【毕业学位论文】（Word原稿）基于FLASH的《C++程序设计》多媒体教学课件的设计与开发-优秀教育硕士专业学位论文

全国优秀教育硕士专业学位论文 推荐表 单位名称： 曲阜师范大学 填表日期： 2014 年 5 月 8 日 论文题目 基于 C+程序设计多媒体教学课件的设计与开发 作者姓名 论文答辩日期 学科专业方向 邱建朋 2013 年 06 月 现代教育技术 攻硕期间及获得硕士学位后一年内获得与硕士学位论文有关的成果 发表学术论文 (题目，刊名 ,时间，社会影响 ) 1. 基于多元智能理论的高中信息技术差异教学研究 , 中小学电教 ， 2012 年 12 月 5 日。 中小学电教 是省级期刊。 论文产生的实际影响(对作者工作及所在单位工作 ) 邱建朋同学于 2013 年 06 月被评为“山东省优秀毕业研究生”，并顺利进入山东省电电视台工作。 该同学设计开发的“ C+程序设计多媒体教学系统”是山东省精品课程“ C+程序设计”中的一个重要课件和支持系统，为该课程的顺利实施提供了技术支持。该课件于 2012 年 11 荣获教育部教育信息管理中心举办的第十二届全国多媒体课件大赛一等奖。 出版专著 (名称、出版社、出版时间 ) 获奖项目 (名称、等级及时间） 1. 邱建朋 . 山东省优秀毕业研究生，山东省教育厅， 省级 ，2013 年 06 月。 2. 邱建朋 . 第九届全国研究生数学建模竞赛国家级三等奖，第九届全国研究生数学建模竞赛组委会， 国家级 ， 2012 年 12月 “ C+程序设计多媒体教学系统”，第十二届全国多媒体课件大赛一等奖，教育部教育信息管理中心， 省部级 ， 2012年 11 月 29 日。本人为该多媒体课件主要设计开发者。 中文论文摘要(论文选题的意义 ,论文运用的主要研究方法 ,主要研究成 果 ,主要参考文献 ) 选题的意义： 多媒体课件可以用于创设活泼生动的课堂氛围，激发学生的学习兴趣。然而部分多媒体课件存在可移植性差，不易推广的缺点。因此开发一个适用于教学、便于修改和推广的教学课件，同时探索新型多媒体课件的开发之路成为当务之急。 主要研究方法和研究成果： 本文在对 C+程序设计教学现状进行调研分析的基础上，结合本门课程的教学特色，利用 件设计和实现了课程简介、电子教案、知识体系、动画演示、上机实验、学习自测、课程评价与学习交流八大模块，系统阐述了如何实现 数据库的连接以及如何集成调用 本、 频等媒体的方法。 本文首先介绍了利用 发多媒体课件的优势，然后根据教学内容对课件进行设计，接着按设计要求实现各个模块。其中，课程简介模块介绍了如何利用 件呈现文字、图片等内容 ；电子教案模块介绍了如何调用 为其嵌入左导航，屏蔽不必要按钮；知识体系模块 介绍了如何调用外部 根据学生知识目标和技能目标的完成情况提供学习建议； 动画演示模块介绍了如何利用 拟程序的单步运行，并同步显示流程图和变量变化，如何利用 制程序运行；学习自测模块介绍了如何读取外部试题和答案，如何实现实现定时交卷并自动判断正确率与得分等，如何根据用户需求随机抽取相应个数的题目，如何实现错题查看等功能；课程评价模块介绍了从教学内容、教学态度、教学技能、教学效果四个角度对教学进行评价的实现方法。针对课件需要具备的特定功能，在整个开发过程中持续性、有针对性的进行测试与评价， 最终构建了一个基于 集成教学课件、 授课 视频、教案、题库、课程评价、在线交流于一体的 C+程序设计多媒体教学课件。本课件具有设计理念先进、开发技术前沿和实用性强等优点。 主要参考文献： 1苏仰娜 多媒体电子教学地图的设计 J2011(03) 2肖虓 ,黄晓萍 ,李迅 X 实现计算机图形学经典算法仿真演示 J2004(08) 3张毓福 建电子地图标注 J2007(03) 4梅云清 件的应用性研究初探 J2011(35) 5李巧灵 ,王晓梅 件中交互练习题的制作 J2011(08) 6赵荣 件制作方法谈 J2011(12) 7袁淑萍 网络多媒体课件中的应用研究 J理论版 )5) 8胡雅丽 件的特点及其教学设计 J2010(01) 9刘焕学 件在生物多媒体教学中的应用 J2010(16) 10杜 兆 芳 件 的 辅 助 教 学 J 江 科 技 信息 2) 专家推荐理由 该论文具有以下显著的特色： 1. 