多媒体ＣＡＩ课件的设计理念研究

黄　刚　薛以伟

文章编号：1672-5913(2009)06-0094-03

摘要：随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的普及和应用，采用结合图文、音频、视频等先进的手段而进行的多媒体教学，已成为现代教学的一种趋势。多媒体教学课件制作的好坏将直接影响多媒体教学的效果，因此如何制作一个优秀的多媒体教学课件是目前教育工作者全新的研究课题。本文试图从多媒体课件制作的教育心理学、认知心理学、影视心理学、建构主义、网络化和智能化等设计理念去分析和研究多媒体CAI课件的设计，以期给多媒体教学课件的制作提供理论支持。

关键词：多媒体；CAI课件；设计理念

中图分类号：G642

文献标识码：B

1、引言

随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的普及和应用，采用结合图文、音频、视频等先进的手段而进行的多媒体教学，已成为现代教学的一种趋势。所谓多媒体教学，是指在课堂教学中，继承传统办法中的合理成分，恰当引进现代化的措施，并使二者有机结合，相得益彰，构成教和学信息传递与反馈效果的最优化。它使原来“粉笔+黑板”的课堂教学融入图形、影像、声音、动画等多种媒体，能调动学生的各个器官，充分唤起学生课堂学习兴趣，从而达到提高学生接受效率、激发创造性思维的良好教学效果。当然，要想真正实现多媒体教学的效果，多媒体教学课件制作的好坏便成为一个重要的因素，而目前由于多种原因，使得多媒体教学课件的制作出现“重技术，轻理论”的界面。因此，本文试图从多媒体教学课件的设计理念进行探索和研究，期望能为多媒体教学课件的制作提供有力的理论支持。

2、多媒体CAI课件的现状

(1) 设计理念陈旧，不符合计算机辅助教学的理论

计算机辅助教学(CAI)系统从1959年美国IBM公司研制成功开始，计算机辅助教学的理论已从行为主义、认知主义发展到现在的建构主义，而目前仍有大量的CAI课件是基于框面的、小步骤的分支式程序设计，这是受行为主义学习理论影响的明显例证。虽然有些教师在制作课件时考虑到学生的需要、兴趣、爱好等因素，注重多种媒体的结合及超文本链接，具有认知主义的部分特征，但仍采用以“教”为主的“满堂灌”教学方式，不符合建构主义教学理论的要求。

(2) 课件结构及内容安排不符合认知心理学的规律

教师制作的课件大都局限于教材，把课本内容进行电子化，依然是按照课本顺序线性排列。认知心理学理论认为，学生的思维方式具有联想、跳跃的特征。因此，线性排列的教学内容是不符合学生认知规律的，不利于学生的学习。另外，教师在制作课件时，只是考虑如何将各知识点按课本顺序在课件中清楚地表示出来，忽视了如何组织内容才有利于学生的记忆。认知心理学认为，记忆任务不同，主体采用的信息加工方式也不同。因此，要提高学习效率，必须科学地安排授课内容，使其符合学生的认知规律。

(3) 课件形式单一，不能满足多种学习需要

目前教师使用的课件大都是课本内容的翻版，没有针对性，学科的特征、资源的性质、设备的性能、教师的素质、学生的水平等差异都没有体现。这不仅使得教育资源不能被充分利用，而且不能达到个性化学习的目的。而且绝大部分CAI课件没有实现网络化的功能，更谈不上具有一定的智能。

特别是各类各级教育主管部门在对多媒体CAI课件进行评价时，只是注重对课件内容的评价，而没有从课件设计所涉及到的理论进行评价。因此，导致教师制作课件存在很大的随意性，课件质量参差不齐。

3 多媒体CAI课件的设计理念研究

3.1教育心理学设计理念

3.1.1教育心理学的基本理论

教育心理学是心理学与教育理论相结合的产物，从分析学生学习的性质、基本过程和结果中，揭示出一般学习规律，从分析制约学生学习的内外因素及其相互关系中，揭示学生学习的一般心理学规律，从而有效提出学生“学”和教师“教”的基本心理学规律。

教育心理学认为学习是人的倾向或能力的变化，这种变化的保持不能单纯归因于生长过程。人类学习的实质是人原有的内在能力、思想和情感的变化。教育情境中的学习可定义为凭借经验产生的、按照教学目标要求的、比较持久的能力或倾向的变化。有效学习的一般条件包括：必不可少的外部条件、学习者原有的知识和技能、学习者的主动参与等。

学习者学习的内容是知识，知识是主体通过与其环境相互作用而获得的信息及其组织。知识分为两大类，一类是陈述性知识，以命题网络表征。另一类是程序性知识，以产生式系统表征。除了认知领域的学习外，还有运动技能和态度品德的学习。

