（计算机应用技术专业论文）面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统.pdf

摘要 摘要 在目前的残疾人高等教育中，针对听障学生开展的计算机编程语言的教学 存在许多难点。由于施教学生的特殊性听力障碍所造成的沟通困难，常规 的教学方式在听障学生教学中无法使用，严重制约了听障学生教学。因此，本文 研究一种符合听障学生生理特征的教学辅助软件来提高听障大学生计算机编程 语言教学水平。 面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统是针对听障学生在学习 v b 课程中出现的困难程序流程控制结构的理解、掌握及灵活应用进行开发 设计的。本课题将以工程设计项目的形式，设计并实现一个面向听障学生的计 算机编程语言教学辅助系统，把流程图和计算机指令的执行效果以图形化的方 式表现出来，以避开听障学生难于理解的技术术语。 该软件设置一个环境，以聋教育为出发点，选择专业课程v b 程序设计为 授课内容，在把流程图和计算机指令的执行效果以图形化的方式表现出来，使 一些抽象的概念比如循环概念变成形象具体的图形在屏幕上进行仿真演示。通 过视觉效果吸引听障学生的注意力，培养他们的兴趣，指导学生进行程序的分 析和设计。该软件涵盖v b 语言中的基本语法结构，指令特征，同时具有实时屏 幕仿真和流程图与指令间的自动转换，帮助学生增强程序设计的学习和理解。 通过课题的研究改变听障学生计算机编程语言的教学环境，同时将仿真技 术带入到计算机语言教学中。有助于在听障学生的教学中实现手脑并用、人机 交互、师生交流、小组协作等新型教学方式，是针对听障大学生教育开展创新性、 多样性教学的一个新的教学手段和方法。 关键词教学辅助系统；流程图；听障大学生； a b s t r a c t a b s t r a c t t h e r ea r em a n yd i f f i c u l t i e si nt h et e a c h i n go f c o m p u t e rp r o g r a m m i n gl a n g u a g e f o rt h eh e a r i n g - i m p a i r e ds t u d e n t si nt h ec u r r e n th i g h e re d u c a t i o nf o rp e o p l ew i t h d i s a b i l i t i e s d u et ot h es p e c i a l t yo ft h es t u d e n t s ，t h a t i s ，m a n yc o m m u n i c a t i o n o b s t a c l e si nh e a r i n g ，o r d i n a r yt e a c h i n gm e t h o d sc a n tb eu s e dw h i c hr e s t r i c t st h e t e a c h i n go fh e a r i n g i m p a i r e ds t u d e n t s t e a c h i n ga i d ss o f t w a r ew h i c hc o n f o r m st o t h e i rr e a l i t yi sm a d et oi m p r o v et h el e v e lo fc o m p u t e rp r o g r a m m i n gl a n g u a g ef o r t h e s es t u d e n t si nt h i sp a p e r a c o m p u t e r - a i d e dt e a c h i n gs y s t e m f o r h e a r i n g - i m p a i r e d s t u d e n t si n p r o g r a m m i n gd e s i g n i sm a d ef o rt h e mt ou n d e r s t a n dt h ec o n t r o l l i n gs t r u c t u r eo f p r o g r a mf l o wa n da p p l yf l e x i b l yw h i l eh a v i n gd i f f i c u l t i e si nv bc o u r s e at e a c h i n g a i d ss y s t e mo fc o m p u t e rp r o g r a m m i n gl a n g u a g ei sd e v e l o p e di ne n g i n e e r i n gd e s i g n p r o j e c tw h i c ht h ef l o wc h a r ta n dc o m p u t e rc o m m a n d sa r es h o w e di ng r a p h st oa v o i d j e r k ys p e c i a lt e r m sf o rt h eh e a r i n g i m p a i r e