的下載。

加快課件頁面下載的普遍原則是：

1、去除不必要的多媒體效果和內容；

2、減少各種多媒體元素的大小；

3、優先使用相同的圖形或多媒體內容；

4、提供低帶寬備用內容；

5、對不是所有人都有必要看到的大型多媒體文件另置一頁。

對圖形、表格以及其他多媒體元素作優化處理，可有效加快課件頁面下載速度。

1、圖形優化：減少圖形文件大小，如減小圖形面積、降低色彩深度、調整圖像中的對比水平等；

2、表格優化：將一個單一的大表格拆成多個小表格門；適當使用width屬性，定義的單元格寬度至少應與內容寬度一致，以避免瀏覽器對其進行兩次渲染；盡量不要嵌套表格。

3、動畫優化：對Direct或Authorware動畫應盡量壓縮幀數，并使用流式傳輸處理，對一般網頁上常見的GIF動畫、FLASH動畫或JaveScript動畫應盡量少用。

（4）背景音樂：優先選用midi格式，如需語音，盡量使用男聲，這可以采用更低的設置。盡量將聲音做成可選設置，優先選用流式聲音傳輸格式。

（5）腳本程序優化：盡量將腳本嵌入頁面中，而不使用SRC屬性，因為這將引起對服務器的另一次情求，延長下載時間。

（二）兼容性優化

在兼容性問題上，既要考慮課件對各種操作系統和硬件平臺的兼容性，更要考慮課件對各種瀏覽器的兼容性。

1、平臺兼容性優化：Web本身的跨平臺特性已使我們免于多次開發，但為了使課件能夠在各種平臺上正常顯示，仍需要我們在定義潛在用戶群時考慮許多細節，包括：顯示器的分辨率和色深，對音頻和視頻的支持情況，各種平臺上相同字體的差異，各種平臺上顯示調色板之間的差別等。

2、瀏覽器兼容性優化：瀏覽器版本不向后兼容性和各種瀏覽器不統一性，使課件開發者關心的問題是如何消除瀏覽器兼容性對課件開發的影響。目前Netscape和IE合計占瀏覽器市場的90%以上，所以開發時建議以IE為主，同時兼顧Netscap：對某些重要功能，則分別開發兩個版本，由服務器對用戶瀏覽器進行判別后分別下載。在腳本語言方面Javascript是唯一選擇，因為大多數主流瀏覽器均支持。

五、結束語

基于校園網及Web的多媒體CAI課件即Web課件是未來多媒體課的主要形式，也是將來發展網上教學的一個資源基礎。因此必須對這一有強大生命力的事物做深入的研究和開發，使其能夠以多種渠道、多種形式為教學服務，為實現教育現代化服務。

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［3］邵波，袁勤儉.基于W e b的多媒體教學系統的構筑和實現[J].現代圖書情報技術. 2000，2

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.122