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路基路面工程教学课件的开发与应用研究摘要 摘要 随着我国经济的快速发展，各类基础设施迫切需要进行更新改造或重新建设，其 中道路的建设尤为重要。在建设过程中，一方面要解决专业技术人员短缺的问题，同时 还要设法使新理论、新材料、额工艺得到推广运用。但我国教学经费短缺，师资力量的 流失又降低了教学质量。为解决这一矛盾，迫切需要一种新的教学方法的出现。论文作 者正是在这时代背景下将现代计算机技术与“路基路面工程”课程的基本理论与方法相 结合进行“路基路面工程”教学课件的研究与开发。 论文作者以a u t h o r w a r e 为主平台，兼用p h o t os h o p 及f l a s h 软件，在参照学习其 它教学软件的基础上将路基工程、路面工程的名词术语与基本理论、设计施工方法、测 试题等制作成一套“路基路面工程”的计算机教学课件。 本论文主要介绍该课件的几个模块的研究与开发的思路、使用的方法，包括名词术 语模块、常用符号模块、网上授课模块、网上考试模块、技术规范模块、参考书目模块、 网络导航模块。 该教学课件既讲述了“路基路面工程”教材中的主要内容，又紧密联系工程实际需 要，符合国家现行技术规范的要求。具有全中文界面，清晰明了，操作简单方便，易于 学习和使用。 关键词：路基路面教学课件模块 名词术语常用符号网上授课网上考试技术规范参考书目网络导航 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y se c o n o m y , w en e e dt r a n s f o r mo rc o n s t r u c to u r c o u n t r y sb a s i ci n s t a l l a t i o n ，a n di ti sv e r yi m p o r t a n tt oc o n s t r u c tt h er o a d i nt h ep r o g r e s so f c o n s t r u c t i o n ，w ew i l ld os o m e t h i n g e l s ea tt h es a m et i m e o nt h eo n eh a n d ，w em u s t c o r r e c t l y h a n d l et h eq u e s t i o no f s h o r t a g eo ft e c h n i c i a n s ，o n et h eo t h e rh a n d ，i ti sn e c e s s a r y t oi n t r o d u c e n e wf u n d a m e n t a l c o n c e p t i o n 、n e wm a t e r i a l a n dn e wt e c h n i c a l i no r d e rt or e s o l v et h i s q u e s t i o n ，w eu r g e n t l yn e e da n e we d u c a t i o nm e t h o d u n d e rt h i sc i r c u l a t i o n ，t h ew r i t e ro ft h i s p a p e rs t u d i e sa n de x p l o i t st h es o f to f “s u b g r a d ea n dp a v e m e n te n g i n e e r i n g ”b yc o n n e c t i n gt h e m o d e m c o m p u t e r t e c h n i c a lw i t ht h em a i n p r i n c i p l ea n d t h em e t h o do ft h ec l a s so f “s u b g r a d e a n dp a v e m e n t e n g i n e e r i n g ” o nt h eb a s i so fl e a r n i n go t h e re d u c a t i o n s o f t ，t h ew r i t e ro ft h i sp a p e re x p l o i t sa n e d u c a t i o ns o f tb yu s i n gt h es o f to fa u t h o r w a r e 、p h o t o s h o pa n df l a s h t h i ss o f tr e l a t e st h e m a i n p r i n c i p l e 、t h em e t h o do fd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n 、t e s t so f t h ec l a s so f s u b g r a d ea n d p a v e m e n t e n g i n e e r i n g ”， t h i sp a p e