（无机化学专业论文）基于积件思想的备课系统——设计与实现.pdf

中文摘要 跨入2 1 世纪后，计算机教育技术得到了迅猛的发展。从9 5 年至今化软学会 已经开发了包括元素周期系、普通化学网络课程在内的等多个多媒体教育 软件。而将这些优秀的多媒体课件在国内高校推广的过程中，我们发现多媒体课 件一旦做好，所有的教学内容、教学策略、教学顺序等已被固化，难以适应千变 万化的各种教学情况。教师更希望将自己的教学思想应用到实际的教学中，并希 望能够在已有的教学课件基础上结合自己的教学模式进行授课。 针对这一问题，本文提出了基于积件思想的备课模式。为了更好的适应课件 思想到积件思想的转变，满足千变万化的课堂教学的需要，我们设计并开发出了 基于积件思想的各课系统，希望它能够真正使用于日常教学，使教学真正步入电 子化、信息化。 本文系统地分析了现有国内已研制出的各课系统的优势和不足，在此基础上 对我们所开发的备课系统进行了详细的需求分析，包括解决方案、可行性分析和 功能分析等，并论述了系统的整体构架及开发方法。同时根据系统的功能模块， 详细分析了每个模块的功能、实现原理、代码示例等。最后对系统的使用和演示 效果做了详细描述。 本系统曾在教学中应用，取得了令人满意的效果。 【关键词】积件备课系统s w f 格式课件设计实现 a b s t r a c t a r r i v i n g a tt h e2 1 s tc e n t u r y , c o m p u t e ri n s t r u c t i o na tt e c h n o l o g ya p p l i e di n l e c t u r et e a c h i n gh a sb e e nw i d e l yd e v e l o p e d s i n c e19 9 5 ，o u rc h e m s o f ts o c i e t yh a s d e v e l o p e ds e v e r a le x c e l l e n tm u l t i m e d i ac o u r s e w a r e ss u c ha s 、( e t c ，u p o n t h es p r e a d i n go ft h e s ec o u r s e w a r e si nu n i v e r s i t i e si nc h i n a ，w ef o u n dt h a ta st h e c o n r s e w a r ei so n c ew o r k e do u t ，t h et e a c h i n gp r o g r a m m i n gw i l lb ef i x e du pa n dc a n n o tb ec h a n g e dw h a t e v e r , a n dc a n tb eu t i l i z e d u n i v e r s a l l yf o rv a r i o u st e a c h i n g r e q u i r e m e n t s 。t e a c h e r sd oh a v et h eg e n e r a ld e s i g nt h a tt h e yc a na p p l yt h e i ro w n t e a c h i n gi d e a si n t h e i rl e c t u r e t e a c h i n g ，a n da tt h es a m et i m e ，t h e yl i k et ot e a c h a c c o r d i n g t ot h e i ro w n p a t t e r nb a s e d o ns o m ef i n i s h e dc o u r s e w a r e s f o rr e s o l v i n gt h i s p r o b l e m ，t h i st h e s i sb r i n g sa b o u tan e wp a t t e r no fl e c t u r e p r e p a r a t i o no n t h eg r o u n do f i n t e g r a b l ew a r e s i no r d e rt oa d a p tt ot h et r a n s f o r m a t i o n f r o mc o u r s e w a r et oi n t e g r a h l ew a r e st om e e tt h ev a r i o u s r e q u i r e m e n t so f t e a c h i n g ，w e d e s i g n e d a n dd e v e l o p e da ne d u c a t i o n a l s y s t e mf o rl e c t u r ep r e p a r a t i o nb a s e do n i n t e g r a b l ew a r e s ，a n dh o p et h a t i tc a nb eu s