（机械设计及理论专业论文）网络课件若干关键技术实现研究及其具体应用.pdf

浙江人学坝【学位论殳摘蛰 摘要 随着互联网的快速发展，网络教育作为一种新兴的教学形式日益受到重视：而网络 课件是网络教育的重要组成部分。本文结合国家教育部新世纪网络课程项目画法几何 与工程制图，对网络课件的开发技术、实现方法及系统结构等进行了研究。 第1 章介绍了c a i 的发展历史、研究现状与发展趋势；探讨了基于b s 结构的网络 c a i 的发展背景、应用特点和评价指标；给出了本文的研究背景和研究内容。 第2 章介绍了网络课件开发的技术基础；归纳出开发网络课件的几种系统实现结构。 第3 章探讨了基于网络的虚拟设计关键技术；提出了开发工程制图虚拟模型库 的技术方案，实现了工程制图虚拟模型库的设计及制作；给出了工程制图矢量 挂图库的关键技术实现方法。 第4 章研究了网络课程的各种导航类型、导航的常见表现形式及其实现技术；综合 多种导航技术，形成体系合理的工程制图网络课程导航系统，如基于星状关联的知 识点导航、基于模糊匹配的关键词检索导航、基于界面内三自由度的读者位置导航等。 第5 章分析了远程教学的两种网络模式的技术特点，总结出课件素材在这两种网络 模式下实现的关键技术基于时间的课件元素互控技术。根据控制及其编程原理的不 同将网络课件的素材归类成简单元素对象、带接口的应用程序对象和不带接口的应用程 序对象三大类型。针对不同类型的课件素材对象，提出了相应的技术实现方法。 第6 章介绍了工程制图网络课件开发的软硬件环境和系统开发过程：详细给出 了课件各个子系统的技术实现及其界面。 第7 章总结了本文的研究开发工作，对未来网络课件的发展进行了展望。 关键词：网络课件、系统结构、课件导航、虚拟设计、基于时间的课件元素控制、积件 浙江大学颐七学位论文绪论 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n t e m e t ，t h en e t - b a s e de d u c a t i o n ，a san e wt e a c h i n gf o r m ， h a sp l a y e da l li m p o r t a n tr o l ei nd i s t a n c ee d u c a t i o n a c c o r d i n g l y , t h eq u i c kd e v e l o p m e n to f n e t b a s e de d u c a t i o nl e a d st oa nu r g e n tn e e d so fl o t so fh i g hq u a l i t yn e tc o u r s e w a r e s u n d e r t h i sk i n do fs i t u a t i o n ，b a s e do na b u n d a n tp r a c t i c e sa n de f f e c t i v ew o r k so ft w on e tc o u r s e w a r e p r o j e c t s ，t h et h e s i sm a k e ss o m er e s e a r c h e so nn e tc o u r s e w a r ed e v e l o p i n ga n dr e a l i z a t i o n t e c h n o l o g y t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e s ： c h a p t e ro n el o o k sb a c kc md e v e l o p i n gh i s t o r ya n di n t r o d u c e sc a i r e s e a r c hs i t u a t i o n s a n dp r o s p e c t sc a id e v e l o p i n gt e n d e n c i e s a l s o ，i td i s c u s s e st h ec a id e v e l o p i n gb a c k g r o u n d a n da p p l i c a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n de v a l u a t i n gp r i n c i p l e sb a s e do nb sn e t w o r ks t r u c t u r e f i n a l l y , i tp u t sf o r w a r dt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n dr e s e a r c hc o n t e n t so f t h i st h e s i s c h a p t e rt w od i s c u s s e st h ev a r i o u sc o m m o nt e c h n o l o g i e st od e v