如何使用多媒體CAI課件
【關(guān)鍵詞】
1.引言
傳統類(lèi)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(mǎn)足日益發(fā)展的需要。為了解決以上矛盾，伴隨著(zhù)Web的出現和Web技術(shù)的發(fā)展，基于Web的多媒體CAI課件應運而生了。
作為這種全新類(lèi)型課件的平臺，Web本身具有統一的協(xié)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(yōu)點(diǎn)。在其上開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件有著(zhù)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(zhù)方便良好的接口，特別是本身便以超聯(lián)接作為組織形式，因此其非常合適作為課件開(kāi)發(fā)平臺。另一方面，用以開(kāi)發(fā)、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(méi)有什么很高的特殊要求，這使得基于Web的CAI課件的開(kāi)發(fā)維護費用相對低廉；目前種種“所見(jiàn)即所得”的全圖形化的開(kāi)發(fā)和維護工具也使得對開(kāi)發(fā)維護人員的技術(shù)水平要求相對降低；由于各網(wǎng)頁(yè)之間相對獨立，因此可以十分容易的對課件進(jìn)行升級更新。另外在網(wǎng)絡(luò )教學(xué)中，基于Web頁(yè)的課件可以以網(wǎng)頁(yè)為單位在網(wǎng)絡(luò )中傳輸，具有較快的傳輸速度，在目前較低的帶寬下仍具有較好的應用前景�？紤]到基于Web的多媒體CAI課件的以上優(yōu)點(diǎn)，我們在對國家教育部重點(diǎn)項目“博物館類(lèi)CAI課件建設”進(jìn)行總體設計時(shí)選擇了它作為項目總體方案。但在項目建設過(guò)程中，我們發(fā)現由于目前Web技術(shù)發(fā)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(wǎng)絡(luò )帶寬、網(wǎng)絡(luò )傳輸速度、平臺兼容性等問(wèn)題的困擾。因此，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須對課件頁(yè)面進(jìn)行優(yōu)化，以使之能夠在Web上很好的運行。另外，由于相對來(lái)說(shuō)Web是一種全新的開(kāi)發(fā)平臺，而Web技術(shù)發(fā)展又非常的快，所以課件中一些功能如導航、查詢(xún)等的技術(shù)實(shí)現便成為開(kāi)發(fā)過(guò)程中突出的技術(shù)難點(diǎn)。為此，我們在項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別在這些方面作了重點(diǎn)研究，并取得了一定的成果。
2.課件頁(yè)面優(yōu)化的原則和方法
頁(yè)面優(yōu)化問(wèn)題雖然涉及到多方面，但其根本的立足點(diǎn)和目的是以下兩個(gè)：一個(gè)是加快頁(yè)面;另一個(gè)則是使頁(yè)面能象設計者所預先設想的那樣在用戶(hù)眼前顯示，在Web上這主要需要解決一個(gè)兼容性的問(wèn)題。下面就分別從這兩個(gè)目的出發(fā)，討論一下對頁(yè)面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)所依據的原則和實(shí)現方法。
2.1加快頁(yè)面的優(yōu)化
傳統上,在加快頁(yè)面方面所做的努力，僅僅局限于減少多媒體元素的使用數量和降低使用質(zhì)量,以取得較小的文件大小，從而加快頁(yè)面文件在網(wǎng)絡(luò )上的傳輸速度以達到加快的目的.我們認為，僅依靠這方面的努力是遠遠不夠的。所謂的頁(yè)面便可分成以下三部分：下載時(shí)間，渲染時(shí)間和可視性，好的設計者應通過(guò)頁(yè)面優(yōu)化在三這者中找到一個(gè)平衡點(diǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生理想的下載，從用戶(hù)點(diǎn)擊請求到頁(yè)面總體框面顯示僅一眨眼時(shí)間，在頁(yè)面完全渲染完前用戶(hù)便可以從中搜索自己需要的信息。