e df o r g e n e r a lt e a c h i n gw o r k s i n u n i v e r s i t i e s i nt h i st h e s i sw e a n a l y z e ds o m ea d v a n t a g e sa n ds h o a a g e so f v a r i o u se d u c a t i o n a l s y s t e m s a n du p o nw h i c hi tb r o u g h to u tad e t n l e dr e q u i r e m e n t a n a l y s e ( i n c l u d i n g t h e s o l u t i o n p l a na n a l y s e 、f e a s i b i l i t ya n a l y s ea n df u n c t i o n a l a n a l y s e ，e t c ) a n d t h e f r a m e w o r ko ft h es y s t e m a tt h es a m e t i m e ，e v e r ym o d u l ei nt h es y s t e mi sd e s c r i b e d i n c l u d i n gi t sf u n c t i o n s 、i m p l e m e n tp r i n c i p l e sa n dc o d es a m p l e s ，e t c ，a n dl a s t l yw e w o r k e do u tad e m of o rt h ee d u c a t i o n a l s y s t e m ， o u re d u c a t i o n a ls y s t e mf o rl e c t u r ep r e p a r a t i o nh a sb e e n a p p l i e do np r o b a t i o ni n p r a c t i c a lt e a c h i n gw o r k sa n dh a v eo b t a i n e de f f e c t i v er e s u l t s k e y w o r d s ： i n t e g r a b l ew a r e s ，e d u c a t i o n ns y s t e mf o rl e c t u r ep r e p a r a t i o n ，s w ff i l ef o r m a t ， c o u r s e w a r e ，d e s i g n a t i o n ，i m p l e m e n t a t i o n 第一章前言 一、2 l 世纪我国c a i 的发展概述及未来发展方向 计算机辅助教学( c o m p u t e r a s s i s t e di n s t r u c t i o n ，c a i ) 是指用计算机帮助或 代替教师执行部分教学任务，向学生传授知识和提供技能训练，直接为教学服务。 用于执行教学任务的计算机程序称为教学软件或课程软件，简称为课件。 以多媒体和i n t e m e t 为代表的现代科学技术，迅猛地推动着我国计算机辅助 教学( c a i ) 的发展，教学领域无论是在思想观念还是在教学实践上，都发生了 一场深刻的变化。随着我国经济建设的发展和国力的提高，各级各类学校的教育 技术现代化也得到了较好的发展，并且开发出了各种各样的c a i 软件。但是令 人遗憾的是，许多c a i 课件并未给辛勤的制作者带来丰收的喜悦，真正应用于 教学实践中的c a i 课件却很少，特别是应用于学校教学改革的核心部分课 堂教学的c a i 课件就更加寥寥无几。许多经济条件较好、花了很大力气开发计 算机辅助教学软件的地区和学校，发现在取得一定成绩的同时，也面临着这样的 尴尬局面：一方面学校购买的许多多媒体c a i 软件无法适应千变万化的教学实 际情况，无法进入课堂；另一方面，学校和教师在制作课件时也遇到诲多困难， 尽管付出了辛勤的劳动，但取得的成绩却相当有限。 进入2 1 世纪后，我国未来c a i 发展方向概述为如下几点： 1 、多媒体化 随着多媒体技术的不断发展，多媒体计算机的性能更加优异，多媒体新技术 将广泛应用。例如f l a s h 动画已经在包括c a i 领域在内的多种领域得到了广泛流 行。 2 、工具化 进行c a i 课件的开发般认为需要由教育专家、学科专家、计算机专家等 各类人员的分工协作完成。目前“小作坊”式的课件开发模式严重影响课件的质 量，适合各种不同教学要求的工具型多媒体编著软件的研究和开发是十分必要 的。 3 、理论化 随着教育心理学理论研究的更加深入，未来c a i 从开发、设计到制作都更 加有赖于理论的指导作用。 4 、网络化 开发网络化教学，可以使交互形式广泛，打破限制，信息资源和教学形式多 样化。每个人都可以受到一流的教育。人们认为网络化是一种共享各种教学资源、 开放的、远距离大面积的交互式教学方式，是一种较理想的c a i 教学系统。 