1.3　多媒體CAI課件的結構特性

1.3.1　多媒體CAI課件及其信息表達元素

1.課件與多媒體CAI課件

（1）課件

課件譯自英文Courseware，其本意是課程軟件。也就是說，課件中必須包含具體學科的教學內容。毫無疑問，課件在概念上屬于教學軟件，課件中的教學內容屬于軟件的數據部分。因此，按照教學軟件分類方法，課件應屬于內容特定的計算機教學軟件。有些內容相關的軟件產品，如電子百科和某些教學游戲，嚴格說來不是課件，但無疑應屬于教學軟件。

目前，在計算機輔助教學中，內容相關的教學軟件使用越來越廣泛。鑒于課件一詞在概念上的局限性，有些CAI專家建議用“電子學習材料”（Electronic Learning Materials，ELM）代替“課件”，泛指內容特定的教學軟件和內容相關的教學軟件。但從教學的角度來看，二者在內容、結構和使用上還是有很大差別的，應該有明確的概念區別。為此，一般稱內容特定的教學軟件為課件，稱內容相關的教學軟件為學習資源，稱各類內容無關的學習支持軟件為學習工具。也就是說，課件是針對具體學科的教學內容而開發設計的教學軟件。

（2）多媒體CAI課件

多媒體CAI課件是一種根據教學大綱的要求，經過確定教學目標、教學內容和任務分析、教學活動結構及界面設計，以計算機處理和控制的多種媒體的表現方式和超文本結構制作的課程軟件，是可以用來存儲、傳遞和處理教學信息，能讓學習者進行交互操作，并對學習者的學習做出評價的現代教學媒體。

從以上定義可以看出，多媒體課件不同于一般的多媒體計算機軟件，它是一種表現特定的教學內容，適合于某類教學對象，專門用于輔助某一學科教學的教學媒體，所以人們習慣上稱它為多媒體教材。它突出的一點是強調了教育性，所以在開發多媒體教材時應注意教育性的體現。

由于多媒體教材的教育性特征，對多媒體CAI課件提出以下基本要求：

①正確表達教學內容：在多媒體CAI課件中，教學內容是用多媒體信息來表達的。各種媒體信息都必須是為了表現某一個知識點的內容，為達到某一層次的教學目標而設計、選擇的。各個知識點之間應建立一定的關系和聯系，以形成具有學科特色的知識結構體系。

②反映教學過程和教學策略：在多媒體CAI課件中，通過對多種媒體信息的選擇與組織、系統結構、教學程序、學習導航、問題設置、診斷評價等方式來反映教學過程和教學策略。一般在多媒體CAI課件中，大都包含有知識講解、舉例說明、媒體演示、提問診斷、反饋評價等基本部分。

③具有友好的人機交互界面：交互界面是學習者和計算機進行信息交換的通道，學習者就是通過交互界面進行人-機交互的。多媒體CAI課件中的交互界面多種多樣，最主要的有菜單、圖標、按鈕、窗口、熱鍵等。

④具有診斷評價、反饋強化功能：由于多媒體計算機具有判斷、識別和思維的能力，所以，利用多媒體計算機這些特點，在多媒體CAI課件中通常要設置一些問題作為形成性練習，供學習者思考和練習。這樣可以及時了解學習者的學習情況，并做出相應的評價，使學習者加深對所學知識的理解。

多媒體CAI課件的容量可大可小，一個大的多媒體CAI課件可實現一門完整課程的教學，可運行幾十課時；小的課件只運行幾分鐘，用于輔助課堂教學。

2.多媒體CAI課件的信息表達元素

多媒體CAI課件是一種用于教學的計算機軟件系統，它是由多媒體的要素組成的。從教學信息構成的角度來看，多媒體CAI課件的信息表達元素主要有如下幾類：

（1）文本

文本是指以文字和各種專用符號表達的信息形式。人類使用文字來傳情達意、記錄文明已經有六千多年了。在各種現代文化中，閱讀和寫作的能力都被看作普及性的技能，被看作通向知識的必經之路。在眾多教學媒體中，文字也一直被認為是最基本、最重要的成分。比如印刷的教科書，從整個教育領域來看，迄今為止仍占據著核心教材的地位。在多媒體CAI課件中，文本依然承擔著對教學內容進行表意、說明、概括等作用，但與其教學媒體相比，多媒體CAI課件中的文本有了新的表現方式和地位，它可以隨課件設計和使用者的安排或控制呈現出非線性的狀態，也就是說文本在課件中扮演著實現課件內容變換、跳轉的角色。這是其他教學媒體中文字符號所做不到的。

由于以文本表達信息不是多媒體計算機的特色，因此，在多媒體CAI課件中對文本的設計與制作要有別于文字教材，不能像教科書那樣長篇大論，要做到簡潔、準確、要為其他媒體符號留下表現的空間。概括起來主要考慮的是文本的字體（指字的不同表現風格，比如漢字的宋體、楷體及黑體等）、字樣（指字的特殊效果，比如粗體、斜體及輪廓體等）、字形（指字的尺寸大小）及視覺效果（指字的顏色及藝術表現形式等）。

（2）靜圖

靜圖即靜態的圖像，是多媒體CAI課件中最重要的教學信息表達元素，也是決定多媒體CAI課件視覺效果的關鍵因素。根據計算機內表達與生成的方法不同，多媒體CAI課件中的靜圖元素可分成兩類：圖形和圖像。

圖形指的是矢量圖形（Graphic），它是指以數學方法表示的，通過一組指令集來描述的。這些指令描述構成一幅圖形的所有直線、圓、圓弧、矩形、曲線等幾何元素的位置、維數、色彩、大小和形狀。顯示時需要專門的軟件讀取這些指令，并將其轉變為所顯示的形狀和顏色。矢量圖形主要用于線型的圖畫、美術字、統計圖和工程制圖等。它占據存儲空間較小，但不適于表現復雜的圖畫。

圖像通常是指位圖，即點位圖像（Image）。它是由描述圖像中各個像素點的強度與顏色的數位集合組成的，即把一幅彩色圖像分解成許多的像素，每個像素用若干個二進制位來指定該像素的顏色、亮度和屬性。位圖適合表現比較細致、層次和色彩比較豐富、包含大量細節的圖像，如照片和圖畫等。位圖的特點是顯示速度快，但占用的存儲空間較大。

在多媒體CAI課件中，靜圖可以說是一個主要元素。課件的界面大都由畫面或圖形構成。因此，對課件界面的藝術設計、圖文安排等備受教育工作者重視。由于靜圖與文字相比不具備對事物本質規律的描述和概括的功能，所以必須輔之以文字的說明和解釋。同時，與活動圖像相比，靜圖也有不及之處，據此，在多媒體CAI課件設計與制作時，要注意靜圖的優化選擇。

（3）動畫

動畫是指連續運動變化的圖形、圖像、活頁、連環圖畫等，也包括畫面的縮放、旋轉、切換、淡入/淡出等特殊效果。動畫成分使用得當可以增強多媒體節目的視覺效果，起到強調主題、增加情趣的作用。