e l o pn e tc o u r s e w a r e a l s o ， i td i s c u s s e st h er e a l i z a t i o ns t r u c t u r e st od e v e l o pt h e m c h a p t e rt h r e ed i s c u s s e st h ed e v e l o p i n gs i t u a t i o n st e c h n o l o g i e so fv i r t u a lr e a l i t yb a s e do n b ss t r u c t u r e i ta l s od i s c u s s e sh o wt or e a l i z et h ev i r t u a lm o d e ls u b s y s t e mo ft h ee n g i n e e r i n g g r a p h i c sn e tc o u r s e w a r e c h a p t e rf o u ra n a l y z e sm a n yk i n d so fn a v i g a t i o ns t y l e s ，m a k e sm a n yr e s e a r c h e so n n a v i g a t i o nr e a l i z a t i o nt e c h n o l o g i e sa n dd e s c r i b e si t sc o m m o na p p e a r a n c e s b ys y n t h e s i z i n g l o t so fn a v i g a t i o nt e c h n o l o g i e s ，ar e a s o n a b l ea n dc o n v e n i e n tn a v i g a t i o ns y s t e mo ft h e e n g i n e e r i n gg r a p h i c sn e tc o u r s e w a r ei sc o n t r i v e d c h a p t e rf i v ei n t r o d u c e st w on e t w o r kt r a n s m i s s i o nw a y sf o rd i s t a n c et e a c h i n ga n d a n a l y z e si t sr e a l i z a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dn e t w o r ks t r u c t u r e a tt h es a m et i m e ，i tp u t sf o r w a r d t h ek e yt e c h n o l o g i e sf o rd e s i g n i n gc o u r s e w a r et ob eu s e do nt h e s ek i n d so fn e t w o r k s t r u c t u r e s c h a p t e rs i xi n t r o d u c e st h es o f t w a r ea n dh a r d w a r ee n v i r o n m e n t sa n ds y s t e md e v e l o p i n g p r o c e s s e sf o rd e s i g n i n ge n g i n e e r i n gg r a p h i c sn e tc o u r s e w a r e f u r t h e r m o r e ，i te x p l i c a t e st h e t e c h n o l o g yr e a l i z a t i o na n dr e a l i z a t i o np a g e so fe a c he n g i n e e r i n gg r a p h i c sn e tc o t t r s e w a r e s u b s y s t e m c h a p t e r7g i v e sa b r i e fs u m m a r i z a t i o na b o u tt h et h e s i sa n dp r o s p e c t st h ef u t u r ew o r k s k e y w o r d s ： n e tc o u r s e w a r e ，n e t w o r ks t r u c t u r e ，c o u r s e w a r en a v i g a t i o n ，v i s u a lr e a l i t yd e s i g n ， t i m e b a s e dc o u r s e w a r ee l e m e n t sc o n t r o l ，i n t e g r a b l ew a r e 浙江凡学坝l j 学位论史 第1 章绪论 【摘要】本章综述了国内外c a i 发展的历史以及南其对应妁理论基础，综述了当前c a i 的研究现状和将朱c a 的表现特点；本章同时对基于b s 的网络c m 的发展和特点作了 详细的论述；最后提出了本课题的研究鹜景争研究内容。 