5 、开放化 网上大学、网络函授、视频会议作为一种新的教学方式。正在方兴未艾地开 展起来。 6 、智能化 随着人工智能和生命科学研究的不断深入，未来c a i 教学将可根据学生的 学习特点，学习历史、学习风格，采用不同的教学方式和教学策略，判断错误， 校正错误。虚拟仿真技术等高新技术也将在教育中得到普遍应用。 7 、教学模式多样化 目前c a i 的教学模式趋于多样化，现在理论研究较多，未来将是在实践中 大发展。未来网络教育的美丽图景，如终身教育、自主教育、个性教育与资源共 享等将一扫现在教育界中的单一僵化的格局，合作式学习取代我们所习惯的教师 授课方式。 8 、个性化、人性化 固化刻板的教学形式和教学环境将被人性化、个性化的教学环境所替代，教 学软件也更加生动形象、活泼灵活，这将改善整个教学氛围。 二、积件思想在计算机教育中的发展 现在开发的许多课件走入了一个很深的误区：都想把最优秀的教学思想、教 学模式、教学策略统统放在一个完整的课件里，希望以此来满足所有教师的教学 要求。然而，课件使用者千差万别，教师的教学方式、教学经验、教学习惯等各 不相同。而且，教学的对象学生，也存在着多元化。所以，一个样板化的课 件不能适应多变的教学要求，这使得资源共享成为一句空话。 在这种情况下，一种崭新的思想出现在教育界，这就是积件思想。积件 思想是指教师主要抽取教学内容中的各个重要知识点，开发出解决特定教学问题 的积件( 课件的基元) 。而且，同一知识点也可以开发出多种不同的积件。教师 可以根据教学需要选择相应知识的积件穿插于课堂教学中，也可以通过像积木似 的自由组合。合成为新的辅助教学软件。由于积件选择、出示时间、组合方式等 不同，可以产生无穷的组合，适应了千变万化的课程教学，从而彻底扭转了独立 型课件“专人专用”的局面。 积件思想强调在教学设计中以人为本，发挥人的价值和人的潜能，强调学生， 根据学生的实际自主建构，最大程度的提高学生的素质。积件思想改变了传统教 学软件开发的组织形式，基于积件思想的教学软件设计，将教学软件的每个步骤 进行分解，教师所需完成的工作只是根据不同的教学内容和教学对象，从教学实 际出发进行设计，像搭积木一样在积件系统上将积件组装成教学所需的课件。积 件也改变了教学软件设计制作和教学实践相脱离的问题，基于积件思想的课件完 全以授课的教师为主导，教师只需根据自己的设计思想对积件进行简单的叠加就 可以完成备课的工作。 在今天和今后相当长的历史时期中，课堂仍然是学校教学活动的主要场所， 学校教育技术现代化，将集中体现在课堂教学现代化的改革中。为了更好地将积 件思想应用于课堂教学的现代化改革我们在基于f l a s hs d k 的基础上，选择 f l a s h 演示文件作为积件系统中的积件，进行基于积件思想的备课系统开发。 国内己研制的备课系统介绍 ( 一) 中教育星多媒体备课系统 1 、简介 中教育星备课系统专门为一线的老师而设计，包含了教育软件专家8 年的丰 富经验和著名教育专家的宝贵建议，采用目前先进的多媒体和网络技术，为老师 备课、授课和教学研究提供丰富的学科教学资源和功能强大的应用工具。备课系 统包含从小学到初中和高中的主要学科，具体为：小学语文、数学、英语、自然； 初中语文、数学、英语、物理、化学、历史、地理、生物；高中语文、数学、英 语、物理、化学、历史、地理、生物和音乐、美术、信息技术三个公共学科：共 2 3 个学科，是目前国内系列最全、设计思想最先进、功能最强的备课软件。 中教育星多媒体备课系统在内容的选取和组织上根据教学的实际需要，以 “精深”为原则，为老师们提供了精品教案、学科博览、多媒体资料、教育论文、 参考试卷、作家作品、课件、实验等和教学过程联系极其紧密的教学内容，同时 该系统采用独特的“同步课程”知识组织体系，根据最新的大纲教材为主线，把 和各课( 或知识点) 相关的资料有机地组织在一起，极大地方便了老师们查找和 使用教学资料。 在功能设计上，中教育星多媒体备课系统利用“我的教案”、“我的课件”和 “我的收藏夹”这样三个独特的功能设计把资料浏览、查找、教案编写、课件制 作和课堂授课等教学全过程无缝衔接在一起。老师们在查找资料的同时可以编辑 教案，可以随时将文字、图片等资料拷贝粘贴到自己的教案当中，系统还为教师 们提供了教案集中管理功能，既可以保存老师们利用备课系统编写的教案，也可 以将老师们以前编写的教案上传到服务器上统一保存和管理。 课件是一种重要的教学手段，备课系统为老师们提供了强大的课件管理功 能，老师们可以使用各种多媒体工具直接利用备课系统中提供的多媒体资料制作 课件，然后将成品课件上传到服务器上，授课时在网络上的任何一台计算机上都 可以直接调用服务器上保存的课件进行教学，而不需要将课件到处拷来拷去，极 大地方便了老师们的教学活动。 目前绝大多数老师有自己独特的教学思想和教学方法，而没有受过多媒体课 件制作技术的专j - i jr l 练，中教育星多媒体备课系统中提供的“我的收藏夹”，独 特的设计和功能很好地解决了这一突出的矛盾。该备课系统利用丰富的多媒体资 料、强大的多媒体支持能力和独特的演示技术为老师们提供了一个非常简单易用 的课件制作工具和授课平台。