（无机化学专业论文）基于积件思想的化学教师备课平台的开发——swf格式的备课平台的设计实现.pdf

南开大学硕士学位毕业论文 ab s t r a c t ab s t r a c t a c c o m p a n y i n g t h e d e v e lo p m e n t o f s c ie n c e s a n d t e c h n o lo g y t h e m o d e r n in f o r m a t io n a l t e c h n o lo g y h a s p e r m e a t e d t o e v e r y f ie ld o f t h e s o c ie t y a n d s c ie n c e s i n t h e f ie ld o f e d u c a t io n m c a i h a s g r o w n mo r e a n d m o r e m a t u r e h o w e v e r b e c a u s e o f t h e b lo c k in g n a t u r e o f t h e t r a d it io n a l c o u r s e w o r k m c a t t e c h n o lo g y c a n n o t b e e q u a lly a p p lie d t o e v e ry f i e ld o f d iff e r e n t le v e l o f d iff e r e n t e n v i r o n m e n t i n t h is p a p e r i n t e g r a b le w a r e a n e w id e a f o r in f o r m a t io n a l p r o g r a m m in g is p r e s e n t e d t h e in t e g r a b le w a r e is a n e w g e n e r a t io n o f e d u c a t io n a l s o f tw a r e s y s t e m b y w h ic h t e a c h e r s a n d s t u d e n t s c a n h a n d le m u lt im e d ia r e s o u r c e i n t h is p a p a r t h e f o r m a t o f s wf f i le s is a n a ly z e d t h e h a n d lin g o f t h e s wf f ile s f o r a c c o m p lis h in g t h e f u n c t io n s o f o u r p la t f o r m is p r e s e n t e d k e y w o r d i n t e g r a b le w a r e c o u r s e w a r e p la t f o r m o f p r e p a r i n g f o r le s s o n s a s s e m b la g e o f i n t e g r a b le w a r e d a t a b a s e o f i n t e g r a b le w a r e f l a s h s d k f o r ma t o f s w f 南开大学硕士学位毕业论文 第一章 前言 第一章 前言 一 我国c ai 的发展的重要性及重点 九十年代后 以多媒体计算机 i ni e i n e t网络为代表 世界范围的信息化浪 潮滚滚而来 面对一个发展愈来愈快的世界 人们关心中国的教育如何在信息 技术方面采取对策来跟上时代前进的步伐 而课堂教育技术的变革则是整个学 校教学改革的核心部分之一 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 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 也得到较好的发展 在一些经济比较发达的地区 继幻灯 投影 录像 语言 实验室之后 计算机也装备到学校教室里 这些已 经装备了计算机和更多正在 准备装备计算机并准备建立网络的学校都面临着一个共同的现实问 题 如何使 计算机在学校课堂教学中充分发挥作用 c ai c mpu t e r assiste d ln structi on 计 算 机 辅 助 教育 的 关 键在 于教 学 软 件 教学软件问题巫待解决 国家教委和全国各学校近年来做了大量工作 国内某 些地区的c a i 试点也取得了 一些令人欣慰的成绩 但总体上由于国 家投入不足 软件盗版严重 市场混乱 受师资与设备条件限制和不同教育思想 教学方法 与教学手段的差异的影响 也由 于缺乏教学设计人员的参与 教学软件开发工 具的匾乏与开发组织管理模式等原因 造成了目 前教学软件数量较少 质量粗 糙 实用性差 