。l 漂l 拳的发展概凌 l ，1 1 影响课馋发展的兰个理论 自从t 9 5 9 年荧国i b m 公司研带成功第一个计算机辅助教学( c o m p u t e ra s s i s t e d i n s t r u c t i o n ，麓拣c a i ) 系统，纛卷入类开始遴入诗算极教弯应攥黪代数寒，诗爨凝骥 助教学的基础理论经历了三次大的演变： ) 每凳童义掌习淫论 第一次是以行为主义学习理论作为理论基础，时| 剐是上世纪从6 0 年代初至7 0 年代 寒，这是计算辊辅渤教学黥裰缓酚浚。冀蹙论基瓣是运过鼹纯秘来潘熬瓿簿对菜耱弱激 的反应频度。应用在c a i 谋件设计中，主要表现为：通过多次练习、强化训练等手段来 瑰闰学生对菜一陶邃静正确认蟊；l 。多年来该理论一壹影喻着c a i 漾件的浚诗与歼发。 2 ) 认知童义学习理论 第二次是以认知主义学习理论作为理论基础，时间是获上整鳃7 0 年代末至8 0 年代 术，这是计算机辅助教学的发展阶段。在c a i 课件设计中，人们开始注意学习者的内部 心理过程，开始研究并强调学习者的心理特征与认知规律；不再搬学习看作是，对外部 刺激被动地作出鼢适应性反应；搿是把学习著作是，学习者根据国己的念度、需要、兴 趣、爱好，利用自己原有的认知缩构，对当前外部刺激所提供的信息主动作出的、有选 择的信息加工过稳。 3 ) 建构奎义学习理论与教学理论 第三次是以建构主义侮为理论基础，时闻是从上世纪9 0 年代翘至今，这是计算机 辅助教学的成熟阶段。建构主义学习理论的基本蕊点认为，知识不是通过教师传授得到， 蠢是学习磐在一定的愤境瓣社会文亿背景下，错黩其毽人( 毽括教爆和学习圣i ( 拌) 静帮 助，利用必要的举习资料，通过建构意义的方式而获得。所要建丰勾的意义是指：攀物的 + 黢矮、撬德以及事貔之趣熬蠹在联羝。在攀习过载中蘩璎学生建捻慧义就是要蓑镄学生 对当前学习内容所反映的鬻物的一陡质、规律以及泼事物与其它事物之间的内在联系达到 溉江九学坝0 学位论文绪论 较深刻的理解。这种理街筚在大脑中的长期存储形式就是荧于当前所学内密的认知结构。 由子学习是学习餐在一怒的倍靖帮社会文仡背景下，诺韵其谴入酶帮秘，帮通过入际闻 的协作活动，而实现的主动建构知识意义的过程，因此建构主义学习理论强调以学生为 中心，认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建檎”是学习环境中的西大簧素或 四犬属性；要求教师要出知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促 避者。 1 1 2 国内孙课肄的发展概况 整个计算机辅助教学的发展j 道程，大敬可分为三个阶段 ( ) 蓠单、程穿纯、练习式懿c a i ( 上整缎e 年代甥7 年代束) 计算机辅助教学随着行为主义学习理论提供的教学机器和程序教学的兴起而必起。 当时翡c a i 遵循鹣主要纛蓬就是稷序教学靛主要源瑾：繇小步子、叁定步调、积辍反应、 及时反馈、低错误率。尤其是强调个别化教学。由于行为主义的学习原璎是从实验室动 物学习静实验研究中概瑟出来静，它不麓全蘑鲍发陕入懿学习的特点，瓣雨在年代 后期受到了多方简的批评。加之当时的c a i 所需硬件和软件价格昂贵，稷序刻扳，缺乏 媵量上乘静软件，c a i 受翊了广泛静批评丽落入低潮。 ( 2 ) 问题求解型c a i 的兴起( 上世纪7 0 年代未8 0 年代末) 在当孵，流行“计算机文仡蔑信息社会的第二文化”的口号。人们把学习计算机程 序设计作为计算机文化的主要内密，认为要了解使用计算机必须要弄懂计簿枫执行的命 令、语言。这种恩怨流行了若干年，对当时我国的计算机教育也裔相当大的影响。到了 8 0 年代中甥，此观点才被予以否定。人们认识到，多数接触计算枫的人主要是皮渡会 使用而不在于是磷会编糨。在8 0 年代，c a i 软件的类型也逐渐增多出现了问题求解型 的c a i 软 串。这种c a i 比趣以前的要来的复杂，弗且也不悲是练习式载，德宅还怒带有 稷序化的味道。8 0 年代对c a i 原理也进行了修正，认知心理对c a i 产生了根本的影响。 认知心理学妁学习理论取代行为主义。遐教学实践方耍麦要还是受行为妻义戆影婀。 ( 3 ) 基于网络、各种媒体融合、互动的c a i ( 上世纪g o 年代初至今) 9 0 年 弋c a i 在三个领域毒颞发矮：一是多媒体技豢匏冬l 入，搜c a i 燹搬丰塞多彩； 二互联网技术的迅猛发展，诞生了基于远程教学的c m 系统，使得基于i n t e r n e t 的远 爨教学好始步灭历雯兹舞台；三怒谈袈心理学麸璞论裂安鼗逐步敬霞行为圭义露占上 风同时建构主义理论丌始出现。 我国g 矗l 装发震经掰： 溉江犬学鳓| 一学位论艾缝论 ( 1 ) 上世纪6 0 年代开始直到8 0 年代初，由于国内的具体愤况，当时从事这项工 作驰人员授少，主要是滋行蹑踪和探索工作，没有走出实验室。 ( 2 ) 上世纪8 0 年代至9 0 年代初，这期间c a i 的研究有了很大的发展，一些有条 件的高校教师开始自己动手研帝c a i 软件。1 9 8 7 年，成立了全霞计算机教育学会。这 个时捌五丹制出了些教学软件，起点还比较低，水乎不够旖，低水平重复的状况比较多。 谯此期间c a i 开始引起我国教育界主管部门的重视。 ( 3 ) 上世纪9 0 年代仞至今，c a i 在鳗内弓 越了广泛数兴趣。套级各类学校开始进 行c a i 教学的探索与实践。尽管c a i 发展已了4 0 多年，但要浇c a i 真正的发展，还是 近1 0 年的事。联兹国内各地区、鍪学校诗算枫辅助教育的应用极不平徵，在许多赢校 穗立了c a i 实验童或c a i 中一心并开发出不少优秀的c a i 软件。在许多中小学校育专门的 实验室秘瀑 孛割 萋小组，每个课 牛鳃投资动墩数予乃至几万。毒些学蛟已褥c m 鹣漂囊 应用作为教学考核的基本要求。 1 1 3 当前漂襻酶矮究瑰获 受计算枫技术、认知学、教商学发展的制约。c a i 课件的实观技术大大落后予c a i 理论的发蔗。目附眈较成熟并占领市场的仍是基于行为主义学习理论的c a i 课件系统。 这种课件的形式为大家所熟悉，攀生作为软件的使用者，被动地接受知识的灌输。目翦 基于认知主义学习理论，和建构主义学习与教学理论的c a i 谋件系统有了新的发腱。 1 ) 智能澡传 智能计算机辅助教学( i n t e l j i g e n c ec o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n i c a i ) 是智能化的c a r ，宅以认皴学为璇论基础，将人工蟹l 技术应用予c a i 。l 隰i 姆教学痰 容与教学策略分开，根据学生的认知模型提供的信息，通过智能系统的搜索与推理，动 态生藏适舍于个别纯教学瓣遗容与篆赂；逶过智鼹诊磬枫裁判叛学生翡学习瘩平，分辑 学生产生错误的原因，同时向学生提出煎改建议、以及进步需学习内容的建议；通过 对全露拳堂窭瑗懿错误分枣绞嚣，餐赣渗凝援裁穆寓教瓣捷 教学重点、方式、灏试重 点、方式、题型的建议；为教师提供友好的教学内容、测试内容维护界面，无需淑变软 串豹结秘繇可调熬教学繁耀；逶逡对学生试絮摸鬻、教学蠹客、测试结巢静警麓分毒螽， 向教学督导人员提供对任谍教师教学业绩评价的参考意见。可以说，一个理想、完美的 i e 庭i 系绞裁是一个自主、优秀懿“教爨”。 以现商的科学技术水平而言，短时期内显然躐法实现具备上述全部功能的i c a i 系 统。一觳认为，只要具有下碉一个或凡个特征的c m 系统就可以称之为i c a i 系统。 ( 1 ) 能自动生成各种问题与练习： 浙江大学颅i 一学位论文绪 台 ( 2 ) 根据学生的学习水平与学习情况选择、调整学习的内容和进度； ( 3 ) 在了解教学痰窖靛萋礁上鑫动解决闻瑟，生成熊答； ( 4 ) 具有自然语言生成与理解能力，以便实现比较自由的教学问答系统，提高人机 交互耱主动毪： ( 5 ) 对教学内容有解释咨询力： ( 6 ) 能渗断学生错误，分祈艨霆并采敬纠正措箍： ( 7 ) 能评价学生的学习行为； ( 8 ) 麓评价教师的教学行为。 不难看出，i c a i 与传统的c a i 相比，踅加符合教育教学的规樽，切合学生的认知习 陵，具有明显的优越性。 2 ) 网络谍体 网络c m ( n e t w o r kb a s e dc o m p u t e ra s s is t e di n s t r u c t i o n n b c a i ) 是举生和 教师通过计算机网络进予亍瀑程蠹察躲学习、游授、练习和测试。网络c a i 的实现主要有 两种：基于b r o w e r s e r v e r 结构( b s ) 的c m 和基于c i i e n t s e r v e r 结构( c s ) 的c a i 。 基于b s 兹c a i 是教舞将教学内容剃戏超文本文件，发囊到i n t e r n e t 或i n t r a n e t 的w e b 暇务器上，学，墨通过使用w e b 浏览器，登录别相应的网站以实现远程教学 ( d i s t a n c el e a r n i n g ) 内容豹学习。它豹圭要优点是不受她域熬疆割，能够方便建徽 到资源共事。 基于c s 豹c a i 是教l 萃窝学羹蘧过各筵懿客声壤软磐，蔻缀教学内攀黟透露潆程学 习。其优点是功能纤发灵活方便、软件运行速度快和易于研制i c a i 。但不恩之处是c 1 i e n t 爨诗雾李咒应装毒特定豹c l i e n t 翡软件，麓户馕爝不懿蒸予影s 绣李鼋豹方蠖。嚣静蓥予 c s 的c a i 已不是c a i 的研究重点，有被基于b s 的c a i 取代的可能。 近年来，疆蓑瓣络援零懿蠢臻箴熬，潮作瓣络c a i 系统静较 耷、工爨瞧在不断建撵 陈出新：i n t e r n e t 以前所未有的速度延伸，具有较高传输速率的校园网与企业内部 i n t r a n e t 静普遍建立，镬潮络c a i 逐渐成为研究游燕点。国内外一些著名静i n t e r n e t 站点纷纷设立网络学校，接受学生的注册或非注册的学习。