在备课模式下老师们可以将备课系统中精彩的多媒 体资料添加到自己的收藏夹中，也可以将自己的多媒体资料上载到收藏夹中，然 后调整这些资料的演示顺序，并为每个演示资料编写板书内容；上课时老师们可 以将收藏夹切换到授课状态，这时就可以按照预先设定的顺序演示多媒体资料， 并显示相应的板书内容。利用这个独特的功能，老师们就可以轻松自如地将现代 教育技术应用到教学过程中了。由于该备课系统具有强大的多媒体功能，能够支 4 持绝大多数多媒体格式，而目前的大多数多媒体创作工具很难达到这点，因此 从这个意义上讲，该备课系统为老师们提供了极其丰富的多媒体教学资料，同时 又解决了复杂的技术问题，是老师们的海量资料库和技术支持平台，老师们要做 的就是根据自己的教学思路对这些进行整理就可以了。 2 、功能特点 ( 1 ) 学科门类最全。 ( 2 ) 开放的体系结构，完善的升级策略，适应教材改革需要。 ( 3 ) 采用b s 结构，支持无盘站，价格适中，有效发挥现有设备的作用。 ( 4 ) 网络版提供在线上载功能。 ( 5 ) 多媒体资料、教案、课件集中管理构建您自己的个性化教学资料库 ( 6 ) 独特的“我的教案”、“我的课件”和“我的收藏夹”把资料浏览、查 找、教案编写、课件制作和课堂授课等教学全过程无缝衔接在一起。 ( 7 ) “我的收藏夹”有备课和授课两种模式，提供独特的p p t ( 幻灯片) 展 示功能，是非常精巧的课件工具，适合广大教师的需要。 ( 二) 辅教i l 匿( f l e x i n o t e s ) 耋；媒体辅助备课平台 1 、简介 辅教j l 臣( f l e x i n o t e s ) 是益师通教学平台系列中的一套多媒体辅助备课系统。 通过该系统，不仅能实现资源共享。避免由于传统备课模式所造成的人力和资源 的浪费：更主要在于能提供给教师大量依据教学大纲所组织的实用素材，便于在 充分发挥自己风格个性和创造性的基础上方便而灵活地产生多媒体教案。该系统 操作简单而且易于维护。 2 、系统功能 ( 1 ) 自动生成多媒体教案：根据教学目的、教学方案能自动产生一套可供 直接使用的多媒体讲授教案、课外参考等文件，并且可以同时按原样生成多媒体 网页。 ( 2 ) 课件的制作与管理：可按照教学大纲制作课件，然后调整顺序组织教 案。可方便、快捷地从素材库中选取多媒体素材，制作对应的参考，可使用已有 的课件。 ( 3 ) 素材库的维护：自动识别素材的媒体类型，可支持多种形式的素材资 源，可自动扩充素材库，可使用标准素材库，可以根据教学需要相应调整大纲。 3 、系统特点 ( 1 ) 以p o w e r p o i n t 为平台，能利用其强大的文档处理功能进行课件编辑。 ( 2 ) 能组织多种形式的多媒体素材资源，包括f l a s h 、f l c 等动画、视频格 式。 ( 3 ) 提供简便的远程教育解决方案，能直接把教案输出为网页形式或+ f i n 文件形式。 ( 4 ) 简便的大纲、课件、素材库编辑与修改功能。 ( 三) 鹏博士多媒体备课系统 1 、产品简介 鹏博士多媒体备课系统是针对教师实际需要及教师授课特点而开发的新一 代多媒体辅助教学系统，该系统具有“平台+ 素材”这样一个显著的特点，重新 定位了计算机在教学中的角色，可以帮助教师轻松简便地利用计算机进行教学， 制作各种灵活适用的多媒体教学课件。鹏博士多媒体备课系统提供大量的多媒体 素材和课件，教师能够在系统平台上快速搭建自己的课件，构造备课本，极大的 提高了教师备课的效率，可以使教师把精力从制作课件的细节中解放出来，专 注于教学内容的构思。 2 、特点 ( 1 ) 素材和素材库：精心制作了大量的素材，包括小学语文、数学、自然， 初中物理、化学、生物，还有其他类等各式各样的素材库。 ( 2 ) 课件和课件库：小学版包括小学语文、数学、自然( 五、六学制) 的 全套谋件，约3 万个课件。初中版包括物理、化学、生物等科目的全套课件。 ( 3 ) 标准备课本( 标准教案) ：鹏博士多媒体备课系统提供了大量的参考教 案，这些参考教案全都是由在本科目具有权威的特级教师编写，具有较好的参考 价值。 ( 4 ) 自制课件、备课本：教师可以自己在系统平台上引用素材制作自己的 课件，并使用课件或素材制作自己的备课本，也可以引用标准教案制作自己的各 课本。 ( 四) 金海航多媒体备课系统 1 、简介 金海航多媒体备课系统的开发思想是：课件是教师教案在计算机上的一种表 现形式、是教师教学设计与教学思想的载体，浏览课件是学生进行学习、复习的 一种手段。做课件并不是为了上观摩课，也并不是只有电教老师才能制作课件， 做课件应该是一种教学方式，一种每一个教师都可以掌握的教学方式。教师无须 编程，只要将各种多媒体素材按照教案进行组合，便可制作出精美的多媒体课件： 而校园网络也不再是应用教务管理的平台，让多媒体教学渗入到每个教学点，让 计算机进入每问教室，使计算机像黑板和粉笔一样，成为教师手中的教学工具。 2 、功能特点 整套系统主要是为了解决教师在校园网上备课、授课的需要。教师在现有校 园网络环境的条件下安装此软件后，可以进行网上备课、授课，不限时间和地点， 占用客户端硬件设备资源较少所有制作好的课件及素材都存放在服务器中以供 教学使用。通过网络在任何终端机上都可以实现对课件及素材的编辑、浏览等功 能，完全模拟实现了日常教学过程中的教师备课、授课的过程。