ds t u d e n t st ou n d e r s t a n d t h es o f t w a r es e t su pa ne n v i r o n m e n ti nt h eb a s i so fd e a fe d u c a t i o na n dc h o o s e s p r o f e s s i o n a lc o u r s ev bp r o g r a md e s i g n a st h ef l o wc h a r ta n dc o m p u t e rc o m m a n d s a r es h o w e di ng r a p h s ，s o m ea b s t r a c tc o n c e p t ss u c ha sc y c l i n gc o m m a n d si sc h a n g e d i n t os p e c i f i cg r a p h st h a tc a nb ed e m o n s t r a t e do ns c r e e ns oa st ob eu n d e r s t o o de a s i l y i ta t t r a c t st h es t u d e n t sa n dc u l t i v a t e st h e i ri n t e r e s t st h r o u g hv i s u a le 艉c t s a n di t g u i d e st h e mt oa n a l y z ea n dd e s i g n t h es o f t w a r ec o v e r st h eb a s i cg r a m m a t i c a l s t r u c t u r ea n dc o m m a n df e a t l l r e so fv bl a n g u a g e i tc a l ls i m u l a t el i v es c r e e na n d s w i t c ha u t o m a t i c a l l yb e t w e e nf l o wc h a r t sa n dc o m m a n d st oh e l ps t u d e n t se n h a n t e u n d e r s t a n d i n go fp r o g r a m m i n gd e s i g n t h i sp a p e rh e l p st oc h a n g et e a c h i n ge n v i r o n m e n to fc o m p u t e rp r o g r a m m i n g l a n g u a g ef o rt h eh e a r i n g - i m p a i r e ds t u d e n t sa n db r i n g ss i m u l a t i o nt e c h n o l o g yi n t o c o m p u t e rl a n g u a g et e a c h i n g a n di ta l s oh e l p st oa p p l ym a n yn e wt e a c h i n gm e t h o d s s u c ha sh a n d sw i t h b r a i n ，h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ，t e a c h e r - s t u d e n t c o m m u n i c a t i o na n dg r o u pl e a r n i n gt op r a c t i c e ，w h i c ha r eo fc r e a t i v i t ya n d v a r i e t yf o r t h eh e a r i n g i m p a i r e ds t u d e n t s k e y w o r d st e a c h i n ga i d ss y s t e m ；f l o wc h a r t ；h e a r i n g i m p a i r e ds t u d e n t s i i i - 独创性声明 本人声嘎所里交的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，除了丈中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包禽其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业火学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一网工作的同志对本研究所傲的任何 贡献均已往论文中作了明确的说明并寝示了谢意。 签名：丕坦翌同期：翌璺兰 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工! 晓大学有关保留、使j j 学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阋：学校可以公稚论文的全部 或部分内容，可以采用影印，编印或其他复制手段保存论文。 ( 像密的论文在解密后应遵守此规霆) 签轾垄，战髯删签钕盔至丝一一朋期：丝纽 第1 章绪论 1 1 课题背景 第1 章绪论 多年来我市各级政府和残联共同努力为残疾人的事业做了大量卓有成效的 工作，取得了可喜的成就。但这些特殊人群中的绝大部分人在完成高等教育后 仍只有面临重返家庭的出路，一方面原因是受到正常人的歧视，另一方面也是 很重要的一个方面就是自身竞争力不强。 作为从事面向特殊人群高等教育的教师，在开展对听障大学生的计算机教 学中发现听障大学生学习计算机程序设计语言的基础较差，理解能力较低，由 于听障学生自身的缺陷( 长期丧失听力造成他们逻辑思维能力不强) 及我国现 有的特教基础体系，听障学生在他们的求学过程中一直是处于较封闭的环境中， 交流手段的单一使知识结构和认知能力较低，这就给他们学习现代信息技术带 来了很大的困难，因此，面对这种特殊的教学群体，教学任务首先要从学生的起 点和交流能力出发，注重他们在长期的学习过程中形成的认知特点，思考方式。 第二，注意教学过程中出现的即发现象，营造积极的学习气氛并及时对其进行分 析总结。通过长期的教学研究发现听障学生的形象思维能力和模仿能力相对较 强【3 】，那么如何利用他们的优势来改善听障大学生学习计算机语言的能力就是 现在面临的一个重要的课题。 通过在教学思想、教学内容、教学方法等诸方面的探究和实验，发现要想解 决听障学生学习计算机程序设计的困难，首先就要解决程序设计“入门难”的 问题。根据多年的教学经验，学生在学习程序流程控制方面面临的问题最严重， 因此本课题预计通过屏幕仿真和流程图与计算机编程语言对照的方式来辅助讲 解v b 程序设计中的流程控制结构，帮助学生理解和灵活应用程序流程控制结 构。如果效果理想的话还可以推广到其他程序设计语言。 1 2 相关研究领域的现状和研究进展 1 2 1 听障学生的传统教学模式 随着近年来我国听障学生高等教育的迅速开展，针对听障学生所开设的专 业已发展为诸多个学科。伴随学科专业课的教学进程，一个原本潜藏的问题凸 现了出来，这就是用什么方式更好地为听障学生课堂教学服务。多少年来对听 北京t 业人学t 学硕l ：学位论文 障学生的教学都是建立在手语基础上的，尽管在这期间一度有过“唇语 教学 的尝试，但由于我国早期康复的普及水平不高，使得至今听障学生的课堂教学 仍然是以手语为主。手语是听障学生自己的语言，他们从小就使用，当用手语 与其交流时有亲切感，易于接受。我们对现在在校的听障大学生对教学方式的 认可程度的调查显示，对除手语外的其他教学形式的认可度不足5 0 ，充分说 明了这一点。但手语教学有着很致命的弱点，其一是不统一性，手语分为自然 手语和文法手语两大类。自然手语是听障人按照某个地区的习惯，约定俗成的 表达意思的手势方式；文法手语又称中国手语，是我国推行的统一形式的手势 语言。自然手语由于是依地区习惯而成，所以带有明显得地方性( 方言、方音 性) ，而中国手语还未能达到全国普及，叙述同一事物的手势不一致1 2 l ，导致听 障学生不能很好的理解所讲述的知识概念。其二是手语的词语贫乏，特别是专 业词汇更显不足。尽管近年来特殊教育工作者在这方面作了很多的努力，编制 了多种专业手语词汇，但对于初次学习这些知识概念的学生来讲，它们不像爱、 信念、信仰、信任等这些已有深切生活体验的词汇那样深有感触。因而，只理 解为一些特定的手势，并不能说明词语的内涵，从而不能准确的表达知识概念。 笔谈授课是现在教授课程中，解决手语讲授语义内涵表示不足的一种方式。但 是，由于板书占用大量的授课时间，减少了学生课堂学习时间，严重影响到学 生课堂上信息量的获取。同时，由于书写文字，教师将无法通过表情，手势等 肢体语言配合知识内容进行授课，使得课堂气氛呆板，僵硬，难于调动学生的 情绪，直接影响学生的学习兴趣和知识的掌握。另外，对于一些技能型的内容， 需要教师边讲解边操作。此时，无论采用手语还是采用笔谈方式教学都受到极 大的限制，无法正常进行。 1 2 2 现代信息技术的引入 现代信息技术的智能化，给听障学生享有健全学生相同的教学环境和现代 教育理念带来的学习乐趣提供了可能。无障碍教学，利用语音识别技术将教师 的教学语言转化成文字，直接反映到投影或听障学生的电脑屏幕上，使听障学 生可以象健全学生一样“听”课，一样的进行学习【4 】。 研究一种符合听障学生生理特征的计算机语言编程的教学方法是摆在从事 特殊高等教育工作者面前的一件紧迫的工作。也提出了针对听障学生的特点进 行计算机编程语言教学这一课题。国内只有几所大学招收残疾人，而且所设专 业也很少，目前在听障学生的教学过程中，还没有一种适用于听障大学生的计 算机语言编程的教学方法，教育者普遍从教学方法和教学内容的角度提高教学 水平，虽然已经取得了一定的效果，但并不是很理想尤其是计算机程序设计类 的课程，听障学生完全搞不清楚程序设计中的逻辑关系，各种控制结构学的很 第l 章绪论 混乱。国外的大学在视障学生的计算机编程方面已经取得了很大的成果，由于 视障生能够听得见，因此逻辑思维能力高于听障生，配合语音读屏软件完全达 到甚至超过了正常人的程序开发速度，但视障学生编程方面也一样面临很多困 难，例如程序查错过程。目前计算机仿真技术已经广泛应用于各行各业，将仿 真技术应用于听障学生的教学已不是一件困难的事情。