教学软件的市场与应用均没有形成规模与气候 尽管经过十多 年的努力 c a i 的发展仍然是举步艰难 困难重重 我国教育现代化的紧迫需求 当前学校课堂 c a i 面临的困 境 计算机技术 的高速度发展 与人们十多年来积累的经验教训等多种因素综合在一起 预示 着我国学校课堂c a i 即将发生一场新的转折 一1 les reeseslj es es we eslesll一 eses es 南开大学硕士学位毕业论文 第一章 前言 二 我国计算机教育应用的两次重要转折 1 第一次转折 从程序设计教学转向c a i 1 9 8 1年 在瑞士召开了 第三次世界计算机教育大会 前苏联学者伊尔肖 夫 提出了 计算机程序设计是第二文化 的观点 在会上得到广泛流传 由于受 伊尔肖夫观点的影响 原教育部在我国五所大学附中和华夏基金会支持的实验 学校在高中以 选修课的形式教 b a s i c语言 b e g in n e r s a l l p u r p o s e s y m b o l i c i n s t ru c t i o n c o d e 初学者通用指令码 一种基本高级语言 开始了 我国教育应 用计算机的序幕 学习b a s i c的热潮很快席卷全国大中小学 中央电 视台也举 办 b a s i c语言教学讲座 我国社会出现了历史上从未有的百万人学习 b a s i c 的壮观景象 当时 一些学校的教师开始用b a s i c编制教学软件并尝试用到课 堂教学中 但起点还比较低 影响不大 1 9 8 5年 在美国召开了第四次世界计算机教育大会 西方国家已 认识到中 小学教育不宜以 程序设计教学为主 转向了 应用工具软件的学习 和 c a i 受这 次大会的影响 我国学校计算机教育应用发生第一次重要转折 这次历史性转 折的重要标志是 1 9 8 6年国家教委基教司成立 全国中小学计算机教育研究中 心 专门负责中小学 c a i的应用与研究 同年 在上海华东师范大学成立了 全国计算机辅助教育学会 团结全国 教育界推动学校 c a i的理论研究和成 果推广 九十年代后整个社会开始重视 c a i 教育界 学术界 出版界 计算 机公司等纷纷参与到c a i 软件的开发中 1 9 9 3 年后 国家教委高教司分别成立 了全国高等院校工科和理科c a i 协作组 组织和指导高校c a i 的推广工作 但 是 由于受到硬件 软件 师资 理论研究等多种因素的限制 我国大中小学 的c a i 到目 前仍处于实验探索阶段 未能在课堂教学中普遍使用 2 第二次转折 从课件思想转向积件思想 在中国电化教育发展史上 1 9 7 8年电教重新恢复起步后 学校面对新引 进 的电视录像设备 很自 然地循着电影 电视成长发展的足迹来制作教学片 强 调教学片剧本的整体构思与完整情节 提出编制电教教材一般要包括确定选题 电 1七1 一 1 lesl j eses eses一1 eses we 1 es les ijreeswel lesesl 南开大学硕士学位毕业论文 第一章 前言 编写文字稿本 编写分镜头稿本 拍摄 后期编辑配音等 八十年代以 来 我 国教育系统制作了一大批教学电视节目 培养了一支数量相当可观的电视教材 制作队伍 但是 人们逐渐发现 有相当数量的电视教材不能进入课堂 北京 大学电教中心的追踪调查发现 电视教材利用率仅为 0 0 4 6 很低 提出了对 一般教学片应当发展小片 约3 5 分钟 在课堂教学中穿插播放 在八十年代初 电教工作者就总结出学校课堂教学应发展内容集中单一 时间短 由教师随堂灵活运用的 插片 九十年代后 我国电教界己明确将 片 断性内容 电视教材作为电教教材的一种类型 这类电视教材 可以没有尾 也可以没有解说 只是就某一课程内容的问题提供形象化的片断材料 教师使 用这类教材时 需要边展示边讲解 这类片断教材 尽管只有一 二分钟长 但往往是教学上非常珍贵的形象材料 对帮助教师提高教学质量很有好处 是 一种值得提倡的电视教材 但是 当时人们只是把片断型电教教材作为一个品种看待 并未意识到这 种资料库式的电教教材对课堂电化教学的重要意义 所以多年来占主导地位的 电教教材思想仍然是剧本式 整体型的教材 以后教学设计理论的引进 多媒 体组合教学等基本上是沿着这个思路发展的 后来 c a i的课件发展思想 又 重现了电视教材剧本式创作的思路 直到今天 人们才认识到需要重新评价剧 本式电教教材和课件的不足处 重新认识在学校课堂电化教学实践中提出的 插 播片 片断片 素材片 教学资源库 平台化软件 等在教学中的意 义 同时 有关面向2 1 世纪基础教育课程和教材体系改革的研究也提出 现代 信息技术解决了 大信息量和超大信息量的记录 存储 传输 显示 加工等问 题 功能愈来愈强 成本愈来愈低 为课程教材的编制提供了崭新的理念和技 术 现在任何一门课程的教材都可以设计制作成囊括该领域与教学有关的巨大 知识信息的集合 丛而产生出一种被称之为 平台 化教材 的现代课程设计与 编制的新思想 如果说 中国学校课堂教学计算机应用的起步和第一次转折受到西方发达 国家 f 先行经验 的影响和导向 那么 当前正在发生的第二次转折则是建立 在中国自己文化教育传统与发展学校课堂 