在著名搜索引擎y a h o o 的 h t t p ：d f r 。y a h o o c o m e d u c a t i o n d i s t a n e e l e a r n i n g 下，裂国了近哥个提供鼗释瘊 务的网站地址：围内的新浪网站从2 0 0 2 年初开始提供了此类的很多有偿服务，翻前这 项业务发展正为迅速。 3 ) 基于协同学习的课件 c a i 在沿着臀能化与网络化两大趋势发展的丽时，在函外又有了新的进展，即将协 嗣学习( c o l l 曲o r a t i v el e a r n i n g ) 的橛念弓l 入c a i 。协问学习是指多个遐户使用同一 4 浙江人学何li 、学位论艾绪论 个系统，对某个问题在互相帮助的前提下进行研究。对精个用户而占，他能在借箍系统 其余震户簇决阉越豹愚想基璐上，提出蠡己载翳决方案。怼予麓户提出熬错误方察，系 统会按定的诊断机制攒出问题的所在，以及弦补缺陷的方法。在网络环境下使用协同 方式进行学习懿一个代表跫交基本a 建造夔c a m e l o t 。 1 1 4 将来课件的表现特点 随着计算机掖术、网络技术、多媒体技术、人工智能技术、激育理念、c a i 基础理 论等学科的螺旋交叉发震，耨的c a i 将表现出如下特点。 ( i ) 鼹加多媒体化 ( 2 ) ) i f 具化 进行c a i 课件开发，般认为需要由教学专家、学科专家、计算机专家等各类人员 的分工渗 乍完成。强藏“小作坊”式豹漯终开发模式严蘩影霸c a i 静教学质量，等秘适 合不同教学要求的工具型多媒体编著软件的开发和研究怒十分必要的。 ( 3 ) 理论亿 随着教育学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 予淫论豹籀导终攒。 ( 4 ) 网络化 交互形式广泛，落息瓷澡努酸羧素l ，教学形式多样纯，每令人舔虿褥罄第一流静教 育。现在认为的一种共事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 较瑾怒靛c a i 教攀系统，稀鼙秘版本静c a i 将会被完全取代。 ( 5 ) 开放化 蕊上大学、网络函授、裰频会议作为粹薪的教学方式，将方兴未艾舞亟开展越来。 ( 6 ) 智能化 随着入工智麓耱生命科学研究的不断深入，未来c a i 教学将可根据学象的学习特点， 学习历史、学习风格，采用不同的教学方式，教学策略，判断错误，校正错误。虚拟仿 真技术等离新技术也将在教育中警遍得到应用。 ( 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，未来将是实践中大发展。未 来卿络教窍的美掰图景，终身教鬻、自主教育、个性教育与共享资源将一妇现在教育界 中的单一僵化的格局，合作式学习取代我们所习惯的教9 i f i 授课方式。 ( 8 ) 个性化、入牲化 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 浙江人学蜥1 j 学位论文 绪论 咆更加生动形象、活泼灵活，改善整个教学氛围。 1 2 基子b s 结构的网终课件的发展背景、特点及评价 i 2 1 基于b s 结构的网络课件的发展背景 教育信息纯建设为全黼启动教育现代化工程、全面实施素质毅育提供了重要的“硬 件”条件，9 0 年代中期的教育信息化建设有一段时间处于“迷融状态”，数育资源得不 鄹共享，低水平、不合理莛复开发漾件的情况还十分严羹，同一f j 课程有十几个、几十 个单位重复研制避机版c a i 课件的情况并不少见+ 浪费了大量的人力财力。 现代教育技术的需求蹙：多媒体展示的集成性、超文本链攘的选取憔、大容麓存储 的事富挫、高速传竣的便犍性、人枫交亘的操作性、超时空交渡款共享憾。其突出功能 表现为动态模拟腱示、资料查询、模拟搡作、写作交流、反馈练习、多媒体情景创设以 及游戏等。但是，单枧舨c a i 漯搏睦l 于“先天挂”熬原因，无法注重帮发搀这些功能与 优势，造成了资源的极大浪费。 l 。2 1 2 基手b s 结构的网络漯 宰诞生的直接漂霞 ( 1 ) 随着全球计算机网络化的飞速发展，教育部门、各学校、普通家庭的计算机己 缀逐步志向阿络化； ( 2 ) 9 0 年代中期，浏览器开始在网络上逐激流行，其发展势头非常迅猛； ( 3 ) 网络通讯技术、多媒体技术已经开始紧密融合： ( 4 ) 远程教学躲市场一直缀大，弗且以翦的远程教学一壹是基于卫瑟电视网豹，教 学方式非常死板。这些因綮的综合作用，催化了藻于b s 的网络c m 的快速发展。 l ，2 t 3 基手b s 结梅懿霹络潆俸的褥点 基于b s 模式歼发的网络c a i 能在互联网或蹋域网上发布，其本质是一种w e b 应用 程序。晷附开发的两络谦件一般怒网页登的。由予鲻页其有多媒体超文本实现虢力，并 且青良好的交互和动态特性，所以借助i n t e r n e t 绒i n t r a n e t 柬实现计算机辅助教学和 远程教育融经歼始得到大力的发灌和推广。 b s 系统的客户端除了操作系统自带的w e b 浏览器外不需要安装其它的应用程序， 它是一种瘦客户端的系统，系统中的所有应用程薄以及数据信息郡存放在服务器端。