理工科“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程教學(xué)探討

羅 岱 黃心淵

(北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院,北京 100083)

“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程是很多理工科專業(yè)本科教學(xué)中的一門選修課。在北京林業(yè)大學(xué),它是電子、信息、計(jì)算機(jī)和工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)的選修課。本門課程的學(xué)時(shí)是40學(xué)時(shí),其中 20學(xué)時(shí)是講課,20學(xué)時(shí)是實(shí)驗(yàn)。該課程的特點(diǎn)是內(nèi)容覆蓋面廣,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)踐性強(qiáng)。從教學(xué)內(nèi)容上說,該課程涉及標(biāo)記語言、語音編碼、無損壓縮編碼、圖像編碼、視頻編碼、電視系統(tǒng)和流媒體等內(nèi)容。要在20課時(shí)的授課中完成對(duì)上述技術(shù)的基本理論的講解是比較緊張的。從多媒體應(yīng)用實(shí)踐上說,利用多媒體技術(shù)進(jìn)行圖形、圖像、視頻、網(wǎng)頁或教學(xué)課件等的創(chuàng)作,不但可以選擇的創(chuàng)作工具很多,而且這些媒體創(chuàng)作工具的操作,往往都比較復(fù)雜,需要學(xué)習(xí)者有長(zhǎng)期的實(shí)踐積累,才能熟練掌握,例如Photoshop圖像處理軟件的使用,就是一個(gè)非常典型的例子。

在教學(xué)過程中,作者發(fā)現(xiàn)本門課程還有一個(gè)潛在的特點(diǎn),即多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)理論和學(xué)生實(shí)際的多媒體應(yīng)用體驗(yàn)是存在一定距離的,如無損壓縮編碼的諸種算法,在學(xué)生實(shí)際使用無損壓縮軟件時(shí),是不能直接體會(huì)的,學(xué)生必須學(xué)習(xí)了無損壓縮編碼算法之后,才能間接地理解這些壓縮軟件的壓縮原理。再例如圖像編碼的JPEG壓縮算法,在實(shí)際的軟件操作中僅表現(xiàn)為指定存貯文件的格式,對(duì)于操作本身而言,存貯過程的離散余弦變換,對(duì)操作者而言是完全透明的。事實(shí)上,即使學(xué)生對(duì)多媒體基礎(chǔ)理論知之有限,他們也同樣可以熟練操作多媒體處理軟件。

如上所述的2個(gè)特點(diǎn),使得在教學(xué)中,教師對(duì)多媒體技術(shù)基礎(chǔ)理論與多媒體技術(shù)應(yīng)用各有側(cè)重。因此可以按照側(cè)重點(diǎn)的不同,將教學(xué)過程分為2種類型:理論型和實(shí)踐型。在理論型的教學(xué)過程中,側(cè)重于多媒體技術(shù)基礎(chǔ)理論的講解和實(shí)踐,講課主要講述算法思想、步驟和實(shí)現(xiàn)過程。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),由于一種多媒體信息處理往往涉及多種算法的綜合使用,因此,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)往往是讓學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)化的算法或者一個(gè)復(fù)雜算法的一個(gè)步驟,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果通常是簡(jiǎn)化算法程序或者算法某步驟的處理結(jié)果。這類教學(xué)方法,學(xué)生能深刻地體會(huì)算法原理及其實(shí)現(xiàn)方法,但是,課程學(xué)習(xí)結(jié)束后,學(xué)生對(duì)多媒體處理軟件的操作能力并沒有得到提高,因而影響到學(xué)生加工處理多媒體信息能力的提升。在實(shí)踐型的教學(xué)過程中,講課的主要內(nèi)容是多媒體處理軟件的使用。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),則讓學(xué)生模仿教師上課介紹的軟件進(jìn)行操作,并按照教師的要求,利用相同的軟件,對(duì)特定媒體信息進(jìn)行處理。這類教學(xué)方法是將多媒體理論介紹進(jìn)行簡(jiǎn)化,同時(shí)側(cè)重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),教學(xué)的重點(diǎn)是提高應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)修養(yǎng)［1］。該類教學(xué)方法使學(xué)生能較好地學(xué)以致用,學(xué)生往往能夠獲得較好的學(xué)習(xí)體驗(yàn),但是學(xué)習(xí)結(jié)束后,學(xué)生對(duì)多媒體技術(shù)理論的理解提升有限,因此學(xué)生的多媒體技術(shù)洞察力并沒有獲得很好的訓(xùn)練。如上2種教學(xué)過程,各有優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,有的教師提出了原理與技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方法,該方法既介紹理論也兼顧案例分析和技術(shù)討論,從而使學(xué)生的研究能力得到提高［2］。

在本科學(xué)生完成學(xué)業(yè)的過程中,各門課程對(duì)學(xué)生處理的媒體類型、數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高,學(xué)生對(duì)多媒體信息加工、處理和創(chuàng)作也抱有濃厚的興趣。在減少課程學(xué)時(shí)的背景下,往往使教師面臨“重理論”還是“重實(shí)踐”的兩難境地［3］。作者從2005年開始在北京林業(yè)大學(xué)從事“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”的教學(xué)和教學(xué)改革工作。本文將結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐和在教學(xué)改革方面的探索,從教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)時(shí)分配等方面,對(duì)“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程的教學(xué)改革進(jìn)行探討。