c a i 经验之上的一次飞跃 因为当前 111 j eseses ijeswe es eses es 1一1 eseseses eses es eseseses lesl 南开大学硕士学位毕业论文 第一章 前言 我国学校课堂 c a i 所面临的问题和困难 不能从西方国家的理论模式中找到现 成的答案 也无法照搬西方的教学理论和做法 必须寻求适合中国教育特色的 c a i 发展道路 反映了九十年代后我们对中国学校 c a i 规律的进一步成熟的认 识 三 开发备课平台的最初原因 在 m c a i 在中国发展的初期 我们南开大学的申浮文院士 为解决 元素 化学 讲授中的困难问题 率先组织师生编制了 化学元素周期系 多媒体教 科书 受到广大化学师生的欢迎 并于1 9 9 7 年获得国家教育部的奖励 但在该 课件的使用过程中 我们又发现 为了促进广大教师的教学积极性 应该鼓励 教师们自 主编制电子课件 发挥个人主动教育思想 专长 这就需要一套教学 编程工具软件 化学教师备课平台 供广大化学教师使用 也可进一步推动 计算机技术在化学教育中的应用 这就构成了 化学教师备课平台 编制工作 的原始动机 也是我们编制备课平台的目 的 1 esll一 11 11 esesesl 一1 lesesleses esleslesweji 1 南开大学硕士学位毕业论文第二章 软件开发的 背景 第二章 软件开发的背景 一 积件的思想 积件 i n t e g r a b l e w a r e 是由 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 积件思想作为一种关于 c a i 发展的系统思路 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 管 理 评价的理论与实践 它不仅仅是在技术上把教学资源素材库和多媒体著作 平台的简单叠加 而是从课件的经验中发展出来的现代教材建设的重要观念转 变 是继第一代教学课件之后的新一代教学软件系统和教学媒体理论 积件的组成 积件由积件库和组合平台构成 包括教学信息资源 教学信息处理策略与 工作环境 1 积件库 积件库是教学资料和表达方式的集合 可将大量的知识信息素材提供给教 师和学生在课堂教学中自由 使用 积件库包括以 下五种类型 多媒体教学资料库 这是以 知识点为基础的 p r o j e c t b a s e d 按一定 检索和分类规则组织的素材资料 包括图形 表格 公式 曲线 文字 声音 动画 电视等多维信息的素材资源库 在全国发展积件的起步阶段 建设多媒 体教学资料库的关键是确立规则和标准 多媒体教学素材资料库将反映人类知识信息中与中小学教学有关的部分 这是一个巨大的知识集合 尽管现代信息技术使这种巨大知识集合的存储 传 播 重现成为易事 但资料的收集 整理 加工 出版 检索 使用的过程将 因 知识爆炸 而出现新的矛盾 一方面是建库的工作量巨大 另一方面是使 用者因信息量太大而产生如 迷航j 信息垃圾 知识消化不良 等新问题 处理积件库大信息量的一个对策是 按照与当前学校课堂教学联系的密切程度 将教学素材资源库分为最常用库 次常用库和扩展库三类 并配合方便 快速 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 自 动 智能的光盘和网络检索方法 微教学单元库 m i c r o t e a c h i n g u n i t m t u 微教学单元是以 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为目的 或为学生探究认 知而创设的学习环境等而设计的 小课件 和 微世界 它的设计开发方法与 原来的课件类似 不同的是微教学单元是供教师学生在教学中重组使用而准备 的资源 所以它一般不需要封面设计 也不需要多余的背景 多余的解说配音 等 短小精悍 符合积件组合平台要求的接口 格式 方便教师学生检索和组接 在当前的教学情境中运用 虚拟积件资源库 将网络上的资源作为积件库资源 积件库的建设必须 考虑到当前全球网络化的发展趋势 一个学校 一个地区 全国 全世界的教 学信息资源都可以由 师生在课堂教学中通过网络进行检索 重组 灵活地结合 当前教学需要运用 例如 上海各区县所建立的教学资源库包涵了学科教学 政治思想 教学管理诸方面的信息和素材 部分己 在教室里安装了计算机和联 网的学校 可以直接调用该教学资源网上的素材用于课堂教学 资料呈现方式库 供教师选用的各种教学素材表达的方式 仔细分析学 校课堂 c a i 的信息呈现方式 教师最常用的就十多种 例如 屏幕上的图形和 文字的移动 变大变小 反白 闪烁 声音开关 各种强调的方式 引导学生 注意的方式 概括总结的方式等 将多种的资料呈现方式进行归纳分类 设计 成供教师容易调用与赋值的图标 就形成了资料呈现方式库 教学策略库 课堂教学的模式 方法与策略千千万万 但考察我国学校 教学的实际情况 教师们授课和学生们学习经常使用的方法就几十种 其中最 常用的方法就几种 如讲述方式 问答方式 习题演练方式 记忆背诵方式 动手操作方式等 