如何使用多媒體CAI課件
如何使用多媒體CAI課件
【關鍵詞】
1.引言
傳統型別的課件或者由於投資成本大（如基於程式設計為主的整體式課件），或者由於升級更新困難（如基於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，基於Web的多媒體CAI課件應運而生了。
作為這種全新型別課件的平臺，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體有著統一的良好的GUI介面，能夠支援多種多媒體格式，可提供高度的互動性，與其他的應用程式有著方便良好的介面，特別是本身便以超聯接作為組織形式，因此其非常合適作為課件開發平臺。另一方面，用以開發、維護基於Web的軟體的工具大多可以免費獲得，基於Web的課件對執行的軟硬體平臺也沒有什麼很高的特殊要求，這使得基於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；由於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。另外在網路教學中，基於Web頁的課件可以以網頁為單位在網路中傳輸，具有較快的傳輸速度，在目前較低的頻寬下仍具有較好的應用前景。考慮到基於Web的多媒體CAI課件的以上優點，我們在對國家教育部重點專案“博物館類CAI課件建設”進行總體設計時選擇了它作為專案總體方案。但在專案建設過程中，我們發現由於目前Web技術發展的侷限性，使基於Web的課件方案也存在一些不足，主要是面臨網路頻寬、網路傳輸速度、平臺相容性等問題的困擾。因此，在開發過程中必須對課件頁面進行最佳化，以使之能夠在Web上很好的執行。另外，由於相對來說Web是一種全新的開發平臺，而Web技術發展又非常的快，所以課件中一些功能如導航、查詢等的技術實現便成為開發過程中突出的技術難點。為此，我們在專案開發過程中，特別在這些方面作了重點研究，並取得了一定的成果。
2.課件頁面最佳化的原則和方法
頁面最佳化問題雖然涉及到多方面，但其根本的立足點和目的是以下兩個：一個是加快頁面;另一個則是使頁面能象設計者所預先設想的那樣在使用者眼前顯示，在Web上這主要需要解決一個相容性的問題。下面就分別從這兩個目的出發，討論一下對頁面進行最佳化時所依據的原則和實現方法。
2.1加快頁面的最佳化
傳統上,在加快頁面方面所做的努力，僅僅侷限於減少多媒體元素的使用數量和降低使用質量,以取得較小的檔案大小，從而加快頁面檔案在網路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。所謂的頁面便可分成以下三部分：下載時間，渲染時間和可視性，好的設計者應透過頁面最佳化在三這者中找到一個平衡點，進而產生理想的下載，從使用者點選請求到頁面總體框面顯示僅一眨眼時間，在頁面完全渲染完前使用者便可以從中搜索自己需要的資訊。
2.1.1加快頁面下載的普遍原則
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態按鈕，用靜態影象取代GIF動畫，減少圖形化的花哨文字標題，這些措施至少可以讓頁面下載時間縮短一半。
2）用一切手段減少各種多媒體元素的大小。
3）優先使用相同的圖形或多媒體內容:預設的Netscape和IE都會在RAM或硬碟上設定快取來儲存最近用到的圖形和檔案，如果瀏覽器認識相同的檔名，則它會讀快取，從而大大提高效率。
4）提供低頻寬備用內容:如果你的檔案格式不被認識或瀏覽器關掉了圖形開關，這些備用內容就可派上用場了。
5）對不是所有人都有必要或想看到的大型多媒體檔案另置一頁，在原來的頁上僅提供一個按鈕或低解析度圖形，邊上註明所連結檔案的大小和預計下載時間。
2.1.2對圖形的最佳化處理
1）減少圖形檔案大小:減少檔案大小對加快有著突出的貢獻,可以透過以下一些方法來減小圖形檔案大小。·減小圖形面積---這可以透過剪下圖形或按比例收縮圖形來實現，要注意的是，按比例收縮後有可能在圖形上出現一些色斑。
·注意顏色安排---透過降低色彩深度，使每一象素有較少的位數可使檔案變小。而在一行內不要放入過多顏色將使檔案進一步壓縮，這對GIF檔案更加有效，因為GIF僅是顏色的列表，它為每一行設定一個顏色列表，因此,當沿水平方向改變顏色時，應儘量使用更多的相同顏色片段；基於相同的原因，當使用連續色調時，應儘量從頂部向底部延展，而不要在左右方向上延展。