一方面解除了教 师携带大量挂图、录像机之苦，又可将编制好的课件发布到网络上便于学生复习 之用。该备课系统的发挥及应用，使得一切都变得更为方便、更为快捷、更为有 效。 除了以上介绍的软件之外，还有包括“c h i n a s e h o o l2 0 0 0 多媒体备课系统”、 “翰林汇多媒体课件系统”、“科利华电子备课系统”、“洪图多媒体编著系统”、 大连海事大学的“太易快捷各课系统与素材库”、“凯迪多媒体创作系统”、“青鸟 师友多媒体课件开发系统”等多媒体制作和开发系统。 四、对已研制的备课系统的分析比较 以上可知，全国从事教师备课授课系统开发的公司非常多，但它们制作的软 7 件平台都有一些共同的特点，分析如下： 1 、以先进的积件设计思想为指导为广大用户，特别是教师和学生提供了 易学易用，功能强大的积件创作系统和教学应用环境。 2 、提出了知识点的概念。知识点作为课件中的基本元素，通常只描述一个 性质，解决一个问题。它可以作为不可再分的单位，被编辑连接而使用。 3 、系统为课件设计者提供了一个非编程的工程化制作环境，教师只需根据 教学需要通过知识点联接设计教学控制路径，系统就可自动生成课件。对同一知 识点库可链接多种备课教案或生成不同的课件，从而使- - 1 7 课程可有多种教学策 略。这种自由组合使备课快捷、课件设计灵活方便。 4 、有强大的教学资源库的支持。备课系统只是一个将教学资源整合成一份 课件的工具，教师可以利用海量的资源库来进行素材的搜索。 5 、这些软件都吸收了专业的多媒体制作软件的优点，同时，针对c a i 制作 的特点，作了改进。降低了软件使用的难度，更适合不熟悉计算机的教师使用。 6 、所依赖的技术主要是p o w e r p o i n t 和h t m l 网页技术。 7 、这些软件使用的对象主要是中小学教师，其素材资源也是包括各类科目， 内容非常广泛。 根据以上的分析，这些商业软件功能已经非常全了，但是它们仍存在着不足 和不符合教学实际需要的地方，具体分析如下： 1 、无论是p o w e r p o i n t 或h t m l 网页技术，都是依赖于微软o l e 技术，支持 多种多媒体素材的嵌入。一方面它需要多媒体素材支持微软的c o m 接口技术， 另一方面还需要客户端安装相应的a c t i v e x 控件，无论是对多媒体素材还是对客 户端都提出了很高的要求。 2 、用这些备课系统各出的课件是作为o l e 容器，将多种素材糅合在一起， 其融合的效果比较差。比如在客户端没有课件中文字所使用的字体，那么将无法 正常显示课件；多媒体声音无法同课件中显示的内容精确的匹配，往往是整页的 内容完全显示出来后，声音才开始解说。 3 、这些软件中对多媒体支持较好的，比如“翰林汇多媒体课件平台”，它采 用a u t h o r w a r e 作为系统内核，对多媒体有很好的支持，但是制作出的软件体积 较大，支持网上传输较困难。而对网络支持较好的，一般是输出h t m l 文件，对 多媒体的支持不尽如人意。 4 、虽然提供了大量的多媒体素材，但是大多数都无法修改和进行二次开发， 无法满足干变万化的教学需要。 5 、大部分的备课系统仍然没有摆脱课件思想开发模式。需要以多媒体编程 人员为中心，教师在课件的开发中难以发挥应有的作用。 第二章备课系统的理论基础和技术基础 一、积件思想概述 ( 一) 积件概念 关于积件( i n t e g r a b l e w a r e ) 的定义。目前有以下几个； 1 、积件是教师和学生根据教学需要，自己组合运用教学信息库、教学处理 信息库以及工作系统的过程表示积件是一个过程。 2 、积件是教师和学生根据教学需要，自己组合运用多媒体教学信息资源的 教学软件系统表明积件是一个软件系统。 3 、积件是针对课件的局限性而发展起来的新的教学软件模式和新的教材建 设思想表明积件是一种教学模式和一种思想。 4 、积件系统是对多媒体教学信息资源和教学过程进行准备、检索、设计、 组合、使用、评价、管理的理论和实践表明积件是一个理论与实践系统。 5 、积件不仅仅在技术上把教学资源素材库和多媒体著作系统简单的叠加， 而是从课件的经验中发展起来的现代教材建设的重要观点转变，是继第一代教学 软件之后的新一代教学软件系统和教学媒体理论表明积件是一种软件系统 和一种理论。 综上所述，积件既表达为一个过程、一个模式、一个系统的工作过程，又表 述为一个软件、一个操作平台，同时又被表述为一种思想、一种理论。其实，无 论是过程，还是软件平台，或是理论，都贯穿了一种思想，一种运用和变化的思 想内核。我们认为，积件首先应该是一种思想，是一种对计算机辅助教学起一定 指导作用的思想，姑且称为积件思想；为实现这一思想而采用的技术，可以称之 为积件技术；在积件思想指导下，利用积件技术从事的教学活动模式，则可称之 为积件模式。 ( 二) 积件系统设计模型 1 、多媒体教学素材库 素材库位于积件设计模型的最底层。为便于检索、使用、管理和维护，素材 库应使用类似于w i n d o w s 9 5 中的资源管理器来管理多级文件夹和文件的树型结 构，以合理的分类规则来进行组织和管理。 