将不同的策略方式设计成可填充重组的框架 以简单明了的 图标表示 让教师在教学中根据自己需要将不同的素材 微教学单元与不同的 资料呈现方式和教学策略方式相结合 将产生 组合爆炸 式的效果 灵活地 应付各种教学情况 让学生在学习中根据自己需要将不同的素材 微教学单元 与不同的资料呈现方式和学习策略方式相结合 更能帮助学生发挥主观能动性 进行积极探索和认知学习 注意总结优秀教师的教学经验和方法进入教学策略库 提供给青年教师学 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 习参考 对培养师资 用活教材 提高教学质量 很有意义 上述不同类型的积件库中 多媒体教学资料库和微教学单元库是具体的教 学知识内容库 可称为实库 虚拟积件资源库 资料呈现方式库和教学策略库 是知识获取与表达运用的形式 可称为虚库 多媒体教学资料库中的各种素材 类似于生物的细胞 微教学单元库中的各种教学 小课件 类似于生物的组织 或器官 这些基本的细胞 组织和器官可以构成千姿百态的生物世界 2 积件组合平台 积件组合平台是供教师和学生使用来组合积件库并最终用于教学使用的软 件环境 广大教师盼望有一种类似 傻瓜照相机 的特别适合课堂教学使用的 积件平台 积件平台软件的基本特点是 无需程序设计 方便地组合积件库各类多媒体资源 面向普通中小学教师 易学易用 目 前我国使用的教育软件开发平台以 a u t h o r w a r e多媒体著作平台为主 此 外 洪图 摩天 方正 奥思 登 高 p o w e r p o i n t d i r e c t o r t o o lb o o k等都 各有 特长 现在许多学校正在举办各种培训班让教师们掌握这些多媒体平台 这些 优秀的多媒体编著平台对普及学校课堂 c a i 教学素材资源的建设起到了 很好 的推动作用 但它们还不是我们所说的积件组合平台 可以算作积件平台的初 级阶段 因为这些著作平台主要着眼于多媒体软件的设计和运用 还缺乏从课 堂教学需要 教学策略与表达方面来考虑平台的功能 积件平台应该从 a u t h o r w a r e p o w e r p o in t 等优秀平台软件中吸取素材组合的设计思想 如简易 的图标调度方式 o l e 2 0对象链接与嵌入思想 对象呈现的特技设计 模板 t e m p l a t e 向导 w i z a r d 的思 想等等 并从积件思想本身 来考虑组合平台 的教学功能 目 前 我国一些高校 军事院校 计算机软件公司正在着手研制 适合中国学校教学需要的积件组合平台 已取得了可喜的进展 同时 a u t h o r w a r e p o w e r p o in t 等国际上很有影响的主流软件也会不断加强其功能 不断升级的版本将会功能更加强大 使用更加方便 这种激烈的竟争将有利于 使积件迅速普及到每一位教师的课堂教学中 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 积件的特点 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 注重人的主体性 积件将教学信息资源与教学思想 教法 学习理论相 结合的主动权交给了师生 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 成为教师和学生教学活动的工具 因而适应任何类型的教师与学 生 具有高度的灵活性和可重组性 充分体现了面向2 1 世纪尊重人 以人为主 体的教育思想 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 从计算机硬件和软件技术发展的历史看 八十年代以后 可重构技术 r e c o n fi g u r a b l e t e c h n o l o g y 可演化硬件 e v o l v a b l e h a r d w a r e 构 件或组 件开 发技术 c o m p o n e n t w a r e 成为计算机技术发展的潮流 积件思想就是构件和 可重构技术等计算机技术在教学软件发展思路上的体现 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 rn 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 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 课件的 特殊性 课件是积件的特例 对于个别化教学 学生自 学 教师讲解某 一特定问题 家庭教育 网络上的学习等 课件是比 较适宜的教学软件 它们 的不同点是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 积件更适宜教师学生相互交流为主的课堂教学情景 课件经过适当加工 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 也就构成了一个 临时 的课件 准确地说 是 堂件 课件与积件可以互相转化 相互组合 