rm a i n l yi n t r o d u c e st h ep r o g r e s so f s t u d ya n d t h eu s i n gm e t h o do ft h i ss o f t ，i t c o n c l u d e ss e v e nm o d u l e s ：t e c h n i c a lt e r m s ，s y m b o l 、l e s s o n 、e x a m i n a t i o n ，s p e c i f i c a t i o n 、 r e f e r e n c eb o o k s 、n a v i g a t i o n o nt h eo n eh a n d ，t h i sp a p e rr e l a t e st h em a i nc o n t e n t so ft h ec l a s so f “s u b g r a d ea n d p a v e m e n t e n g i n e e r i n g ”，o n t h eo t h e rh a n d ，i tc o n n e c t sw i t ht h ee n g i n e e r i n ga n di si nl i n ew i t h o u r c o u n t r y ss p e c i f i c a t i o n i tw a sm a d eb yc h i n e s ea n dw e c a r ll e a r na n du s ei te a s i l y k e y w o r d s ：s u b g r a d ep a v e m e n te d u c a t i o ns o f tm o d u l e t e c h n i c a l - t e r m ss y m b o ll e s s o ne x a m i n a t i o ns p e c i f i c a t i o nr e f e r e n c e - b o o k s n a v i g a t i o n 学位论文独创性声明 y s 8 l 。3 口 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外。论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：盟圭! ： 日期：幽i ：! 丝 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学 位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允 许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布 ( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 签名：盈立主! ： 导师签名： j 晦箬 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 随着计算机技术和互联网络技术的发展，信息在世界上的传播速度越来越快，传播 的方式也日趋多样化，从传统的书本到电视、广播以及现在的多媒体计算机。信息传播 方式的变化，同时要求传统的学校教育要进行相应的改革以适应时代的发展【l 】。 人们常说的“2 1 世纪的没有围墙的大学”也就是网络远程教育，这是在网络技术发 展之后才提出的个概念。可以预见，随着远程教育的普及，到时候每个学校都有个 对应的网上学校。现在，许多学校已经做了些相应的工作了，只是限于互联网的带宽 条件的限制，现在的远程教育的主要形式还只是限于超文本格式的文本资料而已。 c a i 是“计算机辅助教学”( c o m p m e r a s s i s t e di n s t r u c t i n g ) 的英文名称首字母缩写。 其含义就是把自己的教学想法，包括教学目的、内容、实现教学活动的策略、教学的顺 序、控制方法等，用计算机程序进行描述，并存入计算机，经过调试成为可以运行的程 序。由于计算机有着存储信息、处理信息、工作自动化等功能。因此，c a i 课件可以将 大容量的信息非顺序地呈现，可以选择学习内容和掌握学习进度，将因人施教原则和及 时反馈信息原则等特点集于一身，并因此区别于其它媒体教学2 1 。 多媒体课件是一种根据教学目标设计的、表现特定的教学内容、反映一定教学策略 的计算机教学程序；它可以用来存储、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作， 并对学生的学习做出评价的教学媒体。 总之，随着计算机技术的发展，社会对多媒体教学软件的需求将越来越强烈。 12 国内外研究现状 目前国内外已经有许多教学课件，但主要集中在计算机和英语教学范围之内，例如 北京金洪恩有限公司制作、清华大学出版社出版发行的“万事无忧”计算机教学软件， 该软件在1 9 9 7 年1 1 月荣获国家教委举办的全国教学c a i 软件一等奖：英语教学的软件 例如：| 匕京智慧星空科技开发中心研制开发、北京大学出版社出版发行的“词汇奥秘教 学软件等等，这些都是一些比较好的基础知识教学软件。 