此外，素材库还应具有可扩充性，允许教师将自己收集、加工的素材添加到 树型结构的素材库中，可以存储到原有的类别中，也可以创建新类别，将新素材 存储到新类别中，这种可扩充的功能受到了p o w e r p o i n t 软件中c l i p a r t ( 剪贴画) 管理机制的启发。总之，易检索、易使用、易管理、易维护、易扩充是多媒体教 学素材库的基本特点。 2 、微教学单元库 微教学单元是为帮助教师讲授某个教学难点或帮助学生学习某个知识技能 点而设计的“小课件”，一般由不止一种媒体素材组成。这些基于各学科基本知 识点的“小课件”组成了微教学单元库。从易检索、易使用、易管理、易维护的 角度考虑，微教学单元库也应使用树型结构和合理的分类规则。 积件组合平台应提供导入微教学单元的接口，教师可在积件组合平台中直接 使用它，将其与其它多媒体教学素材组接起来，用于适当的教学情境之中。这样， 可大大提高教师制作教学软件的效率，而不必为一个常用的知识点，从头开始集 成大量多媒体教学素材。 除了使用积件系统自带的微教学单元库之外，教师还可利用积件系统自己制 作某一知识点的微教学单元，并扩充到微教学单元库中。这样，教师在自制的教 学软件中可反复使用自制的微教学单元，也可通过网上教学资源库与其他教师共 享和交流。a u t h o r w a r e 中有关m o d e l ( 模块) 的一系列功能为自制微教学单元和扩 充微教学单元库提供了范例。 3 、素材呈现方式构件库 1 0 素材呈现方式构件库是一系列基本构件( 或称对象) 的集合，包括描述多媒体 教学素材的图形、文字、声音、表格、公式、曲线、动画、视频对象等。每个对 象封装着有关这一对象的外观( 属性) 和行为( 方法) 。这犹如一个“黑箱”，你不必 了解对象的属性和方法如何实现，只需调用即可。 使用某一对象时，教师可从多媒体教学素材库中选择有关的素材使该对象实 例化，通过操作已实例化的对象的各种属性和方法，达到控制各种素材呈现方式 的目的。例如，修改对象的各种属性( 大小、颜色、阴影、边框等) 和控制对象的 多种方法( 移动、闪烁、反白、渐变等) 。 为了易于操作对象的属性和方法，积件组合平台应提供简单易用的使用环 境，如用类似于v b 的属性列表方式来管理对象的各种属性，属性的修改和设置 可从预先设置的属性值中选择。方法的操作可以借鉴a c c e s s 9 7 中建立自定义宏 的方式，不需要教师记住所有的方法名和有关的各种参数，而是以选择、填空回 答的方式赋予对象各种行为。 4 、二次开发构件库 二次开发构件库专门用来存放教师利用素材呈现方式构件库中的构件重新 生成的自定义素材呈现方式构件，以满足具有较高编程水平的教师扩充自己教学 资源的需要。 当教师对积件系统中素材呈现方式构件所提供的属性和方法不满意时，可利 用积件组合平台提供的功能，用二次开发工具从原素材呈现方式构件( 简称父构 件) 中派生一个新的素材呈现方式构件( 简称予构件) 。子构件除了继承父构件中的 所有特征( 如属性、方法) 之外，教师还可以修改子构件的个别特征。派生的予构 件存x - - 次开发构件库中后，可以被需要这些子构件的多个教学软件使用。这种 二次开发构件的优点是，修改一次、使用多次。特别是当子构件的某些特征被重 新修改之后，使用它们的多个教学软件能自动完成相应的修改，不需要教师自己 重复修改，这也体现了积件组合平台高效的维护能力。 5 、积件组合平台 积件组合平台是直接面向普通师生、提供集成二次开发构件库、微教学单元 库、素材呈现方式构件库和多媒体教学素材库来制作教学软件的一个工具。因此， 易用、开放、高效、实用是积件组合平台的基本特点。 积件组合平台的主操作界面应类似于a u t h o r w a r e 流程图式的软件设计和制 作结构，对于一般教师，无需程序设计就可以方便地制作出教学软件。 对于一些常用的教学策略，积件组合平台应能提供向导式的教学软件制作方 式，通过一系列有序的填充和选择来自动生成特定教学策略的教学软件，如讲述 式、讨论式、习题操练式、动手实验式的教学软件等。在自动生成教学软件的基 础上，教师可进一步调整、修改，直到满足教学情境的需要。 制作好的教学软件除了在积件组合平台中播放、运行之外，还应提供脱离积 件组合平台的运行机制，如提供一个小巧玲珑、易于安装的教学软件播放器，或 能够生成完全脱离平台的可执行文件。 为了让具有一定编程经验的教师开发二次开发构件库，积件组合平台应提供 二次开发的工具，使教师可以方便地生成自己需要的素材呈现方式构件。 ( 三) 积件特点 积件是针对课件的局限性而发展起来的新的教学软件模式和新的教材建设 思想，它的主要特点是： 1 、积件与教育思想、教学方法、学习理论无关性 积件将教学信息资源与教学思想、教法、学习理论分离，成为教师和学生学 习的工具，因而适应任何类型的教师，具有高度的灵活性和可重组性。将过去课 件设计者从事的教学设计回归到教师学生自己的手中。教学设计和学习理论的运 用，不是在课件开发之初，而是由师生在教学活动中进行，真正做到以不变( 积 件) 应万变( 教学实际) ，计算机成为课堂教学的有力工具，成为教师和学生个性与 创造性充分发挥的技术保障。 2 、积件与教材版本无关性 积件是以知识点为分类线索，这样，无论教材课程体系如何变化，教材版本 如何变化，积件都可被师生应用于当前教学活动中。 3 、基元性与可积性 教学资源素材愈是基本的，附加的边界约束条件愈少，其重组的可能性就愈 大。