选题具有强烈的实用性，符合专业学位研究生的研究定位。 2. 系统设计和开发的先进性。 3. 对于同类课程课件开发的示范性。 专家签字： 李兴保 单位推荐意见 符合条件，同意推荐。 学位评定委员会分会主席（签章）： 单位公章 2014 年 5 月 21 日 说明：学科专业方向包括教育管理、教育技术、小学教育、学前教育、特殊教育、心理健康教育、科学与技术教育和学科教学，其中学科教学要说明具体方向，如学科教学（数学）。本表可复印、附页。 专业硕士学位论文 论文题目： 基于 C+程序设计 多媒体教学课件的设计 与 开发 专业 学位 名称： 教育硕士 专业 领域 名称： 现代教育技术 申请人姓名 ： 邱建朋 导师姓名 、 职称 ： 崔新春 教授 论文提 交时间 ： 2013 年 02 月 I 摘要 随着多媒体技术在课堂教学中的普及以及建构主义在世界范围内的流行，越来越多的教师开始认识到 知识是在个体与外部环境交互的过程中获得的， 教师越来越趋向于在教学中使用交互性更强的课件来 创设活泼生动的课堂氛围 ，激发学生的学习兴趣。然而部分多媒体课件在课程内容修改和扩充时，需要编辑源文件，导致课件移植性差，不易推广。因此开发一个适用于教学、便于修改和推广的教学课件已成为课件开发的方向之一。由于 发的课件具有良好的交互性、集成性、灵活性、可维护性和可重用性等特点，再加上便于网络 传输、可操作数据库，已成为开发多媒体课件的理想选择。 本文在对 C+程序设计教学现状进行调研分析的基础上，结合本门课 程的教学特色，利用 件 设计和实现了课程简介、电子教案、知识体系、动画演示、上机实验、学习自测、课程评价与学习交流八大模块， 系统阐述了 如何实现 数据库的连接以及如何集成 调用 本 、 频等媒体的方法。 本文首先介绍了利用 发多媒体课件的优势，然后根据教学内容对课件进行设计，接着按设计要求实现各个模块。其中，课程简介模块介绍了 如何利用件呈现文字、图片等内容 ；电子教案模块介绍了如何调用为其嵌入左导航，屏蔽不必要按钮；知识体系模块 介绍了如何调用外部 视频，并根据学生知识目标和技能目标的完成情况提供学习建议； 动画演示模块介绍了如何利用 拟程序的单步运行，并同步显示流程图和变量变化，如何利用 制程序运行；学习自测模块介绍了如何读取外部试题和答案，如何实现实现定时交卷并自动判断正确率与得分等，如何根据用户需求随机抽取相应个数的题目，如何实现错题查看 等功能；课程评价模块介绍了从教学内容、教学态度、教学技能、教学效果四个角度对教学进行评价的实现方法。针对课件需要具备的特定功能，在整个开发过程中持续性、有针对性的进行测试与评价，最终构建了一个基于集成教学课件、 授课 视频、教案、题库、课程评价、在线交流于一体的 C+程序设计多媒体教学课件。 关键字 : 多媒体； 件； C+程序设计；教学设计；教学资源 to In of of we to a to So an to of of of is a so it is an to to of to of of of of on of 2EE of 2VC a on in In of s of of of At it of WR of we a of of of It of In to of a on 录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 究背景 . 1 内外研究现状 . 2 究内容及研究意义 . 3 究内容 . 3 究意义 . 4 究方法与论文组织结构 . 4 究方法 . 4 文组织结构 . 4 第二章 理论基础和相关技术介绍 . 6 论基础 . 