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第一章绪论 针对大学某一门课程的教学课件还比较少，有些学校做了一些研究。例如江苏科建 教育软件有限责任公( c o l l e g e s o f tc o ，l t d ) 根据现代网络教育发展的迫切需要开发的 一整套基于地面i p 网络和数字卫星网络的网络远程多媒体教学系统t e a c h i n g c a s t 。 1 t e a c h i n g c a s t 应用领域包括如下几个方面： 1 ) 基于地面i p 网络或数字卫星网络的网络远程教育 2 ) 基于校园网的大面积多媒体教学，包括跨校区的教学 3 ) 基于教育城领域的区域性网络远程教育 4 ) 各种行业的大面积职业培训 5 ) 企业教育培训 6 ) 网络办公会议 7 ) 会议现场直播等等 2 t e a c h i n g c a s t 主要功能有： 1 ) 多媒体教学的实时转播 t e a c h i n g c a s t 实时地将主播教室的教学情景( 包括教师的形象、声音、多媒体演 示、各种电子讲稿、计算机操作过程与鼠标运动轨迹、甚至教师在智能白板上的即兴 板书过程) 向网络上的其它教室进行转播。 2 ) 多媒体教学过程的远程接收 接收教室可以有选择地接收来自主播教室的教学情景，并获得与教学现场一致的 教学效果。 3 ) 教学过程的多点视音频实时交互 在教学过程中，师生之间可以进行一。对多的视音频交互和文字交流。 4 ) 多媒体课件的实时制作与编辑 t e a c h i n g c a s t 的r e c o r d e r 组件可以在教师实时授课的同时，制作生成教学情景课 件( 其信息包括教师的形象、声音、多媒体演示、各种电子讲稿、计算机操作过程与 鼠标运动轨迹、甚至教师在智能白板上的即兴板书过程) 。t e a c h i n ge d i t o r 组件可对 制作好的多媒体情景课件进行剪辑、粘贴等操作。 5 ) 多媒体课件的管理和点播 t e a c h i n g c a s t 的t e a c h i n go nd e m a n d 子系统可以方便地在服务器上管理已制作好 的多媒体情景课件，供学生进行课后点播学习使用。 3 t e a c h i n g c a s t 主要特色 一 一 路基路面工程教学谭件的开发与应用研究 第一章绪论 1 ) 完美再现课堂教学情景 t e a c h i n g c a s t 无论是用于实时教学，还是用于异步教学，都能将教师的形象、声 音、多媒体演示、各种电子讲稿、计算机操作过程( 包括鼠标运动轨迹) ，甚至老师 在智能电子白板上的即兴板书过程，同步地呈现在远程教室的学生面前，再现出多媒 体教学的真实情景与课堂气氛，使学生如临现场，感同身受。 2 ) 完全实现天地合一、多网兼容 t e a c h i n g c a s t 保持了多媒体信息流和多媒体课件在数字卫星网终和地面i p 网络平 台上的兼容性和一致性，完全实现天地合一，既节约投资，又方便管理；同时， t e a c h i n g c a s t 支持多种网络，具有良好的网络适用性，并能使网络资源得以充分优化， 实现多网兼容。 3 ) 实现多点远程视音频交互及文字交流 t e a c h i n g c a s t 可以使师生双方在教学过程中方便地进行多点互动交流，提升教学 效果。师生交流如同现场，充分展示网络交互优势。 4 ) 高效实时制作教学情景课件 t e a c h i n g c a s t 可以在教师实时授课的同时制作多媒体情景课件，省去了大量的课 后编辑工作，既可以大幅度降低制作成本，又使课件制作效率比其它方式提高5 倍以 上。制作的课件可以复现课堂现场教学情景，包括交互端的情景，具有极强的教学感 染力。 5 ) 技术领先，性能卓越 t e a c h i n g c a s t 采用业界领先并符合国际标准和国家远程教育资源标准c o l l e g e s o f t 多重多向多媒体同步传输与控制技术( c s f ，c o l l e g e s o f ts t r e a mf o r m a t ) ，使得多重多 媒体流的实时性能和同步性能表现卓越，并能有效地控制媒体流和多媒体课件的质量 和流量。 4 t e a c h i n g c a s t 需要的主要设备 1 ) 主播教室 教师进行实时授课的多媒体教室。主要配有各种多媒体设备，如摄像机、无线话 筒和一台安装c o l l e g e s o f lt e a c h i n g c a s t 主播软件的授课演示用计算机网络工作站和智 能电子白板等。 2 ) 接收教室 接收来自主播教室多媒体教学情景的网络教室。配有各种多媒体设备，如液晶投 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第一章绪论 影仪、音响和一台安装c o l l e g e s o f tt e a c h i n g c a s t 接收软件的计算机网络工作站等。 