未来课件技术发展的探索.doc

未来课件技术发展的探索 黄涌新(华东师范大学上海200062)内容提要：本文对课件的作用以及当前课件技术现状和弊端进行扼要分析的基础上，提出了一个未来课件的基本架构，包括可能形成的主要技术问题，以利于对探索新的课件设计与开发技术展开讨论。 一、引言基于internet的网上学校将成为社会公众化教育的主要渠道，网上课件自然也就成了网上学校核心的构成部分。各种课件的设计与开发需要巨大的投入，包括人员、时间、设备和资金，于是，成型课件的使用寿命、效率、维护、管理就成为人们从经济角度考虑的首选问题。从目前课件所采用的技术看，其主要围绕一个教学主题展开设计与开发，完成后即被封装在一个固化的系统文件中。无论是单机使用的课件或网上使用的课件，从本质上讲都是一种超文本连接方式。采用这种技术理念开发的课件，一旦课程内容的更新或教学方法的更新，整个课件文件系统将随之废弃，即使可以采用更改程序的方法来修正课件或更新课件的内容，投入也是巨大的。而且，课件与课件之间即使有内容上的联系，或者是完全相同的内容，也无法实现信息上的共享，无法克服大规模相同信息的重复设计工作。鉴于这种课件设计与开发技术上的弊端，只是因为更新某些内容或方法，使整个课件导致废弃或相当于重新设计，这对整个社会来说都无法承受如此巨大的经济付出。为此，需要探索一种更新的、更经济的课件设计与开发技术。 二、未来课件的基本架构为了摆脱现有课件设计与开发理念的束缚，构思并提出一个未来课件设计与开发的基本架构就成了我们的首要任务。本着经济、实用、安全、高效、易维护和易更新并可共享等因素的考虑，我们认为，未来课件的基本支持功能架构应采用分离设计的原则，课件的呈现对象资源成分应形成数据形式，并采用关系数据库管理方式。基于这样一种课件设计理念的构思，在此提出一个未来课件基本框架模型。见图1。教学资源库教学资源库的设计主要采用大规模关系数据库技术，将所有课程内容包括基本知识、参考资料、教具工具（挂图、画板、模型等）、解惑答疑、练习、测试等，组织课件界面呈现对象的基础成分元素分解成最小数据单元，并以数据形式存放于教学资源库中。从当前关系型数据库技术成熟的现状来看，这样一种设计构思从理论上分析是完全可行的。教学管理与辅助系统教学管理与辅助系统的设计可以包含若干个子系统模块，初步设想可由学习信息采集与分析系统，资源联系检索与队列系统，练习与测试分析系统，学习日志自动记录与分析系统等四个系统模块构成，其系统框架关系构成见图2。学习信息采集与分析系统 主要承担四个方面信息的采集：1)学习者初次进入的原始对话信息的采集；2)学习者进入课程学习进程状态实时跟踪信息的采集；3)学习者练习与测试结果，以及使用约定交互的信息采集；4)其他环境数据信息的采集。所有采集的信息可以通过分析系统随时分析，形成资源库查询或队列系统指针代码的换算参数，传向资源联系检索与队列系统，以及时向学习者提供需要的学习资源或帮助。练习与测试分析系统 主要任务是对学习者在学习进程中所做的练习与相关测试结果进行综合评介，评介获得的各种指标形成下一步学习资源提供的参考指数，也可以作为学习者在以后阶段学习中提供学习进程和相应学习策略意见的根据。学习日志自动记录与分析系统 该系统的主要任务是自动记录学习者从注册开始后的包括学习进程中的各种状况，通过分析保持相应的学习档案，同时为学习者在进入下次同课程学习提供新的起点参数。这种参数可以作为提供新的学习资源的检索参考，也可以为学习者进行学习提供进程与策略参考。资源联系检索与队列系统 该系统可以分成两个主要系统模块来设计：联系检索系统和队列系统。联系检索系统主要收集各种信息参数，自动生成相关资源的检索代码，向资源数据库索取必要的学习资源。队列系统主要将检索获取的资源按教学基本选取的策略与进程，自动向界面提供相应信息构成课件画面。队列系统可分成顺序队列与非顺序队列两种类型设计，顺序队列按事先选定的学习策略设计，非顺序队列可以根据选定学习策略，按事先约定的交互构思设计，也可以进一步按可变更交互参数构思设计。