多媒體CAI課件中的動畫制作在結合傳統的動畫制作工藝的基礎上，采用計算機圖形學的新成果，改變了動畫制作的傳統觀念。計算機動畫的制作，只需設定任意多個關鍵點上的特性（如顏色、質感、位置、角度和鏡頭焦距等）及間隔時間，計算機即可自動運算完成具有各種特性的變化過程，填補每個關鍵幀之間的中間幀，生成連續的動畫。這就使得動畫的制作不但省時、省力、更加生動，而且可以實現逼真的三維動畫。

在多媒體CAI課件設計中，動畫能夠引起學習者的注意力。教學內容用動畫體現對幼兒及青少年有特別的吸引力，適宜于低年級學習者的認知水平。對于高年級以上學科中一些不易表現的教學內容，通過動畫做模擬演示，則有利于揭示復雜的本質和發展規律，優化教學過程。

（4）音頻

音頻在多媒體CAI課件中主要是指聲音。聲音元素是多媒體課件中最容易被人感知到的成分。對聲音元素的運用水平往往被作為評價多媒體CAI課件是否具有專業水準的重要依據。

通常計算機內表達和處理聲音的方式有以下3種：

①波形聲音（Waveform Audio）：聲音是由振動的聲波組成的，其中包含振幅與頻率。振幅決定聲音的強度，頻率則是每秒聲波振動的次數，它決定音高。

波形聲音就是經過A/D（模擬/數字）轉換，以數值的方式來表示聲波的音高、音長等基本參數，通過聲卡來錄制與播出聲音。波形聲音文件的數據一般不經壓縮處理，因此占據的存儲空間較大。可以通過專用的音頻編輯軟件對波形聲音進行精細的加工和編輯。

②MIDI音頻（MIDI Audio）：MIDI（Musical Instrument Digital Interface，樂器數字接口）是多媒體計算機支持的另一種聲音產生方式，可以產生長時間播放的音樂。MIDI音頻文件是一系列音樂動作的記錄，如按下鋼琴鍵、踩下踏板、控制滑動器等。MIDI文件就像樂譜一樣，它以某一種樂器的發聲為其數據記錄的基礎，因而重放時也必須要有相應的設備與之對應，否則聲音效果就會大打折扣。

③數字化音頻（CD Audio）：數字化的聲音也就是經過數字采樣得到的聲音，每隔1/n秒對聲音進行一次采樣并且用位和字節的數字形式存儲。它是激光唱盤的聲音標準，比波形聲音的質量高得多。數字化音頻幾乎是對聲音的實際表達，它以成千上萬個樣本數據代表聲音的瞬時振幅和音量。其效果具有與播出設備無關的一致性，所以每次重放時都有可能產生最高的音頻質量。它適用于任何一種聲音，包括人的口語在內，所以大多數多媒體CAI課件都采用數字化音頻。它的缺點是：難以控制樂譜的全部細節；存儲文件較大；處理器的運算開銷大。

多媒體CAI課件中的聲音則包括高保真的音樂、語音（如解說）、各種效果聲和背景聲等。其中，解說常用于說明事物和現象，并進行概括和總結，對學習者給予指導、引導或啟發，補充圖像或文本的不足等；音樂則用于烘托特定的內容情節，對學習的節奏和氛圍給予一定程度的調節，但要根據教學進行恰當的選擇，否則會產生負效果；背景聲和效果聲主要用于豐富教學內容所涉及的事物和現象，增強內容的表現力，在教學過程中既讓學習者觀其形，又聞其聲。

（5）活動視頻

活動的視頻圖像（Motion Video）能將學習者帶入真實的世界當中。在多媒體CAI課件中加入活動視頻成分，便可以更有效地表達出應用程序的教學內容及所要表現的主題，學習者通過視頻的引導可以加深對所看內容的印象。

視頻信息非常類似于電影和電視，有聲有色，有動作有情感。但電影是通過光學原理成像的，電視的視頻是一種模擬視頻，而計算機的視頻卻是數字化視頻，所以它的聲音畫面質量更高，并可以更方便地進行存儲、重放和各種特殊效果的處理。

在各種多媒體CAI課件的信息表達元素中，活動視頻是最新和最具魅力的一種。但它對計算機硬件的工作速度及存儲能力要求最高，而且數字化視頻在獲取、傳輸、存儲、壓縮及顯示等方面的技術還有待于進一步提高。

多媒體CAI課件中的信息表達元素種類很多，表現的形式也很多，但并非毫無目標地將不同形式的媒體信息以不同方式拼湊在一起就叫多媒體。必須將多媒體所包含的元素做完善的組織與安排才能發揮各種元素之所長，形成一個完美的多媒體CAI課件。

1.3.2　多媒體CAI課件的基本特性與教學優勢

1.多媒體CAI課件的基本特性

由于多媒體CAI課件的核心是多媒體計算機和網絡技術，是基于現代教育理論和教學規律，非線性地、交互地綜合處理文本、圖形、圖像、動畫、音頻及視頻等多種媒體的教學信息，并使這些信息建立邏輯連接，因此，多媒體CAI課件具有如下基本特性。

（1）教學信息載體的多樣性

多媒體CAI課件呈現的教學信息是由文本、圖形、動畫、聲音、視頻等多種媒體信息集合，經過加工和處理所形成的，因此具有教學信息載體的多樣性，圖、文、聲、像并茂，這比傳統的教學信息資源只是單純提供文字信息資源豐富得多。因此，用多媒體CAI課件進行教學，不僅可以形象直觀地傳遞知識內容，而且能夠靈活地適應各種不同類型的學習者學習，具有較強的表現力和感染力，能引起學習者的興趣，提高學習者的學習積極性。

（2）教學信息處理的數字性

多媒體CAI課件中的教學信息是利用多媒體計算機技術存儲、傳輸、處理的多種媒體信息資源，并將這些媒體信息資源經過A/D轉換器抽樣量化，由模擬信號轉換成數字信號。由于數字信號可以達到對位的直接操作，便于對信息進行處理，同時對數字信號的處理只需區分“0”和“1”，不像模擬信號要求嚴格的波形還原，所以數字信號的可靠性遠比模擬信號高，即使出錯，對它的糾正處理也容易實現。因此，多媒體CAI課件的教學信息的保真度高。

（3）教學信息組織的超文本性

多媒體CAI課件以結點（Node）為單位組織教學信息，一個結點就是一個信息塊，通常用于表達一個獨立的概念或內容體系，結點的信息形式可以是文本、圖形、圖像、音頻、動畫等，也可以是這些媒體的組合；在結點與結點之間通過表示它們關系的鏈（Link）加以鏈接，構成表達特定教學內容的信息網絡，鏈表示不同結點間的聯系，是每個結點指向其他結點，或從其他結點指向該結點的指針。超文本在多媒體CAI課件中最簡單的體現形式是文本的某一頁（或某一屏）與其他頁相聯系，而復雜的形式則是每一屏的某一詞語都能與另一部分或幾部分相聯系。由于這種超文本組織信息的方式與人類聯想記憶方式有相似之處，從而可以有效地表達和處理教學信息。

（4）教學信息表現的交互性

多媒體CAI課件的交互性是指學習者可以與計算機的多種教學信息媒體進行交互式操作，為學習者提供有效控制和使用教學信息的手段。因此，交互性是多媒體CAI課件的最突出特征，沒有交互性的多媒體CAI課件不能稱為真正意義上的多媒體課件。在實際應用中，多媒體CAI課件的交互性主要體現在其具有友好的人機交互界面。