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 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 它有大量丰富的教学素材 用起来很方便 操作界面直观 明白 人性 化 教学化 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 s wf 格式文件简介 s wf 文件的 特点 s w f 读作s w i m 格式的文件是专门设计来实现在i n t e rn 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 配合屏幕的显示 这种格式主要是为了在屏幕上显示 所以它支持消 南开大学硕士学位毕业论文第二章 软件开发的背景 t a g s i n s wf们 l e 处理一个s wf 文件 播 放器处 理 s w f文件中 在 s h o w f r a m e t a g以 前的 所有的t a g 当 到达一 个 s h o w f r a m e 时 d i s p la y li s t 被复 制到 屏 幕上 播放 器处 于空闲 状态 直到 下 一 帧 播 放的 开 始 第 一 帧的内 容 是 在s h o w fr a m e 之前的 所 有c o n t r o l t a g 的 积累 效 应 第 二 帧的内 容 是 从文 件开 始 到 第二 个s h o w f r a m e t a g 之前的 所有c o n t r o l t a g 的 积累效应 以 后依次类推 这种设计 极大的缩减了文件的体积 文件的压缩策略 因为 s wf文件通常是在网络上传送的 因此文件的尺寸要尽可能的小 为 了实现这个目 标 采取了以下的技术 重用 一 h a r a c t e r 和d i c t i o n a r y 的结构使s w f 文件中的元素很容易被重用 南开大学硕士学位毕业论文第二章 软件开发的背景 例如 一个图形 按钮 声音 字体 或者位图 都可以只在文件中存 储一次 然后被多次的引用 压缩一图形使用了一种非常有效的d e l t a 编码策略 通常一条线的第一个 坐标被假定为上一条线的最后一个坐标 距离也通常用有关上一个位置 的相关数据来表达 默认值一一些结构体 象矩阵和颜色转换式都有一些域比 起其他的更为 常用 例如 对一个矩阵来说 最常用的 转化域 缩放和旋转较少雨 道 因此 如果没有缩放域 默认的缩放值为1 0 0 如果没有旋转域 就默 认没有旋转 使用默认值也是有助于减少文件的体积 变化记录一通常 s wf文件只记录各种状态之间的变化 它通过图形数 据的结构和在d i s p l a y l i s t 使用的p l a c e m o v e r e m o v e 模型表现出 来 图形数据的结构一图形数据的结构体使用了一种独特的结构来缩小文件 的尺寸 并且能在屏幕上很真实的显示 s wf 文件使用的这用缩小体积的策略 的确是很有效的缩减了文件的体积 有利于利用有限的带宽传输多媒体的文件 这也是我们选用 f l a s h作为我们的 制作工具的原因 但是另一方面 它的这些技术对我们编程控制修改和处理s wf 文件带来了很大的困难 首先 我们在弄懂 s wf文件的结构方面就下了很大 工夫 在具体编程时 又遇到了 很多细节的问 题 考虑不周密 经常会出现各 种各样的问题 所以 在读程序和动手写程序以前 对 f la s h文件的结构有一个 初步的认识 是很必要的 s wf 文件中的基本数据结构 了 解一个文件中的数据结构是解读一个文件的基础 s wf文件为了缩减文 件的体积 采用了很多特殊的数据结构 下面介绍的是 s w 文件中的基本数 据结构 其他数据结构都是由此派生的 坐标 南开大学硕士学位毕业论文第二章 软件开发的背景 在s wf文件中 所有的 坐标值都 是整数 单位是t w ip o 严格的说t w ip是 一英寸的 1 1 4 4 0 或者说是传统的打印用的单位 p o in t 的1 1 2 0 更具体的说 它就是我们通常用的逻辑象素的 1 2 0 t w ip在文件大小和描述的准确性之间 提供了很好的平衡 它即能保证描述 位置的准确性 而且相对而言使用了较少的位 2 整数类型和字节顺序 s w 文件支持8 位 1 6 位和3 2 位 有符号或无符号的整数类型 所有的 整数类型都采用了l itt le e n d ia n字节顺序存放在 s wf文件中 litt le e n d ia n字 节顺序是这样规定的 数字中 最后面的字节存放在最开始 而最前面的字节存 放在最结尾 比如一个3 2 位的数字b i b 2 b 3 b 4 存放在 s wf 文件中的形式是 这样的 b 4 b 3 b 2 b l o 在s wf 文件中 所有的整数类型中都是位对齐的 3 定点数 定点数字是3 2 位数字 其中高1 6 位代表小数点前的整数部分 低 6 位代 表小数点 后的小数部分 和整数类型一样 它在s wf 文件中 也是使用l i tt l e e n d i a n 格式存储的 