课件工程

课件工程（精选12篇）

课件工程 篇1

目前,提高人才培养的标准,坚持知识、能力、素质协调发展,综合提高的教育理念越来越深入人心,广大的教育工作者均已开始更新教学观念,树立以学生为中心,因材施教,同时也加大了教学内容和方法手段改革的力度。大量的新颖的教育手段应用于课堂教学实践中,例如:多媒体课件。作为一名热爱教育事业的教育工作者,我根据自己多年教学的体会并结合所授课程《工程热力学》的特点,谈谈本人关于本课程课件制作的一些心得体会。

一、传统教学方法的局限

工程热力学中很重要的研究内容是工质的热物性,这些研究成果传统上是以图、表的形式给出的,比如计算水蒸气的物性就是通过查h-s(焓-熵)图或水和水蒸气的热力性质表得到的。在板书教学的过程很难在课堂将此类图表清晰、规范的呈现,影响了教学效果;特别是原理应用部分——蒸气流动与蒸气动力循环部分,日校生普遍缺少实践,而实际设备和生产场景也无法在黑板在生动表现热能转换成机械能的规律、方式、途径,很大程度上影响了学生学习的效果。这种纸上谈兵的教学方式,有悖于于我们当前高职高专类学校实用型人才培养的理念。

通过对工程热力学传统教学难点和弱点的剖析,针对工程热力学课程的特点,我认为在工程热力学中采用多媒体课件作为常规教学的辅助手段是必要的、可行的,其前景广阔。为了全面提高教学质量,将现代化科学技术广泛应用于教学过程,我开发并编制了工程热力学课件,其目的在于激发学生学习热力学的兴趣,调动学生积极性、主动性,培养学生分析解决实际工程问题能力和逻辑思维能力。

二、多媒体课件简介

计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction,简称为CAI),它具有综合处理文字、声音、图形、图象等教学信息的能力。它既能向学生快速提供丰富多彩的集图、文、声于一体同时作用于学生各个感官的教学信息,又为学生提供主动、友好、多样化的人机交互界面以及方便、灵活、多样化的人机交互方式。CAI是一种很有发展前途的教育技术,反映了社会发展的一种趋势,其作为教育媒体的一种,特点主要表现在:

1. 内容和形式的多样化

CAI的教学内容与表现形式多样,不仅可以运用图形、文字及各种动态形象表达教学内容,还可以通过声音、模拟进行教学,集图、文、声与一体,从而提高教学的效率和质量。

2. 大容量与快速度

CAI可以存储大量的数据、档案资料、程序、教学软件和课件,需要时,可以随时提供给教师或学生使用。CAI的信息读、写时间极其短暂,能够及时提供教学信息,并能及时测定和评价学生的学习和作出反应,提供即时反应和强化。

三、工程热力学课件内容

本课件制作的主要目的就是用典型的热力过程动态地诠释热力学相关概念的涵义,并辅以难点分析、例题讲解和习题练习等加深学习者的理解。课件内容包括了确定主要内容如下:(1)工程热力学第一定律(2)工程热力学第二定律(3)理想气体的热力学性质(4)理想气体的热力过程(5)气体的流动(6)水蒸气的热力性质(7)蒸气动力循环(8)湿空气的热力性质。在每章的开头都列出本章重点和本章学习建议,每节都列出本节概要,每章的结尾都有自测题。教学内容设计中花费大量精力模仿学生学习过程会产生的疑问,在各知识点设计了数量不等的引导性质的问题,以启发学生在学习过程中主动思考,培养思考习惯。在课件内容中反复这种过程,使学生在学习课程知识过程中逐渐培养提问、思考的习惯。

四、课件制作工具

可利用来制作课件的工具有许多,如Flash、AuthorWare、PowerPoint、Delphi等,这些都是可视化软件开发工具。根据工程热力学课程特点,课件需要较大量的文字说明和数学推导,所以此次选用Flash作为制作课件的主要工具,辅以Photoshop、HyperSnap-Dx和Word等软件处理图像效果和输入公式等文字说明。