6 媒体课件的情景教学 . 6 媒体课件与建构主义 . 6 媒体认知理论 . 7 关技术介绍 . 8 第三章 课件需求分析和整体设计 . 9 件需求分析概述 . 9 件总体设计 . 9 件界面设计 . 10 件各个功能模块设计 . 11 程介绍模块 . 11 子教案模块 . 11 识体系模块 . 12 画演示模块 . 12 机实验模块 . 13 习自测模块 . 13 程评价模块 . 14 习交流模块 . 14 第四章 课件的具体实现和开发难点 . 15 件实现概述 . 15 面的具体实现 . 15 程简介模块 . 18 子教案模块 . 19 识体系模块 . 21 动画演示模块 . 27 机实验模块 . 29 习自测模块 . 30 程评价模块 . 34 件开发难点 . 36 来数据的导入 . 36 数据库的连接 . 36 第五章 课件测试与评价 . 39 件测试 . 39 件评价 . 39 定评价方法 . 39 价方法的应用 . 40 第六章 结论 . 43 件特点 . 43 究的不足与展望 . 44 究不足 . 44 究展望 . 44 参考文献 . 45 攻读硕士学位期间的研究成果 . 46 致 谢 . 47 1 第一章 绪论 究背景 在当代教育模式下，教育方式已随着计算机硬件、软件以及网络信息技术的发展发生了巨大的变化。越来越多的教师习惯于使 用多媒体授课，在教学过程中使用的课件也逐步多样化。随着建构主义的发展，人们开始越来越注重课件的交互性。 最初一些具有交互性的多媒体教学课件多使用 件开发，即将教学内容与流程图混在一起进行设计与实现。利用这种软件开发的教学课件界面不够美观，交互性不够灵活，在修改和扩充时需要编辑源文件，异常复杂，不够方便。后来随着 课堂中的引入，不但可以设计灵活多变的人机交互动画，将抽象的教学内容形象化、具体化，而且可以集成其它软件的优势，丰富教学内容的实现方式。另外， 件调用外部文件便 于修改，模块化开发耦合性低。 媒体课件一进入课堂，便以其集成性、控制性、实时性、交互性，为学生提供了生动活泼，丰富多彩的学习环境。利用 件开发的教学课件在现代教学中已大量进入课堂，尤其在某些教学内容抽象，学生不易理解的学科，极大增强了课堂内容的直观性，不但拓宽了学生的思维和想象的空间，而且激发了学生的学习兴趣。另外， 媒体教学课件对加大课堂容量，也起到了不可替代的作用。 C+程序设计作为一门基础程序语言，是国际上广泛流行的、很有发展前途的计算机高级编程语言。然而由于本门课 程教学内容抽象、不易理解，导致其教学效果并不十分理想。因此需要在适应课堂教学的基础上，重新开发一个功能完善的多媒体课件，解决教学中出现的问题。 课件设计的最终目的是：满足现阶段教学需求，辅助教师丰富课堂教学内容，激发学生对本门课程的学习兴趣，针对学生的学习情况提供合理建议，使教师和学生的水平在教学过程中都能有所提高。 本文就是在这样的背景下，根据曲阜师范大学信息技术与传播学院 电子信息科学与技术专业的教学需求，结合 C+程序设计课程的教学特色，提出并实现的一套基于 多媒体教学课件。 2 内外 研究现状 近年来，由于教学中越来越重视多媒体教学课件的交互性，从而使发的教学课件在各个学科中被广泛的应用。笔者在中国知网学术期刊和优秀硕博士学位论文数据库中以“ 第一关键词，以“教学”为第二关键词检索，对 各个学科教学中的应用进行分析发现国内外学者近年对 教育中应用研究颇有成绩。 由加拿大 司针对化学学科开发的 媒体教学系统，可以模拟多种化学实验，例如气体压力测试实验、酸碱溶液测定实验等，该教学系统通过人机交互可模拟真实实验的多种操作。 由 美国 百翰大学）针对化学学科开发的媒体教学系统，可以模拟无机定性、气体性质分析、量子化学实验、热量测定以及滴定分析等多种化学实验，仿真性高，交互性强，极大地激发了学生的学习兴趣。 