友好的人機交互界面是學習者和計算機進行信息交換的通道，多媒體CAI課件的交互界面最主要有菜單、圖標、按鈕、窗口及熱鍵等。相對于其他計算機應用領域，多媒體CAI課件中的人機交互問題更為復雜，因為CAI的教學對象存在著豐富的心理世界和社會需要，是一個個活的、時刻處于成長變化的個體。CAI的人機交互的特殊性與深刻性主要表現在不僅要考慮視覺和聽覺的模式識別問題，還要相當深入地觸及人的更高層次的心理活動，除感知外，還有如表象、記憶、思維和情緒等。因此，多媒體CAI課件交互功能主要在于它能提高人對信息表現形式的選擇和控制能力，同時，也能提高信息表現形式的邏輯思維和創造能力的結合程度，在順序、符號信息等方面擴展人的信息處理能力。借助交互性，學習者不是被動地接收文字、圖形、聲音和圖像，而且還可主動地進行檢索、提問和回答，這樣多媒體CAI課件除了提供學習者按照自己的意愿來解決問題外，更可以借助這種交談方式的溝通來幫助學習、思考，作有系統的查詢或統計，以達到增進知識及解決問題的目的。

（5）教學過程的可診斷性

多媒體CAI課件是通過對多種教學媒體的信息的選擇與組織、系統結構、教學程序設計、學習導航、問題設置、診斷評價等方式來反映教學過程和教學策略。因此，多媒體CAI課件大都包含有知識講解、舉例說明、媒體演示、提問診斷及反饋評價等環節。

在多媒體CAI課件中，通常設置一些問題作為形成性練習，向學習者提問并要求學習者做出反應。通過問題的提出與回答，可便于學習者進行思考與操練，也可了解學習者的學習情況，并做出相應的評價，使學習者獲得的知識得到鞏固。對于學習者的反應，多媒體CAI課件應做出相應的反饋，及時指出錯誤，肯定正確，給出評價信息，能使學習者對所學內容加深理解并得到鞏固。

2.多媒體CAI課件的教學優勢

由于多媒體CAI課件在存儲、表現和傳遞教學信息時具有集成性、數字性、超文本性、交互性及可診斷性，因此，與以往任何一種先進的教學媒體相比，多媒體CAI課件的引入使傳統的教學方式發生了更加深刻的變革，其最為顯著的教學優勢可概括為以下幾方面：

（1）能優化課堂教學結構

傳統的課堂教學主要依靠抽象的文字來表述教學內容。文字有簡潔、概括等特點，過去學習者主要借助文字這個較為簡便的“工具”來認知氣象萬千的世界。從人類經濟和科技發展的歷史條件看，它確實不失為一種簡潔、經濟的信息符號系統。但是，世界畢竟是五彩繽紛的，將五彩繽紛的大千世界由抽象的文字系統來表示，用它進行交流和教學時，存在的缺陷和困難是不言而喻的。比如，教學內容更換緩慢，教學方式單一，學習者缺少實地觀察與實際動手操作的訓練，教學進度緩慢。實驗表明，使人識別同一信息，用語言描述需要2.8s，用線條圖需要1.5s，用黑白照片需要1.2s，直接看實物需要0.7s。在教學中，選用實物模型、計算機、錄像、幻燈片、投影等多種媒體比語言描述節省1/2～3/4的時間。

教材中的一些重要實驗，教師應在實驗前講解實驗裝置，說明實驗步驟并通過演示實驗引導學習者觀察實驗現象，最后通過討論、分析得出結論。這一系列復雜的教學活動如果進行速度過快，學習者掌握起來有一定困難。在每一部分教學內容進行前，如果設計幾道思考題通過多媒體計算機進行啟發、引導，使學習者真正領會每一個實驗步驟的意義，有利于學習者更好地掌握知識。復習課上如果單純從理論上講解實驗，很難吸引學習者。我們不可能把已經做過的實驗再重做一遍。如果利用多媒體CAI課件演示實驗，模擬再現實驗現象和實驗過程，可以加深學習者理解記憶，達到溫故知新的目的。

總之，多媒體CAI課件以圖、文、聲、活動圖像及動畫等多種符號載體來呈現教學事物、現象、觀念和思想，在教學內容組織上可采用大量色彩鮮明、活潑有趣的演示動畫，設計成游戲的形式，寓教于樂，極大地調動了學習者的學習積極性，改進了教學環境。給教學雙方提供了多元化的信息展示方式，這有利于克服單一媒體符號系統在信息交流中存在的困難和障礙，極大地豐富了教學信息的表現形式，優化了課堂教學結構

（2）有利于突出教學重點、突破難點

對重要的教學內容和實驗現象可以進行回放。一些重要的實驗現象不僅要引導學習者觀察，而且要求學習者記憶。例如，物理學中的感生電動勢產生的現象（是通過穿過閉合回路的磁通量的變化產生的）、靜電學中的摩擦生電現象；化學中的碳、硫、鐵、磷在氧氣中燃燒的現象（白光、藍紫色火焰、火星四射、生成大量白煙等）。反復提供表象有利于學習者記憶，但是過于浪費實驗材料。為了節約實驗材料和減少可能造成的傷害，可以在教師演示過實驗后，再通過多媒體重復播放實驗現象，采用“放大”“慢放”“重放”“定格”等方法幫助學習者觀察，以收到良好的效果。

有些實驗操作比較簡單，但原理卻不易理解。例如，化學中用排氣法收集氣體的實驗，一個盛滿空氣的集氣瓶，學習者往往認為是空的，而用另一種也是無色的氣體通入瓶中把氣體趕出來，從而集滿另一瓶氣體，這個過程是肉眼看不見的，如果用多媒體計算機對這一過程進行模擬，可以使之具體化、直觀化。例如，用不同顏色表示兩種氣體（空氣和另一種需收集的氣體），通過顏色的移動顯示一種氣體把另一種氣體從集氣瓶中趕出去，其直觀性是很強的。

（3）能培養學習者多維化的思維方式

多媒體CAI課件采用多種教學媒體綜合處理教學內容，傳遞教學信息，因此，給學習者提供的外部刺激不是單一的，而是諸如視覺、聽覺，甚至包括觸覺和嗅覺（虛擬現實類的多媒體CAI課件就可以讓學習者感受到觸覺和嗅覺）等多種感官的刺激，這種刺激不僅能引起學習者的學習興趣和提高學習積極性，而且能使學習者進入了視聽并用、抽象邏輯思維與具體形象思維共同參與學習過程的多維動態，因此學習者的思維活動易于突破抽象思維的難點與局限，使教學活動更加符合學習者的自然習慣，從而獲得更好的教學效果。