·調整影象中的對比水平---大多數影象軟體都提供重潤色選項,如伽瑪(Gamma)較正和加亮(highlight)/中調(midtone)/陰影(shadow)來改變一個影象內的對比。縮減這些值，通常可以減少檔案尺寸。
·抑制抖動---抖動是指用現有調色盤中顏色值來接近調色盤中沒有的顏色，它傾向於增大GIF檔案的大小，透過選擇通用安全216色調色盤和用圖形程式裡選擇“NoDither”選項可消除抖動。
2）在HTML檔案中為圖形設定WIDTH和HEIGHT屬性:用WIDTH和HEIGHT屬性來放大和壓縮圖示面積並不能加快下載，但它可以使瀏覽器在下載圖片前便確定正確的頁佈局，先把文字和其他後繼內容顯示出來，是使用者在下載圖片的同時便可開始瀏覽。
3）隨同符號使用LOWSRC屬性:這個屬性允許我們指定另一個圖形檔案，它將首先下載，並在由SRC屬性指定的圖形檔案之前顯示出來，一般由它指定一個低解析度、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和漸進式JPEG：交錯式GIF和漸進式JPEG是對原來圖形標準的擴充套件。其中交錯式GIF向後相容而漸進式JPEG不能。當下載後在頁面上顯示時效果就如同它是從一套百頁窗後顯露出來一樣。儘管他們不能加快，但使用者的感覺卻是加快的。
2.1.3對錶格〈TABLE〉的最佳化處理
雖然用〈LAYER〉和在頁面佈局時可以做到精確定位，但那也許只是將來的理想方案。在目前，為了得到一個真正跨瀏覽器，跨平臺的設計方案，還得用表格進行局。
表格也許是目前網頁中用得最多的佈局元素，因此，對錶格的最佳化就顯得特別有價值，雖然這部分最佳化並不能減少下載時間，但由於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頁的渲染時間。在使用表格時應注意做到：
1)將一個單一的大表格拆成多個小表格：這將加快頁面顯示速度，尤其當頁面很長而用表格進行整體佈局時更是如此。
2)對〈TABLE〉、〈TD〉適當使用Width屬性：在這一點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，以避免瀏覽器的過濾作用對其進行兩次渲染。
3)千萬不要巢狀表格：這將使表格處理時間以倍速上升，如果一定要巢狀，至少應盡
使被巢狀表格保持簡單。
4)不要將太新的擴充套件多媒體元素放入表格：這將使瀏覽器迅速崩潰。
其他多媒體元素的最佳化處理
1)對動畫部分的最佳化：對Direct或Authorware動畫應儘量壓縮幀數，並使用shareware流式傳輸處理，對一般網頁上常見的GIF動畫，FLASH動畫或JavaScript動畫應儘量少用，因為他們一般除裝飾效果外很難有什麼其他作用卻會使頁面尺寸急劇增加。
2)對背景音樂的最佳化：優先選用midi格式，取樣僅需8位、11kHz即可。如果需要語音朗讀的話，儘可能使用男聲，這可以採用更低的設定。儘量將聲音做成可選設定，優先選用流式聲音傳輸格式。
3)對指令碼程式的最佳化：許多網頁製作者認為頁面中的JavaScript等指令碼語言不會使頁面變慢，然而大多數的指令碼語言都是解釋語言，而非編譯語言，這就意味著他們裝載後還需被分析，這也構成了頁面渲染時間的一部分，在使用指令碼語言時，應注意做到：
儘量將指令碼嵌入頁面中，而不使用SRC屬性，因為這將引起對伺服器的另一次請求，既加重了伺服器負荷，又延長了總的下載時間。
·如果用指令碼控制Plug-in或DHTML，儘量用一個內建的裝載和執行更快的函式來替代自己編寫的函式。
2．2對相容性的最佳化
在相容性問題上，既要考慮課件對各種作業系統和硬體平臺的相容性，更要考慮課件對各種瀏覽器的相容性。
2.2.1在平臺相容性上的最佳化
當課件在INTERNET上釋出時，你無法設想你的使用者會在怎樣配置的機器上使用怎樣的作業系統，好在Web本身的跨平臺特性已為我們很好地解決了這個問題，使我們免於多次開發，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使用者群時考慮許多細節，包括：顯示器的解析度和色深，對音訊和影片的支援情況，各種平臺上相同字型的差異，各種平臺上顯示調色盤之間的差別等等。
2.2.2在瀏覽器相容性上的最佳化
