_电力系统稳态分析_CAI教学软件的设计制作_图文

1、第30卷 第6期2008年12月三峡大学学报(自然科学版J of China Three Gorges Univ.(Natural SciencesVol 130No.6Dec 12008收稿日期:2008208229通讯作者:粟世玮(1979-,女,助教,硕士,主要研究方向为电力系统运行与控制.5电力系统稳态分析6CAI 教学软件的设计制作粟世玮 熊 炜 张 莉(三峡大学电气信息学院,湖北宜昌 443002摘要:介绍了运用多媒体写作工具A uthorware7.0,结合Flash 等工具软件,设计和制作5电力系统稳态分析6CAI 教学软件的过程,并对教学软件的制作与实现过程中的相关技术进行了

2、归纳,同时对设计过程中的技术难点,总结了解决方法.关键词:CA I; 教学软件; 电力系统稳态分析中图分类号:TP31:T M711 文献标识码:A 文章编号:16722948X(20080620088203Design and Development of /Power Systems S teady 2State Analysis 0Multimedia CAI CoursewareSu Shiwei Xiong Wei Zhang Li(College of Electrical Engineering &Infor mation Science,China T hree Gorges

3、U niv.,Yichang 443002,ChinaAbstr act T he process of combining the multimedia software Authorware7.0with Flash to design and develop the Multimedia CA I courseware of /Power systems steady state analysis 0is discr ibed.T he correlation tech 2nology of development pr ocess is summed up;and the soluti

4、ons which aiming at the difficulties in the resear ch and design are summarized.Keywor ds CAI; didactical software; power systems steady state analysis 5电力系统分析6课程是电气工程及自动化专业的学生在学完电路理论和电机学等课程之后所接触的第一门专业课,同时又是学习发电厂电气主系统、电力系统继电保护和电力系统自动化等专业课程的基础.可见,5电力系统分析6是电气工程及其自动化专业的一门核心课程,起着承上启下的作用.学好该门课程对电气工程及自动化专

5、业的学生至关重要.该课程工程背景强,实践性强,研究性强,应用对象明确,计算多、范围广,传统的教学方法仅使用描述性的文字和补充说明性的图形、图表,很难描述清楚其设计思想.公式繁多也是课程的又一大特点,大篇幅的理论推导、证明,老师讲起来拖沓,学生听起来不感兴趣,也不符合学校应用性人才培养的目标.另外,学生普遍反映本门课程比较难学,同时在学时逐渐缩减的严峻形势下,教学改革势在必行.CAI 是当前开展教学改革的一个十分重要的手段之一.在教育理念、教育终极目标不断发展的今天,开发和运用高品质、适用性强的多媒体CAI 课件进行辅助教学,有助于学生创造力的培养,是全面推进教育创新的重要手段.1 教学软件的总

6、体结构设计教学软件的总体结构设计的任务是绘制出教学软件的基本结构蓝图,即将教学软件教学设计的结果转换为逻辑结构图.教学软件的整体结构设计可以按照从上到下的顺序来进行设计,即先将教学软件划分为几个大的内容结构,然后对每一个内容结构再进行划分设计;也可以从下到上的顺序来进行设计,先将每一个基本内容的结构都设计好,然后设计一个结构将这些小的内容组织成大的内容,直至形成一个整体教学软件1.本文选择从上到下的顺序来进行系统设计.设计的系统结构可以方便地实现人机交互,学习者可以方便地按照思维习惯、自己的意愿、主动地选择和接受信息,拟定观看内容的路径.系统总体结构分为3层,结构图如图1所示225.通过树状结

7、构能清楚地表明各个模块之间的隶属关系,给用户提供一个清晰的思路 .图1 系统总体结构设计图2 程序编制及软件的实现在系统结构设计及素材都准备好后,在Author 2ware7.0环境下,将总体结构设计图即图1转换为程序,并整合为课件素材来完成整个系统的制作.系统设计的主题结构采用非线性的超媒体结构,程序主要分为片头、主程序和片尾3部分.其中,主程序部分是设计的重点.其程序流程图如图2所示 .图2 主程序流程图另外,在制作教学软件系统时充分利用Author 2ware 的程序调试功能,将制作过程和调试过程结合起来进行,使系统达到最优.运行主程序显示第一个界面效果图如图3所示.在界面上可以清晰地看

8、到有4个文本区域即/课程简介0、/课程内容0、/使用说明0、/习题测试0.在这些文本区域内利用Authorware 热区交互实现四大模块内容的选择,另外点击/EXIT 0即可退出系统.运行效果符合一开始的结构设计流程 .图3 主程序运行第一个界面3 设计中相关技术3.1 交互技术人机交互方式是指人与计算机之间为进行信息交换所采用的技术或方式.多媒体课件提供的人机交互方式,对于用户来说,应该具有如下几个特性:友好性、灵活性、明确性和可靠性.只有如此,课件才能较好地实现预期的教学效果.软件多处利用Author 2war e 强大的交互性实现了热区域交互,鼠标经过蓝色或绿色方框处即可看到雅可比矩阵中