（4）可有效地提高教學效率

教學效率的主要衡量指標是在同樣的有效的時間內使學習者獲得更多的知識容量。教育心理學實驗表明：人們在學習時通過視覺獲得的知識占83％，聽覺占11％，嗅覺占1.5％，味覺占1％。這證明視聽在學習過程中起的作用較大，同時也表明，視覺與聽覺結合，獲得知識的總和能達94％，可見視聽在學習過程中尤為重要。實踐表明：人們在學習時應用的教學媒體與注意力集中程度密切相關，關于注意比率的研究證實，使用視覺媒體，其注意集中的比率為81.7％；使用聽覺媒體，其注意集中比率則為54.6％。可見視覺媒體引起人的注意力比聽覺媒體高得多，若視聽結合則注意力集中的比率會大大提高。進一步對記憶比率的研究表明：對于同樣的教學內容，采用不同的教學方式，學習者獲得知識所能保持記憶的比率是不同的。同樣一份材料，采取口授法，只讓學習者聽（純聽覺），3小時后能記住60％；只讓學習者看（純視覺），3小時后能記住70％；視聽并用，3小時后能記住90％。3天后，3種學習方法的記憶率分別為15％，40％，75％，可見視聽并用的記憶效果遠大于純聽覺、純視覺的效果，3天后大于前兩者之和。以上三方面的研究成果表明：在學習中視覺和聽覺最有效，二者并用效果最佳，若能充分發揮人的5個感官的全部作用，效果最佳，必然會獲得更多的教學信息，保持更長久的記憶，進而提高教學效率。因此，多媒體CAI課件能有效地提高教學效率。

（5）能給學習者創造多層次的學習目標

多媒體CAI課件采用超文本和超媒體結構來組織教學內容，而且基于超媒體的CAI可以在每一個結點處提供多個不同的選擇，易于實現“學習控制”的個別化教學策略，將教學系統的流程控制權交給學習者。學習者可以根據自己的興趣、愛好、知識經驗、任務需求和學習風格來選擇使用相應媒體信息（圖、文、聲、動畫任取）和自己需要的路徑，也可以按照自己的目的和認知特點重新組織教學內容，按照不同的路徑進行學習，就像游客可以選擇不同的景點去游覽一樣，學習者可自由地選擇自己的認知環境。另外，由于超文本結構信息組織的聯想式和非線性符合人類的認知規律，故而便于學習者進行聯想思維。

在多媒體CAI課件的教學信息空間里包含了從具體到抽象的學習活動，并且可以完成各種由低層次到高層次的學習目標。同時，在多媒體CAI課件中也包含了心理學家布魯納（J.S.Bruner）劃分的“動”“圖示”和“符號”3種信息表達方式。因此，在使用多媒體CAI課件進行學習時，學習者控制鼠標的“點”“拖”“放”或觸摸屏、敲擊鍵盤等，是從事動作的學習；學習者接受圖形、視頻呈現的學習內容時，是從事圖示學習；而當學習者接受文本教學內容時，則是進行符號的學習。

另外，多媒體CAI課件的超媒體的非線性結構包含了布魯姆（B.S.Bloom）劃分的各項高低層次不同的認知學習目標。比如，多媒體CAI課件的一個個教學單元結點可為學習者提供了事實的“記憶”學習；而當學習者穿梭在多媒體CAI課件鏈結構的路徑中時，它又提供深入“理解”信息的關聯，進行“比較”“分析”“綜合”“判斷”的學習；學習者甚至可以利用多媒體CAI課件提供的圖、文、聲創作、編輯工具來實現“創造”這個最高層次的學習目標。學習者不但可以選擇、感知，而且還能動手編輯、創作。這種教學媒體與多媒體計算機的完美結合可以促進人類感官與想象力的互相配合，產生出前所未有的思維空間與創造靈感。顯而易見，這種充滿創造性的學習過程是其他任何一種教學媒體無法比擬的，能有效地培養學習者的創新能力。

1.3.3　多媒體CAI課件的類型與發展趨勢

1.多媒體CAI課件的類型

根據多媒體CAI課件的教學功能不同，常有如下4種基本類型：

（1）助教型（CAI）

這類多媒體CAI課件主要用于教師的課堂教學。運用環境為多媒體綜合電教室或多媒體CAI網絡教室，通過大屏幕顯示器或投影機，由教師向全體學習者播放課件，演示教學過程，創設教學情境，或進行標準示范等。這類課件的主要特點是形象具體地揭示教學內容的內在規律，將抽象教學內容用形象的動畫等形式表現出來，將微觀的教學內容放大供所有的學習者感知。

（2）助學型（CAL）

這類多媒體CAI課件主要用于學習者的自主學習。其運行環境為計算機網絡教室或校園網工作站（信息點），教師向學習者提出學習要求，學習者利用工作站的顯示器進行個別化自主學習。對于具有協作學習功能的多媒體CAI網絡教室，學習者還可以利用網絡的通信功能進行協作學習和探究式學習。在學習者進行自主學習的時候，教師可對學習者進行監控或個別指導。這類課件的主要特點是能讓學習者從自學中自我獲得知識，成為知識的主動構建者。

（3）綜合型（CAI+CAL）

這類多媒體CAI課件具有上述助教和助學兩種功能，其應用環境為多媒體計算機網絡教室，既可有示教的部分，也有自主學習的部分。目前，在學校的多媒體教學中，這類課件應用得較多。

（4）積件型（Integrable Ware）

這類多媒體CAI課件是為教師或學習者提供一個豐富的教材素材庫和素材組合的軟件平臺。教師或學習者可以根據學習的知識點和學習目標，利用素材庫和從互聯網上下載的素材，通過組合平臺，自行選擇和組合教學或學習的課件。以上介紹的三類課件的形式和內容完全由課件設計者固定下來，教師自己不能加以重組改造。而教學實踐表明：教學有法，但無定法。無論多么優秀的專家和高水平的教師設計的課件，也只能適用于某一特定的教學情境，無法適應千變萬化的教學實際。而積件則是一個完全開放的CAI系統，教師根據教學需要，可以自己組合多媒體教學信息資源進行教學。積件思想是我國學校多媒體CAI活動發展的新思維，它改變了多媒體CAI課件的設計、開發與使用相互割裂的局面，使教師自己能方便地制作適合教學情境的多媒體CAI課件。

2.多媒體CAI課件的發展趨勢

隨著多媒體計算機技術、網絡技術、人工智能技術、虛擬訪真技術及現代教育理論的發展，多媒體CAI課件的開發與應用有如下3個主流方面的發展趨勢：

（1）網絡CAI（Web CAI）

多媒體CAI的發展不是孤立的，而是與其他方面的技術密切相關，綜合利用多媒體計算機網絡，特別是Internet的優點，人們在網上建立了許多“在線”（Online）教育/教學系統，出現了虛擬教室、虛擬圖書館、虛擬實驗室、虛擬校園、虛擬大學等新概念。這些系統的應用開發遠遠超出教育的范疇，實際上是一個多媒體計算機化的社會系統。

目前，發達國家都在大力開展基于Internet的多媒體教學應用，這是多媒體教學應用中一個十分明顯的發展趨勢，也是最快的一個趨勢。我國在這方面也投入了大量的人力和物力，也取得了一定成果，比如開發不少的網上教學課件，開設了網上課程、網上學校等。

（2）智能CAI（Intelligent CAI，ICAI）

多媒體CAI系統和智能輔助教學系統在功能上存在著很大的互補性，如能將這兩者結合起來，便可揚長避短，從而推出新一代高性能的智能輔助教學系統，即ICAI課件系統。

ICAI課件系統是引入人工智能技術而發展起來的。它在理論基礎、實現技術、診斷評價、個別化教學方法、教學信息存儲、人機會話等方面與CAI是不同的。與多媒體CAI相比，它具有更全面的功能和更完善的教學環境。比如，它能及時回答學習者提出的問題；能夠診斷學習者出現錯誤的原因，而不僅僅是查出錯誤；能根據學習者的反應指定不同的教學內容；在人機會話方面具有一定的自然語言處理能力等。隨著人工智能和認知學習理論的不斷發展，ICAI課件系統近幾年來受到更加廣泛的關注。ICAI課件系統之所以具有這些功能，是由它的系統結構決定的。一個典型的ICAI課件系統主要由教材知識庫、學習者模型、個別指導模塊（包括指導策略和邏輯推理）及人工接口等部分組成。