t e a c h i n g c a s t 投放市场以来，受到了学校和教育培训机构的广泛欢迎，己先后在清 华大学、北京大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、南京教育信息网、台 肥教育信息网等一大批大专院校、地方电大、教育信息网和其他教育培训机构得到广泛 应用。 但其主要方式还是通过摄像镜头将教师授课情况传到网上进行授课，这种方式受到 授课时问、授课地点的限制，需要大批的教学设备，如摄像机、液晶投影仪、音响和二 台分别安装c o l l e g e s o f l t e a c h i n g c a s t 主播软件、接收软件的计算机网络工作站等等，这 些设备费用比较昂贵，需要较高的投资。 1 3 本文研究的意义、主要内容和方法 1 3 1 本文研究的意义 通过研究“路基路面工程”的教学课件，可以作为解决目前师资力量不足的方法之 一，帮助教师进行课堂教学，也可作为学生课前预习自学及课后复习的资料，同时还可 以作为工程技术人员的参考软件和对外联系的窗口。 1 3 2 本文研究的主要内容 本论文的研究内容主要涉及以下几个部分： 1 课件的总体结构设计 2 基本概念模块的设计，包括名词术语模块和常用符号模块 3 网上授课模块的设计 4 网上考试模块的设计 5 其它附属模块的设计，包括技术规范模块、参考书目模块、网络导航模块等等 1 3 3 本文研究的方法 针对本论文所研究内容的不同性质，分别采用相应的研究方法： 1 在熟悉a u t h o r w a r e 软件基础上，通过运用a u t h o r w a r e 软件及p h o t o s h o p 软件设 计制作“路基路面工程”教学课件中的总体结构。 2 在了解、查阅中华人民共和国交通部颁布的有关“路基路面工程”规范、人民 交通出版社出版的“路基路面工程”教材的基础上，通过运用a u t h o r w a r e 软件 及p h o t o s h o p 软件、w o r d 软件设计制作“路基路面工程”教学课件中的“名词 术语、常用符号”模块。 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第一章绪论 3 4 5 在认真学习“路基路面工程”教材的基础上，通过运用a u t h o r w a r e 软件及 p h o t o s h o p 软件设计制作“路基路面工程”教学课件中的“网上授课”模块； 完成模块中的开始动画；运用f l a s h 软件设计制作路基工程中路基破坏的动画。 在学习和整理“路基路面工程”教材及东南大学交通学院“路基路面工程”题 库的基础上，通过运用p h o t o s h o p 软件及a u t h o r w a r e 软件设计制作“路基路面 工程”教学课件中的“网上考试”模块。 在认真领会中华人民共和国交通部颁布的有关“路基路面工程”规范的基础上， 通过运用a u t h o r w a r e 软件及p h o t o s h o p 、i n t e m e t 软件设计制作“路基路面工程” 教学课件中的“技术规范、参考书目、网络导航”模块。 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第二章课件的总体结构设计 第二章课件的总体结构设计 2 1 课件开发的软、硬件环境 2 1 1 软件环境要求 m a c r o m e d i a 公司出品的a u t h o r w a r e 多媒体设计软件是一个非常好的多媒体开发平 台，它是一种面向对象并基于图标和流程线的多媒体创作平台，具有丰富的函数和程序 控制功能，融合了编辑系统和编辑语言的特色。和其它软件相比，它在许多方面都有一 定的优势【3 = 1 良好的创作交互性：a u t h o r w a r e 是多媒体教育软件最好的开发平台，具有创建 交互学习的强大功能。此外，a u t h o r w a r e 也用于制作各种各样的多媒体软件，如产品介 绍、在线杂志、电子模拟、交互式在线教育等等。 2 简单易学，初学者与程序员都能方便使用：a u t h o r w a r e 使用特制的丌发界面和 译码，简化了多媒体软件的开发过程，便于学习使用和操作。因此成为了世界上应用最 广泛的多媒体软件制作工具。 3 开放的、模块化的结构：a u t h o r w a r e 支持许多外部程序模块，例如u c d 函数、 a c t i v e x 控件等等。它允许整个程序分成几个逻辑结构，可以多入协同开发。 4 多平台支持：a u l h o r w a r e 程序不仅实现了操作平台的可移植性，而且允许跨平 台地进行开发。此外，它还支持大多数的低性能的系统。 5 方便应用与发布：a u t h o r w a r e 可以在多种类型的个人电脑或工作站上应用，它 有多种功能可以应用到i n t e m e t 上，使用了多媒体的网络流媒体传输技术s h o c k w a v e 技术。 6 就个人应用而言，利用a u t h o r w a r e 可以很方便地制作单机版的课件，适合学生 个人学习，拥有多媒体教学课件就相当于有了一位老师在身边指导学习。 