课堂环境系统课堂环境系统主要由两部分构成，即学习对话系统和课件界面系统。学习对话系统主要承担课前、课中、课后，与学习者开展对话的任务，通过对话了解学习者学习的需求，包括需学课程、兴趣、基础、起点及相应学习策略指导等。课件界面系统主要提供相适应的学习环境，这种系统可以考虑采用标准界面信息的自动生成功能与界面自动跟踪控制系统的合成设计，也可以考虑采用多种学习策略提供的标准界面设计方案，以供学习者自由选取或根据学习状况分析自动提供。三、未来课件的技术问题在上述设想的课件系统架构下，未来课件技术可能主要形成的设计与开发技术问题有：1.资源数据库数据、结构与关系的界定问题课件资源数据库不同于一般的资料数据库，其库、表、字段与数据之间存在更强的相互依存关系，而数据单元信息存放的是课件特殊要求的最小对象信息。如何确定课程所合适的最小对象信息，对象特定的属性信息及对象与界面呈现有关的顺序、时间、运动、清除和交互等信息，对象直接内涵对象的信息与直接外延对象的信息，同课程不相邻与不同课程不相邻相关对象的信息等等，无论从数据存放的数据类型确定，到数据关系的建立，都将构成关系数据库设计技术的重要研究问题。2.标准编码技术问题在自动联系检索技术上，要考虑课件系统的通用性、不同课程之间的数据共享，以及将会形成的数据标准编码技术问题。标准编码是数据库每个表的主关键字段，课件系统主要跟踪标准编码自动检索需要的学习资源数据。所以，标准编码技术的好坏，将直接影响课件联系检索的成效、课件能否有效地使用资源库、资源库是否适应各种课程学习的需求等问题。3.队列技术问题通常数据库技术的使用在管理上没有数据队列问题。但课件系统不同，课件在获取相应对象数据信息后有个执行顺序问题。所谓队列技术就是将获取的数据信息，首先组建形成按课件预定学习策略的执行对象队列顺序，这种队列顺序在执行中遇到交互信息可能会临时改变。为此，在数据库技术支持下的课件技术，其中队列技术将会成为广泛研究的课题。4.标准课件界面设计的技术问题好的课件界面设计不能构成类似电子幻灯的页面形式，课件界面设计的特殊性在于界面对象的局部变更交替或运动。界面呈现对象的多寡，对象信息容量的大小，在有限的屏幕区域进行有效的组织会形成新的界面设计技术问题。所谓标准课件界面设计技术，就是根据不同的课程特点和学习策略，确定界面设计基准参考，呈现对象根据执行时段参照基准参考自动调整呈现位置和大小。当然，非标准界面设计技术可能具有更大的灵活性，然而带来的技术问题也会更加复杂多变。5.跟踪控制的设计技术问题现行课件的设计，其跟踪控制可以根据设计构思事先形成。未来课件技术在数据库技术支持下，对象以数据形式呈现界面，随着不同学习需求对象呈现位置、大小会随组织情况不同而改变，跟踪位置的选择需要通过对象属性数据，以及界面自动调整的相关参数，经过相应的换算获取。于是，参数技术与换算方法就构成新的技术问题。6.交互实现技术问题课件设计中交互控制是必不可少的，在数据库技术支持下的课件界面实现交互控制技术，会形成新的设计技术问题。一方面，响应操作形成方法与方式；另一方面，反馈执行的队列问题，以及结束交互控制的处理问题等，也会形成广泛而复杂的技术问题。综上所述，未来课件设计与开发技术所使用的系统开发平台和数据库技术已基本完备和成熟，目前的关键是攻克上述列出的六大技术问题。因此，所列技术问题可能会构成未来课件设计与开发技术上重要的研究课题，并且会成为未来尤其是网络学校所使用课件的主要设计开发技术。四、前景与结论未来课件设计与开发技术所采用的数据库技术和系统模块化设计技术，无论从社会经济承受角度、设计与开发的技术角度，还是管理与维护角度、信息共享需求角度来看，都存在明显的可行的发展趋势，尤其是数据库技术，已在政府部门与工商企业等非专业部门获得了广泛应用，并呈现极快的发展趋势，而在教育领域的应用却甚少。这并非是数据库技术没有用武之地，而是没有完全意识到数据库技术的潜在能力，许多情况下将这种潜能限制在一个特定的业务范围，例如：题库系统、资料库系统等。如果在开发技术思路上再