论文部分内容阅读
摘 要：本文通過比较传统教学方式与多媒体教学方式对公式处理方式的异同，阐述了公式分解型课件的定义、制作公式分解型课件的必要性。论述了公式分解型课件的总体制作思路，详论公式分解型课件的具体实现方法。讨论了一般公式分解型课件的制作与使用注意事项；展望了公式分解型课件的未来发展趋势和相应的技术支持系统。
关键词：多媒体 分步显示 课件
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0153-02
1 公式分解型课件的定义
在传统教学过程中，教师对公式的一般处理方法是[1]：边板书、边讲解。因为受人工板书速度的限制，传统教学过程的公式是自然分步显示的，这正好成为学生观察、记录、理解和记忆公式提供了一个绝佳的机会。教师的板书速度、讲解速度和学生的理解速度三者是匹配的。
在多媒体教学中，不再有教师板书速度的限制，现有多媒体课件对公式的处理方式是整体显示的。与传统教学方式相比，这反而增加了学生理解公式的难度。合理的解决方法是双管齐下：一方面，借鉴传统教学的处理方式，将公式进行分解，分步显示；另一方面，借助先进的信息手段提高学生理解速度。
因为笔者本文讨论的新型一代课件在公式的处理方式方面与原有类似课件有明显的差别[2]，所以有必要为这种新型课件命名，以方便以后使用者和开发者的学术交流和讨论。笔者建议将这类新一代课件命名为：公式分解型课件（formula-decomposed courseware，英文简称fdc）或公式分步显示型课件（formula-step-by-step-displayed courseware，英文简称fsbsdc）。
在过去一年中，笔者使用微积分、线性代数和概率论与数理统计三个不同系列的公式分解型字符级课件（公式的最小显示单位不再是传统课件中的公式整体，而是单个字符）取得了满意的实际教学效果。公式在各门学科中的广泛性和重要性决定了公式分解型课件的广泛性和重要性。
2 公式分解型课件的总体制作思路与具体实现方法
课件制作的首要问题是决定总体技术路线。具体而言，就是决定应该采用怎样的手段收集、处理和利用各种教学资源，合理预想课件制作的流程，最终实际制作出适用的教学课件。
事先应该充分考虑到教师所能使用的软硬件设施的配置情况，保证制作的教学课件日后可以正常使用。特别应该注意不同软件之间的兼容情况，避免发生冲突。不要片面追求制作软件的高版本。高版本软件往往要求更高的硬件支持环境，在现有硬件条件下，课件应该可以流畅运行。
主要演示软件是教师在课堂上使用的演示软件，是我们课件制作的最终成果，应该选择已经广泛使用的、成熟演示软件。这样做有三大好处：有较好的现实软硬件支持环境；有较多的已有教学课件可供参考；未来课件升级工作相对容易。
在众多演示软件中[3]，笔者最终选择了Microsoft Office组件中的PowerPoint软件作为公式分解型课件的主要演示软件。该软件的易用性、强大的块操作能力和动画功能是其最终入选的原因。虽然Microsoft Office组件功能强大，却并不直接具备公式分步显示功能，但其动画功能却使我们间接实现公式分步显示功能成为可能。先将整个需要分步显示的公式分解成若干个片段，由普通公式编辑器先生成这些公式片段，再在PowerPoint中分片段逐步动画显示，从而实现整个公式的分步显示。问题是如此操作，如果只是分步显示个别公式，其繁难程度尚可忍受，大批量的制作系列课件，则不具备现实可操作性。需要另辟蹊径！
笔者借鉴了现有的各种公式编辑器的工作方式，特别是模板的概念及其构建过程。在课件制作过程中，不断地制作和积累不同类型的分步显示公式模板，得到公式模板库。随着公式模板库中公式模板的数量逐渐增多、质量稳步提高，我们的工作效率也会越来越高。
3 一般公式分解型课件的制作与使用注意事项
（1）相关制作软件的兼容性问题，因为公式分解型课件的制作是一个复杂的过程，必然涉及多个软件的协同工作，最容易出问题的地方就是如何保证不同系列软件运行结果之间的兼容性。
一般不由块操作引入作为辅助工具的Mathematica、Matlab、Latex系列软件Microsoft Office自带字体库之外的其他字体。违反这一原则的一个可能不良后果是：在课件制作者自己的计算机上课件可以完美演示，但换一台其他计算机，就会频繁出现乱码。其原因是，其他计算机上不一定安装了上述系列辅助软件，从而也就没有相应的字体库，出现乱码也就不奇怪了。
（2）公式的分步显示顺序问题，即使是同一个公式，我们也可以在课件的不同地方，根据不同的教学需要，设计出不同的显示顺序。这种技术显示出公式分解型课件的高度灵活性和个性化特征。这一特征也应该在公式模板库中库中有所体现。
现在我们所使用的公式系统基本上都起源于西方，大体而言，其书写顺序和朗读顺序是高度一致的。所读即所写，所写即所读。比如：公式系统和大家相对熟悉的英语是高度吻合的。因为汉语和英语的语序往往是不同的，所以这就带来一个公式分解型课件制作过程中一个以往传统课件制作中不曾出现过的新问题：应该按照怎样的顺序分步显示公式？结论是：因需而论。需要详细讲解之处，用汉语顺序，学生较容易理解；一般讲解之处，用英语顺序，比较自然。在需要分步显示两个不同的公式以讲解它们之间的联系时，以逻辑顺序为先，先得先现。