而且一定是位对齐的 例如 实数 7 5等于 0007 8000 转化位 3 2 位的数字为 0 x 0 0 0 7 8 0 0 0 在 s w f 文件中存储为 0 0 8 0 0 7 0 0 4 r 匕 特数 比 特数实际上是一个可变长度的 位域 它可以 表示以下三种类型的数 无符号的整数 有符号的整数 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 有符号的 6 1 6的定点数 比 特数不需要是字节对齐的 一个比 特数可以扩展到多个字节里 并且多 个比 特数可以存在一个字节里 如果一个比特数后面是一个字节对齐的数字 则在比特数的后面加零 来补齐字节 5 串 s t r in g 一个字符串数代表一个以0结尾的a s c i i 码或者多字节码的字符的串 这 种格式的字符串是一系列的字节 最后以空字符位结束 歇r 面 n g f i e l d typ e co mme n t s t r i n g u18 0或 更多 个 字符数据 s t r i n g e n d ui 8 字符串的结尾一通常是0 6 r g b值 r g b数代表一个2 4 位的颜色数 代表红 绿和蓝色 r gb f i e l d typ e co mme n t r e dui 8 红色的值 gr e e nui 8 绿色的值 bl u eui 8 蓝色的值 7 r g b a值 它是一个3 2 位的数 表示红 绿 蓝和a lp h a 值 如果a lp h a 值2 5 5 就代 表 颜色是完全不 透明的 a lp h a值是 0代 表是完 全透明的 a lp h a值在这之间 的是部分透明的 丁一一一一一一一一一一一一一一 rgb a f i e l d 竹p e co mme n t re dui s 红色的值 gr e e llui s 绿色的值 bl u eui s 蓝色的值 aip h a ui s 透明度的值 8 矩形 r e c t 矩形数表示一个用四个数定义了左上和右下点的矩形区域 re c t ne l d 介p e co mme n t nb i t s nbits u b 5 每个数字用的位数 丫mi n s b i nb i ts 用喇p 表示的x 的最小值 xma x s b nbi t s l 用栩i p 表示的x 的最大值 ymi d s b nbi t s l 用twip表示的y 的最小值 yma x s b nbi t s l 用丽p 表 示的y 的 最 大 值 9 矩阵 matri x 矩阵数是一个标准的 2 x3 的转换矩阵 它被用来描述一个图形的形变 旋 转和平移 ma t ri x f i e l d 竹p e co mme n t h韶s c aie h as s c al e u b 川如果为 1 则有比例的值 ns c 司e b i tsi f h a s s c aien s c ale b its u b 1 5 在每一个scal e 值的域中的位数 s c ale x i f h ass c al e f b n s c al ebit s xs c al e值 s c ale y l f h as s c al e f b n s c al e b i ts ys c al e 值 hasro t ate h as ro公 吐 e u b 1 如果为1 则有旋转和扭曲 的 值 一灰一1 leses ee lesesweleslleseeesesl weesleeesesl esl leseeesl es 1 weesesles 1 1 1 1lles we 南开大学硕士学位毕业论文第二章 软件开发的背景 nr o t a t e b i t si f h a s r o t a t e n r o t a t e b i t s u b 5 在每一个r o t a t e 值的域中的位数 r o t a t e s k e wo i f h as r o t a t e f b n r o t a t e b i t s 第一次旋转和扭曲的值 r o t a t e s k e wl i f h a s r o t a t e f b n r o t a t e b i t s 第二次旋转和扭曲的值 nt r a n s l a t e b i t s n t r a n s l a t e b i t s u b 5 在每一个 t r a n s l a t e值的域中的位 数 t r a n s l a t e x s b n t r a n s l a t e b i t s x t r a n s l a t e值 以t w i p s 为单位 t r a n s l a t e y s b n t r a n s l a t e b i t s y t r a n s l a t e值 以t w i p s 为 单 位 1 0 颜色转化 c x f o r m表示颜色的转化 c xf orm f i e l d 仰p e co mme n t hasad d t e r ms h as a d d u b 1 