仿真技术已经在物理教 学、电子电路教学方面开发了很多项目，但在开发适合高等学校听障学生学习 计算机编程语言的系统还很少，计算机界面图像仿真功能，正好符合听障学生 观察事物的习惯，从视觉上补偿了听障学生在听力方面的损失。因此利用这一 特性，本课题将计算机编程语言学习中听障学生所遇到的难点、教学点用仿真 图示的方法进行新的教学方法组合，开发一种面向听障学生程序设计的计算机 教学辅助系统来提高教学质量。 1 3 本课题的主要研究内容 根据听障学生在学习v b 程序设计流程控制结构时所存在的困难情况，开 发一个软件面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统，该软件主要包括 四大部分：流程图案例、流程图绘制、流程图转化为v b 代码、屏幕仿真。通 过屏幕仿真和流程图与计算机编程语言对照的系统来辅助讲解计算机v b 编程 语言，融合环境、兴趣、认知和实践这几个方面，帮助学生理解和灵活应用程 序流程控制结构。 面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统是针对听障学生在学习 v b 课程中出现的困难程序流程控制结构的理解、掌握及灵活应用进行开 发设计的。 该软件设置一个环境，把流程图和计算机指令的执行效果的以图形化的方 式表现出来，使一些抽象的概念比如循环概念变成形象具体的图形在屏幕上进 行仿真演示，避开听障学生难于理解的技术术语。通过视觉效果吸引听障学生 的注意力，培养他们的兴趣，指导学生进行程序的分析和设计。 1 、在软件中提供和控制流程相关的案例，包括流程图样例和案例的屏幕仿 真 2 、通过鼠标拖拽图形实现简单流程图的绘制 3 、将绘制的流程图转化为相应的v b 代码，学生可以对照学习v b 控制流 程的语法结构。 4 、实现屏幕仿真，将某些特定或经典的算法通过：流程图 v b 代码一 一 屏幕的仿真的形式直观的展示给学生。 北京t 业人学t 学硕f j 学位论文 1 4 本课题在特殊教育教学改革与发展的作用和意义 基于数字化无障碍教学技术创新平台，利用计算机仿真技术，来满足计算 机语言学习和计算机实践技能训练的需求，探索建立一种新的教育教学实践环 境，完成针对听障大学生的学与教的个性化和技能化教育。同时根据智力多元 化的理论，培养和提高聋哑人的学习能力和创新及实践能力。实现听障大学生 计算机专业化技能人才的培养目标。达到帮助残疾人完成学业并根据自身具体 情况掌握某项专业技能的目的。 在现有条件下，根据实际教学情况，选择程序设计课程进行教学方式的改 革，利用教学辅助器具改变单一的教学方法和手段，为提高教学质量、并配合 实践教学作一些尝试。 本课题的目的为提高听障学生学习计算机编程语言的学习能力，利用教学 辅助器具减轻听障学生在学习中的困难，降低他们在学习入门阶段的难度，使 听障学生能听得懂，有兴趣，有收获。并可对教学的成败、学生智能的培养起 到很好的作用。同时完善相关教材的建设和针对性教学辅助器具的设计。 本课题研究的意义：建立适合听障学生的实践教学方式及教学法，使听障学 生在知识学习的过程中对于信息的交流和沟通中变得相对容易。利用现代化的 技术和教学手段，使听障学生可以享受到与正常学生一样的教学质量。 1 5 论文安排 本文主要由：摘要、正文、结论、参考文献、致谢五部分构成。其中正文 部分由四章组成，第一章为绪论，后三章以软件工程的理论为基础按照需求、 设计、实现三个步骤完成第二章到第四章的撰写。每一章的最后，对该章的内 容进行简短小结。 第一章绪论，主要是对所研究课题的背景及相关研究领域的现状和进展进 行概述，并对本研究课题的来源和主要研究内容进行了说明。 第二章需求分析与相关技术，首先对用户的需求进行了概述；其次根据需 求，概括出系统功能，通过用例图( u s ec a s e ) 直观地展现了用户与系统之间 的联系，并对系统功能进行了详细描述；然后对开发环境和系统运行的条件和 限制进行了说明；最后对系统实现所涉及到的相关技术进行了介绍。 第三章系统设计，首先明确了系统设计原则。其次，对系统的设计进行了 全面的阐述，设计包括：系统架构、数据库结构设计、出错处理设计、类设计。 其中，数据库结构设计完成了对数据库的逻辑和物理设计；类设计先对类的总 体结构设计进行说明，再对基类包中的一些重点类的重要属性和方法进行说明， 第l 苹绪论 并通过时序图或是关系图表明类之间或包之间的联系。 第四章系统实现，展现了该系统最终的实现效果。 结论，对全文工作进行小结，提出本论文的工作结果，并对今后的工作进行 了展望。 最后，给出了参考文献及致谢。 1 6 本章小结 本章概述了所研究课题的背景及国内外相关研究领域的现状和进展，对该 课题的来源和主要研究内容进行了说明，并介绍了整篇文章的结构，尤其对正 文的结构进行了展开说明，使读者对本文的整体结构有了基本的了解。 第2 章需求分析与相关技术 2 1 概述 第2 章需求分析与相关技术 “面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统”是d e l p h i 语言开发的应 用程序，用户通过该系统实现程序设计课程的辅助学习效果，达到课上练习、 课下复习的功能。 2 2 面向用户 北京联合大学特殊教育学院计算机科学与技术专业和计算机应用专业的听 障学生及授课老师。 