一、教學(xué)理念與教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐,“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”作為一門選修課,學(xué)生選擇學(xué)習(xí)這門課程的一個(gè)最直接的動(dòng)機(jī),是希望通過這門課程學(xué)習(xí)到一些制作視頻、圖像、網(wǎng)頁和簡(jiǎn)單動(dòng)畫的技能。由于這門課程多在大學(xué)一二年級(jí)開設(shè),學(xué)生對(duì)其專業(yè)的理解還不深入,沒有意識(shí)到多媒體技術(shù)基本理論在其專業(yè)應(yīng)用上的重要作用。實(shí)際上,通過理論學(xué)習(xí),學(xué)生可以加深對(duì)技術(shù)本質(zhì)的理解,提高編程能力、提高專業(yè)洞察力以及鍛煉專業(yè)研究能力;通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的軟件操作訓(xùn)練,則可以幫助學(xué)生完成多媒體加工處理、設(shè)計(jì)文檔撰寫、學(xué)科競(jìng)賽作品制作、創(chuàng)意表達(dá)等任務(wù)。

多媒體理論與多媒體軟件操作雖然都能在學(xué)習(xí)者的工作和學(xué)習(xí)中起到重要作用,但對(duì)于理工科的學(xué)生,從終身學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)看,理論學(xué)習(xí)對(duì)受教育者的長(zhǎng)期幫助要高于操作學(xué)習(xí)的長(zhǎng)期幫助。“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”作為一門單獨(dú)的課程,有著成熟并不斷發(fā)展的理論基礎(chǔ),主要包括:標(biāo)記語言、語音編碼、無損壓縮、音頻編碼、圖像壓縮、視頻與流媒體。顯然,這些基本理論,在學(xué)生在讀,乃至畢業(yè)的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),都是相對(duì)不變的。對(duì)于理工科的學(xué)生,隨著他們?cè)趯I(yè)上的不斷深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐,這些理論知識(shí)可以幫助他們更好地理解專業(yè)技術(shù)的本質(zhì),加強(qiáng)他們?cè)趯I(yè)上的洞察力,同時(shí)也能幫助他們?cè)趯I(yè)研發(fā)時(shí)選擇合適的技術(shù)路線。這些是多媒體軟件操作教學(xué)無法替代的。對(duì)于多媒體軟件操作,短期內(nèi),對(duì)學(xué)生的幫助是明顯的。但是,現(xiàn)在軟件的更新升級(jí)很快,課程中學(xué)到的操作,很快就被新的操作步驟取代。同時(shí),在“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程中涉及多個(gè)多媒體處理軟件的介紹,不可能每個(gè)軟件都深入學(xué)習(xí),而且操作步驟較難記憶、容易淡忘。因此,隨著時(shí)間的推移,軟件操作講解對(duì)學(xué)生的幫助會(huì)越來越小。而實(shí)際的情況是部分學(xué)生在課程學(xué)習(xí)完畢后,由于對(duì)其中的部分軟件使用甚少,很快喪失了對(duì)這些軟件的基本操作能力。

因此筆者認(rèn)為,對(duì)于理工科學(xué)生的“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程的教學(xué),理論部分的講解是非常重要的,而多媒體軟件操作的實(shí)踐也不可偏廢。因而該門課程的教學(xué)目標(biāo)是通過課程的學(xué)習(xí),在理論上,使學(xué)生理解支撐各種多媒體應(yīng)用軟件的基本理論、原理和技術(shù);在實(shí)踐上,通過學(xué)習(xí)使用多媒體軟件設(shè)計(jì)制作作品,使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)音頻、圖像、視頻、動(dòng)畫等多媒體軟件工具的基本使用方法,提高學(xué)生處理多媒體信息的能力。

二、教學(xué)實(shí)施應(yīng)注意的問題

教師應(yīng)向?qū)W生明確地說明該門課程的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)安排。筆者曾遇到這樣的學(xué)生,在課程學(xué)習(xí)過半時(shí)提出疑問,這門課程是干什么的？其實(shí)這是問學(xué)習(xí)這門課程有什么用的問題。更進(jìn)一步,就是理論部分的教學(xué)有什么用的問題。如前所述,多媒體理論與多媒體應(yīng)用實(shí)踐存在距離,學(xué)生在實(shí)踐中并沒有直接體驗(yàn)多媒體理論,有這樣的疑問是可以理解的。這些基本理論是理工科學(xué)生知識(shí)體系中的必要部分,而很多學(xué)生對(duì)此的認(rèn)識(shí)并不深刻。這就要求教師在第一堂課上,把教學(xué)理念與教學(xué)目標(biāo)清晰地傳遞給學(xué)生,使他們對(duì)于理論和實(shí)踐2個(gè)方面的學(xué)習(xí)都有正確的認(rèn)識(shí),這對(duì)于整個(gè)教學(xué)過程的順利完成是非常重要的。