对个体学习产生影响的因素来源于个体内部及外部因素，对学习造成影响的内因是学生原有的认知结构、学习动机、个体心理发展水平和智商水平，在内因中对个体产生影响和作用的是学习的迁移活动，即一种学习对另一种学习的影响，通过顺向、逆向的迁移起作用。除重视陈述性知识和基本技能的迁移之外，更应重视策略性知识的学习和迁移，策略性知识的学习是重要的教学内容之一，它能促进学生从学会知识，上升到学会学习、学会思维。学习者的认知结构、智力情况、学习风格、学习动机都有差异，这是造成学生学习效果差异的主要原因，在教学中应充分加以注意。对学生学习造成影响的外部因素，有教学方法、教学媒体、学习集体及社会因素等，虽然这些不是影响学习的根本因素，但也会对学生的学习产生一定的影响。

3.1.2教育心理学理论与多媒体CAI课件的教学设计

教育心理学的理论对各种类型的知识、技能、品质的学习进行了深入的探索，对影响学习的内外因素进行分析，提出如何利用有利因素、抑制不利影响、促进学习的方法及一系列的结合，这些对指导我们进行多媒体CAI课件的设计，在教学内容、教学方法、教学信息的形式、学习方式等方面都提供了坚定的理论基础及实施方法，具体体现如下：

(1) 由于各类知识有不同特点且各类知识学习有不同的过程和方法，在多媒体CAI课件的教学设计中，对于不同类型的知识，应采取不同的教授方法。

(2) 由于学习中个体存在差异，在多媒体CAI课件设计中应提供多种灵活的学习路径、学习方法等，支持不同学习者的学习活动。

(3) 根据迁移活动的有关理论，为实现“为迁移而教”，应注重对策略性知识的教学，从而真正提高学习者的学习能力，让学习者可以不断学习，实现素质的提高。要立足于除了教给学习者知识内容以外，还要教会学习者学习的方法。

3.2认知心理学设计理念

3.2.1认知心理学的基本理论

认知心理学(Cognitive Psychology)是以信息加工观点为核心的心理学，又称为信息加工心理学，其理论实质，就是以计算机信息加工的观点来研究人的心理学活动，把人脑看作是一种如同计算机的信息加工系统。其研究范围主要包括感知觉、注意、学习记忆、思维和语言等心理过程和认知过程。从认识论的角度看，教学是引导学生获得认识的过程。从心理学的角度看，教学是促进学生的心理素质与心理因素统一发展的过程。根据实验心理学家赫瑞特拉做过的心理实验表明：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉；人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，占交流过程中自己所说内容的70%。

3.2.2认知心理学理论与多媒体CAI课件的教学设计

由于认知心理学将人的信息加工过程进行功能性的类比，我们可以清楚地了解学习者整个信息加工的过程，因此，在多媒体CAI课件的设计中强调提供给学习者进行信息加工的环境，让学习者能顺利完成信息加工过程的各个步骤。因此，多媒体CAI课件在设计时应能给学习者提供产生有效表象的界面；提供有效记忆的信息分布；提供让学习者短时记忆能够接受并可包含的信息组块数量；提供产生长时记忆的时间；提供足以让学习者形成概念、产生概念结构的各类信息，突出概念结构中的属、种的特点，并提供典型的实例，促进学生有效完成概念的学习。更重要的是在设计多媒体CAI课件时，要重视知识点学习方法与策略的设计，让学生可以用自然而有效的方法完成问题解决的过程，既学会知识又掌握学习的方法。

3.3影视心理学设计理念

3.3.1影视心理学的基本理论

在多媒体CAI课件中，我们经常会使用图形、动画、影视片段等多种信息来帮助我们呈现教学内容、提供辅助信息，以提高多媒体CAI课件的形象性和生动效果。影视心理学理论为我们在多媒体CAI课件教学设计中合理使用影视媒体提供了相关的理论指导。

影视心理学对于静止、动态的图片或影像所带来的心理活动、场景创设的心理效应及影视空间等进行了研究。活动画面(Moving Picture)在影视心理学里是指依据具体的物质和事实，同时又源于一段时间内把一幅幅的画连续不断地映现出来，从而带给人们情节和故事的影像活动。图画不论是活动的还是静止的都可以起到激发的作用，令人产生感性感知、形象性想象、语言、幻想、概念和思想，使人在发生视觉二维平面上的观赏活动时，内容和思想都自动转到三维的现象中去了，也即是让内容活了起来。图画语言可能比一篇用象形文字写成的文章还要复杂得多，但是却能让人快捷地理解。

视觉感知活动是在观看电影中经常产生的心理活动，是基于环境中的信息获取和对“恒定事物”的认识基础之上进行的。这些感知活动首先涉及的是空间结构，此外还有补充的情感、认知和要求等心理活动。空间结构包括生活空间、游戏空间和行动空间、结构空间，也是指虚幻空间，这是由观众的结构空间(也即是观众特定的认知结构)和电影的结构共同作用的，通过这些空间组合，产生不同的层次，从而使得观众被电影紧紧抓住。