张平格在 画在 件中的应用一文中指出，在教学过程中使用 画，把原本抽象和难以用语言表达清楚的课本知识以生动、有趣的画面和动画表现出来，极大的激发学生的学习兴趣，提高教学效果，同时也减轻老师的劳动强度，从而使教 师从重复性的工作中解脱出来。 高讯在 用技术课程教学中，将机械手的工作过程（包括面板操作的响应、机械手的动作）利用 交互式动画形式演示出来，当用鼠标点击控制面板上的按钮时，动画中的机械手便按照控制要求做出相应的动作，达到对机械手工作过程的仿真。除了在学生面前演示讲解外，还可将动画文件发送到各个学生机上，让学生亲自操作这个模拟的机械手，这样可以大大激发学生的学习兴趣。 卫静莉在化工实验操作仿真的 现一文中指出，运用 实现化工实验装置及操作过 程仿真。学生通过学习基于 化工实验虚拟装置及操作，不但提高了学生的学习兴趣和教学效果，也提高了学校实验室硬件资源的利用。 苏仰娜在基于 多媒体电子教学地图的设计一文中指出，目前应用于地理教学的电子教学地图缺乏动态效果与交互功能，而专业电子地图实现技术难度大、开发维护成本高且缺乏教育教学应用性，不利于在实际的教学中大范围推广使用。针对以上弊端，应用 术 ,开发了教学信息全面具体、交互功能强大、符合中学生认识学习规律的多媒体 3 电子教学地图。 肖虓 在基于 X 实现计算机图形学经典算法仿真演示一文中指出，在计算机图形学算法的传统教学中，教学内容抽象不直观，学习者难以理解，学习效果不好。用 X 实现的算法仿真演示可以处理用户任意输入的图形，自动生成演示内容，同步显示算法执行的每一步中间过程和对输入图形的处理结果， 并且还可以随意调节程序的执行速度及单步执行，形象直观，对学习者掌握算法提供了很大的帮助。 苏仰娜 在基于 汽车模拟驾驶教学系统一文中指出，针对高级汽车驾驶模拟器开发成本昂贵、需要特殊硬件及操作环境支持等缺点 ,利用画技术与 程技术实现交互功能强大 ,并 且适应于普通运行环境的汽车模拟驾驶教学系统。系统通过简单易于实现的方法 ,模拟了汽车驾驶效果和交互式的、系统的交通规则教学系统 ,具有仿真度高、实用、可移植性强等特点。 另外， 光学实验中的应用，可以模拟出各种光学效果； 以模拟分子结构的变化过程； 免疫学中的应用，可以模拟细胞的变化过程； 可以模拟 真实验、照相机仿真操作实验，不但可以解决实验设备少带来的问题，还可以降低实验设备的磨损程度，大大的提高实验设备的使用寿命。 通过对国内外文献的广 泛查阅，发现国内外学者专家对 学科中的应用已经进行了深入而广泛的研究，取得了大量的成果，而且大部分的研究都是为了在课堂上使抽象的教学内容具体化。然而在 C+程序设计课程中，程序的运行过程同样也较为抽象，学生不易理解，教学效果欠佳，因此开发一个基于 C+程序设计多媒体教学课件就很有必要了。 究内容及研究意义 究内容 根据教学设计理论和软件工程的相关原理与方法，利用 件开发 C+程序设计多媒体教学课件，本论题在课件开发过程中将要完成以下部分工作 ： C+程序设计课程的教学现状，确定开发需求。 据教学设计理论，设计 C+程序设计课程内容的表 4 现形式。 课件进行总体设计，并提出课件应具备的主要功能。 试、评价。 究意义 基于教学设计理论，利用 发平台，力图搭建一个集成性高、交互性强的 C+程序设计多媒体教学课件，既可供教师作为日常教学课件使用，也可供学生自学使用，还可供参加相关考试的人员使用 。本课件力图解决传统教学中由于教学内容抽象所导致的“老师难教，学生难学”的现状，把抽象的教学内容形象化、具体化，辅导学生自学，指导学生上机实验，对学生的学习结果进行评价，对老师的教学过程进行反馈，最终提高教学质量和效果。 究方法与 论文组织结构 究 方法 过上网搜集相关文献、查阅相关书籍、期刊、杂志，分析、研究当前多媒体教学课件开发的案例，尤其是利用 术开发的的相关理论成果和实践经验。 研国内外现有的优秀多媒体教学课件，主要从教学设计、功能实 现以及教学内容的表现形式三个方面对它们进行分析，发现其不足，为下步的设计开发提供依据。 