多媒體課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)涉及很多軟件的使用,其中的部分軟件(例如Photoshop)本身就可以作為一門課程進(jìn)行深入介紹,在“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程中讓學(xué)生熟練掌握這些軟件的使用幾乎是不可能的。因此,筆者在教學(xué)中撰寫了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,將基本的操作方法和詳細(xì)的操作步驟包含到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中,讓學(xué)生可以按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一步一步的完成實(shí)驗(yàn)例子的制作。在參考資料方面,筆者在教學(xué)過程中積累了一些自己編寫的軟件使用教程、演示文稿、軟件操作視頻等資料,將這些資料連同經(jīng)過挑選的軟件使用教程提供給學(xué)生,讓感興趣的學(xué)生在這些資料的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。實(shí)際上,筆者在教學(xué)過程中,將絕大部分課時(shí)都用于多媒體理論的講授上,僅留部分時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的普遍問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng),而對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的內(nèi)容,則讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求通過自學(xué)完成。

教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)以基本理論、基本操作為主。如前所述,這門課程的特點(diǎn)是內(nèi)容覆蓋面廣,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)踐性強(qiáng)。因此,不能期望通過這門課程解決學(xué)生在多媒體理論和多媒體軟件使用方面的所有問題。在多媒體理論教學(xué)中,應(yīng)該重點(diǎn)介紹多媒體的基本理論和算法原理;在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)應(yīng)讓學(xué)生對(duì)多媒體軟件有一個(gè)廣泛的涉獵,同時(shí)掌握各種多媒體處理軟件的基本使用方法。

三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

表1中列出了“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程的授課內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)安排。其中教學(xué)內(nèi)容部分幾乎全部用于多媒體理論基礎(chǔ)的講授,而實(shí)驗(yàn)部分則被分為5個(gè)單元,每個(gè)單元4個(gè)課時(shí)。實(shí)際上,筆者在教學(xué)實(shí)施時(shí),是每個(gè)單元1次實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)4個(gè)課時(shí),學(xué)生則按單元提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這5個(gè)單元中,筆者選擇的目標(biāo)實(shí)驗(yàn)軟件分別是:Audition(音頻采制)、Authorware(多媒體課件制作)、Photoshop(圖像編輯)、Premiere(視頻編輯)和Flash(簡(jiǎn)單動(dòng)畫制作)。這5個(gè)方面覆蓋了多媒體信息處理的主要媒體類型,而且,每一個(gè)方面都可以根據(jù)多媒體軟件的發(fā)展,進(jìn)行目標(biāo)實(shí)驗(yàn)軟件的替換或更新,以適應(yīng)多媒體技術(shù)的發(fā)展。由于筆者準(zhǔn)備了細(xì)致的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,甚至錄制了軟件使用視頻,所以學(xué)生可以通過自學(xué)完成這5個(gè)單元的實(shí)驗(yàn),教師只需在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的普遍問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

表1 “多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

四、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式

“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程在很多大學(xué)都是選修課,期末成績(jī)可以采用考試或交大作業(yè)的方式進(jìn)行評(píng)定。而總評(píng)成績(jī)則是平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)的綜合。平時(shí)成績(jī)則通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課程設(shè)計(jì)［4］或平時(shí)作業(yè)進(jìn)行評(píng)定。

筆者采用期末筆試的方式,對(duì)課上講授的內(nèi)容進(jìn)行考試,以促使學(xué)生在多媒體基本理論上投入更多的時(shí)間和精力。由于授課內(nèi)容中軟件操作所占比例很低,因此期末考試實(shí)際上是多媒體基本理論考試。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),則通過學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或作品進(jìn)行考查,一般通過5個(gè)單元的實(shí)驗(yàn)平均成績(jī),得到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī),該成績(jī)作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的主要依據(jù);此外,平時(shí)成績(jī)也包括學(xué)生考勤情況。圖1顯示了總評(píng)成績(jī)的構(gòu)成比例。

圖1 總評(píng)成績(jī)構(gòu)成比例

對(duì)于理工科學(xué)生的“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程的本科生教學(xué),多媒體基本理論的講授是非常重要的,但同時(shí)也須注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。作者認(rèn)為在課時(shí)量有限的情況下,在理論教學(xué)方面,教師應(yīng)以課上講解為主;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,教師應(yīng)提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及參考資料,讓學(xué)生通過自學(xué)掌握多媒體軟件的基本操作方法。

［1］萬明秀.“多媒體技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革與研究——以江西省電腦作品大賽為載體［J］.計(jì)算機(jī)教育,2009(6):54-55,48.

［2］龔聲蓉.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“多媒體技術(shù)”課程教學(xué)探討［J］.計(jì)算機(jī)教育,2009(19):49-51.

［3］張小川.“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程應(yīng)用型教材建設(shè)的實(shí)踐與研究［J］.計(jì)算機(jī)教育,2007(21):74-76.

［4］王秋云.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng),全方位促進(jìn)課程建設(shè)——計(jì)算機(jī)專業(yè)“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.計(jì)算機(jī)教育,2009(2):51-52.