另外，a u t h o r w a r e6 0 的新特点有：已经将发布功能整合在a u t h o r w a r e 中；支持低 带宽的m p 3 音频；根据媒体的时间同步显示文本图像和其它事件，媒体可以是声音和 视频等基于时间的媒体；内置的新编辑器支持高级格式例如嵌入图像；动态连接到外部 的文本文件来建立更加容易制作升级和维护的程序；x m l 支持；使用可扩展的 一 一 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第二章课件的总体结构设计 c o m m a n d s 菜单新功能f i n dx t r a s ；增强的a c t i v e x 支持：使用缩小4 0 的a u t h o r w a r e w e bd l a y e r 来提供更多的在线学习内容；使用“一键发布”来发布小巧的w e b p l a y e r 和 课程，让你的播放器更快下载，只下载你需要的文件；建立一个标准兼容的m e t a 数据 文件。 通过以上介绍，系统开发的软件环境的要求可归纳如下： 1 w i n d o w s9 5 或更高版本的3 2 位操作系统； 2 a u t h o r w a r e6 0 版本； 3 ，p h o t o s h o p6 0 或更高版本； 4 f l a s h5 0 或更高版本。 2 1 2 硬件环境要求 要想运行该程序，首先要有基本的硬件配置，以下是应具备的硬件配置： 1 一台台式计算机或笔记本电脑，c p u 为p i l l 或更好的微处理器； 2 至少1 2 8 m b 的内存( 建议更多些) ； 3 标准s v g a 或更高分辨率的图形卡； 4 ，鼠标器或者其它兼容的指示器。 2 2 课件设计的原则 根据多媒体课堂教学的特点，设计制作课件应遵循5 条原则：教育性原则、科学性 原则、技术性原则、艺术性原则和使用性原则，其基本内容如表2 1 所示【姐。 符合教育方针、政策，紧扣教学大纲 教选题恰当，适应教学对象需要 女 同突出重点，分散难点，深入浅出，易于接受 性注意启发，促进思维，培养能力 作业典型，例题、练习量适当，善于引导 科内容正确，逻辑严谨，层次清楚 学模拟仿真形象，举例合情合理、准确真实 性 场景设置、素材选取、名词术语、操作示范符合有关规定 技图像、动画、文字设计合理 术 画面清晰，动画连续，色彩逼真，文字醒目 性交互设计合理，智能性好 路基路面工程教学谭件的开发与应用研究第二章谭件的总体结构设计 艺 媒体多样，选材适度，设置恰当，剑意新颖。构思巧妙，节奏合理 术 画面简洁 性 使界面友好，操作简单、灵活 用 容错能力强 性 文档齐备 2 3 课件的总体框架设计 表2 - 1 课件制作原则 一个程序制作过程顺利与否与最初的框架定型有很大的关系。如果在实现程序细节 的时候才发现程序的框架有问题而提出要修改的话，那样要花费的工夫可是令人头疼 的，所以在程序的开始阶段就应该做好规划【4 】。 在开始阶段，要考虑以下几个方面的内容： 1 程序要完成什么功能 a u t h o r w a r e 可以用来制作许多多媒体应用软件，但主要可以分为两类：展示软件和 课件系统。课件系统经常需要有交互图标和导航图标的参与，便于用户在各个知识点之 间切换。 2 程序可以分为哪几个大的部分 了解程序的目的以后，还应该对程序作结构的划分，这样做有利于程序的设计、修 改和以后的阅读。程序层次的数目不宜太多，一般以三层为宜，过多的层次会使设计人 员自己都很难对程序的总体有一个清晰的印象，影响在具体实现程序时的频率，导致错 误频繁出现并使程序的调试变得复杂。 3 通过使用交互图标、框架图标等来确定程序结构 在进一步的考虑中就需要想想在哪些地方应该设置诸如交互图标、框架图标和导航 图标等，这些图标的放置有助于确定程序局部的结构。这些图标建立了分支结构或者跳 转结构，另外在适当的地方可以使用计算图标来确定程序的执行路线或者调用函数来完 成所需功能。 根据以上要求和结合本教学课件的特点，将“路基路面工程”教学课件分为以下几 大模块： 1 名词术语模块 2 常用符号模块 路基路面工程教学 皋件的开发与应用研究第二章课件的总体结构设计 3 网上授课模块 4 网上考试模块 5 。技术规范模块 6 参考书目模块 7 网络导航模块 2 4 课件的界面设计 程序的主界面应该使使用者对程序的结构和主要内容有一个大致了解，所以主界面 中要求列出课程的名称、制作单位，以及程序的几大模块的名称。为此程序的主界面为 一幅背景画( 如图2 - l 所示) ，上面写明本教学课件所授课程名称为“路基路面工程”， 界面上分别列出路基及路面的英文名称，八个彩色贝壳作为导航图标，旁边列出课件各 模块的名称。 2 5 课件的菜单设计 图2 - 1 程序主界面 一个程序是否方便使用，可以通过程序的菜单中反应出来，若菜单功能强大、齐全， 操作简单，则大大提高程序的适用性和普及性；反之，若使用者操纵难度较大或对使用 者的要求很高，则会将许多人拒之门外。 为此，本程序从不同角度出发，考虑设计出三种菜单形式，供操作者在不同情况下 路基路面工程教学课件的开发与应用研究第二章课件的总体结构设计 使用，实现任何时候、任何地点都方便操作的目的，减少程序的操作难度，提高适用性。 2 5 1 下拉式主菜单 此菜单位于主界面左上方，其中包含： 1 名词术语 2 常用符号 3 网上授课 4 网上考试 5 技术规范 6 参考书目 7 网络导航 8 退出 共8 个菜单( 如图2 2 所示) 。通过下拉式菜单，可以使程序运行指定的模块。 