在這些結構中，對教學效果影響較大、能夠促進個別化教學有效開展的主要是學習者模型和教材知識庫。而從教學內容、教學功能的豐富程度來看，教材知識庫（或叫知識庫）則具有核心的地位。它不僅僅是存放知識，還要考慮知識的表示方式、存放形式，更要考慮知識的獲取過程，知識的獲取手段，知識獲取工具的選擇與應用，因為它們將直接影響到知識庫的建立、知識庫的維護和完善。知識獲取機構正是負責建立與擴充知識庫，以及對知識庫的一致性、安全性等進行維護的系統，它可以僅僅是一個知識編輯程序，也可以是一個復雜的知識獲取系統，用來完成知識自動獲取、自動求解等功能。

要使多媒體CAI課件具有智能化，主要涉及學習者模型的建造和人工智能領域的知識表示與知識推理，后者要求探索出一種適合于多媒體環境的新的知識表示方法和相應的推理機制。除此以外，還可設法使多媒體知識庫中的導航功能智能化。智能化導航不僅具有一般的導航功能，而且還可根據學習者當前的知識水平，及時向學習者建議下一步最合適的路徑，當學生遇到困難時，能對學習者進行幫助等。

（3）虛擬現實CAI（Virtual Reality CAI，VRCAI）

虛擬現實技術是一種能超越物理局限性和時空局限性的高級模擬手段。在CAI系統中使用虛擬現實技術，使學習者在教學和實習中獲得臨場的感覺。虛擬現實CAI課件系統是由多媒體技術與仿真技術相結合而形成的一種人工交互世界，在這種人工交互世界里可以創造一種身臨其境的完全真實的感覺。一般情況下，要進入虛擬現實的環境需要戴上一個特殊的頭盔和一副數據手套。

VR技術在教學中的應用有非常令人鼓舞的前景，如美國休斯頓大學和NASA（美國國家航空和宇航局）約翰遜空間中心的人員建造了“虛擬物理實驗室”的系統，這種系統可以讓學習者進行萬有引力定律等各種虛擬實驗，從而達到對物理概念和物理定律的深刻理解。2005年初至2006年底筆者在歐洲留學期間，就實際參與了由德國、荷蘭及波蘭等十多個國家聯合主持的由聯合國教科文組織資助的、歐盟第6框架項目（the European 6th Framework Program）——Researching on Virtual Classroom of Multimedia and Hypermedia Electronic Books Using for Distance Education in Internet（虛擬多媒體教室和超媒體電子課本在網絡遠程教育中的應用）和Multimedia Hypertext Intelligent About CAI and the Technology on Agent of Knowledge Management for Applying in Education（多媒體超文本智能CAI及知識管理技術的教育應用）的研究。現階段，歐洲的許多大學都相繼創建了虛擬多媒體仿真實驗室。

隨著多媒體技術和仿真技術的發展，實現VR的理論和方法也不斷發展。例如，QTVR（快速虛擬）的出現，它不是利用特殊的頭盔和數據手套來產生幻覺，而是使用360°全景攝影技術所拍攝的高質量圖像來生成逼真的虛擬情景。美國學習城市設計與規劃的學習者用這一套系統可以設計一座虛擬城市，當學習者改變城市場景的視圖時，能產生瀏覽觀光的真實幻覺。由此說明，多媒體技術與仿真技術的結合，使虛擬現實逐步普及到教學的各個領域。我們相信，不久的將來，虛擬現實CAI系統將會進入到教室。

1.3.4　多媒體CAI課件的教學模式

1.多媒體CAI課件教學模式的確定

多媒體CAI在教學過程中有多種模式，并且這些多種多樣的CAI模式都具有教育價值。在教學實踐中應采用多種模式教學有機結合，不應把思想僵化在某一種模式上，可參照以下幾點進行選擇：

（1）已有的設備條件

這是開展CAI的基礎，設備功能的高低直接制約著開展CAI教學的形式，當然，目前計算機技術的發展是支持開展多種模式的CAI。因此，這不是技術問題，而是經濟問題。

（2）教學任務

要考慮所要完成的教學任務是什么。是練習、解決問題的任務，還是傳授新知識、培養學習者的智能、情感的任務？在大多數情況下，教學任務帶有綜合性質，但在具體操作過程中，總有一定的側重點。

（3）教學內容

教學內容是多種多樣的，不同學科的內容是有區別的，如語文教學內容與數學的教學內容性質不一樣，前者偏重形象思維，后者偏重抽象思維。即使同一學科的不同部分內容性質也不同，如有的學科某一部分偏重在基本概念的學習，抽象性較強，而某一部分內容又偏重于實際操作，具體化、形象性強。這就要根據不同的教學內容性質去選擇。

（4）學習者水平

這里的學習者水平指的是學習者對計算機的實際操作能力。多媒體CAI課件畢竟不同于一本書，打開便看，它需要學習者掌握基本的多媒體計算機操作技能，如對操作系統的掌握，對應用系統的掌握，會安裝和運行課件等。當然，隨著多媒體計算機技術自動化程度的提高，對使用者來說就會減少麻煩和負擔。但是，不同的CAI模式對學習者的要求不同，如練習、訓練、游戲這類CAI模式的要求相對低一些，而虛擬教室，合作性、智能化高的CAI模式對學習者的要求就相對要高一些。

2.多媒體CAI課件的基本教學模式

通常來說多媒體CAI課件的教學模式有如下幾種：

（1）講解演示模式

講解演示模式是模擬教師課堂講解與演示的教學方法，利用多媒體CAI課件突破教學中的重點和難點。通常是教師面向全體學習者，以多媒體信息諸如圖形、圖畫、動畫、活動視頻圖像和聲音全方位地展示教材中的教學內容，使學習者獲得生動形象的感性材料。還可以根據教學實際情況和學習者的反饋信息，及時調整教學進度、強化教學重點，以更大程度地達到教學目標。這種教學模式，可以充分發揮教師的導航和調控作用。

因為教學活動過程是一個傳遞信息和處理信息的過程。因此，首先要求教師依據教學目標對教材內容進行處理，并決定用何種方式來呈現各類教學內容，這實際上是在教師頭腦中作教學的信息處理。而后，學習者接收到教師本人或通過媒體提供的教學信息，理解其內容，并據此做出適當的反饋信息，以強化學習者的理解。有時候教師還要進行某種測試，以評價教與學是否符合預定的教學目標。該模式可以集中優秀教師的教學經驗，以多媒體的表現形式，有選擇地控制思考和理解的時間，能夠直接在上課時使用，既減輕了教師的負擔，也可節省出時間用于教授新內容，從而可大大提高教學效率及質量。

