开放性实验毕业论文.doc

毕 业 论 文题 目：初中物理课程辅助设计作 者： 所在单位： 黑河学院计算机系 学 号： 指导教师： IV目 录目 录I摘 要II第1章绪论11.1选题背景11.2需求分析1第2章系统的开发过程32.1Authorware6.5的主要功能32.2 Authorware6.5的主要特点32.3 系统的准备过程42.3.1采集与制作42.3.2 教学辅助系统的整体构思4第3章系统的详细设计63.1 图片的处理63.2 利用Authorware制作动画63.3 题库的制作方法73.4整体链接8第4章程序测试及文件打包12结 论14致 谢15参考文献16摘 要伴随着信息化社会的快速发展，计算机已用到人们生活的各个领域，尤其是在多媒体辅助教学方面的应用,发挥了极大的作用，它将给人类的教育事业带来一次质的革命。本系统从高中物理课程教学实际的需要入手，把信息技术应用到物理教学中，利用信息技术构建学生的多种渠道，提出了具体的操作方法，力图在教学中发挥信息技术的优势，促进学生学习能力，提高学习效率。系统开发过程中运用了Authorware6.5。力求将其强大功能发挥到最佳状态，并恰当地使用其他辅助软件集文本、图形、图像、动画、视频、声音等多种媒体信息进行综合处理与控制，实现人机交互操作，它可以将文、图、声、像融为一体，运用多种现代化手段对信息进行加工处理，有效地吸引学生的注意力，激发学生求知欲。本课程辅助系统基本上达到了辅助教学的效果, 实现了人机交互的功能, 且采用动态效果，不但美观而且生动, 能够极大地调动起学生的积极性。但由于能力和时间的关系，本系统还存在很多弊端，希望广大师生批评指教。关键词：多媒体辅助教学 信息技术 交互 物理AbstractAccompanying with the information turns the social fast development, the calculator has used the each realm that people live, particularly is revolution that application in multi-media extended education, develop the tremendous function, it will bring the human education business once quality.This system is from the senior high school physics course teaching physically of need to be commenced, apply to the physics teaching inside to the information technique, make use of various outlets that information technique set up student, put forward the concrete operation method, the dint diagram develops the advantage of the information technique in teaching, promoting the student the study ability, increasing study efficiency.It made use of the Authorware6.5 in the system development process.Try hard for to develop its strong and big function to the best appearance, and fittingly the other assistance in usage software gathers the text this, sketch, picture, animation and see, orotund etc. various mediums information proceeds to synthesize to handle with control, realizing persons machine hand over to operate with each other, it can the text, diagram, voice, resemble to merge into an integral whole, make use of various modern meanses to proceeds to process to handle to the information, draw on the students attention availably, stir up the