客 户枫只需要把鄹琰下载到用户端鲍浏览器，所有嬲系统完成的计算枧操传及计算处理功 能都由应用程序模块完成，客户机与服务器之间传达的数据仅汉是计算的条件和结果。 b s 系统在售息的对外发冷方錾蠢羞褥天独厚的优势；另羚b s 系统敬扩展性通避客户 6 浙江大学蛾l 学位论文 端安装浏览器插件实现。这些优点都是熬于c s 的结构所不具备的，从豳1 一l 就可以看 溺基于b s 结鞫静网络e a i 静优势之缝。 基于b s 的网络c a i 的主要特点是： i ) 传输速度快，功麓强大； 2 ) 在客户端无需嵌装和维护； 3 ) 信息量太，资源共享： 4 ) 实时交巨性强，信息反馈快； 5 ) 高度模块化，炭活性强； 6 ) 既可助教又可助学； 7 ) 有弼络监控和广播功能。 b s 系统结 c s 系绞结孛勾 图i - ic s 系统与b s 系统的结构比较 1 2 4 基于b s 结构的黼络谭件的评价 对网络隰i 设计酚好与坏豹游份，霹以麸如t 撬标考虑。 1 ) 总体设计 毫髂设计是设计过援巾最重要兹一环，它是澎残漂转没计总体愚路豹过程，决定了 后续开发的方方丽面，课件设计过程所要遵循的所有原则，都要磁这一阶段得到充分体 魏。爨以憨矮设计要其考娥蓬瞧、短缓终襁要具毒条理熬 2 ) 教学设计 设嚣鼷络豢终嚣亨，要遴疆鲡下教学设诗器裂：注重教学嚣稼及教学露客分瓠、设诗 数学活动时注意情境创设强调“情境”在学习中的重要作用、泷意信息资源设计，强 蠲孝l 嗣各荦孛信塞资源寒支持“学”( 焉菲支持“教”) 、强淄敦学釜为中心、注重鑫主学 习设计、强调“协作学习”，要注重协作学习环境设计、注重基于网络教学策略设计。 浙江大学颅卜学位论殳绪论 3 ) 软 睾浚诗 软件结构合理、开发技术先进、多媒体表现力强、多媒体元索配合协调、并考虑到 嚣运行平台静兼容毪。铡舞，要能嚣嚣兼容i 零羹n e t s c a p e 。 课件制作时必须充分发挥各种软件的优势，使知识的呈现、棱索、交互等符合学习 瀵律。裰滓设计时要注意结稳合遴，算法辩学、巧妙，掰占窒阕较小。 4 ) 界面设计 器甏凌诗帮对屏幕上将要嚣示耱信惑鲍布两逶彳亍设计，包括主菜擎、不丽缀嗣静操 作按钮、教学信息的显示背景、翻页和清屏方式等。 器瑟布局要合理、风格一致、色彩搭配协调。文本设计、图片选择要美观大方，能 激发学习者的学习激情。 s ) 文稻凳整性 完成课件的制作以聪，还要编写相应的文字材料，例如软件的内容适于何种程度的 使用对象，软件的使用环境，软件适用机型，软件的使用方法，以及其它配套使用的文 字材料等。 6 ) 网络发希住 出于网络课传直接运行在i n t e r n e t 残i n t r a n e t 上，所以必须考虑其在低繁爨下运 行的流畅性。常用的解决方法是采用“流方式传输”。 1 ，3 国尚典型的基于b s 结构的网络课件介绍 蟊静闺内己缀开发出了很多纂于b s 结构的嘲络c a i ，例如教育部的新世纪两络谍 程、s o h u 茅ds i n a 网站推出的网上教学、围内各海校和培训机构纷纷推出的种类繁多的 网络课件簿等，憾是各个阏络课 牛的质量差别很大、良莠不齐。从教学设计、技术设计、 界题设计上讲，教育部组织开发静耨世纪网络课传的质量比较突趣，基本上代表了孱内 网络课件开发的鼹高水穗，基本上能满足国内远程教学市场的要求，具体可以参考以下 网址：h t t p ：2 0 2 。2 0 5 1 4 4 11 2 # 。目翦滢内最为悦秀的几个与机械铡图有关的课 件部挂接在这个网址下面，包括：清华大学的厕法几何和工程制图网络课件、西安 交通大学蛇工稷铡强潮终谋申强清华大学的援域爨理赠络瀑 孛，下面其体遗赍 绍这几个课件的情况。 1 3 。l 清华大学莓法氏侮和芏程翻瀚网络漂释余绍 系统缒成 浙江大学钡扛学盥论文 绪论 清华大学蛹法几 可和工程制图网络课程融三大模块组成，它们分别是：“在线学 习”模块、“在线作韭”模块和“虚投穰翟室”模块。 “在线学习”即授课系统。它完成了以学生为主体的学习过程，在该模块中使用了 大量的多媒体授术包括文本、图片、f l a s h 动域等，使学生在欢快的气氛下完成学习 任务。如图卜2 为该网络谋件的在线学习模块界瓣。该系统除了学习内容丰富以外，课 件的导航形式也j 常多样，主要德括：“学习导航”( 用于举节内容介绍、露点难点绳示) ， “预备知识导航”，“当前位置导航”，“上下节导航”，“其它模块的超链导航”。该系统 逦加入了许多“问一问”、“想一想”、“本章小节”等自阀自答之类的文本，用于加深学 生对知识点的理孵和综合。 翮1 - 2 蕊法几何籼- 程制图网络谍程的在线学习模块界面 “在线作业”郎作业系统。它为学生提供了一个绘圈平台，使学生可以利用该绘图 攒件完成老师匆鬻的作业：同时，教师可以剩用该绘图搔件完成作业的批改工作。该系 统类似于最简化版的a u t o c a d 的功能、或其它简单绘图软件的功能。该系统有基本图形 对象绘制功能、躁形对象绽辑浏楚功能、文 牛存取打印功藐等。如图l 一3 为该网络课件 的在线作业模块的具体绘图界面。 浙江人学蝌 卜芊位论兜 持论 如斟卜3 戚法儿何和j 科制幽网络谍程的住线作业模块具体绘幽界醢 “i 接拟摸型寰”为攀，圭在网上提供了大量戆寝掇三缎模型， 誉为数爆授漂、学生学 习的一个辅助工具，它提供了授谍系统中所使用的教学模型、作业系统中的部分疑难题 粒三维摸型以及热型爨域零 孛三缝模型，教瘿及学生可以裂惩v r m l 捶俘霞网土溆夔荠 操作这些三维模烈。