如果值为1 则有c o l o r 的添加的值 hasmu l t t e r ms h as m u lt u b 1 如果值为1 则有 o l o r 的乘的值 nb i t s n b i t s u b 4 每个域中的值的位数 r e d mu i t t e r m i f h a s mu l t s b n b i t s r e d m u l t i p l y值 gr e e n mu l t t e r m i f h as mu l t s b n b i t s g r e e n m u l t ip l y 值 b1 u e mu i t t e r m i f h as mu l t s b n b i t s b l u e m u l t i p l y 值 r e d ad d t e r m i f h a s a d d s b n b i t s r e d a d d i t i o n 值 gr e e n ad d t e r m i f h as a d d s b n b i t s g r e e n a d d i t i o n 值 b i u e ad d t e r m i f h as a d d s b n b i t s b l u e a d d i t i o n 值 三 目 前流行的多媒体开发工具及备课平台 在动手分析如何制作我们自己的备课平台以 前 我们先对目 前使用较多的 c a i 制作软件做了比 较详细的研究 希望能汲取它们的优点 使我们的 备课平 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 台在更高的起点上起步 目前流行的c a i 制作软件主要有 o f f i c e 2 0 0 0 系列 主要有p o w e r p o i n t 和f r o n t p a g e 等软件 优点很多 界面标准 易于上手 兼容性强 便于共享 资源广博 便于 上网 控制容易 模板丰富 缺点也不少 动画功能不强 且不易实现 资源极为有限 需强大的素材 库作后盾 不能脱离其原制作环境运行 也不能编译成可执行文件 这类软件比 较适合简单的容易理解的内 容的讲授 多媒体软件开发平台 主要有a u t h o r w a r e d i r e c t o r a n im a t o r 方正奥思等软件 优点 流程清浙 功能强大 动画功能 人机交互性强等 缺点 素材支持的格式很有限 技术性很强 功能不宜实现 对使用者要 求较高等 这类软件不太适合普通学科教师制作课件 多媒体课件开发平台 主要有金海航 新数字学校课件编著系统 现代教育技术资源中心的 c h i n a s c h o o l 2 0 0 0多 媒体备课平台 翰林汇 多媒体课件平台 科利华电子 备课系统 洪图多媒体编著系统 大连海事大学 太易快捷备课系统与素 材库 凯迪多媒体创作系统 青鸟师友多媒体课件开发平台 鹏博士 多媒体备课系统 蒙泰瑶光多媒体编著系统 等多媒体课件制作和开发平台 此类平台既是专业的多媒体编辑软件 也是专门针对课件制作的工具 这些软件的特点是 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平台和教学应用环境 2 提出了知识点的概念 知识点作为课件中的基本元素 通常只为描述一 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 南开大学硕士学位毕业论文 第二章 软件开发的背景 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 从而使一门课程可有多种教 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 备课平台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 更合适不熟悉计算机的教师使用 但是 它们也有些不尽如人意的地方 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 即使在校园网上 传输也很困难 不适合网络教学的需要 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 我们实验室在准备开发备课工具的同时 采用了m a c r o m e d i a 公司的f l a s h 4 作为我们的多媒体开发工具 制作了 无机化学远程教学用的多媒体课件 f l a s h 相比 传统的多媒体开发工具较为复杂 同时对化学专业的支持较少 是一种普 适型的的多媒体开发工具 但是 我们在使用它时 对它生成的s wf 格式的文 件产生了兴趣 s wf格式是一种为了 适合网络多媒体传输而开发的文 件格式 它 支 持 矢 量图 形 和m p 3 o s o m p e g a u d i o l a y e r 3 一 种 有 损压 缩的 声 音 格式 的 声音格式 支持流式技术 能够体现很好的多媒体效果 同时它的体积很小 非常适合网络的传输 