例如，一段下雨的素材( 图片、动画、电视) ，语文教师可用来讲散文、古 诗或作文意境：生物教师可用来讲生态；地理教师可插入气候的课程演示中；物 1 2 理课可讲水的状态变化和落体运动。如果让学生来发表意见，则可以提出上百种 创意，甚至教师和专家们也意想不到。 4 、开放性，自繁殖性 积件的素材资源和教学策略资源都是以基元方式入库供教师重组使用，因而 在任何时候，任何地方，任何教师、学生都可以将最新的信息和自己的作品添加 入库，只要确立了积件的信息标准，入库规范，积件在教学活动中就自然具有开 放性、自繁殖性。随着计算机技术的发展和全体师生的参与，积件的迅速发展将 不可思议，就像今天i n t e r n e t 网上的信息爆炸一样。 5 、继承性与发展性 积件与课件的关系是继承与发展的关系，积件包涵了课件的特殊性，课件是 积件的特例，类似于经典牛顿力学是相对论的特例。课件适用于某一具体的教学 情境，积件适用于任何变化的教学情境。课件经过适当加工f 去除冗余部分，规 范接口标准) ，就可纳入积件的微教学单元库，为其他教师重组使用；积件经某 教师组合成为适合当前教学情境的内容，也就构成了个“临时”的课件。课件 与积件可以互相转化，相互组合、相互包涵，体现了c a i 辩证哲学的生动魅力。 当积件库( 甚至组合平台) 的载体从磁盘、c d 光盘发展到网络时，积件的思 想和着眼点就发展到全球化、虚拟化、社会化，它会超越今天人们关于课件的种 种经验和理论，提出更多更新的课题等待我们去探索。 6 、技术标准规范性 为了实现积件在校、地区、全国、全球的可重组性，积件的各类信息资源必 须遵从当今世界主流标准和规范，例如，文本的格式，图形的格式、声音的格式、 动画的格式、i n t e m e t 网络接口的格式等都必须与世界主流应用软件一致，否则 无法实现素材资料的组合。教学信息的分类、编码，应有类似“中图法”图书分 类的法则。此外，还应考虑到光电阅读、条码扫描系统、c d r o m 、v c d 制式 等多方面的因素，这需要在国家一级层次上确立法规性的标准。 7 、易用性、通用性、灵活性、实用性 积件集中了当代应用软件的设计思想精华，操作界面直观、明白、人性化、 教学化，易学易用，适于全体师生，适于不同的教学情境，成为课堂教学的实用 工具。 二、基于积件思想的备课平台的提出 ( 一) 传统的备课模式 众所周知，备好课是教好课的前提，是保证教学质量的首要条件。那么应该 如何备课，怎样才能备好课呢? 下面给出了大多教师备课的基本工作流程： 1 、根据教材或工作实际需要( 如可能是作专题讲座等) 确定教学内容。 2 、根据教学内容和学生的实际情况确定教学目标。 3 、根据教学目标确定教学的知识点、重点、难点。 4 、围绕重点、难点进行初步教学设计( 主要是教学顺序) 。 5 、根据教学的实际情况，为重点、难点选择适当的教学策略。 6 、按照教学策略，查找教学素材，逐步完善教学设计。 7 、理顺教学思路，书写教案，准备教学演示所需的教具。 8 、根据教案，进行板书，并接受学生的反馈信息。 9 、教学的小结。 由上面的备课工作流程，我们可以知道如果想准备好一堂课，教师除了要精 通教材的内容以外，还要学会使用教育学、心理学的理论和原则对教学对象进行 分析，并采用适合教学实际情况的先进教学设计思想进行教学设计，准备丰富多 彩的教学素材等等。可见在传统的备课模式中，教师的工作不但辛苦，而且效率 低下。随着二十一世纪信息时代的到来，信息量以前所未有的爆炸方式的增长， 随之带来的则是教学内容的更新速度加快，教学对象的知识模型更加复杂，给教 师的备课工作带来了更大的挑战。为了迎接这神挑战，必须对现有的备课模式进 行改革。 ( 二) 基于课件开发的备课模式 随着计算机技术和多媒体技术的发展和普及，人们开始探索使用计算机作为 教学媒体来辅助教学，从而导致了课件的产生。所谓课件就是在一定的学习理论 指导下，根据教学目标设计的，反映某种教学策略和教学内容的计算机软件。由 此可以看出，教师的备课工作从教案的准备转变成课件的开发，在这种各课模式 中，教师首先把教学目标、教学对象、教学内容、教学方法等信息传授给计算机 1 4 ( 开发课件，即备课) ，然后计算机辅导学生( 学生使用课件进行学习) 或者教 师演示课件( 计算机辅助教学) ，同时计算机负责反馈信息的收集，从而完成教 学活动。基于课件的备课模式需要综合使用传统的备课理论和软件开发的理论， 下面我们具体来看看基于课件的备课流程： l 、根据教材或工作实际需要( 如可能是作专题讲座等) 确定教学内容。 2 、根据教学内容和学生的实际情况确定教学目标。 3 、根据教学目标确定教学的知识点、重点、难点。 4 、制订课件开发计划和组织课件制作小组。 5 、脚本的编写和分析。 6 、结构设计。 7 、多媒体素材的准备。 8 、多媒体素材的组装。 9 、课件的发布。 1 0 、课件使用。 1 1 、课件的评价与小结。 与传统的备课模式不同，基于课件的备课模式充分发挥了计算机的优势，实 现了教师备课的某些环节的自动化，通过使用多媒体技术，丰富了教学的素材和 表达手段。但是为了使用计算机，教师需要掌握一定的多媒体编程技术。