图2 2 下拉式菜单 此菜单可以在程序运行过程的任何时间、任何地方使用。 2 5 2 页面式菜单的使用 在主界面中有8 个彩色贝壳，分别对应程序的7 个模块和退出系统：名词术语、常 用符号、网上授课、网上考试、技术规范、参考书目、网络导航、退出。当鼠标移动到 贝壳上时一鼠标形状会由咯形变成怕形，此时单击鼠标左键，便可以进入贝壳边所 示名称模块的子界面，如图2 3 所示。 一1 f ) 一 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第二章课件的总体结构设计 图2 3 页面式菜单 页面式菜单只能在程序的开始时使用，相对于下拉式菜单，其使用频率较小。 2 5 3 弹出式菜单的使用 除了下拉式菜单与页面式菜单外，还有功能最强的弹出式菜单。在程序运行的任何 时候，单击鼠标右键，会出现弹出式菜单( 如图2 - 4 所示) 。其中所列模块名称与下拉 式菜单、页面式菜单相同，移动鼠标到所需位置，单击鼠标左键即可实现程序的走向控 制。 图2 - 4 弹出式菜单 弹出式菜单方便、简洁，与下拉式菜单一样，其使用范围贯穿程序的整个执行过程。 相对于下拉式菜单、页面式菜单，它是运用最频繁、名称最齐全的菜单。 1 1 一 路基路面工程教学谭件的开发与应用研究第二章课件的总体结构设计 2 5 4 退出系统的使用 可以选择下拉式菜单、页面式菜单或弹出式菜单中的“退出”来完成退出程序。 一1 2 一 路基路面工程教学课件的开发与应用研究第三章基本概念模块的设计 第三章基本概念模块的设计 3 1 名词术语模块的设计与使用 3 1 1 名词术语模块的设计 根据名词术语所属范围的不同将其分为路基工程、路面工程、材料与实验三类5 1 ， 分别列出了路基工程、路面工程、材料与实验中常用到的基本术语，对每个术语的含义 进行了解释并写出其英文表示。同时将路基、路面的名词术语放在一起讲述，也便于学 生在学习基本概念时能对比分析，找出它们之间的区别，加深印象。 图3 1 名词术语模块界面 名词术语模块界面分为左右两个部分，图中左侧列出三类名词术语的的名称：它们 分别是路基工程、路面工程、材料与实验；右侧为每一类名词术语的显示区域，如图3 - 1 所示。 3 1 2 名词术语模块的使用 1 具体名词的解释 由于本模块中名词术语分为三类，此处仅以路基工程部分为例。将鼠标移动到文字 “路基工程”上时，鼠标形状由 瞻形变为n 形时，单击左键，在屏幕左侧中央， 一1r 一 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 程序显示出“路基工程”类中的所有名词术语，共9 0 个，分别是路基、路堤、路堑等 等。显示区域右侧为滚动条，拉动它可以显示出所有的“路基工程”中的名词术语，如 图3 2 所示。 图3 2 “路基工程”中名词术语表 在左侧上方为输入区域( 箭头位置) ，在此处输入所需查找的名词术语名称，如“路 基”并回车，此时在屏幕的右侧显示出路基的英文单词“s u b g r a d e ”及其中文解释，如 图3 3 所示。 图3 - 3 “路基工程”中名词术语解释 2 各类名词术语之间的转换 在屏幕的左下方显示着“路面工程”、“材料与实验”文字。将鼠标移到文字路 面工程”上时单击鼠标左键，便可进入“路面工程”部分，其中共列出路面、弹性层状 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 体系理论等7 2 个名词，如图3 - 4 所示。将鼠标移到文字“材料与实验”上时单击鼠标 左键，便可进入“材料与实验”部分，其中共列出粒料、集料等1 3 4 个名词，如图3 - 5 所示。 3 - 4 “路面工程”中名词术语列表 图3 - 5 “材料与实验”中名词术语列表 “路面工程”、“材料与实验”类名词术语的使用方法与“路基工程，中相同，这 罩不再一一解释。输出结果见图3 - 6 、3 - 7 。 一1 5 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 图3 - 6 “路面工程”中名词术语解释 图3 7 “材料与实验”中名词术语解释 3 名词术语模块与其它模块间的转换 通过下拉式菜单或单击鼠标右键使用弹出式菜单，选择所需模块名称，可以实现各 模块之间的转换。 堕茎堕里三墨墼堂堡堡塑墅茎兰堡旦塑茎 3 2 常用符号模块的设计与使用 第三章基本概念模块的设计 在路基路面工程课程中，常常会遇到公式的推导和数值的计算，它们都是使用 一些字母符号来表示的，因此，在真正开始授课以前，有必要先讲解常用符号的含义、 计量单位和表示方法，为以后的授课打下良好的基础。 3 2 1 常用符号模块的设计 采用模拟课本的形式，常用符号模块界面分为左右两个部分，左侧列举了本模块所 介绍的7 本规范的名称，它们分别是公路路基设计规范、公路路基施工技术规范、 公路沥青路面设计规范、公路沥青路面施工技术规范、公路沥青路面养护技 术规范、公路水泥混凝土路面设计规范、 水泥混凝土路面施工及验收规范； 右侧为每本规范中符号的显示区域，如图3 8 所示。 图3 8 常用符号模块界面 3 2 2 符号的选择来源 讲解的符号主要来自路基、路面的设计与施工规范【6 卜d 6 。 