（2）練習檢測模式

練習檢測模式可用于單元測試或階段測試，通過測試來檢查教學效果，評價教學質量，這是當前多媒體CAI課件教學中用得最多的模式。此模式的教學目標不是向學習者傳授新知識，而是讓學習者通過大量的練習以達到鞏固所學知識和形成熟練技能的目的。教師事先把一批經過反復論證、適合于練習檢測用的題目輸入計算機，然后存入磁盤或光盤。實施練習與檢測時，可以采用學習者上機操作、進行人機對話等方式來完成。由多媒體計算機向學習者提出一系列問題，讓學習者自己鍵入答案。通過對正確錯誤的判斷、提示和幫助，讓學習者進行反復的練習和訓練，多媒體計算機會自動批改，自動評定成績，并將各種教學反饋信息自動提取出來，加以分析、整理、打印成報表。既達到了培訓學習者解決問題的能力，又可以減輕教師批改作業的重復勞動，對中小學教學尤為有效。

在教學中通過這種模式的多媒體CAI課件對學習者進行自我訓練有五方面的優點：一是縮短了刺激反應的時間間隔，特別是對學習者中的正確與錯誤給予及時肯定與否定的回答與糾正，可防止干擾（如抄襲作業、與周圍同學比較產生的心理干擾等）；二是習題的不斷變化和反饋用語與圖形的變化可以增加學習者的學習興趣，可以提高練習效率；三是學習者可以根據自己對知識所掌握的深度和廣度以及個人能力水平，自我把握練習的進度；四是可以方便地收集數據、記錄訓練的過程，便于分析，從而更好地完善訓練和利于改進教學；五是對于大量的技能與知識用多媒體計算機進行訓練較為經濟、方便，并能取得較好的學習效果。

（3）個別化自主模式

采用這種模式，通常是在多媒體教室進行，是在多媒體網絡教室的集中環境下，利用系統的多媒體CAI課件個別的、通過人機交互方式進行系統的學習。這類多媒體教學課件CAI大都包含知識講解、舉例說明、多媒體信息的演示、提問診斷、反饋評價等教學過程。學習者根據教師提供的條件、提出的目標、認知的方法進行自行操作，自由選擇路徑，控制進程，在人機交互作用中反饋應答，糾正錯誤，強化感知。多媒體計算機能根據學習者對所提出的問題做出的回答，做出正誤、優劣的判斷，然后確定下一步給學習者呈現哪些學習資料，或者繼續學習，或者引導到其他分支去復習、鞏固有關舊知識，或者返回到前面展現過的內容重新學習。這種模式營造了寬松的學習氛圍，激發了學習者的學習興趣，因此，能激勵學習者的主動探究進取，最好地體現因材施教的教學原則。

由于這種教學模式是用CAI系統代替教師的教學活動，用多媒體呈現教學內容，通過輸入設備獲得學習者的反饋信息，并通過人機交互作用控制教學過程。因此，首先要編寫出一套適宜于多媒體計算機輔助教學用的教材，并將此教材劃分為若干個小單元，每一單元介紹一個概念或事實。在設計時，必須仔細考慮各單元內容以什么形式，通過何種媒體元素呈現，在各單元中提出什么問題。其次，要預測學習者反饋的各種可能的信息，并制定對各種反應的反饋信息以強化學習者理解。信息結點的鏈接則可以綜合考慮學習者的興趣和達成目標的決策兩個方面，加以必要的導航措施。同時，在教學的CAI課件中可以結合盡可能多的教學變量，從而能夠實時地滿足個別化學習者學習的需求，這些教學變量包括教學量、教學順序、顯示的間隔時間和難度。

學習者利用多媒體CAI課件進行學習，可以圍繞某一個問題，為了解決問題，通過查詢檢索方式提取資料來達到解決問題的目的。而查詢檢索方式有多種，可分別按關鍵字、按名稱字母、按學科類別、按媒體類型（圖像、動畫或聲音等）或按時間順序進行檢索查詢。

個別化教學旨在滿足每一個學習者的個性化要求，適應每個學習者現有水平的教學形式。在這種教學模式中，教師的任務是進行教學設計，編制出合理的個別化多媒體CAI，以適應不同程度學習者的使用，從而實現教學個別化；或者學習者根據自己的需要選擇市場上現有的多媒體CAI課件，讓多媒體計算機擔當“家庭教師”或“輔導者”角色，從而達到個別化學習。由于多媒體CAI課件對問題的表現可以有很多種形式，如聲音、文字、圖像、圖形、動畫、活動視頻或幾種形式的組合，因此，CAI課件可以進行優化設計，并在之間穿插鼓勵性語言，激起學習的學習積極性，使個別化教學和個別化學習都達到最佳的效果。

（4）咨詢模式

這種模式的多媒體CAI課件教學主要是在學習者的課余時間，在多媒體電子閱覽室環境下，進行資料的檢索或瀏覽，以獲取與教學內容相關的教學信息，擴大知識面。

采用這種模式是通過多媒體CAI課件根據學習者提出的問題和要求來講解有關教學內容。例如，當學習者要了解中國的地理情況時，向多媒體計算機中輸入中國的編號，屏幕上會出現一個菜單，詢問學習者需了解的是①城市、②人口、③經濟、④文化……中的哪一個。若學習者選擇了①，則多媒體計算機會呈現一張標明了北京、上海、天津、廣州……城市的地圖，例如，當學習者指向上海時，多媒體計算機就會介紹上海的詳細情況，諸如地理、人口、交通、經濟等。該模式比較適合于學習者個別學習，隨意發現和探索知識，作為增加學習者知識面的一項補充學習。這類多媒體課件包括電子工具書、電子字典，以及各類圖形庫、動畫庫、聲音庫等。

（5）問題求解模式

這種模式的多媒體CAI課件教學是讓學習者將多媒體計算機作為解題的工具，進行計算和方案的比較等，這樣給學習者提供創造性解決問題的機會，鼓勵學習者尋找高水平的思維技能和解決問題的策略，以提高學習者解決問題的能力。例如，讓學習者使用《微機開關電源設計》的課件，學習者可以根據自己的構思，把自己的設計方案輸入多媒體計算機內，在屏幕上選擇各種不同的設計方案，并比較其優缺點，而且還可在計算機上修改選定的方案，直到滿意為止。

（6）探索發現模式

這種模式的多媒體CAI課件教學，是讓學習者利用已有的知識、經驗和多媒體計算機提供的材料做出設想，并在計算機的指導下進行嘗試，直至證實自己的設想獲得成功為止。

發現式學習是屬于認知建構主義理論中的一種學習方法。在多媒體CAI系統中通過多媒體計算機，使學習者置于構造好的環境中，并提供給學習者進行探索、分析、推導、計算等工具，使學習者在探索過程中發現并掌握新概念和新原理。

發現式學習應富有趣味性，并具有很強的邏輯性，以便學習者分析和推理，通過學習者的努力最終獲取新知識。這種模式的用途，不僅僅讓學習者發現規律，而且讓學習者學到科學探索的方法。

在發現式教學過程中，教師給學習者的引導起著非常關鍵的作用。因為學習者的“發現”是在教師的指導下完成的，這就要求教師對教學進行精心的設計，使之能引導學習者進行積極的思維，并及時地給予解決問題的思路，對不同的學習者，根據情況給予合適的幫助信息。可提供豐富的材料庫，學習者通過對庫中的各種資料的檢索進行學習，從而達到教學目標的要求。