由此可 见，基于课件的备课模式在一定的程度上减轻了教师的工作强度，提高了教师的 工作效率，同时也提高了教学质量，实现了一定规模的因材施教。 ( 三) 基于积件思想的备课平台 在计算机辅助教学方面，虽然课件发挥了很大的作用，但是在教学实践中也 发现了不少缺点，例如：通用性不够，灵活性和开放性差等不足。对此，我国的 教育界进行了深刻的反思，对光辉灿烂、博大精深的中华传统文化和思想宝库进 行挖掘、领悟、提炼的基础上，参照周易阴阳生八卦，八卦变万象的理论提出了 以知识点作为基元，也就是积件，通过对积件的无穷组合来适应灵活多变的教学 需要，实现真正的因材施教。积件思想对备课带来了极大的影响，教师不再从头 开始进行整个课件的开发，而是以积件库为基础，通过积件的不同组装来生成满 足教学需要的课件。如图给出了基于积件思想的备课模式 图2 - 1 积件思想的备课模式 1 、积件开发 开发每个可重用的积件。其中的活动包括对积件的知识点的选取，确定教学 对象，选取教学策略，制作多媒体素材，多媒体素材的制作既可以由专业人员完 成也可以由任课教师利用f l a s h 系统来完成，制作出来的新积件经严格测试通过 后备用。 2 、积件提交 按照一定的检验标准和管理制度，把积件以及相关的描述信息提交到积件库 中。 3 、积件细化 从积件库中检索出来的积件不可能完全满足所有的教学需要，需要对积件进 行定程度的剪裁，以适应千变万化的教学情况。 4 、积件组装 一堂课往往涵盖了多个知识点的讲解，因此一个课件往往由多个积件组合而 成。通过把从积件库中检索出来的积件按照一定的教学顺序组合在一起，形成教 师上课用的课件。 5 、专用积件开发 每一节课都有不同的知识点，不同的侧重点和难点，因而往往会出现在积件 库找不到所需积件的情况。使用基于积件思想的备课系统进行备课，主要的工作 是积件的组装，因而要求把课件中的特殊的知识点、侧重点或者难点也做成积件 的形式，使之可以像可积性的积件那样与其它积件进行组装。这些积件重用的可 能性不大，所以称为专用积件。但是如果发现某些积件是能够重用的，即使只是 对少数的系统适用，也应该把它提交到积件库中去。 由上面的备课流程，我们可以看出备课的工作简化为：( 1 ) 根据教学的实际 情况，通过积件库检索知识点对应的积件：( 2 ) 使用积件组合子系统对所选的积 件进行组装，生成适合实际教学内容的课件。在积件思想的备课模式下，教师不 再需要掌握多媒体编程技术，只需要利用本系统从积件库中找出所需要的积件进 行组装即可，如果积件库中没有所需的积件则l 临时做一个加入到积件库即可。从 而极大的减轻了教师的工作强度，提高了工作效率和教学质量，实现了真正的因 材施教。 三、选取s w f 格式文件作为积件的特点及优势 ( 一) s w f 格式文件的特点 s w f 格式的文件是专门设计来实现在i n t e m e t 上的矢量图形和动画的传输 的。它设计的主要目的是实现有效的传输，而不是在不同的图形编辑器之间进行 转化。它设计的主要目标是： 1 、配合屏幕的显示s w f 格式主要是为了在屏幕显示，所以它支持消除 毛边，任何颜色格式，动画和交互按钮的位图的快速显示。 2 、扩展性s 、f 格式是一种使用标签的格式，所以它能在向后兼容旧的 播放器的同时增加新的特性。 3 、网络的传输s w f 文件格式即使在有限的或者不稳定的带宽下也能有 效的传输。它被压缩的非常小并且支持通过流式技术( s t r e a m i n g ) 渐进的解释和显 示。它是一种二进制格式文件而不象h t m l 通俗易懂。它采用诸如位缩进 ( b i t p a c k i n g ) 芹l n 选择域的结构( s t r u c t u r e s w i t h o p t i o n a lf i e l d s ) 等技术尽量使文件 最小化。 4 、简单性s w f 文件格式非常简单，以至于其播放器非常小，而且它对 操作系统依赖也很小。 5 、文件独立性s w f 文件可以独立的播放，而对诸如字体之类的外部资 源没有依赖。 6 、可量测性s w f 文件在很有限的硬件条件下就能工作的很好，同时它 也能充分发挥好的硬件的优越性。这个特点是非常重要的，因为不同的计算机有 不同的显示分辨率和不同位刻度。 7 、速度s w f 文件可以迅速的被高质量的呈现出来。 8 、支持脚本控制s w f 文件支持a c t i o n s c r i p t 脚本语言。它允许同简单 的绘画和服务器之间的交互。 可以看出s w f 文件完全符合积件的基本要求，并具有无可比拟的优势，从 现在它的网络流行性就可见一斑。 ( 二) s w f 格式文件做为积件的优势 根据积件的特性，不难发现积件涵盖的范围特别广。积件既可以是一幅图画、 一段声音、一段动画，也可以是一段程序、一个教学片段等。目前。大多数的积 件系统都选取元素材作为积件。不可否认，这样的积件通用性非常好。但是，同 样也存在着严重的不足。一方面，这样的积件系统实用性不强，因为积件的粒度 太小，教师使用起来相当麻烦，另一方面，这样建立起来的积件系统仍然没有完 全脱离基于课件的备课模式，只能是一个积件库加上一个通用的多媒体著作平 台，如a u t h o r w a r e ，p o w e r p o i n t ，备课还是以课件开发为主。 借鉴了目