如圈卜4 为该网络课件的其中一个成拟模型界面。 系统特点 匿卜4 画法几何和 释制图网络谦霹 | 的其中一个虚手娃模叫界磷 浙江人学坝i ：学位论史 清华大学嚼法几何和工程制图网络课程翳在全程模拟实时教学过程，包括授课、 俸监、答聚帮参残模墼塞，为选谍者在霹上营造了一个遴行对魄学习( 二维图形裙三维 模型) 、培养空间思维能力的环境。在教学设计上，充分考虑学生的学习习惯，始终坚 簿贯穿以学生为主俸酶教学恙怒。在教掌瘫容辫绐梅设诗上，采鹅了全部潋知滚点为结 点外加导航页相结合的模式，而不是传统的以章节为目最树的模式，使其更具新颖性和 菇由瘫。 陔网络课件的技术实王见手段非常丰富除了常用的h t m l 集成外，还用到了j a v a 技术 ( 精于佟渡平台盼开发) 、v r m l 彼术( 穗于虚掾模鳖库静开发) 、j a v a s c r i p t 技术( 靥 予学习系统中层的隐藏和恩示) 。 1 3 2 西蜜交通大学的工程制图课件介绍 系绞缝残 西安交通大学研制的工程制图网络课件主要由三个模块组成：课程学习模块、 习题调练模块稻耀上灞试模块。 “课程学习模块”类似于前面谋件的“在线学习系统”，包括学习指导和课程讲解两 豁份，学露疆导稿予告箱学习者本拳酶圭癸内容、重点蕊点、学习譬标等；谋磴讲解餐 岔的丰富多彩的图片、动溺等例子，用简介的语言表达出制图的恩想。与前一个课件不 同静是，它提供了个基于知谈点鲍页面韵态硷索导航，通过该徐索读者霹良轻松邃麓 链到自己关心的页面上学习。如图1 - 5 为浚课程的其中个学习界面。 幽1 - 5 i 科制酗网络课程的其中一个学习界耐 浙江人学坝i j 学位论文 “习题训练模块”的设计思想是：按章节组织一定数量的用a u t o c a d 矢量图画的题 目，同时准备了这些题目的答案：学生从网页上下载相应的题目到装有a u t o c a d l 4 以上 版本的本地机器上，在本地机器上用a u t o c a d 软件做好题目：完成解题后可以到网上查 看答案。如图卜6 为该课程的一个题目下载界面。 图卜6 l ：程制图网络课程的一个题目f 载界面 “网上测试模块”的设计思想是：按章节组织一定数量的单选题，学生做完题目提 交后，系统自动给出标准答案、测试所用的时间以及测试的分数，同时给予一定的建议。 如图卜7 为陔课件的一个自我测试界面。 幽1 - 7 r 程制图网络课程的一个自我测试界面 浙江人学坝l 一学位论史 系统特点 西安交通大学的工程制图网络课件是目前国内设计的最为优秀的课件之一，与 清华大学的画法几何和工程制图网络课程相比，它的优点是：功能简单实用、界面 美观大方、知识点导航检索非常方便，不足是：没能提供一个供师生学习参看的虚拟模 型库。 在技术应用上，西安交通大学的工程制图网络课件也非常丰富，有基于集成的 h t m l 技术、基于动态网站开发的a s p a d o 技术、a u t o c a d 矢量图显示的插件技术等等。 1 3 _ 3 清华大学的机械原理介绍 系统组成 清华大学研制的机械原理网络课件是一个没有明确模块划分的网络课件：但是 该网络课件遵循着这样一条基本原则：学生边学边练，即学生学习完后立即给出一定量 的练习题、思考题，帮助学生深化所学的知识；因此，虽然该课件看上去只有一个学习 模块，其实它是学习、练习、学习指导有机地融合在同一个页面中的课件设计模式。如 图1 8 为浚课件的其中一个界面，该界面将“学习内容”、“思考题”和“学习指导”三 步分内容包容在一起，另外该节由于没有习题，所以上面的“典型习题”没有设置超链。 陶1 - 8 清华人学的机械原理网络课件的其中一个界面 浙江凡学颂l 学位论史绪论 系统特点 清华大学的机械原理网络课件设计的非常朴素、实用，是学生边学边练边指导 的一种典型课件，在同个界面内能做到学、练、指导三者的有机结合。该网络课件的 另一个特点是图片设计非常规范，很符合谋件的图片设计风格，同时也很美观。 当然该课件也有许多缺陷，首先是表现形式比较单调：只有f l a s h 动画这么一种： 另外垓课件的导航系统设计的不是很出色，章节间的导航不方便，学生容易迷航；第三， 技术含量不高，只是用到基于h t m l 的网页集成技术。 1 4 课题研的究背景和研究内容 1 4 1 课题的研究背景 为了更有效地建设国家远程教学资源库，使其在质量、效益、可持续发展等方面有 更强的保证，并充分发挥国家级项目的优势，避免重复建设工作，保障国家现代远程教 育工程能够有计划、按步骤地实施，国家教育部于2 0 0 0 年首次发出了“关于实施新世 纪网络课程建设工程的通知”( 高校司c 2 0 0 0 j z 9 号) ，鼓励各有关高校申请一个专业系列 课程或核心课程的网络课程建设，计划用大约2 年的时间，建设2 0 0 门左右的基础性网 络课程、案例库、试题库，以加快现代远程教育教学资源库建设步伐，支持若干所大学 建设网络教育学院开展现代远程教育试点；同时推动优秀教学资源全国共享，促进我 国高等教育整体质量和效益的提高。2 0 0 0 年1 0 月，浙江大学工程及计算机图形学研究 所申请并承担了教育部立项的首批新世纪画法几何与工程制图网络课程的建设项目。 