1 公路路基设计规范中常用符号 共列出8 个，分别是路基宽度b 、襟边宽度l 、护坡道宽度b 、填方路基边坡m 、 挖方路基边坡n 、水泥混凝土强度等级c 、砌筑用砂浆强度等级m 、石料强度等级m u ， 如图3 8 所示。 2 公路路基施工技术规范中常用符号 共列出9 个，分别是土基回弹模量凰、土基顶面实测代表弯沉值k 导线测量时的 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 测站数玑土的压实最佳含水量w 、石方爆破的最小抵抗线件，、土的天然含水量w o 、土 的液限含水量w l 、土的塑限含水量w p 、土的天然稠度w c ，如图3 - 9 所示。 图3 - 9 路基施工规范中符号 3 公路沥青路面设计规范中常用符号 共列出标准轴载p 、标准轴载单轮传压面当量圆的半径j 、设计年限内一个车道上 的累计当量轴次c 、车道系数口、路面设计弯沉值，d 、弯沉综合修正系数f 、季节影响 系数k t 等4 5 个符号及其含义。通过拉动右侧的滚动条，可以查看所有符号，如图3 1 0 所示。 图3 - 1 0 沥青路面设计规范中符号 4 公路沥青路面施工技术规范中常用符号 共列出热拌沥青混合料h m a 、重交通量道路用石油沥青a h 、喷洒型阳离子乳化沥 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 青p c 、沥青混凝土混合料a c 、抗滑表面沥青混合料a k 、马歇尔稳定度m s 、马歇尔 试验的流值f l 、砂的细度模数m x 等3 9 个符号及其含义。通过拉动右侧的滚动条，可 以查看所有符号，如图3 - 1 1 所示。 图3 1 1 沥青路面施工规范中符号 5 公路沥青路面养护技术规范中常用符号 共列出路面综合破损率d r 、路面状况指数p c i 、路面强度指数s s i 、行驶质量指数 r q i 、横向力指数s f c 、摆式仪摆值b p n 等1 9 个符号及其含义。通过拉动右侧的滚动 条，可以查看所有符号，如图3 1 2 所示。 图3 。1 2 沥青路面养护规范中符号 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第三章基本概念模块的设计 6 公路水泥混凝土路面设计规范中常用符号 共列出每延米所需钢筋面积a 、土的平均稠度风、土基回弹模量岛、基层材料回 弹模量西、基层顶面当量回弹模量蜃、基层顶面计算回弹模量如、混凝土面板厚度h 、 混凝土弯拉弹性模量& 、普通混凝土配合比设计强度五、混凝土面板长度等3 3 个符 号及其含义。通过拉动右侧的滚动条，可以查看所有符号，如图3 1 3 所示。 图3 1 3 水泥路面设计规范中符号 7 水泥混凝土路面施工及验收规范中常用符号 共列出混凝土计算抗折强度o 。、混凝土试件抗压强度c 、水泥标号抗压强度g 、 基层顶面当量回弹模量( m p a ) 最、基层顶面计算回弹模量最、土基的回弹模量肠等 3 3 个符号及其含义。通过拉动右侧的滚动条，可以查看所有符号。如图3 1 4 所示。 图3 1 4 水泥路面施工规范巾符号 路基路面工程教学课件的开发与应用研究第三章基本概念模块的设计 3 2 3 常用符号模块的使用 1 进入常用符号模块 通过下拉式菜单或页面式菜单、弹出式菜单，选择“常用符号”，可以进入本模块。 2 查找具体规范符号 通过移动鼠标置某一规范名称上，单击左键，屏幕右侧便可显示相应的符号内容。 3 常用符号模块与其它模块间的转换 刖2 n m t 拉式菜单、弹出式菜单选择其它模块进入其它模块或选择“退出”来完 成退出程序。 2 一 l 一 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第四章网上授谭模块的设计 第四章网上授课模块的设计 4 ，1 授课方案的设计 c a i 课件向学生提供各种各样的教学环境，控制着各种各样的教学活动。按照c a i 所进行的教学活动的特点，通常将c a i 课件分为教学、模拟、操练与练习、游戏、咨询 及问题求解等基本模式，网上授课模块采用其中教学型模式与模拟型模式。相应地，每 一种模式有其独特地设计制作方法【2 】。 4 1 1 教学型模式 教学式课件重在知识的传授，此种形式的课件强调先把教材内容提供给学生，再依 照学生的学习速度教给学生各种概念和技巧；软件中还必须设计评价学生成绩和进行诊 断与补救的方法，此功能见下一章的“网上考试”模块。 一套良好的教学式软件应该是可供学生做自我学习的教材。因此设计这种模式的课 件必须讲究课程设计原理以及学习心理。这一类的课件常用来引入和介绍新知识，特别 适合于教授那些不能简单地用书面文字来解释的知识。 1 教学方式 教学式课件提供的教学方式比较精巧一些，包括呈现各种形式的教学材料( 概念叙 述、公式、规则、例子、说明等) 和提问、回答与判断等各个方面。它通过仔细安排的 人机会话，使学生处于一种个别指导方式的教学环境下进行学习，以达到预定的教学目 标。通常，指导型课件把教学过程分解为许多很小的教学单元，每个单元进行一项最基 本的教学活动，达到一个最起码的小目标，课件把这些简单的教学单元按照教学顺序和 教学策略有机地组织成一系列有计划的教学活动，达到整个课件的教学目标。这种课件 的作用是模拟教师特别是家庭教师向学生进行讲授、指导与帮助。 2 ，分支型设计 教学式课件一般采用分支型设计方法。