與由於瀏覽器不相容帶來的影響相比，由於平臺不相容對課件開發所帶來的影響幾乎可以忽略不計了，各大主流瀏覽器開發廠商或者由於商業上的考慮而故意製造不相容情況，如Netscape和IE；或者為了追蹤技術發展不得不造成新版本某些部分事實上不向後相容，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，如何消除瀏覽器相容性對課件開發的影響，才是課件開發者所真正要關心的問題。
在這次課件專案開發中，考慮到Netscape和IE加起來佔了瀏覽器使用總數的90%以上，而且均可以從網上免費得到，所以開發以IE4.0版為主，同時兼顧Netscape4.0以上版本；對某些重要的功能，如果兩者需用不相容技術實現，則分別開發兩個版本，由伺服器對使用者瀏覽器進行判別後分別下載。在指令碼語言方面，由於JavaScript是唯一大多數主流瀏覽器均支援的語言，所以成為唯一選擇。由於IE支援所有Netscape擴充套件標籤，所以標籤選用上優先考慮Netscape標籤。
3.課件中導航、查詢、測試功能的實現
3.1導航功能的實現
在本課件中導航功能採用以下幾種方案來實現。一種是每一頁底部均有的導航鈕，這個方案主要提供課件預定學習順序；一種是導航圖，它指出使用者現在正處於整個課件的什麼位置；一種是查詢方案，這個方案提供在整個站點內搜尋相關頁的功能；還有一種便是樹型目錄，它與教材目錄相同，可用於輔助檢索。樹型導航目錄為單獨的一頁，顯示在左邊的框內。一開始顯示各章標題，單擊章標題號後目錄展開，顯示這一章下面的節的標題，未展開的章標題及其前的'標記為藍色，展開後標記轉為紅色，再次點選已展開的章標題後目錄將恢復原樣。整個目錄還可擴充套件，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，樹型導航部分中每個標題點選後都將在右側框架中顯示對應頁的內容。
3.2查詢功能的實現
查詢功能其實可以用FrontPage98內建的SearchForm(檢索表單)元件下的ActiveElements來實現，其功能非常強大。但目前由於FrontPage未發行中文版，因此其對中文的查詢不能很好的支援。我們現在在課件中的查詢功能是用JavaScript實現的，它透過維護一個關鍵詞及包含頁面URL的對應詞典表來實現查詢，整個課件總頁面數將在一千頁左右，常用的關鍵詞有幾百個,在這種規模下這個查詢程式的工作仍將是有效的。
3.3測試功能的實現
雖然課程考試的題目需要有專門的試題庫系統自動生成，但每個單元后的練習題和單元測驗題卻可用網頁加指令碼的形式簡單實現，從而大大減輕伺服器和資料庫的負荷。試題以選擇題形式出現，選項多少不受限制。程式經過簡單改動還可提供填空題的形式。
4.對基於Web的多媒體CAI課件發展方向的一些探討
首先，從功能上說，根據學生學習課件後取得的效果，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題”型，“創造性的解決問題”型三種；而從目前課件開發情況看，以第一類居多，第二類較少，第三類幾乎還是空白。我們認為，在這方面應加強研究的力度，應加快發展的步伐。而這需要教育學家和計算機專家的共同努力，關鍵在於教學理論和認知模型的創新。
其次，從內容組織方式來說，目前課件基本都是透過超連結的方式組織起來的，學生可以根據自己的學習速度進行學習、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，當然是個較大的進步；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生的知識結構，學習型別和學習情況動態生成學習內容及組織結構。在動態組織這方面，目前我們能做到的還只是根據學生對每一小節後習題的完成情況動態增加一些預先準備好的補充頁，這對於因材施教是遠遠不夠的，這方面的改進還有待於在課件中提高智慧化程度來解決。
5．結束語
基於Web的多媒體CAI課件是未來多媒體課件的主要形式，也是將來發展網上教學的一個資源基礎。但目前已完成的優質實用課件還很少，對此類課件的開發模型，開發工具，開發技術等的研究也很少。我們認為，只有加緊對這類課件的研究開發，才有可能使網上教學早日進入實用領域。本文所提到的方法和技術都是我們在基於Web的多媒體CAI課件開發過程中實際所應用的，實踐證明是行之有效的。