摘要：在课堂教学中，利用Flash技术将难以展示的抽象思维过程逼真地表现出来，对激发学生学习兴趣、促进学生认知过程具有重要意义。在《C语言程序设计》课程中，以多媒体学习理论为指导，以教学设计为中心，开发一个用于课堂教学的多媒体教学演示课件，通过Flash动画等方式模拟程序代码抽象的执行过程，旨在提高课堂教学质量和学习效率。

关键词：多媒体学习理论；多媒体课件；Flash技术

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2013)21-4940-04

目前，多媒体教学作为一种现代化的教学手段，正逐步走进学校课堂教学，已经越来越多地为广大教师所采用，在教学活动中发挥着越来越重要的作用。多媒体教学具有直观性、立体感强、信息量大、形象生动的特点，改变了传统的教学模式，能有效地激发学生的学习兴趣和学生主体作用的发挥。

本文将以多媒体学习理论为指导，以《C语言程序设计》课程为例开发一个教学演示课件并应用于课堂教学，旨在通过多媒体技术的应用突破教学难点，结合传统教学的优势，提高教学质量和学习效率。

1 多媒体学习理论

1.1 理查德·E.迈耶的多媒体学习理论

美国当代著名教育心理学家、认知心理学家与实验心理学家理查德·E.迈耶认为，多媒体学习研究必须基于人类学习的研究，“按照人的心理工作方式设计的多媒体教学信息比没有按照人的心理工作方式设计的多媒体教学信息更有可能产生有意义的学习”。因此，迈耶在研究中一直致力于建构一个描述学习者如何从多媒体中学习的可检验的认知学习理论作为指导多媒体设计的学习理论基石。

1.2多媒体教学信息设计主要原则

基于人类信息加工系统本身的特性，迈耶在《多媒体学习》一书中提出了多媒体教学信息的设计原则，其主要设计原则如下：

1.2.1空间临近原则

空间临近原则是指屏幕或书页上对应的文字和画面在空间上临近呈现比隔开呈现时能使学习者学得更好。“根据多媒体学习认知理论，当对应的文本和画面在空间上临近呈现时最有利于学习者将两种呈现形式的信息同时纳入到工作记忆中进行加工，进而有利于整合心理模型的建立”。

1.2.2 相关性原则

相关性原则是指多媒体教学信息中的无关材料被删除而不是被包含时学习者学得更好。无关材料是指多媒体教学信息中那些与达成教学目标无关的文本和画面，根据多媒体学习认知理论，学习者的两个信息加工通道的认知容量都是非常有限的。因此，保证学习者有足够的认知容量去对必要材料进行认知加工就显得尤为重要，而多媒体教学信息中的无关材料不但会争夺学习者有限的认知容量，还可能会干扰学习者对必要材料的认知加工。

1.2.3 片段化呈现原则

“片段化呈现原则是指当多媒体呈现按照学习者的学习进度分片段呈现时要比以连续单元的形式呈现能使学习者学得更好”。片段化呈现原则针对的是必要学习材料本身的复杂性所造成的认知超载。在多媒体学习过程中，必要认知加工的多少取决于学习内容本身的复杂程度。当学习材料本身很复杂时，即使删除了全部的无关学习材料，学习者理解必要学习材料所需要的认知加工本身就可能会造成学习者的认知负荷超载。

2 多媒体教学信息设计相关技术

2.1 动画模拟技术

动画模拟技术是计算机图形学的重要内容，它在多媒体教学中的应用日趋广泛。在抽象思维较强的学科教学中，有时很难用语言表达其思维过程。例如，在计算机语言程序设计课程中，如何将代码的执行过程以直观的形式表示出来是很重要的问题。除了用流程图的形式外，动画模拟则以其生动、形象、直观的效果越来越受到人们的重视。经研究，动画模拟技术可以用来模拟程序代码的执行过程，对辅助抽象的逻辑思维教学起到一定的作用。

动画模拟技术的应用不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体，而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生的帮助者和促进者，它可在很大程度上激发学生的高水平思维活动，让学生通过反省性的、高水平的思维活动来构建深层的、灵活的知识体系。

2.2 人机交互技术

人机交互技术是指通过计算机输入和输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示等，人通过输入设备向机器输入数据、回答问题等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一，它对计算机的发展产生了重大影响，并且影响着人们的学习和生活方式。采用人机交互的教学模式，有利于学生进行信息加工并培养他们的综合能力，有利于对学生进行个性化发展和合作精神的培养。

2.3 界面构建技术

在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人-机界面。人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现人-机信息传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过脑的加工、决策，然后做出反映，实现人-机的信息传递。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性，它是计算机科学和认知心理学两大科学相结合的产物，同时也吸收了语言学、人机工程学和社会学等科学的研究成果。

3 《C语言程序设计》多媒体教学演示课件的开发

3.1 主界面的实现

3.1.1构图创意

教学演示课件的主界面是链接到各个模块的中转界面，功能并不复杂。因此，主界面的设计应当尽量简洁，突出主体。

主界面主要分为上、中、下三部分，上部以较大字体显示系统名称，从而起到突出作用，下部为本演示系统的版权信息，中部为本页面的主体部分，主体部分由四个方形按钮组成，每个按钮上配有小动画并且均添加有鼠标经过效果，且按钮跟随鼠标运动却不会遮挡其它按钮，当鼠标离开时，按钮回到原来位置。整个界面动静结合，按钮具有一定动感却不乏整齐，如图1所示。