9、各元素的计算公式,可以把矩阵每个元素计算公式显示在同一页面上,解决了传统教学中的局限性问题.例如,/复杂潮流计算方法0一节内容比较枯燥、乏味、难懂,里面包含了大量的公式推算,教师讲解或学生理解时要在各大公式之间推演、参照、切换.其中还有好几个大矩阵,而且矩阵中的每个元素又要展开许多与之相关的内容.传统教学采用黑板为教学工具的授课方式,由于黑板版面的局限性,经常无法将前面讲过的且后面需要参照的内容都保留在黑板上.在教学过程中,如果要复习或参照前面讲过的内容,就需要重新书写一遍,不仅浪费大量的时间,而且授课的连贯性较差.利用A uthorware7.0,通过细节规划设计、合理的版面布置和适当的交互

10、动画可以很好地解决这一问题.如图4所示,当鼠标移动到蓝色或者绿色方框区域内时,对应的公式并会显示出来 .图4 程序演示过程中的一个画面89第30卷 第6期 粟世玮等 5电力系统稳态分析6CAI 教学软件的设计与制作3.2 OLE 技术OLE(Object Linking and Embedding技术全称是/对象链接和嵌入技术0,用于提供一种增强的数据集成能力:在当前的应用程序的环境中可以直接使用和修改由其他应用程序创建的各种类型的数据对象.使用OLE 对象,一方面可以增强多媒体应用程序功能,另一方面扩充了多媒体应用程序可以处理的数据种类.考虑到5电力系统稳态分析6课程中有些内容用PowerP

11、oint 演示就能达到很好的效果,所以在设计系统时,对一部分内容先用简单易操作的Power 2Point 来制作,然后使用OLE 嵌入技术,在Author 2ware 中嵌入了制作好的Power Point 的演示文稿,在系统运行时能象在PowerPoint 中一样操纵它.制作步骤具体如下.(1首先在程序流程图中插入显示图标,并命名为Authorware 与PowerPoint 整合.(2双击/A uthorware 与PowerPoint 整合0显示图标打开演示窗口,使用菜单命令/插入2OLE 对象0,在打开的对话框中选择/从文件创建0单选按钮,再单击/浏览0按钮,选择需要插入的文件,并单击

12、/确定0按钮,此时演示窗口会出现所插文件的第一幅画面.(3选中此OLE 对象,执行菜单命令/编辑2Presentation OLE 对象2属性0,打开属性对话框,勾选/打包为OLE 对象0.(4通过程序语句对插入的OLE 对象进行播放、编辑操作.建立如图5所示的按钮交互. 图5 Author war e 与Power Point 整合流程图在/播放0按钮交互下的图标中输入如下程序语句:OLEDoVerb(IconID/2PPT 0,/显示0该语句的作用是自动为指定的OLE 对象执行OLE 动词规定的动作.这里/显示0表示播放OLE 对象中的PowerPoint 文稿.在/编辑0按钮下的计算图标

13、中输入程序语句:ActiveX 技术9在Author ware 里编辑的课件程序完工后,要使多媒体CAI 课件脱离Authorware7.0创作环境,就需要对作品进行打包和发布10.不过,虽然打包后的程序在运行时不再需要Authorware 环境,但是他仍然需要一个run 2time 应用程序的支持才能正确播放.因此在打包的时候,也需要包括这个run 2time 应用程序.打包结束后所得到的应用程序仍然不能在Au 2thorware7.0所在目录的以外目录下运行,这是因为应用程序的运行需要必要的支持文件,如Xtras 插件、Active 控件、U CD 和DLL 动态链接库等等.本设(下转第1

14、12页参考文献:1Benzi R,Sutera A,Vulpiani A.The Mechanism of Sto214(11:4532457.2Gammaltoni L,Haggi P,Jung P,et al.Stochastic Res2出版社,1994.4McNamara B,Wiesenfeld K.Theor y of Stochast ic Res2onanceJ.P hys.Rev. A.,1989,39:485424868.5Hu G,Nicolis G,Nicolis C.P eriodically Forced F ok2ker2Planck Equation and S

15、tochast ic ResonanceJ.Phys.Rev. A.,1990,42:203022041.6H u G,Haken H,Ning C Z.A Study of Stochastic Res2onance without Adiabatic ApproximationJ.P hys.Lett.A.,1992,172:21228.7张良英,曹力,吴大进.具有色关联的色噪声驱动下单模激光线性模型的随机共振J.物理学报,2003,52:117421178.8韩立波,曹力,吴大进,等.信号直接调制下色关联噪声驱动的单模激光的随机共振J.物理学报,2004,53:212722132.9张良

16、英,曹力.信号调制噪声的单模激光随机共振J.华中科技大学学报:自然科学版.2005,33(8:1192 120.10程庆华,曹力,吴大进.信号调制色泵噪声和实虚部间关联量子噪声驱动下单模激光的随机共振现象J.物理学报,2004,53:255622562.11韩立波,曹力,吴大进,等.偏置信号调制下色关联噪声驱动的单模激光的光强相对涨落J.物理学报,2004,53:336323368.12T essone C J,Wio H S,H anggi P.Stochastic R esonance模激光随机共振的影响J.物理学报,2008,57:33332 3336.责任编辑周丽丽(上接第90页 4结语对多媒体CAI教学软件的开发进行了比较全面、系统的研究,应用多媒体创作工具Authorware7. 0并结合FlashMX、PowerPoint及音频处理等软件设计和制作了5电力系统稳态分析6CAI教学软件,经试用效果良好.另外,系统结构框架也可以应用于电气工程及自动化专业其他部分课程的CAI教学软件的制作,它具有通用性.随着多媒体技术的不断发展,多媒体教学软件的制作水平与质量的提高,系统还