2 3 需求概述 我院从2 0 0 0 年招收听障计算机应用专科生，从2 0 0 3 年开始招收听障计算 机科学与技术专业本科生，实际教学中，发现听障学生高中毕业的基础知识水 平相当于健全学生初中1 、2 年级的水平。造成知识滞后的原因很多，但主要原 因还是听障生的语言问题。美国俄亥俄州立大学p a u l 教授说：“事实上，许多 研究证据告诉我们，甚至只有轻度的听觉损失，对英文的读写教育和学业成就 都会造成影响 。听觉的损失程度和学业成就之间有反比关系。 计算机应用专业主要开设课程有平面图形设计、a u t o c a d 、三维动画设计 课程，计算机科学与技术专业开设课程主要有程序设计、计算机组成原理、网 络开发等。通过多年的教学发现，计算机应用专业的学生对自己主修的课程比 计算机科学与技术专业的学生要有兴趣的多，而且学习效果和成果明显高于计 算机科学与技术专业的学生。通过对学生的调查反馈以及对所开设课程进行对 比，发现计算机应用开设的课程特点是操作性强，结果常常以图形化的方式表 现，学生能够直观的看到操作结果。计算机科学与技术专业开设的课程特点偏 理论，强调逻辑性，上课过程较为枯燥。 经过长时间的研究和实践发现造成这样的结果主要是因为大部分听障学生 基本上还停留在形象直观思维阶段，逻辑思维、抽象思维能力很差。听障学生 的思维特点，是通过具体的形象思维为主要形式向抽象的逻辑思维过渡。具体 形象的东西，他们容易理解和接受，对于需要进行判断和推理的原理和概念， 他们就难以接受和领悟。他们感知事物的特点是比较笼统的和不精确的。往往 北京t 业人学t 学硕i j 学位论文 只注意一些孤立的现象，看不出事物之间的联系和特点。 当前计算机科学与技术专业开设了多门程序设计课程，其中有v b 程序设 计，学生在学习该课程的逻辑理论部分感到难度比较大，很多学生对程序设计 存在这畏难情绪，如何减轻或消除他们的畏难情绪，培养起他们的学习兴趣， 提高他们的学习积极行，就成了一项十分迫切的首要任务。 根据听障学生在学习v b 程序设计流程控制结构时所存在的困难情况，为 学生创造出一个适宜的外界环境，我们尝试在程序设计课程中使用视觉补偿让 他们在这样的环境中充分发挥主观能动性，挖掘自己的潜能，以达到自我价值 实现的最高性。开发一个软件面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统， 该软件主要包括四大部分：案例学习、案例管理、流程图绘制及流程图转化为 v b 代码、屏幕仿真。融合环境、兴趣、认知和实践这几个方面，通过屏幕仿 真和流程图与计算机编程语言对照的系统来辅助讲解计算机v b 编程语言，帮助 学生理解和灵活应用程序流程控制结构。 该软件设置一个环境，把流程图和计算机指令的执行效果以图形化的方式 表现出来，使一些抽象的概念比如循环概念变成形象具体的图形在屏幕上进行 仿真演示，避开听障学生难于理解的技术术语。通过视觉效果吸引听障学生的 注意力，培养他们的兴趣，指导学生进行程序的分析和设计，让同学们自己去 体会、去思考、去认识v b 程序设计流程控制结构。 1 、在软件中提供和控制流程相关的案例，包括流程图样例和案例的屏幕仿 真。 学生在学习程序控制结构中，根据教学内容，由教师引导，通过实际案例 效果的流程图和屏幕案例仿真从视觉角度直观的给学生一个铺垫。 学生根据要学习的内容，选择教学内容，打开相关的控制结构介绍，以及 相关的案例、案例流程图、虚拟仿真。 2 、通过鼠标拖拽图形实现简单流程图的绘制 主要是针对包括顺序结构、选择结构、循环结构三种流程控制结构的流程 图绘制，通过对案例流程图的观察和老师的讲解，在流程图绘制的环节，帮助 学生尽快进入流程图的绘制，通过简单的拖拽动作就可以完成简单流程图的绘 制，增强学生学习的兴趣，掌握流程图的基本画法，为以后学习和绘制复杂流 程图打下坚实的基础。 让学生能够先直观展示，后抽象思维，再代码设计。 3 、将绘制的流程图转化为相应的v b 代码，学生可以对照学习v b 控制流 程的语法结构。 在这个模块中可以将流程图中每一个图框相应的v b 指令在对应的代码框 中显示，让听障学生很清晰的“看”明白流程对应的v b 控制结构，反之也能 8 第2 章需求分析与相关技术 够明白所写指令对应的实际效果是什么。利用这种图、文、做一体的简便方式， 听障学生可以很清楚的“看到程序的编写过程，针对结果中出现的问题也可 以很清楚地知道在何处修改，同时可实时看到修改的结果。这样可使听障学生 的入门比较轻松，沟通也更容易，使他们建立学习程序设计的信心。用这种方 法作为“入门的途径，可以改变枯燥的指令讲解，提高教学质量。 4 、实现屏幕仿真，将某些特定或经典的算法通过：流程图 v b 代码一 一 屏幕仿真的形式直观的展示给学生。 许多学生认为学习程序设计与实际生活相关性不大，不能将程序设计与现 实生活相互联系，通过屏幕仿真的方法，将枯燥的程序设计与真实的生活联系 在一起，同时也非常符合听障学生学习的特点从视觉补偿角度来学习程序 设计。 2 4 系统目标 系统能够提供友好的用户界面，使学生能够很容易掌握软件的使用，达到 自学目的； 系统具有良好的运行效率，达到提高教学效果的目的； 系统应具有良好的可扩充性。 2 5 功能分析 2 5 1 角色定义 1 、学生 可以打开案例学习、绘制流程图，观察流程图与代码转换，进行屏幕虚拟 仿真。 