（3）公式的分解标准问题，在公式分解型课件的实际制作过程中并不存在，也不需要一个硬性的公式分解标准。但有一个总的原则：应该方便学生对公式的理解。与定义有关的重要公式或初次出现的公式可以分解得较细，普通计算中出现的一般公式可以分解得较粗。一般不对基本初等函数进行分解，将其设定为公式分步显示的最小函数单位。
（4）公式分解型课件是高度个性化的教师个人之作，完美体现教师个人对于某一学科的个性见解，往往是教师对前人和本人以往传统教学方式大量实用经验的继承与发展。因此，教师应该自己制作本人使用的公式分解型课件，可以参考他人的工作，而不应该完全拷贝他人的现成之作。拷贝他人的现成之作就磨灭了教师自己也许都没有意识到的宝贵个性。
4 公式分解型课件的未来发展趋势和与之相关的技术支持系统
在当今技术条件下，暂时还没有可以直接实现公式分步显示的软件，无论开源软件，或者商业软件，都是如此。正因为有这样一个宏观的大技术背景，而在实际的教学中又有迫切的公式分步显示现实需求，笔者才提出并实现了分步显示公式模板库方法。分步显示公式模板库方法具有间接实现公式分步显示的特征。
笔者建议在新一代公式编辑器集成现有公式编辑器技术、动画技术和数据库技术，以方便使用者生成和检索分步显示公式模板库中的具体公式。
希望分步显示公式模板库方法只作为新一代软件正式面世之前一个过渡方法，而公式分解型课件这一概念本身却能远播四海，造福代代天下莘莘学子！
参考文献
[1] Dostál， J. Instructional software and computer games - tools of modern education[J].in Journal of Technology and Information Education，2009，1（2）.
[2] Judi Johnson.Then，Now and Beyond… A Look at the Past 30 Years of Educational Software[J].in Learning & Leading with Technology，2003，30（7）.
[3] Bednar，M.R.，Sweeder，J.J..Defining and applying idea technologies：A systematic，conceptual framework for teachers[J].Computers in the Schools，2005，22（3/4）.
关键词：多媒体 分步显示 课件
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0153-02
1 公式分解型课件的定义
在传统教学过程中，教师对公式的一般处理方法是[1]：边板书、边讲解。因为受人工板书速度的限制，传统教学过程的公式是自然分步显示的，这正好成为学生观察、记录、理解和记忆公式提供了一个绝佳的机会。教师的板书速度、讲解速度和学生的理解速度三者是匹配的。
在多媒体教学中，不再有教师板书速度的限制，现有多媒体课件对公式的处理方式是整体显示的。与传统教学方式相比，这反而增加了学生理解公式的难度。合理的解决方法是双管齐下：一方面，借鉴传统教学的处理方式，将公式进行分解，分步显示；另一方面，借助先进的信息手段提高学生理解速度。
因为笔者本文讨论的新型一代课件在公式的处理方式方面与原有类似课件有明显的差别[2]，所以有必要为这种新型课件命名，以方便以后使用者和开发者的学术交流和讨论。笔者建议将这类新一代课件命名为：公式分解型课件（formula-decomposed courseware，英文简称fdc）或公式分步显示型课件（formula-step-by-step-displayed courseware，英文简称fsbsdc）。
在过去一年中，笔者使用微积分、线性代数和概率论与数理统计三个不同系列的公式分解型字符级课件（公式的最小显示单位不再是传统课件中的公式整体，而是单个字符）取得了满意的实际教学效果。公式在各门学科中的广泛性和重要性决定了公式分解型课件的广泛性和重要性。
2 公式分解型课件的总体制作思路与具体实现方法
课件制作的首要问题是决定总体技术路线。具体而言，就是决定应该采用怎样的手段收集、处理和利用各种教学资源，合理预想课件制作的流程，最终实际制作出适用的教学课件。
事先应该充分考虑到教师所能使用的软硬件设施的配置情况，保证制作的教学课件日后可以正常使用。特别应该注意不同软件之间的兼容情况，避免发生冲突。不要片面追求制作软件的高版本。高版本软件往往要求更高的硬件支持环境，在现有硬件条件下，课件应该可以流畅运行。
主要演示软件是教师在课堂上使用的演示软件，是我们课件制作的最终成果，应该选择已经广泛使用的、成熟演示软件。这样做有三大好处：有较好的现实软硬件支持环境；有较多的已有教学课件可供参考；未来课件升级工作相对容易。