student begs to know to want.This course assistance system is basic to ascend the result that come to a the extended education, realizes alternant function in persons machine, and adopt the dynamic result, not only beautiful and vivid, can transfer the positive that rises the student biggest.But because of ability with horary relation, this system returns esse a lot of irregularities, hoping large teachers and the students animadversion advise.Keyword: Multi-media extended education information technique hand over with each other physics第1章绪论1.1选题背景为了提高学生的学习兴趣，突破教学的重点和难点，提高课堂的教学效果和质量，在教学过程中引入了多媒体的教学。在教学形式上，多媒体教学具有灵活多样的特点，在应用多媒体计算机的同时，加上教师的精讲与启发，再结合学生的讨论，使学生通过身临其境的直观感受和仔细的观察，从而得出正确的结论，改变了过去那种光靠教师灌学生被动接受的形式，有效地激发学生的学习兴趣，真正体现学生为主体。 高中物理课程体现了物理学自身及其与文化、经济和社会互动发展的时代性要求，肩负起提高学生科学素养、促进学生全面发展的重任。高中物理课程有助于学生体验科学探究过程、了解科学研究方法、增强创新意识和实践能力、认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。计算机技术的普及和发展，冲击着教育观念的改变和教学手段的提高。CAI(计算机辅助教学)对物理教学过程、课堂信息量和师生之间的交流将产生较大影响，在物理实验教学和辅助课堂教学方面发挥着重要作用。1.2需求分析 多媒体技术具有运用多种现代化手段对信息进行加工处理，显示与重放、模拟、仿真与动画技术的应用。可以使一些普通条件下无法实现或无法观察到的过程和现象生动而形象地显示出来，可大大增强学生对抽象事物与过程的理解与感受，使学生的课堂学习向多方式、多途径方向发展，用多媒体进行教学能促进我们教师去进一步完善课堂教学使教学过程更具有科学性，能吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，是提高物理课堂教学效率的有效手段。应用计算机辅助教学使教学过程更加直观,能够实现抽象到具体的转变，也可以实现动静的相互转化。突破教学中难点，省时方便。使学生在短时间内获得大量的知识。16第2章系统的开发过程2.1Authorware6.5的主要功能 Authorware是一个开发交互式应用程序的优秀工具,整个开发过程全部是在一个可视化的平台上进行的,逻辑结构清晰,便于组织和管理 。利用这个软件，可以使用图像、文本、图画、数字电影和声音等信息来创作一个交互式应用程序。交互式应用程序既可以用来介绍一个演示过程，也可以用于显示一个动态的过程，还可以用于播放一段数字电影或者视频文件。用Authorware创建的多媒体应用程序可以广泛地应用于教学和商业领域。 2.2 Authorware6.5的主要特点1.交互式应用程序的能力Authorware 的13个设计图标提供了全面创作交互式应用程序的能力。这些设计图标就像是编制其他程序时使用的程序语句一样，是Authorware 程序的最基本组成单位。利用这些图标，可以组织程序的整体结构，使得整个程序更有逻辑性。而且打开设计图标时，Authorware会提供一个设计环境或创作工具，使得整个创作过程就像在一个平台上工作一样简便。2.提供了多样化的文字处理工具Authorware提供了多样化的文字处理工具。利用Authorware提供的工具可以很容易地将一个文字对象定位在屏幕的任何位置。这些文字完全可以按照需要，设置成不同的字体、字号、颜色等模式。3.提供了强大的图像处理功能Authorware提供了强大的图像处理功能，即可以在Authorware的演示窗口中创建图形，也可以直接将外部软件编辑的图像插入到当前演示屏幕上。Authorware不仅BMP格式的图形文件，而且还JPEG，GIF等压缩格式的图像。4.提供了5种动画设计类型Authorware提供了5种动画设计类型。通过这些动画的属性设置窗口或菜单命令可以很容易地进行动画跟踪，以及确定动画运动的瞬时速度，甚至可以精确地确定其瞬时坐标。