2.1.1加快頁(yè)面下載的普遍原則
1）去除不必要的多媒體效果和內容:可以用普通按鈕取代圖形動(dòng)態(tài)按鈕，用靜態(tài)圖像取代GIF動(dòng)畫(huà)，減少圖形化的花哨文字標題，這些措施至少可以讓頁(yè)面下載時(shí)間縮短一半。
2）用一切手段減少各種多媒體元素的大小。
3）優(yōu)先使用相同的圖形或多媒體內容:缺省的Netscape和IE都會(huì )在RAM或硬盤(pán)上設置緩存來(lái)保存最近用到的圖形和文件，如果瀏覽器認識相同的文件名，則它會(huì )讀緩存，從而大大提高效率。
4）提供低帶寬備用內容:如果你的文件格式不被認識或瀏覽器關(guān)掉了圖形開(kāi)關(guān)，這些備用內容就可派上用場(chǎng)了。
5）對不是所有人都有必要或想看到的大型多媒體文件另置一頁(yè)，在原來(lái)的頁(yè)上僅提供一個(gè)按鈕或低分辨率圖形，邊上注明所鏈接文件的大小和預計下載時(shí)間。
2.1.2對圖形的優(yōu)化處理
1）減少圖形文件大小:減少文件大小對加快有著(zhù)突出的貢獻,可以通過(guò)以下一些方法來(lái)減小圖形文件大小�！p小圖形面積---這可以通過(guò)剪切圖形或按比例收縮圖形來(lái)實(shí)現，要注意的是，按比例收縮后有可能在圖形上出現一些色斑。
·注意顏色安排---通過(guò)降低色彩深度，使每一象素有較少的位數可使文件變小。而在一行內不要放入過(guò)多顏色將使文件進(jìn)一步壓縮，這對GIF文件更加有效，因為GIF僅是顏色的列表，它為每一行設置一個(gè)顏色列表，因此,當沿水平方向改變顏色時(shí)，應盡量使用更多的相同顏色片段；基于相同的原因，當使用連續色調時(shí)，應盡量從頂部向底部延展，而不要在左右方向上延展。
·調整圖像中的對比水平---大多數圖像軟件都提供重潤色選項,如伽瑪(Gamma)較正和加亮(highlight)/中調(midtone)/陰影(shadow)來(lái)改變一個(gè)圖像內的對比�？s減這些值，通�？梢詼p少文件尺寸。
·抑制抖動(dòng)---抖動(dòng)是指用現有調色板中顏色值來(lái)接近調色板中沒(méi)有的顏色，它傾向于增大GIF文件的大小，通過(guò)選擇通用安全216色調色板和用圖形程序里選擇“NoDither”選項可消除抖動(dòng)。
2）在HTML文件中為圖形設置WIDTH和HEIGHT屬性:用WIDTH和HEIGHT屬性來(lái)放大和壓縮圖示面積并不能加快下載，但它可以使瀏覽器在下載圖片前便確定正確的頁(yè)布局，先把文字和其他后繼內容顯示出來(lái)，是用戶(hù)在下載圖片的同時(shí)便可開(kāi)始瀏覽。
3）隨同符號使用LOWSRC屬性:這個(gè)屬性允許我們指定另一個(gè)圖形文件，它將首先下載，并在由SRC屬性指定的圖形文件之前顯示出來(lái)，一般由它指定一個(gè)低分辨率、低色度的與SRC圖形相同大小的圖形，這樣下載將變快。
4）使用交錯式GIF和漸進(jìn)式JPEG：交錯式GIF和漸進(jìn)式JPEG是對原來(lái)圖形標準的擴展。其中交錯式GIF向后兼容而漸進(jìn)式JPEG不能。當下載后在頁(yè)面上顯示時(shí)效果就如同它是從一套百頁(yè)窗后顯露出來(lái)一樣。盡管他們不能加快，但用戶(hù)的感覺(jué)卻是加快的。
2.1.3對表格〈TABLE〉的優(yōu)化處理
雖然用〈LAYER〉和在頁(yè)面布局時(shí)可以做到精確定位，但那也許只是將來(lái)的理想方案。在目前，為了得到一個(gè)真正跨瀏覽器，跨平臺的設計方案，還得用表格進(jìn)行局。
表格也許是目前網(wǎng)頁(yè)中用得最多的布局元素，因此，對表格的優(yōu)化就顯得特別有價(jià)值，雖然這部分優(yōu)化并不能減少下載時(shí)間，但由于瀏覽器需要在填充表格內容前完全理解表格的結構，所以適當的表格運用將大大縮短網(wǎng)頁(yè)的渲染時(shí)間。在使用表格時(shí)應注意做到：
1)將一個(gè)單一的大表格拆成多個(gè)小表格：這將加快頁(yè)面顯示速度，尤其當頁(yè)面很長(cháng)而用表格進(jìn)行整體布局時(shí)更是如此。
2)對〈TABLE〉、〈TD〉適當使用Width屬性：在這一點(diǎn)上應注意單元格內的內容的寬度，你定義的單元格寬度至少應與內容寬度一致，以避免瀏覽器的過(guò)濾作用對其進(jìn)行兩次渲染。
3)千萬(wàn)不要嵌套表格：這將使表格處理時(shí)間以倍速上升，如果一定要嵌套，至少應盡