在多媒體CAI課件中，有關模擬、問題解答類課件都可用作發現式學習。此外，多媒體計算機一些應用軟件也可以作為發現學習的工具。例如，學習者可以利用數據庫軟件統計實驗中的數據，從而推導出某一規律。目前，國外還出現了一些多媒體計算機控制的實驗用的工具軟件。例如，在這樣的教學軟件中，不僅有專門的過程模擬，還有收集和統計數據的工具和許多制圖工具。學習者利用它們分析實驗數據和制作各種統計圖，從中討論各種變量之間的關系，發現規律。

（7）想象創作模式

這種模式的多媒體CAI課件教學是一種開放的教學模式，通過多媒體CAI課件的學習，學習者可在文章構思、劇本創作、習題編制、實驗設計、音樂譜曲、圖形繪畫等各方面進行充分的想象，用相應的多媒體CAI課件讓想象在屏幕上顯示或從揚聲器中播放出來，體驗創作的艱辛和歡樂。

（8）網絡交互模式

這種模式是利用多媒體計算機網絡教室，在多媒體教室中進行教學，可以克服個別教學容易“迷航”，課堂演示教學缺乏“交互”的缺點，集前兩種教學模式之長，更好地體現教學中教師的主導作用和學習者的主體作用。聯網教學的優勢還在于：其一，使課堂教學成為真正開放的系統，通過網絡與外界進行信息的交換，如在校園網中向圖書資料中心查詢有關信息；其二，可以超越個別教學的“人機交互”，課堂演示教學的師生全班交流、學習小組討論，形成教師學習者群體，教師學生個體和部分學習者另一部分學習者的（非鄰近課桌）相互作用，從而更大程度地活躍思想，促進人際的感情交流；其三，即時反饋信息的普遍性和科學處理，即利用網絡傳輸檢測試題并返回應答信息和量化統計，使教學評價迅速而又準確地進行，實現有效的教學調控。

由于多媒體教學環境，徹底改變了傳統的教學模式，將嶄新的現代教學思想及教學模式引入教學過程，它將使教學方式與教學過程發生重要變化，這些變化表現在以下幾方面：

①學習者直接參與的學習方式是在多媒體網絡環境中進行的，學習者進行的多媒體資料的“演示”和學習者的“操練”是網絡教學環境最重要的教學方式。也就是依賴學習者與多媒體計算機之間的相互作用來進行學習，學習的特點在于理解和練習。學習者需要的學習資源可以通過U盤從多媒體計算機中復制得到，或直接在打印機上打印出來。學習者根據自己的實際接受能力，掌握知識的深度和廣度，充分發揮學習的主觀能動性，提高學習興趣和效果。

②教師的指導采用屏幕播放功能來實現。在多媒體網絡環境下，教師的指導主要通過教師機來實現。通過教師機把內容播放給全體學習者或某一部分學習者或一組學習者，同時，借助系統提供的“教鞭”（如鼠標指針），教師可在自己的屏幕上移動“教鞭”，引導學習者觀看重點內容。教師可以直接在計算機上備課，根據教學需要組織相關的多媒體教學材料。利用有關的軟件工具，將一些問題歸納、寫入多媒體計算機中。由于不需要進行“板書”，可充分利用課堂上的時間，成倍地加大信息量，重要的內容還可以重復播放。

③屏幕監控有效地組織教學過程。在多媒體網絡環境下，通過教師控制機可隨時在屏幕上自動、定時、輪流監看全體或某些學習者的屏幕。在自動監看中，也可以將某些學習者的屏幕轉播給其他學習者看（全體學習者、某些或一組學習者），組織討論，讓學習者利用多媒體計算機屏幕進行分析、評價，或對問題進行總結歸納。網絡系統把教學資料“演示”、教師“指導”、學習者“操練”和相互“評價”融為一體。

（9）遠程輔導與在線討論模式

遠程輔導與在線討論的模式主要是指處于異地的學習者及教師利用Internet通信技術所進行的一種學習方式。《未來之路》的作者比爾·蓋茨在書中為人們描述了一幅極其動人的未來教育情景。信息高速公路將使教學活動發展成為全球性、全方位的信息提供/查詢活動，就某個具體的問題，只要感興趣，不同地點的任何人都可以參與。通過網絡可以共同上課，共同討論問題的遠程教學和在線討論方式可以做一些以往任何手段都難以完成的事情。最近Internet上十分流行的一個教育課題“虛擬青蛙解剖”就是一個典型的例子。通過萬維網，學習者不僅能上一堂生動的解剖課，與全世界數以萬計的其他“實驗者”進行交流，發表自己的見解，甚至能在屏幕上親自動手進行解剖。

（10）模擬仿真模式

這種模式是利用多媒體CAI課件和多媒體計算機構成一種仿真實踐環境，模擬某些實際過程，模仿真實現象或理論模型，以此幫助學習者理解有關教學內容。在現成的多媒體計算機輔助教學課件中，模擬可以把實現世界中某個事物、某個系統或某種現象用模型的方式表現出來，從銀河系到原子，從汽車行駛到飛船飛行等大多數現象都可以進行模擬。使用不同的模型和表現方式進行模擬，可以相應地加深學習者對天文學、化學、物理、生物以及地理等學科的理解。在實際教學中，這種模式常有靜態模擬、交互式模擬及虛擬現實3種形式。

①靜態模擬：這類模擬常用于實驗教學，即利用多媒體計算機的傳感器，把實驗的一些模擬量轉化為多媒體計算機可以處理的數字量，通過調節，在顯示器屏幕上演示實驗的過程。因此，它特別適合于微觀過程或者復雜環境變化過程的教學內容。例如，有一種光合作用的多媒體課件，可以控制光線、水分、二氧化碳等，屏幕上顯示光合作用的不同結果。這種模擬實驗具有費用省、花費時間少和無危險等優點，且效果很好，有聲有色，形象逼真。當化學實驗將試劑注入量筒或燒杯中時，能發出音調不斷變化的樂音，當實驗操作錯誤，引起“爆炸”時，一聲巨響，碎片橫飛，猶如真的爆炸，給學習者留下深刻的印象。另外，采用多媒體計算機進行教學演示也屬靜態模擬的一種教學模式，它是利用多媒體計算機來產生動態圖形顯示，以模擬某種動態變化現象。

②交互式模擬：這類模擬允許學習者參與模擬對象，利用聽、視、觸、嗅及味等所有人類感覺與多媒體計算機進行交互作用。比如，在物理或化學實驗中，學習者可以調整燃料和空氣混合的濃度，放電的數量以及油的黏度等，然后觀察在模擬中所產生的效果。參與這種交互式的模擬，學習者就可以形成自己的觀點，通過做實驗證實或推翻他們的觀點。因此，這種交互式模擬可以讓學習者在解決問題過程中獲得有益的經驗。在已有的多媒體CAI教學課件中，有一個叫生物圈（Biosphere）的多媒體CAI生物教學課件就是一個出色的多媒體計算機輔助教學的模擬實例：它為學習者提供了一個給生物分類的環境，學生到湖泊和森林區域中去采集生物，該區域中有全部的生物群。采集了樣本之后，學習者把它們帶進實驗室，“活”的生物可以存放在生態培養皿中，也可以使用冷藏箱和冰柜儲藏標本，學習者可以解剖各種生物、使用放大鏡、顯微鏡進行觀察，甚至還可用X光照射標本，所有觀察結果可以記錄到多媒體計算機設置的筆記本中，供以后查閱。最后，學習者能把生物歸類，此時，多媒體計算機會提出相關建議，這些建議有助于學習者學習分類技能。該課件還能幫助學習者把這些分類技能一般化，允許他們給其他類似的生物歸類。因此，這類模擬教學過程的價值還在于當學習者在學習將生物分類時，對真實生物造成的損害更少，而且，由于學習者的分類技能已得到一定程度的發展，因而生物標本就會受到較少的損傷。

