理工科“多媒体技术及应用”课程教学探讨

2011-11-26黄心渊

中国林业教育 2011年6期

罗岱黄心渊

(北京林业大学信息学院,北京 100083)

“多媒体技术及应用”课程是很多理工科专业本科教学中的一门选修课。在北京林业大学,它是电子、信息、计算机和工业电气自动化专业的选修课。本门课程的学时是40学时,其中 20学时是讲课,20学时是实验。该课程的特点是内容覆盖面广,实验环节实践性强。从教学内容上说,该课程涉及标记语言、语音编码、无损压缩编码、图像编码、视频编码、电视系统和流媒体等内容。要在20课时的授课中完成对上述技术的基本理论的讲解是比较紧张的。从多媒体应用实践上说,利用多媒体技术进行图形、图像、视频、网页或教学课件等的创作,不但可以选择的创作工具很多,而且这些媒体创作工具的操作,往往都比较复杂,需要学习者有长期的实践积累,才能熟练掌握,例如Photoshop图像处理软件的使用,就是一个非常典型的例子。

在教学过程中,作者发现本门课程还有一个潜在的特点,即多媒体技术的基础理论和学生实际的多媒体应用体验是存在一定距离的,如无损压缩编码的诸种算法,在学生实际使用无损压缩软件时,是不能直接体会的,学生必须学习了无损压缩编码算法之后,才能间接地理解这些压缩软件的压缩原理。再例如图像编码的JPEG压缩算法,在实际的软件操作中仅表现为指定存贮文件的格式,对于操作本身而言,存贮过程的离散余弦变换,对操作者而言是完全透明的。事实上,即使学生对多媒体基础理论知之有限,他们也同样可以熟练操作多媒体处理软件。

如上所述的2个特点,使得在教学中,教师对多媒体技术基础理论与多媒体技术应用各有侧重。因此可以按照侧重点的不同,将教学过程分为2种类型:理论型和实践型。在理论型的教学过程中,侧重于多媒体技术基础理论的讲解和实践,讲课主要讲述算法思想、步骤和实现过程。在实验环节,由于一种多媒体信息处理往往涉及多种算法的综合使用,因此,实验环节往往是让学生完成一个简化的算法或者一个复杂算法的一个步骤,实验的结果通常是简化算法程序或者算法某步骤的处理结果。这类教学方法,学生能深刻地体会算法原理及其实现方法,但是,课程学习结束后,学生对多媒体处理软件的操作能力并没有得到提高,因而影响到学生加工处理多媒体信息能力的提升。在实践型的教学过程中,讲课的主要内容是多媒体处理软件的使用。在实验环节,则让学生模仿教师上课介绍的软件进行操作,并按照教师的要求,利用相同的软件,对特定媒体信息进行处理。这类教学方法是将多媒体理论介绍进行简化,同时侧重实践教学环节,教学的重点是提高应用能力和设计修养［1］。该类教学方法使学生能较好地学以致用,学生往往能够获得较好的学习体验,但是学习结束后,学生对多媒体技术理论的理解提升有限,因此学生的多媒体技术洞察力并没有获得很好的训练。如上2种教学过程,各有优缺点。在此基础上,有的教师提出了原理与技术应用相结合的教学方法,该方法既介绍理论也兼顾案例分析和技术讨论,从而使学生的研究能力得到提高［2］。

在本科学生完成学业的过程中,各门课程对学生处理的媒体类型、数量和质量要求越来越高,学生对多媒体信息加工、处理和创作也抱有浓厚的兴趣。在减少课程学时的背景下,往往使教师面临“重理论”还是“重实践”的两难境地［3］。作者从2005年开始在北京林业大学从事“多媒体技术及应用”的教学和教学改革工作。本文将结合作者的教学实践和在教学改革方面的探索,从教学理念、教学目标、教学内容、教学方法和学时分配等方面,对“多媒体技术及应用”课程的教学改革进行探讨。

一、教学理念与教学目标

根据笔者的教学实践,“多媒体技术及应用”作为一门选修课,学生选择学习这门课程的一个最直接的动机,是希望通过这门课程学习到一些制作视频、图像、网页和简单动画的技能。由于这门课程多在大学一二年级开设,学生对其专业的理解还不深入,没有意识到多媒体技术基本理论在其专业应用上的重要作用。实际上,通过理论学习,学生可以加深对技术本质的理解,提高编程能力、提高专业洞察力以及锻炼专业研究能力;通过实验环节的软件操作训练,则可以帮助学生完成多媒体加工处理、设计文档撰写、学科竞赛作品制作、创意表达等任务。