使被嵌套表格保持簡(jiǎn)單。
4)不要將太新的擴展多媒體元素放入表格：這將使瀏覽器迅速崩潰。
其他多媒體元素的優(yōu)化處理
1)對動(dòng)畫(huà)部分的優(yōu)化：對Direct或Authorware動(dòng)畫(huà)應盡量壓縮幀數，并使用shareware流式傳輸處理，對一般網(wǎng)頁(yè)上常見(jiàn)的GIF動(dòng)畫(huà)，FLASH動(dòng)畫(huà)或JavaScript動(dòng)畫(huà)應盡量少用，因為他們一般除裝飾效果外很難有什么其他作用卻會(huì )使頁(yè)面尺寸急劇增加。
2)對背景音樂(lè )的優(yōu)化：優(yōu)先選用midi格式，采樣僅需8位、11kHz即可。如果需要語(yǔ)音朗讀的話(huà)，盡可能使用男聲，這可以采用更低的設置。盡量將聲音做成可選設置，優(yōu)先選用流式聲音傳輸格式。
3)對腳本程序的優(yōu)化：許多網(wǎng)頁(yè)制作者認為頁(yè)面中的JavaScript等腳本語(yǔ)言不會(huì )使頁(yè)面變慢，然而大多數的腳本語(yǔ)言都是解釋語(yǔ)言，而非編譯語(yǔ)言，這就意味著(zhù)他們裝載后還需被分析，這也構成了頁(yè)面渲染時(shí)間的一部分，在使用腳本語(yǔ)言時(shí)，應注意做到：
盡量將腳本嵌入頁(yè)面中，而不使用SRC屬性，因為這將引起對服務(wù)器的另一次請求，既加重了服務(wù)器負荷，又延長(cháng)了總的下載時(shí)間。
·如果用腳本控制Plug-in或DHTML，盡量用一個(gè)內置的裝載和運行更快的函數來(lái)替代自己編寫(xiě)的函數。
2．2對兼容性的優(yōu)化
在兼容性問(wèn)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。
2.2.1在平臺兼容性上的優(yōu)化
當課件在INTERNET上發(fā)布時(shí)，你無(wú)法設想你的用戶(hù)會(huì )在怎樣配置的機器上使用怎樣的操作系統，好在Web本身的跨平臺特性已為我們很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，使我們免于多次開(kāi)發(fā)，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(hù)群時(shí)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等。
2.2.2在瀏覽器兼容性上的優(yōu)化
與由于瀏覽器不兼容帶來(lái)的影響相比，由于平臺不兼容對課件開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的影響幾乎可以忽略不計了，各大主流瀏覽器開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商或者由于商業(yè)上的考慮而故意制造不兼容情況，如Netscape和IE；或者為了追蹤技術(shù)發(fā)展不得不造成新版本某些部分事實(shí)上不向后兼容，如NetscapeCommunicator4.5與以前版本對JavaScript的處理；再加上其他難以計數的各種非主流瀏覽器，如何消除瀏覽器兼容性對課件開(kāi)發(fā)的影響，才是課件開(kāi)發(fā)者所真正要關(guān)心的問(wèn)題。
在這次課件項目開(kāi)發(fā)中，考慮到Netscape和IE加起來(lái)占了瀏覽器使用總數的90%以上，而且均可以從網(wǎng)上免費得到，所以開(kāi)發(fā)以IE4.0版為主，同時(shí)兼顧Netscape4.0以上版本；對某些重要的功能，如果兩者需用不兼容技術(shù)實(shí)現，則分別開(kāi)發(fā)兩個(gè)版本，由服務(wù)器對用戶(hù)瀏覽器進(jìn)行判別后分別下載。在腳本語(yǔ)言方面，由于JavaScript是唯一大多數主流瀏覽器均支持的語(yǔ)言，所以成為唯一選擇。由于IE支持所有Netscape擴展標簽，所以標簽選用上優(yōu)先考慮Netscape標簽。
3.課件中導航、查詢(xún)、測試功能的實(shí)現
3.1導航功能的實(shí)現