2 、教师( 管理案例模块) 除了具备学生的功能之外，还可以对案例部分进行修改、增加、删除等工 作，随时根据实际情况进行教学案例设计。 2 5 2 功能结构图 面向听障学生程序设计的计算机教学辅助系统主要分为四大功能：案例学 习、案例管理、流程图与控制结构、屏幕仿真。功能结构图见图2 - 1 。 北京t 业人学t 学硕l j 学位论文 图2 - 1 功能结构图 f i g u r e2 - 1f u n c t i o ns t r u c t u r ed i a g r a m 在整个系统中，案例学习和案例管理与数据库相关，流程图与控制结构不 采用数据库读取，根据流程图实时转化为对应的v b 代码。 数据库是一个与系统产生交互的外部系统，负责系统的数据查询、增加、 删除和修改等操作。 2 5 3 系统用例图 系统功能包括： ( 1 ) 案例学习：学生可以通过此环节进行课前预习、课上学习、课下复习v b 课程 v b 教程、v b 函数、v b 程序案例 ( 2 ) 案例管理：针对课程进度，课程安排和学生学习的情况及时更改、更新案 例学习模块中的内容，有针对性的调整以适应学生学习的需要。 登陆管理、教程管理、函数管理、程序案例管理 ( 3 ) 流程图与控制结构：学生可以先从绘制流程图开始，掌握编写程序的基本 方法，从流程图到代码的转换帮助学生理解v b 中的控制结构的执行和操作。 绘制流程图、转换代码 ( 4 ) 屏幕仿真：拉近学生和程序设计之间的距离，提高学生学习程序设计的兴 趣，绘制简单的流程图，利用小车的运动将之转换为虚拟的屏幕仿真。 绘制仿真流程图、屏幕虚拟仿真 ( 5 ) 登录和退出 第2 章需求分析弓相关技术 系统主用例图见图2 - 2 。 图2 - 2 用例图 f i g u r e2 - 2u s e - c a s ed i a g r a m 从用例图中可以看出，系统的面对用户主要是：任课教师和学生，任课教 师可以根据实际情况和学生需要进行案例管理，除此之外拥有学生的一切使用 权限。学生能够进行案例学习，流程图绘制及代码的转换，并进行虚拟仿真实 验。 其中v b 教程、v b 函数、v b 程序案例是案例学习的扩展用例；登陆管理、 教程管理、函数管理、程序案例管理是案例管理的扩展用例；绘制流程图、转 换代码是流程图与控制结构的扩展用例；绘制仿真流程图、屏幕虚拟仿真是屏 幕仿真的扩展用例。 2 5 4 用例描述 系统主要包括四大功能：分别为案例学习、案例管理、流程图与控制结构、 屏幕仿真。 吴? 吴一 吴l： 吴一 北京t 业人学t 学硕f ：学化论文 2 5 4 1 案例学习 学生在学习程序控制结构中，根据教学内容，先由教师引导，先通过实际 案例效果的流程图和屏幕案例仿真从视觉角度直观的先给学生一个铺垫。 学生根据要学习的内容，选择教学内容，打开相关的控制结构介绍，以及相 关的案例、案例流程图、虚拟仿真。 学生可以通过此环节进行课前预习、课上学习、课下复习v b 课程。 用例描述：提供学生学习资料和参考程序； 执行者：学生； 前置条件：学生登陆系统，选择案例学习； 后置条件：可以选择学习内容：v b 教程、v b 函数或v b 程序案例； 基本路径： ( 1 ) 学生登陆系统； ( 2 ) 选择案例学习模块，显示案例学习中三项内容：v b 教程、v b 函数和v b 程序案例； ( 3 ) 选择相关内容，点击该项内容菜单进入该内容学习环节。 该用例包含三个扩展用例：v b 教程、v b 函数和v b 程序案例。 扩展用例“v b 教程 描述：学习v b 课程的相关章节的内容； 前置条件：学生已选择案例学习： 后置条件：可以选择其他学习内容：v b 函数或v b 程序案例，退出案例学习； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“v b 教程 模块，显示v b 各章节的电子教程目录； ( 2 ) 学生按照目录选择相应的学习内容，开始学习； ( 3 ) 选择其他章节内容或退出选择v b 函数或v b 程序案例。 扩展用例“v i i 函数 描述：学习v b 常用函数的功能以及用法； 前置条件：学生已选择案例学习； 后置条件：可以选择其他学习内容：v b 教程或v b 程序案例。退出案例学习； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“v b 函数 模块，显示v b 各常用函数的电子教程目录； ( 2 ) 学生按照目录选择相应的函数，包括函数的名称、功能和语法； ( 3 ) 点击“使用方法”，可以看到应用该函数的程序例子； ( 4 ) 选择其他函数或退出，选择v b 教程或v b 程序案例。 第2 章需求分析与相关技术 扩展用例“v b 程序案例描述：学习v b 控制结构的功能、语法、使用方法， 控制结构对应的流程图。提供给学生程序设计题目、程序分析、程序流程图、程 序的实现等内容； 前置条件：学生己选择案例学习； 后置条件：可以选择其他学习内容：v b 教程或v b 函数。退出案例学习； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“v b 控制结构”模块，显示选择结构、循环结构、控制结构的 综合使用； ( 2 ) 点击“选择结构或分支结构 ，出现选择列表： 案例l ：简单的i f t h e n 语句( 单分支结构) 案例2 ：简单的i f t h e n e l s e 语句( 双分支结构) 案例3 ：简单的i f t h e n e l s e i f 语句( 多分支结构) 案例4 ： 案例1 0 ：求一元二次方程a x 2 + b x + c = 0 解的程序。 