场景是由空间的、时间的、人物的和结构的要素组成。通过感知活动使人在观看电影、感知电影故事的同时，产生思维、情感的活动，最终产生对自身认知结构的作用。

3.3.2影视心理学理论与多媒体CAI课件的教学设计

根据影视心理学的理论，在设计多媒体CAI课件时应考虑以下两个方面：

(1) 把每一个教学课件作为一个整体，为学习者提供一个学习的大环境，创设一种学习的整体情境，让学习者产生各种空间和层次的感知。基于这一理论设计者在设计多媒体CAI课件时应利用有关空间、场景和活动画画的理论，设计多媒体CAI课件中的各种情境、各种空间和创意形象等， 使得教学课件不仅仅是用于学习者学习， 而且能通过多空间、多层次的各种场境来带动学习者， 让他们为多媒体CAI课件所吸引，自然而然地进入到多媒体CAI课件所提供的大环境中，从而带动学习者顺利进行各个级别的信息加工活动。

(2) 在设计多媒体CAI课件的时候，将用到的图片、动画或活动视频片段，根据影视心理学中关于图片和活动图片的理论，设计出让学习者动心、用心去进行感知的信息，充分发挥视觉感知活动的作用，激发并强化其它各种心理活动，使得认知过程进行得更顺利。

3.4建构主义设计理念

3.4.1建构主义学习的基本理论

建构主义心理学家皮亚杰认为，人的认识结构是通过同化与顺应过程逐步建立起来的，并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。建构主义认为，学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动建构内部心理表征的过程。知识不是通过教师讲授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助其他辅助手段，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得的。在学习方法上，建构主义提倡在教师指导下以学习者为中心的学习，既强调学习者的主动性，又不忽视教师的主导作用。在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。利用“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”等学习环境要素， 充分发挥学生的主动性、积极性、首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识意义建构的目的。

3.4.2建构主义学习理论与多媒体CAI课件的教学设计

建构主义认为，学习者的知识应该是他们在与环境的交互作用中自行建构的，而不是灌输的，根据这一基本学习观点，我们可以概括出以下几种多媒体CAI课件的设计策略：

(1) 开放性策略

开放性策略亦称随机性策略，是指设计的多媒体CAI课件应有多个学习起点和多条学习路径。建构主义理论强调事物的复杂性和多样性，对事物的了解或对知识的掌握应从多层次、多角度人手，认为知识是围绕着关键概念所组成的网络结构，学习可以从网络的任何部分随机进入或开始。这项策略也即是课件超文本结构设计的指导思想。

(2) 自上而下的策略

自上而下的策略是指多媒体CAI课件内容最好是由整体向具体展开，即先给学习者呈现整体性的任务将他们带入一个较完整的问题情景之中。然后，让学习者根据自己的经验，尝试对问题的解决，最后使学习者在尝试解决问题的过程中找出和掌握相关的、具体的知识和方法。这是一种富有创造性的新思路。但是也不应将它绝对化，必须适应一定的教学目的，根据具体的教学目的和条件而定。

(3) 情境性策略

情境性策略是指多媒体CAI课件要给学习者提供与其现实生活相类似的或真实的情境，以利于学习者在这种环境中去探索或发现问题，解决问题，从而促进学习的质量。建构主义认为真实性的学习情境或任务可以使学习者了解自己要解决的问题，产生主人翁的责任感。同时，这种情感又是整体性和富有挑战性的，容易激发学习者的内部动机，有利于培养学习者解决问题的能力和探索精神。

为使上述3项策略在多媒体CAI课件设计中得到贯彻，多媒体CAI 课件的制作必须具有交互性，即利用多媒体课件良好的交互性，教学内容可以随时跳转、重复、相互链接。随着Wed技术的发展和校园网络建设的不断完善，教师可以在上课过程中随时通过互联网展示更为丰富的相关教学资源。

3.5网络化和智能化设计理念

随着计算机网络的普及和应用，网络化将是世界计算机发展的主流。因此，我们在设计与制作多媒体CAI课件时，应充分运用流媒体技术，构建一个体现学生为主体、教师为主导，让学生充分参与和自主学习的网络教学环境，提高学生自主学习的兴趣，发挥学生学习的主动性，正确引导学生的好奇求知心理，真正提高学生的创新精神和实践能力。

另外，CAI课件研究的目标是用计算机来部分代替教师复杂的脑力劳动，实现这个目标的关键在于提高CAI的智能化程度。在此形势下，ICAI应运而生了。ICAI系统即智能计算机辅助教学系统，也称为智能教学系统。它是将人工智能技术引入CAI系统中，赋予机器以人类高级智能的系统。目前，ICAI系统已经成为国际上计算机辅助教学研究的主要方向。

4 结束语

一个优秀的多媒体CAI课件应在教育心理学、认知心理学、影视心理学和建构主义学习理论等设计理念的指导下，设计出集声像动画、图文并茂于一体，有助于突出教学重点,突破教学难点，彻底改变学习者在学习中被单纯灌输知识的被动局面，为创新人才的培养构造了良好的教学环境。

参考文献：

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[4] 李伟清,刘爱国. CAI课件制作中亟待解决的问题及对策[J]. 教育与职业·理论版,2007(15).