多媒体理论与多媒体软件操作虽然都能在学习者的工作和学习中起到重要作用,但对于理工科的学生,从终身学习的观点看,理论学习对受教育者的长期帮助要高于操作学习的长期帮助。“多媒体技术及应用”作为一门单独的课程,有着成熟并不断发展的理论基础,主要包括:标记语言、语音编码、无损压缩、音频编码、图像压缩、视频与流媒体。显然,这些基本理论,在学生在读,乃至毕业的相当长的时期内,都是相对不变的。对于理工科的学生,随着他们在专业上的不断深入学习和实践,这些理论知识可以帮助他们更好地理解专业技术的本质,加强他们在专业上的洞察力,同时也能帮助他们在专业研发时选择合适的技术路线。这些是多媒体软件操作教学无法替代的。对于多媒体软件操作,短期内,对学生的帮助是明显的。但是,现在软件的更新升级很快,课程中学到的操作,很快就被新的操作步骤取代。同时,在“多媒体技术及应用”课程中涉及多个多媒体处理软件的介绍,不可能每个软件都深入学习,而且操作步骤较难记忆、容易淡忘。因此,随着时间的推移,软件操作讲解对学生的帮助会越来越小。而实际的情况是部分学生在课程学习完毕后,由于对其中的部分软件使用甚少,很快丧失了对这些软件的基本操作能力。

因此笔者认为,对于理工科学生的“多媒体技术及应用”课程的教学,理论部分的讲解是非常重要的,而多媒体软件操作的实践也不可偏废。因而该门课程的教学目标是通过课程的学习,在理论上,使学生理解支撑各种多媒体应用软件的基本理论、原理和技术;在实践上,通过学习使用多媒体软件设计制作作品,使学生掌握计算机音频、图像、视频、动画等多媒体软件工具的基本使用方法,提高学生处理多媒体信息的能力。

二、教学实施应注意的问题

教师应向学生明确地说明该门课程的教学目标及教学安排。笔者曾遇到这样的学生,在课程学习过半时提出疑问,这门课程是干什么的？其实这是问学习这门课程有什么用的问题。更进一步,就是理论部分的教学有什么用的问题。如前所述,多媒体理论与多媒体应用实践存在距离,学生在实践中并没有直接体验多媒体理论,有这样的疑问是可以理解的。这些基本理论是理工科学生知识体系中的必要部分,而很多学生对此的认识并不深刻。这就要求教师在第一堂课上,把教学理念与教学目标清晰地传递给学生,使他们对于理论和实践2个方面的学习都有正确的认识,这对于整个教学过程的顺利完成是非常重要的。

多媒体课程实验环节涉及很多软件的使用,其中的部分软件(例如Photoshop)本身就可以作为一门课程进行深入介绍,在“多媒体技术及应用”课程中让学生熟练掌握这些软件的使用几乎是不可能的。因此,笔者在教学中撰写了详细的实验指导书,将基本的操作方法和详细的操作步骤包含到实验指导书中,让学生可以按照实验指导书一步一步的完成实验例子的制作。在参考资料方面,笔者在教学过程中积累了一些自己编写的软件使用教程、演示文稿、软件操作视频等资料,将这些资料连同经过挑选的软件使用教程提供给学生,让感兴趣的学生在这些资料的基础上继续深入学习。实际上,笔者在教学过程中,将绝大部分课时都用于多媒体理论的讲授上,仅留部分时间对实验中存在的普遍问题进行点评,而对于实验环节的内容,则让学生按照实验指导书的要求通过自学完成。

教学和实验的内容应以基本理论、基本操作为主。如前所述,这门课程的特点是内容覆盖面广,实验环节实践性强。因此,不能期望通过这门课程解决学生在多媒体理论和多媒体软件使用方面的所有问题。在多媒体理论教学中,应该重点介绍多媒体的基本理论和算法原理;在实验环节应让学生对多媒体软件有一个广泛的涉猎,同时掌握各种多媒体处理软件的基本使用方法。

三、教学内容与学时分配

表1中列出了“多媒体技术及应用”课程的授课内容与实验安排。其中教学内容部分几乎全部用于多媒体理论基础的讲授,而实验部分则被分为5个单元,每个单元4个课时。实际上,笔者在教学实施时,是每个单元1次实验,每个实验4个课时,学生则按单元提交实验报告。在这5个单元中,笔者选择的目标实验软件分别是:Audition(音频采制)、Authorware(多媒体课件制作)、Photoshop(图像编辑)、Premiere(视频编辑)和Flash(简单动画制作)。这5个方面覆盖了多媒体信息处理的主要媒体类型,而且,每一个方面都可以根据多媒体软件的发展,进行目标实验软件的替换或更新,以适应多媒体技术的发展。由于笔者准备了细致的实验指导书,甚至录制了软件使用视频,所以学生可以通过自学完成这5个单元的实验,教师只需在课堂上对实验中存在的普遍问题进行点评。

表1 “多媒体技术及应用”课程教学与实验内容

四、成绩评价方式

“多媒体技术及应用”课程在很多大学都是选修课,期末成绩可以采用考试或交大作业的方式进行评定。而总评成绩则是平时成绩与期末成绩的综合。平时成绩则通过实验报告、课程设计［4］或平时作业进行评定。

笔者采用期末笔试的方式,对课上讲授的内容进行考试,以促使学生在多媒体基本理论上投入更多的时间和精力。由于授课内容中软件操作所占比例很低,因此期末考试实际上是多媒体基本理论考试。对于实验教学环节,则通过学生提交的实验报告或作品进行考查,一般通过5个单元的实验平均成绩,得到学生的实验成绩,该成绩作为学生平时成绩的主要依据;此外,平时成绩也包括学生考勤情况。图1显示了总评成绩的构成比例。