③虛擬現實：虛擬現實（Virtual Reality，VR）即利用多媒體計算機的多媒體技術構建一個虛擬的教學世界，學習者在這個世界中進行操作，獲得幾乎與真實情景中一樣的經驗，是一種由數據產生的情景。在這個情景里學習者能直接操縱其屬性、物體及其關系，而感覺不到多媒體計算機界面。如果不考慮“多媒體計算機界面”的因素，則與“模擬”有類似之處。虛擬現實具有多媒體的許多特點，例如，集成了多種媒體，信息表征具有多樣性、靈活性，要求學習者積極參與。虛擬現實技術的出現是多媒體技術發展的結果，其在教學上的應用尚處在探索階段。

虛擬現實能創造出良好的學習環境，學習者能夠以自然的方式，如抓、指、拉等動作，和對象發生作用，甚至會感覺到與實物一樣的重量及碰撞效果，通過活動和探索虛擬世界學到知識。虛擬現實對界面的隱匿性促進了操縱，使得學習者在完成任務時更容易，不會受到多媒體計算機界面的干擾，從而把更多的精力放在學習內容上。虛擬現實也有助于激發積極的情緒和動機。在虛擬環境下，學習者更容易擺脫枯燥的課本說教和多媒體計算機屏幕冷冰冰的界面，活生生地處在一個可由自己控制的環境里。在學習活動中，學習者得到的反饋更多的是來自于對知識和技能的掌握，是對內部需要和動機的滿足。

可以設想，學習者使用虛擬現實在太陽系或人體細胞中自由邀游，在多媒體計算機屏幕上飄流長江，或者重見昔日萬里長城的輝煌。Microsoft公司的“Magic School Bus Explores the Solar System（乘坐奇妙的學校班車探索太陽系）”是其“Explore（探索）”系列的代表作，也是體現教育與娛樂完美結合的生動實例。盡管它只是一個普通的CAI課件，但已頗具虛擬現實的特點。在該CAI課件中，學習者從一個設施齊全的科技教室出發，與形象生動有趣的老師和同學一道乘坐學校特有的Magic Bus開始星際探險，登上月球或觀賞七星的光環，生動美妙的視頻動畫會點綴著這個充滿奇趣的旅程。由清華大學光盤國家工程研究中心制作的，屬于“中國的世界自然文化遺產”的“布達拉宮”中英文版CAI光盤課件，第一次在國內CD-Title的制作中采用了虛擬現實技術，用戶可以通過鼠標自由地在布達拉宮漫游，為學習者創造了一種身臨其境的氣氛。該課件同時利用了Intel公司的MMX技術，使得全屏幕播放視頻清晰流暢，可以說是科學技術與文化藝術緊密結合的范例。

（11）游戲模式

這種模式是利用多媒體CAI課件和多媒體計算機創設一種帶有競爭性的學習環境教學游戲，游戲的內容和過程與教學目標相聯系，如用猜字游戲、解數謎游戲、拼圖游戲、填充游戲、尋找游戲、打炮游戲、配對游戲等方法來學習語文、外語和數學等知識。對于每一次游戲的結果，都通過聲音或圖像給予反饋強化。在這種教學游戲中，多媒體計算機可能“扮演”學習者的對手，也可能“扮演”游戲中的裁判員，用多種方法激發學習者強烈的求知欲望和求勝欲望，使學習者始終沉浸在競爭的樂趣之中。教學內容的科學性、教育性、趣味性融為一體，滲透在游戲過程中。教育游戲的重要功能就是能夠激發學習者強烈的動機，有些課程因為學習者缺乏興趣和動機，因而很難講授，而如果配合精心設計的多媒體計算機游戲，則情況會大為改觀，因此，這種模式對于調動中小學習者的學習積極性有明顯的作用。此外，它還可以提供學習者在課余時間使用，能夠將娛樂、教育與科學融于一體，起到激發學習者的學習興趣與學習競爭的作用。

在現成的多媒體計算機輔助教學式游戲CAI課件中，不僅具有多種游戲屬性，還包括練習、輔導、模擬和問題解決等各種形式的特征，比如《歷險游戲大使的地理學》（Ambassabor Geograph）就是其中之一。該游戲課件營造了一個幻想空間，而學習者則充當見習大使的角色。學習者離開他們的星球，以大使的身份練習與地球進行貿易談判。在圍繞地球軌道運轉時，見習大使把機器人空降到地球表面，作為銀河系貿易的代表，通過這些機器人與地球上的國家進行貿易談判。在見習大使成為駐某一國家的大使后，還有可能進一步成為駐某一州的大使和駐地球的大使。要想成為大使，第一步是要學習地球上的陸地知識，以及有關該國的各種有趣的重要知識，懂得諸如貨幣兌換比價、各種風味食品、歷史、宗教、風俗習慣、主要的旅游區和工業區、自然資源、工業產值、農產品等知識。學習者可以選擇任意時間，以任意次序隨時學習有關的知識，比如當學習者想知道某個州的名稱及相關知識時，只需將鼠標移到該州的位置，單擊即可。學習者必須通過一次考試，合格者才能有資格擔任見習大使。如果想進行資格考試，學習者可以在需進行考試的區域上雙擊，若考試中出現錯誤，則在學習者回答完問題后，正確答案就會立刻顯示出來，學習者可反復參加考試，直到答對所有問題，才能通過資格考試，從而成為大使。成為大使后，還時常進行許多是否稱職的小測驗。小測驗敦促學習者經常復習舊知識，因為他們不知道什么時候會面臨測驗。根據學習者的水平高低，測驗的難度會自動地升高或降低，小測驗要求學生經常復習舊知識，這就促進了一種操縱和練習形式。動畫、圖形、聲響效果、隨機事件、不斷增加的難度、幻想環境以及經常的反饋，這些使學習者產生了要學習、使用和保持世界各國知識的動機。

（12）小組協作模式

這個模式的多媒體CAI課件教學是讓兩名以上的學習者根據性別、才能傾向、個性特征、學業成績、家庭社會背景、特長愛好、能力等諸方面的合理差異而建立的相對穩定的學習小組。通常有兩類不同的施教形式：一是在教室中為每一協作小組劃分地域，每一小組擁有一臺多媒體計算機系統，教師為學習者挑選多媒體CAI課件，讓協作小組利用多媒體計算機進行合作學習；二是在網絡系統下劃分協作小組，進入小組學習的學習者擁有自己的多媒體計算機終端，通過操作多媒體計算機輸入設備，將思考提問、回答輸入到多媒體計算機，并與小組中的其他同學共同討論。后一模式比前一模式除能促進學習者互助合作外，還有個別化學習的長處，具有更強的教學適應性。