2.3 系统的准备过程 2.3.1采集与制作 为了使高中物理课程辅助教学系统更具有实用性，我进行了调研工作，通过与老师和同学的交流，了解到高中物理课本的重点难点，针对调研的结果进行了整理并形成了总体设计思想，在制作过程中为了达到理想的效果，我通过互联网以及有关与物理学科的学术期刊中获得了大量的资料与素材，利用所学的多媒体技术如：Authorware、PhothShop、Flash等使枯燥的物理理论得以升华。从素材中获得了大量的图片，以及声音，并对其进行处理使其为我所用，成为本课件的一部分。闲暇时间常与同学及老师探讨并从中吸取了大量的灵感以及制作技巧。2.3.2 教学辅助系统的整体构思用输入文本的方式介绍了高一物理课本中前六章的主要知识点以及一些大纲概念性问题。采用导入声音的方式对每节内容进行详细讲解。并在课件中运用了图形、图像、动画。不但引起了学生极大的学习兴趣，而且使抽象的问题形象化，使学生更容易接受新知识，变被动为主动。为了方便教学，使教师能够准确的掌握学生对知识的掌握情况，在本教学系统中设立了题库。在制作此教学系统时以Authorware作为主要载体，Photoshop, Flash等其它软件起辅助作用发挥其强大的功能来补充Authorware的不足。主要流程如图2-1所示：图2-1 总体框架第3章系统的详细设计3.1 图片的处理由于Authorware本身图像处理能力有限，因此为了制作出精美的图片还需借助其他软件。常用的图片处理软件就是PhotoShop 。PhotoShop是多媒体学习中首先要掌握的图形处理软件，因为它具有功能强大，应用广泛，技术更新快等优点。本教学辅助系统力求自然美观，用该软件处理了大量图片，尤其是第一章的背景图片大多数都是用Photoshop处理的，为本课程教学系统增添了无限魅力。如图3-1所示：图3-1力3.2 利用Authorware制作动画利用Authorware提供的5类动画设计工具。分别为：至固定点的运动，至直线上计算点的运动，栅格上至计算点的运动，沿路径至终点的运动，沿路径至计算点的运动。这种方式的优点是它可以方便地在同一时间内对多个显示对象进行多种不同类型的动画显示，并且可以通过参数和变量进行精确的速度和时间设置。如，可以让一个对象在程序运行过程中动态地改变速度同时根据变量条件改变运动方向。程序中需要有交互式的动画时，这种方式应该是最合适的。如图3-2便是使用Authorware 6.0制作的动画的一个界面。图3-2Authorware 6.5中动画的制作3.3 题库的制作方法步骤1：用Microsoft Access建立一个数据库。步骤2：添加一个数据源，利用数据源把数据库链接到Authorware中。步骤3：在Authorware中设一些变量。步骤4：对变量进行初始化。步骤5：利用数据源函数打开数据库。步骤6：对数据库中的内容进行查询。步骤7：取出表中的字段。步骤8：关闭数据库。步骤9：拖入一个框架图标，利用按钮进行交互步骤10：利用一些编程语句，判断出学生的做题情况。此题库实现了人机交互的功能教师通过它可以对学生的学习情况做简单了解但功能比较少，仅限做选择题，在以后的学习中我会逐渐对它进行完善，使其功能更加强大。各个章节都制作完之后，最困难的是链接工作，在链接过程中用到了显示图标、交互图标、导航图标、框架图标等。下面就几个重要的图标进行简单介绍。3.4整体链接为了更好的增强文本和图片的动态效果，Authorware中提供了显示图标的过渡效果。对显示图标设置过渡效果通常可以创建出动态的画面更新效果，这比将图形或者文件直接显示在演示窗口更容易吸引使用者的注意力。在本系统中用到了大量过滤效果，现在对它具体介绍一下：1.显示图标的设置及应用打开属性对话框，系统默认当前分类中选择的是全部，因此在属性滚动显示窗中显示了系统提供的所有过渡效果。用户为显示图标添加过渡效果只需在属性滚动显示窗中单击对应的选项即可。在属性对话框中可以设置过渡效果的持续时间，和过渡效果的平滑度等。另外，系统提供了一个应用命令按钮，它使得用户在不关闭属性对话框的前提下可以预览展示窗口中添加了过渡效果之后的显示情况。当用户选择了某种过渡效果之后，单击对话框中的应用命令按钮，此时展示窗口中的对象将按照用户设定的过渡效果进行展示。交换图标是交换过程的核心，尽管其本身不能提供交互性，但却是创建交换的基础。交互图标实际上是显示图标、判断图标、擦除图标和等待图标的功能组合。当Authorware执行到交互图标时，它不但要显示交互图标中的内容，还要显示该交互图标所附属的响应图标的一些信息。进行响应后，Authorware将根据用户的输入响应来执行所附属的某一条或几条路径,然后再根据设置制作的流程作品进入下面的内容。在本课程系统中主要运用了交互图标中的热对象响应和热区响应，这两个交互图标的功能是Authorware中最常用的功能，可以利用单击、双击和鼠标指针在对象上移动的方法产生响应。