例如，将教学内容分成若干独立而又有联系 的小单i ，每个小单元都可完成教学目标的一部分。计算机首先引导学生学习一个单元， 然后对学生进行测试，判断是否掌握了这一单元的内容。如果掌握了，就转入下单元 的学习，如果没有掌握，就转入相应的分支，采取适当的补救措施。在辅导式教学之前， 一2 2 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第四章舟上授课模块的设计 往往需先确定起点，起点可由学生自己控制，也可由计算机通过提问测定学生的水平之 后判断。 3 启发性提问 教学式c a i 一般是采用启发性提问导入，从而引起学生的注意。在教学式c a i 中 也可以有练习，教学式c a i 中的练习一般是带有诊断性的提问。根据学生对诊断性提问 的反应，了解学生的学习状况，及时调整教学内容、难度和方式。通过上述不同的反馈， 使学生得到晟合适的辅导。 4 人机交互性 制作教学式的课件首先要求开发工具具备完整的教学媒体处理能力。在课件中常用 的交互方式有“菜单、按钮、按键、热字、时间、次数、点选、移动、接触、输入、其 它条件判断”等，一个良好的开发工具必须能够简便、快速地制作这些交互方式， a u t h o r w a r e 就具有这方面的功能。 5 制作注意事项 如前所述，教学式c a i 的教学方法着重在知识的传播，设计教学式c a l 时要注意： 1 ) 必须正确地估计学生在学习过程中可能出现的问题和困难，并使计算机随时为 学生提供解决这些问题或困难的线索。对于无法估计到的问题和困难，应给予 f 确的答案。 2 ) 必须由浅入深地安排各单元的顺序，并注意各单元的相对独立性。 3 ) 虑能方便地出入各单元，并可自行控制各单元内容的详略程度。 4 ) 在呈现材料过程中，教师可适当插入启发性提问。 5 ) 要充分发挥计算机的特点，避免把教学式c a i 变成单纯的“黑板搬家”或“课 本翻版”。 4 ，1 2 模拟型模式 为了更好的达到教学甘的，可以将路基路面工程课程中有一些动画采用模拟型 模式制作，如“路基沉陷”的内容。 1 ，教学方式与应用方法 模拟型课件可在一种现实情况不允许或者不容易实现的情况下，用计算机模拟自然 科学或社会科学的某些规律，产生各种与现实世界相类似的现象，供学生观察，帮助学 7 r 认识、发现和理解这些规律与现象的本质。例如路基的沉陷过程、路基的沉缩状况等 等，也适合做成模拟式的c a i 。山计算机产生模仿这些现实的状况，通过改变参数、改 2 3 路基路面工程教学课件的开发与应用研究 第四章网上授课模块的设计 变模拟的状况，可促使学生思考，并归纳出他们将要学习的知识。这种模式近年来逐步 受到许多教育学家和心理学家的注意，被认为有助于培养学生的能力，成为发展较快的 一种课件类型。 2 模拟方式 在模拟方法中可以采用过程模拟的形式，可以让学生经历整个模拟的实验过程或是 研究过程。学生要根据自己原有知识结构和所学理论提出猜想与假设，做好“实验”的 准备与设计，然后进行一次又一次地模拟操作，在模拟操作过程中观察各种操作实验的 结果，进行总结归纳，从而“发现”其规律。这样的教学活动可以使学生对其规律有比 较深刻的认识，又活跃了教学气氛，调动起学生思考与学习的积极性。 例如用f l a s h 设计制作网上授课模块中的“路基沉陷”部分内容，学生按照已拟定 好的实验计划，一步一步按照正规的操作过程进行试验，现实中的试验时间长、效果不 明显，而在模拟试验中可以很明显的展示所发生的现象，并可进行反复大量多次的试验， 省时省力，同时节约经费。 3 特点 在使用模拟型课件的教学活动中，学生送入的选择无所谓正确与错误，对其反馈只 是场景中的某些变化或整个场景的更换，学生不是被告知“对”或“错”，而是通过观 察、思考与操作，自己去得出结论，学生的学习不仅是记忆，而是包括分析分析、综合、 运用与评价，全面培养了学生的能力。正是因为这样，模拟型课件的c a i 活动受到许多 教育工作者的关注。 4 制作注意事项： 1 ) 某些现实状况在不可能如实模拟的情况下，则可采取加快或减慢、放大或缩小 的方式模拟。 2 ) 某些现实状况不可能全面地模拟，则可采用局部化、焦点化或简单化的模拟方 式，将其中一个具有教学意义的可见性主题特殊地表现出来，其它枝节删掉。 3 ) 教学中虽然需要通过更换模拟的状况为学生提供归纳、总结规律的材料，但是 也不能过于频繁地更换模拟状况而不给学生留有思考和尝试的机会。 4 ) 要给予学生控制权，包括选择起始值、重返起点、再来一次、结束模拟、结束 后再进入模拟、获取说明资料等等。 5 ) 适当地设置使学生犯错，使他们从中得到教训。 路基路面工程教学谭件的开发与应用研究第四章网上授课模块的设计 4 2 授课内容的分析整理 路基路面工程这门课是高等土木工程领域中公路工程、城市道路工程、桥梁隧 道工程、机场工程等专业的重要必修课。该课程涉及内容广泛并与工程实践联系密切， 具有一定的地区特点【1 7 l 1 8 l 。 本课程力求反映土木工程领域最新的科学技术成就，吸收国内外成功的经验和成熟 的理论与方法，并且以我国最新出版的有关工程技术标准、规范为依据，叙述路基路 面工程中的关键技术，以达到理论联系实际的目的。 本授课模块的主要功能是实现计算机辅助教学，这是本教学课件中内容最丰富、资 料最详实、方法最齐全的部分。本模块通过编写图表、公式及文