所以 我们决定采用s wf 文件格式作为我们备课平台的 基础 南开大学硕士学位毕业论文 第三章 软件开发的总体设计 第三章 软件开发的总体设计 一 整体构想 1 2 开发目 标 网络版和单机版软件各一套 基本性能 实用性 先进性 开放性 灵活性 3 开发模块 公共素材模块备课模块授课模块 二 公共素材模块的构想 公共素材模块应由四个库构成 原始素材库 积件库 课件库 化学仪器 库 还可考虑是否需要建立习题库 原始素材库 如将教学素材按文件类型来分 通常可分为 文字素材 图片素材 图像 素材 视频素材 声音素材及动画素材等 对于我们的平台来说 这些应该是 最底层的素材 它可为某些教师备课时的特殊需要提供最基本的素材 为他们 加工制作上一层次的 积件型素材服务 为了查找检索的 方便 此库中的每一个 素材都应有 可能用途 这一属性选项 其它属性选项 如名称 大小 类型 分辨率等最好都能有 还有一些属性选项要根据本软件的要求进一步论证后确 定 积件库 原始素材库太底层了 它既不利于教师快速地制作出实用的课件 也不利 于中下水平的教师及时地将先进的教育理论 教学模式 教学经验等融入课件 南开大学硕士学位毕业论文 第三章 软件开发的总体设计 之中 所以 应围绕某个知识点将某些原始素材拼装 组合而集成为积件 即 与 f l a s h中的 s y m b o l 类似 并在此基础上 建立积件库 这里所提的积件 与有些资料中所提的积件有很相似的地方 它通常是由教师或开发者按照某些 教学理论 教学原则 结合教学需要 对某个知识点 如重点 难点 进行精 心的教学设计之后 将多个原始素材进行拼装 组合而集成的具有一定结构功 能单位的能被独立使用的小课件 这样集成的积件既要具有可集性 即应能被 进一步集成 又应具有可拆性 即能用相应软件对其进行再加工和再改造 以 满足其他需要 以保证它与教学内容 教材版本的无关性和自 身的灵活多变性 课件库 将一些经典的课件贮存成库 供人检索参考 所存课件应该是以一节课的 内 容或一节教材的内容 可能包含几个课时的内容 为单位 最好能使一节课 或一节教材内容 的课件尽量多样化 即可以将采用不同教学方法 教学模 式的好课件都存入其中 每个课件 以某种文件格式存在 供检索排序用的属 性选项中 除一般意义上的选项外 还应有以下几个项目 可置于何章何节讲 授 与哪些知识有关 主要教学方法 基本教学模式 课件特色等等 化学仪器库 此库应主要是图片 二维和三维都应该有 和动画 所含内容应为 单个 的成品仪器 最小单位 半成品形式的组装仪器 由 几个最小单位组装而成 但不成套 成套的仪器装置等 半成品形式的组装仪器和成套的仪器装置都应 该是能随时拆分和组装的 并且 对成套的仪器装置也应能进一步制成动画 进行模拟实验等 以上操作都要能在制作工具模块中很方便地实现 三 对备课模块的构想 备课模块是本软件的中心模块 它是一个体现现代教育学 心理学的理论 和原则 体现教师先进教学设计思想的地方 更是一个让教师充分显示其才华 的地方 在论述此模块的构想之前 我们先来了解一下教师各课的有关问题 南开大学硕士学位毕业论文 第三章 软件开发的总体设计 教师传统的备课方式 1 教师备课的实际操作过程 根据教材或工作的实际需要确定教学内容 根据教学内容和学生实际确定教学目标 根据教学目标确定教学的重点 难点 围绕重点 难点进行初步教学设计 主要是教学顺序 根据初步教学设计 查找教学素材 逐步完善教学设计 理顺教学思路 书写教案 根据教案编写多媒体脚本 根据脚本制作多媒体课件 2 进行教学设计时教师通常考虑的问题 怎样突破教学难点 怎样突出教学重点 怎 样设计课的引 入 怎样设计课的小结和练习 怎样设计课中的各个过渡 怎样全面统筹安排内容和时间 怎样加工某些地方才能更显出课的创新之处 从教师备课的操作过程和进行教学设计时所考虑的问题来看 备一堂课 几乎相当于编制一个不大不小的应用软件 教师的备课过程是一个艰难的创造 过程 是一个充分展现教师水平的过程 毫无疑问 教师素质的高低是教师所 备课质量高低的决定性因素 那么 怎样使中下素质水平教师 特别是年青教 师 所备的课尽快达到高素质水平教师所备课的质量呢 我们将许多 优秀教师 的教学经验与现代教育学心理学理论结合 形成大量的精妙绝伦的备课片断 封装在本软件的积件库中 供老师们根据实际情况进行选择 组合 并形成新 的高水平的课件 在选择 组合过程中 既能使老师们充分领悟众多优秀教师 的精彩设计和现代先进的教育教学思想 又能充分发挥老师们的聪明才智 使 他们能很快地实地设计创造出同样水平甚至更高水平的课件来 因为备课的过程中 教师的创造性思维太多 目 前的计算机还难以达到如 南开大学硕士学位毕业论文第三章 软件开发的总体设计 此智能化的程度 所以 为了使开发出来的备课平台具有实用性 灵活性 我 们就只好转而去研究课堂教学 想从中找出一些不变的东西或抽象出一些基本 不变的东西 作为我们备课模块的基本框架 我们找出的不变的东西和抽象出 的基本不变的东西有很多 其中 对我们构建备课模块框架有使用价值的大概 有以下两个 其一 课堂结构不变 无论哪个优秀教师上课 无论上什么类型的课 无 论用什么教学方法上课 无