课件在开发之前对我校教授 C+程序设计的老师和学习这门课程的学生进行访谈交流，了解本课程的教学方法、教学内容的呈现方式、教学过程中存在的问题以及课件的功能需求等。另外，在课件的应用过程中，了解课件的教学效果和需要改进的地方，为本课件的修改提供建议和指导，以适应教学实践、解决实际问题。 4. 行动研究法，把本课件应用于教学实践中，通过使用过程中学生与老师的反馈，进一步修改和完善本课件。 文组 织结构 第一章为绪论，主要介绍研究的背景，分析国内外研究现状，简述研究的内容、意义和方法。 5 第二章主要介绍课件实现所涉及到的一些理论基础、开发过程中使用的技术以及该技术开发多媒体教学课件的优势。 第三章主要介绍了本课件的需求分析和总体设计，对课件的整体架构和各个功能模块的功能设计作了细致的描述。 第四章主要介绍了本课件的具体实现和编码细节，对课件实现时需要解决的关键技术以及开发难点做了详细的分析。 第五章主要介绍本课件测试的方法与过程，并对课件的应用进行评价。 第六章简要归纳本课件特点，总结展望。 6 第 二章 理论基础和相关技术介绍 论基础 媒体课件的情景教学 研究表明，动态演示要比静态演示更能引起用户的注意，激发学习兴趣，调动学习积极性。学习兴趣是学生获取知识，发挥学习主体性的关键。学习情趣随着学习兴趣的变化而变化，学习情趣的变化直接与神经系统的活动有关，感兴趣的教学活动可以使机体各器官机能积极活跃起来，使学生精神饱满，情趣高涨，反之，精神不振，情趣低沉。只有在学习上使学生具有浓厚的学习兴趣，才能产生积极的学习情趣，激起学生强烈的求知欲，发挥主观能动性，使学生成为学习的主体，也只有 这样学习才是积极的、热烈的、主动的。反之，没有学习兴趣，学习就是学生的一种负担，课堂也会缺乏生气，变得沉闷机械。苏联著名教育家、心理学家赞可夫认为，在教学过程中应该注重培养学生的情趣，要营造一个可以激发学生学习兴趣的学习气氛，使学生深刻的、主动的进入教学活动中。而运用多媒体教学课件，便能创设一种活泼生动的课堂氛围，培养学生的学习情趣，激发学习兴趣，有效的提高学习效率。 多媒体教学课件可以以它自身图文并茂的多维立体效果，将抽象的教学内容具体化、形象化，而且可以超越地域和时空的限制模拟教学环境，使教师的讲解演示 更加直观，使复杂的知识简单易懂，提高学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣。 媒体课件与建构主义 建构主义理论的主要观点包括： 亚杰认为，知识不是外部客体实物的简单摹本，也不是主体预先形成的结构的展开，而是由外部世界和客观主体不断相互作用、逐步构建的。也就是说，知识来自外部客观环境与人们的交互，知识是在外部客观环境和学习个体不断交互的过程中获得的。学习者在逐步形成个人对知识的表述时，不断地对其以前的经验进行完善、修改，以形成新的经验，因而该内部表述是个开放体系。 是一种活动过程。学生学习的过程并不是一种机械接受的过程，而是一种不间断的、主动积极建构的活动。在传递知识的过程中，学习者是积极活跃的一个因素。教育者不仅仅肩负着“传递”知识的使命，还肩负着“调动”、“提 7 高”学习者学习积极性的使命。 象的教学环境很难塑造出学生最佳的学习状态，相反，在客观真实的教学情境中学习，有利于提高学习者的学习效率，使学习变的更加有效。学习的目的不仅是让学习者简单的懂得、理解某些知识，更重要的是让学习者能够在现实世界中运用自己所学的知识去解决真实的实际问题。因此，学习者如何利用自身所学的知识进行思维，如何发挥知识结构的作用，如何运用知识结构去解决实际问题，是衡量学习活动是否有效的关键。 建构主义学习理论在半个多世纪以前就已经提出，然而直到二十世纪九十年代该理论才开始在世界范围流行，并日益产生影响。该理论之所以在半个世纪后兴起，这与多媒体的逐步普及密切相关。多媒体尤其是多媒体教学课件为建构主义学习理论所倡导的理想的教学环境提供了强大的技术支持，使之逐步进入各类学科的课堂，并成为支持信息技术与课程整合的理论基础。