当设置一个热对象响应时，必须要有一个具体二维显示对象作为热对象，并且热对象的形状可以是任意的，用鼠标单击、双击或者用鼠标指向热对象时，就可以得到相应的反馈信息。图3-3为交互图标中的热区响应。图3-3热区响应2.框架图标的使用在教学系统中只有返回操作是不够的，也不能实现良好的交互功能，这样我们就有必要介绍一下框架图标的使用了。框架式的教学辅助系统在使用时非常方便，在其中不仅可以自由跳转，还可以通过检索、列表或关键字等方式跳到某一特定的界面。框架图标是Authorware中使用非常灵活，控制比较复杂的定向也较容易实现。在设计程序中，让最终用户按要求访问指定的页，可以设置任何所需要的链接方式。我在各章分别使用了框架图标，充分领略了它强大的交互功能。下面我们来介绍框架图标的具体使用过程：步骤1：Authorware演示窗口拖放一个框架图标并双击打开，在下面的导航超链接中删除掉我们不常用的诸如“查找”、“第一页”和“最后页”等按钮。如图3-4所示：图3-4 导航超链接步骤2：图标的导航超链接中将“上一页”、“下一页”等操作定义为“按钮”响应交互方式，我们可以接受这种默认形式，双击类似按钮的小矩形框，弹出了按钮的属性对话框，我们可以做相应的设置，设置过程与前面介绍的按钮响应方式的设置相同。这样在界面上出现的上下页就应该以按钮的形式操作。步骤3：可以点击对话框左侧的（导图）按钮，选择形象的按钮种类，或者可以自己添加按钮，点击“添加”，从外部导入制作好的按钮。其它设置和热对象的设置基本相同。我们也可以不接受系统默认的按钮形式，将其定义为热对象，操作同前面介绍的热对象响应的制作过程一样。这样，上下页以及返回、退出和各页面的跳转等操作基本实现了，可以灵活地跳转到上下页，也可以返回到主页，甚至退出整个教学系统。完成了各章节间的跳转问题，初步实现了交互功能，也完成了本教学辅助系统的难点和重点。我们可以轻松地进入任意一个界面或章节，可以让学习者有选择地学习自己想学的内容，可以有所侧重。一旦在哪个问题上存在不懂的地方，随时可以返回，重新学习，既方便又快捷，可以达到理想的教学效果。这也是多媒体辅助教学的一大特长，不受时间和空间的局限，打破了“教师黑板学生”的铁三角关系。以往教师在传授知识过程中，如果想要讲解内容过多，由于黑板的局限性，随写随擦，一旦学生出现难于理解的地方，没有机会再重新回顾，而多媒体辅助教学填补了这个空白。其中各章节的跳转发挥着不可替代的作用。3.判断图标的使用判断图标在使用Authorware创建程序流程时，使用的方法和适用的范围都很广，判断图标通常用在实现循环的程序流程，随机选择的程序流程，以及顺序执行的程序流程中。第4章程序测试及文件打包在编辑过程中，经常运行一下程序，看测试程序能否顺序运行。看是否达到了预期的效果。一方面可以及时地进行调整，另一方面也可以方便操作，由此，就可以判断程序的执行是否按照我们的设想去执行。系统会根据程序的执行路线，把执行过的所有图标都记录下来，精确地在Trace窗口中列出各图标及其相关信息。这样，就达到了对程序进行跟踪的效果。及时地对程序进行调制，修改，有利于工作的顺利进行，使用以上两种方法对程序进行调试，都可以非常有效的发现程序不足之处。如使用控制面板可以查看某段程序是否执行。通过调试无误，满意之后的程序，我们就可以对其进行打包操作。打包是设计工作的尾声，它的操作步骤很简单：第一步：在Authoreare 6.5的编辑环境中打开需要进行打包的程序文件。第二步：选择“FilePublisPackage”菜单命令，打开Package file对话框，第三步：根据需要在Package File对话框中选择适当的选项。第四步:选择Package All Libraries Internally复选框。选择此项将会把Authorware 6.5所有位于库文件中的已经链接到程序中的那些图标作为程序的一部分打到程序包中。这样就可以避免分别对每个库文件进行打包。第五步:选择Package External Media Internally复选框。原因是，会使Authoreare 6.5在对程序进行打包时将所有链接到程序中的媒体文件转变成嵌入到程序中的媒体文件。但此项对数字影像文件无效。所以，在发布程序时，必须同时提供所有的数字影像文件。我们应该注意的是：如果使用了那些通过URL或表达式来实现的链接文件，不能转换成嵌入文件。于是，需另附一份本系统软件不存在这种情况的说明。点击Save File & Package按钮，便开始进行打包了。于是，打包便完成了，此系统可以脱离Authorware 6.5环境独立运行了。Authorware设计经过打包后就可完全脱离Authorware的环境运行程序。Authorware 提供了库和程序文件一起打包与库和程序文件分离打包两种方式。 结 论多媒体辅助教学系统不但图片要力求完美，动画形象逼真，更重要的是要强调系统的协调性。只有这样才能实现人机交互操作，将文、图、声、像融为一体，极大地增强学生对抽象事物与过程的理解