案例n 学生根据内容选择相应的项目列表，例如选择案例1 0 ，显示如下： 【程序分析】：一元二次方程a x 2 + b x + c = 0 ( 其中a ，b ，c 为任意数) 的求 根公式如下【7 】： 根据求解方程式，当方程的参数a ，b ，c 及判别式b * b - 4 * a * c 值范围不同 时，方程的根的求法也各不相同，这就需要用到i f 语句来完成，程序流程图如 图2 3 所示。 ! ：害三兰奎茎i ：竺占兰箸兰三 | 生i2 - 3 求一元二次方程解的程序流程图 f i g u r e2 - 3f l o w c h a r 操作步骤： a 、创建一个新工程。 b 、如图2 4 所示设计程序界面。 图2 4 一元二次方程求解程序 f i g u r e 2 - 4 0 n ed o l l a r q u a d r a t i ce q u a t i o ns o l v e r c 、设置各对象的属性。 d 、给按钮“求解”添加如下程序代码，见图2 5 罂：苎三：錾茎垫茎墓銮 0 曲吡b 口1 h p r i a t e & mc m 衄既d ) d b b ，c d d t ，玛曲，曲a ss 咄 a = 、研m t b b 一耵m t 鳓 c - 耵眈t 瞰) a a t h m d d b + b - 4 a c m = r o l l r 坼bj ( 2 + 吐d h d d t ) 0 t n a u o b = r o m g 旺d 哪( 24 咄乃 l a b e j 2 铀h 一q 附南方程有爵个骑即 1 h li 。h 女 1 h 2t 口- “ 虻 i f d 吨t0 t h i n l f m l 2 劬一嘲恃点- 方程育两干叶日等的实恨“ r t z lt e a - m r n z 2 t e d - 他 日s e 动- r o u 蚰( s 暇- b 蚺j ( 2 n ” l a b e l 2c a p t l o n = 幌待点t 方程有再个匠棍。 r 出it 酣一s t 旧+ 4 ”+ 矗o 由) + 个 r 出2t 战- t = s t ( 呻+ g h 蝴+ 叩 如d i f “i f h 5 c i f be 0 t b 皿 l 4 b d 2 c 蝌n 一坝恃点t 方程仅育t 撮 r 血lt e z t - l r o t m 蚶t u ) ，乃 t m x 2 亿n 一。 e l s e h b d 2c a s t , o n - 根恃点：方程无赢义! 。 t 血1t e x t “ r t z 3t e s i - “ “i f f n d k n ds 曲 e 、保存工程 f 、编译运行应用程序 图2 - 5 实现代码 f i g u r e2 - 5r e a l i z ec o d e 北京丁业大学t 学硕l ：学化论文 ( 3 ) 点击“循环结构”，出现选择列表： 案例1 ：简单的f o r 循环语句( 知道循环次数的计数型循环) 案例2 ：简单的d o l o o p 循环( 不知道循环次数的条件型循环) 案例3 ：简单的循环的嵌套 案例4 ： 案例1 0 ：我国现有人口1 3 亿，按人口年增长率0 8 计算，多少年后我国 人口超过2 6 亿 案例n ： ( 3 ) 点击“综合应用，出现选择列表： 案例l ：要求输出国际象棋棋盘。 案例2 ：古典问题：有一对兔子，从出生后第3 个月起每个月都生一对兔子， 小兔子长到第三个月后每个月又生一对兔子，假如兔子都不死，问每个月的兔 子总数为多少? i s ( 4 ) 选择v b 教程或v b 程序案例或退出。 2 5 4 2 案例管理 随着教学经验的积累和教学对象的变化，以及教学内容的深入，针对课程 进度，课程安排和学生学习的情况及时更改、更新案例学习模块中的内容，有 针对性的调整以适应学生学习的需要。 教师可以通过此模块对提供给学生学习的案例进行管理。 登陆管理：通过“登陆界面 登陆才能进入管理系统，在登陆界面输入用户名 和密码，系统进行判断，登陆成功才能进行案例管理。活动视图如下图2 6 第2 章需求分析j 相关技术 图2 - 6 活动图 f i g u r e2 - 6a c t i v i t yd i a g r a m 用例描述：提供给教师补充、修改和删除案例学习的资料； 执行者：教师； 前置条件：教师已登陆管理系统； 后置条件：可以选择管理内容：v b 教程、v b 函数或v b 程序案例； 基本路径： ( 1 ) 教师登陆系统； ( 2 ) 选择管理模块，显示案例管理中三项内容：v b 教程管理、v b 函数管理 和v b 程序案例管理； ( 3 ) 选择相关项目，点击相应选项进入相应的管理内容。 该用例包含三个扩展用例：v b 教程管理、v b 函数管理和v b 程序案例管 理。 扩展用例“v b 教程管理”描述：管理v b 课程的相关章节的内容，针对性的进 行修改、删除和添加； 前置条件：教师己选择案例管理； 后置条件：如果教程维护成功，则数据库中的教程随之变化，此时学生可以访 北京t 业大学t 学硕f j 学位论文 问v b 教程内容。 