3.1.2 色彩搭配

主界面的上部为系统名称部分，采用灰色调作为背景色，名称部分采用白色加阴影浮于背景之上，使得系统名称突出，起到强调作用。版权信息部分依然为白字浮于灰色背景之上，使版权信息清晰可见。主体部分背景更深，而四个按钮选取蓝、红、黄、绿四个较为鲜艳抢眼的颜色，更起到突出作用。强烈的色彩对比使主界面主体突出，信息清晰可见。

3.1.3 页面导航

在页面导航的设计方面，点击所要进入的模块，相应模块内容展开，与原按钮在背景色彩上保持一致性，同时其它模块处于“待命”状态，模块与模块之间的转换操作更加便捷；同时克服了以往下拉菜单中鼠标滑过消失带来的操作不便；目录导航中加有鼠标滚动效果，如果所要呈现的内容超过了显示区域的大小，则可以通过鼠标来进行滚动选择，节省了该项在屏幕上的显示面积。如图2所示。

3.2 “递归算法”实现示例

3.2.1 用文字表达算法思想

本页面主要为静态页面，交代所要讲述的具体算法内容和解题思路，右下角部分呈现本页面的导航信息，即该页面所处位置。如图3所示。

整个内容呈现界面简洁，没有冗余的按钮、图片；从内容呈现方面，算法思想语言表达简洁，对累加算法的定义、思想做了概括整理，减少了无关材料，防止了无关材料争夺学习者有限的认知容量，较好地应用了多媒体教学信息设计的“相关性原则”，如图3所示。

3.2.2 用动画模拟算法过程

根据多媒体学习认知理论，当对应的媒体在空间上临近呈现时最有利于学习者将多种呈现形式的信息同时纳入到工作记忆中进行加工，进而有利于整合心理模型的建立。本部分将页面主体部分分为四个功能区，左上部分为语句运行区，指示正在运行的语句；左下角为注释区，对所运行的语句进行注释，是对正在运行语句的解释；右上角为运行效果区，表示正在执行语句不可见的运行过程；右下角为该程序的运行结果区，模拟程序执行加过；四个部分根据语句运行的过程，同时呈现。

动画模拟算法过程遵照多媒体教学信息设计的“片段化呈现原则”，例如：递归算法的实现部分，算法实现的讲解遵循学生理解算法的思维过程，分步骤片段化呈现，教师可根据学生对于片段的理解程度控制讲解速度，在整个画面中的设计中减轻了学习者的认知负荷。如图4所示。

4 课件应用效果分析

4.1 课件应用过程

4.1.1 课件测试

在演示课件的实际制作中，为了减少主动画的运算量，将演示系统分割成一系列模块分别进行设计制作，最后通过主动画进行调用。课件测试的目的主要是检测程序是否可以顺利运行，内部连接是否正确，各种声音、动画是否可以正常播放等等。另外，课件设计者还测试了演示系统在计算机屏幕上的运行效果，保证其在大屏幕状态下运行状态良好，在多媒体网络教室提供的物理环境下运行流畅。

4.1.2 设计调查问卷

调查问卷的设计主要针对该演示系统能否提高学生学习积极性，与传统教学方式相比课堂学习效果是否提高，演示系统设计是否具有良好的可视性、艺术性，从学生的视角对教学演示系统的设计提出可行性建议等四个方面对演示系统的受众进行问卷调查，以便改进系统功能，优化演示系统。

4.1.3 进行实际调查

本次调查是在天津师范大学教育技术专业2012级学生中进行，共计有效问卷58人次。本演示课件在他们的《C语言程序设计》课堂教学中已应用将近一个学期，其应用效果通过问卷调查得到了原始统计数据。实际调查过程中，为保证问卷样本的真实性和可靠性，利用了网络调查问卷系统进行原始数据的搜集和结果统计，提高了调查的可信度。

4.2 应用效果分析

4.2.1 课件优点

经过对调查数据分析，本教学演示课件具有以下优点：操作界面设计形式新颖、导航便捷；演示系统互动性强，充分调动了学生的学习的兴趣；演示系统辅助教学效果良好，从一定程度上提高了课堂教学质量；教学设计遵循教学目标和学生认知心理规律，使学生课堂学习注意力集中程度增强，提高了学生探求知识的欲望和学习的主动性，提高了学习效率。

4.2.2 课件不足

在该演示课件实际应用过程中，发现存在以下不足：系统背景色彩不够柔和，视觉上具有一定的刺激性；系统对物理环境的要求较高，课堂互动模块必须在多媒体网络教室中使用，推广上具有一定困难；产品未进行集成，携带不方便。

4.2.3 课件改进方向

在今后对演示课件的优化过程中，应当进一步提高演示课件的可用性，充分调动学生的学习积极性。加强师生之间、人机之间的互动，学习内容更加直观、生动、形象、易学，同时应使学生在课堂上的实践操作与教师的教学过程进一步融合，最大限度地提高教学质量和学习效率。

参考文献：

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