在本課件中導航功能采用以下幾種方案來(lái)實(shí)現。一種是每一頁(yè)底部均有的導航鈕，這個(gè)方案主要提供課件預定學(xué)習順序；一種是導航圖，它指出用戶(hù)現在正處于整個(gè)課件的什么位置；一種是查詢(xún)方案，這個(gè)方案提供在整個(gè)站點(diǎn)內搜索相關(guān)頁(yè)的功能；還有一種便是樹(shù)型目錄，它與教材目錄相同，可用于輔助檢索。樹(shù)型導航目錄為單獨的一頁(yè)，顯示在左邊的框內。一開(kāi)始顯示各章標題，單擊章標題號后目錄展開(kāi)，顯示這一章下面的節的標題，未展開(kāi)的章標題及其前的'標記為藍色，展開(kāi)后標記轉為紅色，再次點(diǎn)擊已展開(kāi)的章標題后目錄將恢復原樣。整個(gè)目錄還可擴展，在節標題目錄下加入第三層，用以顯示每一節下的各小節標題內容，樹(shù)型導航部分中每個(gè)標題點(diǎn)擊后都將在右側框架中顯示對應頁(yè)的內容。
3.2查詢(xún)功能的實(shí)現
查詢(xún)功能其實(shí)可以用FrontPage98內置的SearchForm(檢索表單)組件下的ActiveElements來(lái)實(shí)現，其功能非常強大。但目前由于FrontPage未發(fā)行中文版，因此其對中文的查詢(xún)不能很好的支持。我們現在在課件中的查詢(xún)功能是用JavaScript實(shí)現的，它通過(guò)維護一個(gè)關(guān)鍵詞及包含頁(yè)面URL的對應詞典表來(lái)實(shí)現查詢(xún)，整個(gè)課件總頁(yè)面數將在一千頁(yè)左右，常用的關(guān)鍵詞有幾百個(gè),在這種規模下這個(gè)查詢(xún)程序的工作仍將是有效的。
3.3測試功能的實(shí)現
雖然課程考試的題目需要有專(zhuān)門(mén)的試題庫系統自動(dòng)生成，但每個(gè)單元后的練習題和單元測驗題卻可用網(wǎng)頁(yè)加腳本的形式簡(jiǎn)單實(shí)現，從而大大減輕服務(wù)器和數據庫的負荷。試題以選擇題形式出現，選項多少不受限制。程序經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改動(dòng)還可提供填空題的形式。
4.對基于Web的多媒體CAI課件發(fā)展方向的一些探討
首先，從功能上說(shuō)，根據學(xué)生學(xué)習課件后取得的效果，可把課件分為“知識和技能的獲取”型，“應用知識分析和解決問(wèn)題”型，“創(chuàng )造性的解決問(wèn)題”型三種；而從目前課件開(kāi)發(fā)情況看，以第一類(lèi)居多，第二類(lèi)較少，第三類(lèi)幾乎還是空白。我們認為，在這方面應加強研究的力度，應加快發(fā)展的步伐。而這需要教育學(xué)家和計算機專(zhuān)家的共同努力，關(guān)鍵在于教學(xué)理論和認知模型的創(chuàng )新。
其次，從內容組織方式來(lái)說(shuō)，目前課件基本都是通過(guò)超鏈接的方式組織起來(lái)的，學(xué)生可以根據自己的學(xué)習速度進(jìn)行學(xué)習、交叉索引也比較方便，這與以前固定速度的教師傳授或單一方向的印刷課本相比，當然是個(gè)較大的進(jìn)步；但課件各部分的內容及組織結構仍是預先固定好的，彈性較小。我們認為，理想的課件應能夠根據學(xué)生的知識結構，學(xué)習類(lèi)型和學(xué)習情況動(dòng)態(tài)生成學(xué)習內容及組織結構。在動(dòng)態(tài)組織這方面，目前我們能做到的還只是根據學(xué)生對每一小節后習題的完成情況動(dòng)態(tài)增加一些預先準備好的補充頁(yè)，這對于因材施教是遠遠不夠的，這方面的改進(jìn)還有待于在課件中提高智能化程度來(lái)解決。
5．結束語(yǔ)
基于Web的多媒體CAI課件是未來(lái)多媒體課件的主要形式，也是將來(lái)發(fā)展網(wǎng)上教學(xué)的一個(gè)資源基礎。但目前已完成的優(yōu)質(zhì)實(shí)用課件還很少，對此類(lèi)課件的開(kāi)發(fā)模型，開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)技術(shù)等的研究也很少。我們認為，只有加緊對這類(lèi)課件的研究開(kāi)發(fā)，才有可能使網(wǎng)上教學(xué)早日進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域。本文所提到的方法和技術(shù)都是我們在基于Web的多媒體CAI課件開(kāi)發(fā)過(guò)程中實(shí)際所應用的，實(shí)踐證明是行之有效的。
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