基本路径： ( 1 ) 进入教程管理界面，首先展示目前教程模块中已有的章节内容； ( 2 ) 点击每个章节，可以详细浏览这个章节的具体内容； ( 3 ) 可以对相应具体章节的内容进行修改； ( 4 ) 增加教程内容时，首先选择章节类别，然后输入小标题及相应的具体内容。 ( 5 ) 可以删除选择的章节内容。 扩展用例“v b 函数管理 描述：管理v b 课程中涉及的一些常用函数，根据课 程要求对函数的进行修改、删除和添加； 前置条件：教师已选择函数管理； 后置条件：如果函数维护成功，则数据库中的函数内容随之变化，此时学生可 以访问v b 函数内容。 基本路径： ( 1 ) 进入函数管理界面，首先展示目前函数模块中已有的常用函数内容； ( 2 ) 点击每个函数简介，可以详细浏览这个函数的具体介绍； ( 3 ) 可以对相应具体函数教程的内容进行修改； ( 4 ) 增加函数教程内容时，首先输入函数名称，然后输入函数功能描述和函数 使用案例。 ( 5 ) 可以删除选择的函数内容。 扩展用例“v b 程序案例管理 描述：管理程序设计中的一些典型案例，根据课 程要求对案例进行修改、删除和添加； 前置条件：教师已选择程序案例管理； 后置条件：如果程序案例维护成功，则数据库中的程序案例内容随之变化，此 时学生可以访问v b 程序案例管理内容。 基本路径： ( 1 ) 进入程序案例管理界面，首先展示目前程序案例内容； ( 2 ) 点击案例题目，可以详细浏览这个案例的具体介绍； ( 3 ) 可以对相应具体程序案例的内容进行修改； ( 4 ) 增加函数教程内容时，首先输入案例题目，然后输入相应的程序分析、程 序流程图、案例实现； ( 5 ) 可以删除选择程序案例。 第2 章需求分析j 相关技术 2 5 4 3 流程图与控制结构 主要是针对包括顺序结构、选择结构、循环结构三种流程控制结构的流程图 绘制，通过对案例流程图的观察和老师的讲解，在流程图绘制的环节，学生可以 先从绘制流程图开始，掌握编写程序的基本方法，从流程图到代码的转换帮助学 生理解v b 中的控制结构的执行和操作。 在这个模块中可以将流程图中每一个图框相应的v b 指令在对应的代码框 中显示，让听障学生很清晰的“看”明白流程对应的v b 控制结构，反之也能够 明白所写指令对应的实际效果是什么。 用例描述：提供学生绘制简单控制结构流程图，让学生观察流程图和代码的对 应关系： 执行者：学生； 前置条件：学生登陆系统，选择流程图与控制结构； 后置条件：退出或选择其他功能模块： 基本路径： ( 1 ) 学生登陆系统； ( 2 ) 选择流程图与控制结构模块，显示绘制流程图工具和代码转化窗口； ( 3 ) 选择绘制流程图，进行程序控制结构的流程图绘制； ( 4 ) 点击“转化为代码 ，将流程图转化为相应的v b 代码。 该用例包含两个扩展用例：绘制流程图、转换代码 扩展用例“绘制流程图 描述：绘制程序控制流程图； 前置条件：学生已选择绘制流程图； 后置条件：可以选择转换为代码或退出该模块； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“绘制流程图”模块，显示绘制程序控制流程图的界面； ( 2 ) 学生在程序控制流程图的工具栏中，选择相应的图标进行流程图的绘制； ( 3 ) 根据选择不同的控制结构，弹出对应的对话框； 例如：选择绘制循环结构，将相应的流程图绘制并拖拽到相应的位置后，会 弹出对话框，指导用户输入循环次数；例如：选择绘制选择结构，点击相应图标 并拖拽到相应的位置后，会弹出对话框，指导用户输入选择条件等内容。 ( 4 ) 绘制完毕，保存。 扩展用例“转换代码”描述：将绘制好的流程图转化为相应的v b 代码； 北京丁业人学t 学硕f ：学位论义 前置条件：学生已绘制流程图； 后置条件：可以继续绘制流程图或退出该模块； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“转换代码模块，在显示绘制程序控制流程图的界面的右侧显 示代码窗口； ( 2 ) 选择相应流程图单击转换； ( 3 ) 在代码窗口显示相应的v b 代码； ( 4 ) 绘制完毕，保存。 2 5 4 4 屏幕仿真 学生认为学习程序设计与实际生活相关性不大，不能将程序设计与现实生 活相互联系，通过屏幕仿真的方法，将枯燥的程序设计与真实的生活联系在一 起，拉近学生和程序设计之间的距离，提高学生学习程序设计的兴趣，绘制简 单的流程图，利用小车的运动将之转换为虚拟的屏幕仿真。 用例描述：提供学生绘制简单的仿真流程图，并进行屏幕仿真实验； 执行者：学生； 前置条件：学生登陆系统，选择屏幕仿真； 后置条件：可以选择学习内容：绘制仿真流程图、屏幕虚拟仿真； 基本路径： ( 1 ) 学生登陆系统； ( 2 ) 选择屏幕仿真模块，显示绘制屏幕仿真流程图工具以及屏幕仿真； ( 3 ) 选择绘制屏幕仿真流程图，进行仿真流程图绘制； ( 4 ) 点击“屏幕仿真”，将小车将按照仿真流程图的方式进行屏幕仿真。 该用例包含两个扩展用例：绘制仿真流程图、屏幕虚拟仿真 扩展用例“绘制仿真流程 描述：绘制仿真流程图； 前置条件：学生已选择绘制仿真流程图； 后置条件：可以选择转换屏幕仿真或退出该模块； 基本路径： ( 1 ) 学生选择“绘制仿真流程图”模块，显示绘制仿真流程图的界面； ( 2 ) 学生在流程图的工具栏中，