在众多演示软件中[3]，笔者最终选择了Microsoft Office组件中的PowerPoint软件作为公式分解型课件的主要演示软件。该软件的易用性、强大的块操作能力和动画功能是其最终入选的原因。虽然Microsoft Office组件功能强大，却并不直接具备公式分步显示功能，但其动画功能却使我们间接实现公式分步显示功能成为可能。先将整个需要分步显示的公式分解成若干个片段，由普通公式编辑器先生成这些公式片段，再在PowerPoint中分片段逐步动画显示，从而实现整个公式的分步显示。问题是如此操作，如果只是分步显示个别公式，其繁难程度尚可忍受，大批量的制作系列课件，则不具备现实可操作性。需要另辟蹊径！
笔者借鉴了现有的各种公式编辑器的工作方式，特别是模板的概念及其构建过程。在课件制作过程中，不断地制作和积累不同类型的分步显示公式模板，得到公式模板库。随着公式模板库中公式模板的数量逐渐增多、质量稳步提高，我们的工作效率也会越来越高。
3 一般公式分解型课件的制作与使用注意事项
（1）相关制作软件的兼容性问题，因为公式分解型课件的制作是一个复杂的过程，必然涉及多个软件的协同工作，最容易出问题的地方就是如何保证不同系列软件运行结果之间的兼容性。
一般不由块操作引入作为辅助工具的Mathematica、Matlab、Latex系列软件Microsoft Office自带字体库之外的其他字体。违反这一原则的一个可能不良后果是：在课件制作者自己的计算机上课件可以完美演示，但换一台其他计算机，就会频繁出现乱码。其原因是，其他计算机上不一定安装了上述系列辅助软件，从而也就没有相应的字体库，出现乱码也就不奇怪了。
（2）公式的分步显示顺序问题，即使是同一个公式，我们也可以在课件的不同地方，根据不同的教学需要，设计出不同的显示顺序。这种技术显示出公式分解型课件的高度灵活性和个性化特征。这一特征也应该在公式模板库中库中有所体现。
现在我们所使用的公式系统基本上都起源于西方，大体而言，其书写顺序和朗读顺序是高度一致的。所读即所写，所写即所读。比如：公式系统和大家相对熟悉的英语是高度吻合的。因为汉语和英语的语序往往是不同的，所以这就带来一个公式分解型课件制作过程中一个以往传统课件制作中不曾出现过的新问题：应该按照怎样的顺序分步显示公式？结论是：因需而论。需要详细讲解之处，用汉语顺序，学生较容易理解；一般讲解之处，用英语顺序，比较自然。在需要分步显示两个不同的公式以讲解它们之间的联系时，以逻辑顺序为先，先得先现。
（3）公式的分解标准问题，在公式分解型课件的实际制作过程中并不存在，也不需要一个硬性的公式分解标准。但有一个总的原则：应该方便学生对公式的理解。与定义有关的重要公式或初次出现的公式可以分解得较细，普通计算中出现的一般公式可以分解得较粗。一般不对基本初等函数进行分解，将其设定为公式分步显示的最小函数单位。
（4）公式分解型课件是高度个性化的教师个人之作，完美体现教师个人对于某一学科的个性见解，往往是教师对前人和本人以往传统教学方式大量实用经验的继承与发展。因此，教师应该自己制作本人使用的公式分解型课件，可以参考他人的工作，而不应该完全拷贝他人的现成之作。拷贝他人的现成之作就磨灭了教师自己也许都没有意识到的宝贵个性。
4 公式分解型课件的未来发展趋势和与之相关的技术支持系统
在当今技术条件下，暂时还没有可以直接实现公式分步显示的软件，无论开源软件，或者商业软件，都是如此。正因为有这样一个宏观的大技术背景，而在实际的教学中又有迫切的公式分步显示现实需求，笔者才提出并实现了分步显示公式模板库方法。分步显示公式模板库方法具有间接实现公式分步显示的特征。
笔者建议在新一代公式编辑器集成现有公式编辑器技术、动画技术和数据库技术，以方便使用者生成和检索分步显示公式模板库中的具体公式。
希望分步显示公式模板库方法只作为新一代软件正式面世之前一个过渡方法，而公式分解型课件这一概念本身却能远播四海，造福代代天下莘莘学子！
参考文献
[1] Dostál， J. Instructional software and computer games - tools of modern education[J].in Journal of Technology and Information Education，2009，1（2）.
[2] Judi Johnson.Then，Now and Beyond… A Look at the Past 30 Years of Educational Software[J].in Learning & Leading with Technology，2003，30（7）.
[3] Bednar，M.R.，Sweeder，J.J..Defining and applying idea technologies：A systematic，conceptual framework for teachers[J].Computers in the Schools，2005，22（3/4）.