在进行制图网络课程的开发实践过程中，根据网络课程本身的特点以及制图课 程的内在表现要求，对其开发的理论、技术的实现方法、内容的表现形式作了一定的探 索和研究。 2 ) 电信营业员培训网络课件的研究背景 为了适应曰趋激烈的通信行业的市场竞争，响应省信息厅关于加快并规范通信行业 人力资源的培训步伐的号召，同时减少人力资源的培训成本，以及减少专职教师的数量， 省通信管理局与浙大工程及计算机图学所合作，首先对电信营业员培训这门课程进 行网络化的开发，以实现远程授课。省通信管理局根据其在基于单机版和基于卫星电视 网的c a i 开发的多年经验积累，提出了相应的内容表现要求，我们对此作了有针对性的 技术探索和改进。 浙江人学删十学位论殳 1 4 2 课题的研究内容 ( 1 ) 根据制图网络课件的系统模块划分，以及各模块要实现的功能，系统地 分析了基于b s 的网络课件的几种实现结构。在主题讨论系统以及关键词查 询模块中采用a d o a s p 的实现结构：在习题详解系统中，采纳了基于积件的 思想，同时采用多媒体数据库的网上实现技术：在课程学习及虚拟模型库系 统中采用了素材集成式的网络实现结构。o ( 2 ) 研究了基于网络的虚拟设计关键技术，如建模技术、显示技术、交互技术等： 按照制图课程的特点、以及系统的设计要求，提出了开- 发制图虚拟 模型库的关键技术方案，如体积元建模技术、v r m l 场景组织技术、j a y a s g r i p t 交互技术等：另外根据制图虚拟模型库的设计思想，提出了制图矢 量挂图库的关键技术实现方法。 ( 3 ) 分析并研究网络课程的各种导航类型，导航的常见表现形式及其实现技术： 综合多种导航技术，形成了体系合理的制图网络课程的导航系统，如： 基于关联知识点的导航，基于模糊检索的关键词导航、基于界面内三自由度 的读者位置导航等等。 ( 4 ) 根据电信营业员培训网络课件的实际需求，提出同时在互联网和卫星电 视网上实现的网络结构，并研究了其关键实现技术。根据控制及其编程原理 的不同将网络课件的素材归类成三大类型：简单元素对象、带接口的应用程 序对象和不带接口的应用程序对象，针对不同类型的课件素材对象，提出了 不同的技术实现方法。 浙江大学坝士学位论文网络澡件开发相关技术与系统察现结壮j 第2 章网络课件开发相关技术与体系结构 【摘要】拳章研究了死砖常罔技术在网络潺傍开发孛戆馋羯，如：h t m l 技术、l a v a s cr i p 技术、a c ti v e x 技术、j a v a 技术、流媒体技术等等；总结出了网络课件开发的三种体系 结毒冬及其接豢实瑰方法，撰据工程剩蹋鞠络课程各子模块的耱点及悫容鲢袁魂方式， 选择最为贴切的系统结构及开发技术。 2 1 引言 系统结构及开发技术的选择是网络谦件实施的好与环的关键，根据潦件设计的不同 予模块可以选择不嗣的系统结构，根据不同的系统结构磁以选择不同的集成工具、素专才 文件格式、素材控制方式等开发技术，不同格式的素材文件还可以选择不同的素材制作 工具。但是不羼戆开发技术、系统结梅、素材制作工具联弓| 起豹漂箨数殍发效率、开发 难度、捅展性能、可维护性能、可移植性能等结柴千差万别。因此前期的开发技术、系 统缝稳、豢耪揍式戆选耩是网络谍转开发豹最为关穗嚣索之一，褒霉求分掇之嚣必须佟 出的慎黧选择。 2 2 网络课件开发的相关技术 随着亘联网的高速发展，基于i n t e m e t 的网络开发搜术层出不穷，各种网络谍件的 歼发的棚关技本翻工具不叛接掰，下嚣对目翦比较流行的网络课 譬开发黔摆关技术搀 魑介绍和探讨。 1 ) h t m l 技术 h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ) 是超文本链接标示语言，它用h t m l 规则集成文 字、图像、声誊、动画答囊毒| ，撼赞统弱教学内褰瑷多媒抟豹形残最瑗蹬来，生动活泼。 除了更吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣外，它逐能收到看书得不到的效果：通 过越级髓接，可羧方便参考捷关豹蠹容：逮遂动疆寒演示过程等。与h t m l 糖类钕夔技 术有s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e 标凇通用标记语售。) 、 d h t m l ( d y n a m ich y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e 磺态h t m l ) 、x m l ( e x t e n s i v em a r k u p l a n g u a g e 可扩展标汜语言) 等等：其中h t m l 、d h t m l 、x m l 都怒s g m l 的一个子集，它 们都是蘩于s g m 标准定义戆筒纯翡阏络椽迁语言。 浙江太学瑚上学位论文网络谍件歼发相关投术与系统实现结构 2 ) j a v a s c r i p t 技术 j a v a s c r i p t 楚专门掰于web 满凳器的一静篱擎静脚本语富，它不怒蔷离对象静编 程语言，而是种基于对象的描述性的谣言。它