Flash能把音乐、动画、声效及交互性成功地融合为一体,已在动漫、广告、MTV、网络文化传播等领域广泛应用,在课件制作方面应用还很少,但本人认为尝试着用它来开发课件还是有必要的。用Flash来做工程热力学课件可充分发挥作者的想象力,用生动的动画表现出热力过程,易于掌握理解热力学概念。加上动作按钮,使用课件者可随意使用课件进行学习。例如:水受热会气化变成水蒸汽,在此过程中水的状态变化是复杂的,通过动态演示定压条件下水受热变成蒸汽的过程,辅以温熵图说明水在此过程中的状态变化,使此过程更明了的被说明。课件制作完成后,累计200名学生试用学习,效果显著,弥补了“一支粉笔,一块黑板”教学方法中呆板单调的缺点,现正在全校范围中大力推广。

由于时间有限,笔者缺少更多实践性的教学活动,以上所述,只是此次工程热力学课程课件开发、研制过程中的一些初步体会。总之利用动画、文本、声音、图像等多种多媒体技术制作工程热力学课件,在高等学校工程热力学教学中是不可缺少的,可以起到辅助教学的作用,增进学生学习的兴趣,提高教学效率,前景广阔。

摘要：随着计算机应用的普及,课件制作也日益被人们重视。工程热力学是研究物质的热力性质,能量和能量之间相互转换的一门基础理论学科,是培养热工类和机械动力类等专业科技人才过程中一门必修的主要基础理论课。本文表明用Flash制作课件具有一定的优势,用它制作的工程热力学课件具有简洁生动的优点,有利于学习者的学习。

关键词：教学方法,多媒体课件,课件内容,制作工具

参考文献

[1]吴炜煜．多媒体系统软件及应用设计．北京:电子工业出版社,1996．

[2]项国雄.计算机辅助教学原理与课件设计．北京:电子工业出版社,1997．

[3]周承华,等．多媒体技术在机械类课程教学中的应用．现代计算机．

课件工程 篇2

绪论

1细胞工程:应用细胞生物学和分子生物学的理论、方法和技术，按人的设计，有计划地大规模培养组织或细胞以获得生物产品，或改变细胞的遗传物质以产生新的物种或品系。

2生物工程:也称生物工艺学,一般称为生物技术.是以生命科学为基础,利用生物体系和工程学原理来获得生物制品和创造新物种的一门综合技术。

生物工程的发展历史

传统生物工程:利用非纯种微生物自然发酵工艺为标志的生物技术，如酿酒。

1857，Pasteur L发现发酵是微生物作用的结果，而后形成的采用纯种微生物的发酵工艺。

近代生物工程：以抗生素工业的兴起为标志。

现代生物工程：1973基因工程和1975年单克隆抗体技术建立为标志的生物工艺。

生物工程的组成

一、发酵工程

二、酶工程

三、细胞工程

四、基因工程

五、蛋白质工程

六、生化工程 一，发酵工程

1现代发酵工程主要指利用微生物、包括利用DNA重组技术改造的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术。

现代发酵工程是生物代谢、微生物生长动力学、大型发酵罐或生物反应器研制、化工原理等密切结合和应用的结果。

2一般发酵工程包括以下基本步骤：（1）菌种选育；

（2）细胞大规模培养即发酵过程；（3）生产活性产物的诱导；（4）菌体及产物的收获

3发酵工程的产品范围非常广泛。

从食品、药品、精细化工产品到许多工业用原料等等，生物可降解塑料PHB等

四，基因工程

1基因工程是指在微观领域（分子水平）中，根据分子生物学和遗传学原理，设计并实施一项把一个生物体中有用的目的DNA(遗传信息)转入另一个生物体中，使后者获得新的需要的遗传性状或表达所需要的产物，最终实现该技术的商业价值。2 稀少珍贵的蛋白质药物

1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——人胰岛素投放市场——它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。

人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-

2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等 3畜牧业中的应用

动物疫苗、生长激素等

例：从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA 4种植业中的应用 用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的完整植株—转基因植物 抗化学除草剂基因，转基因西红柿，固氮酶基因„„

环境保护等等

五，蛋白质工程：利用生物技术手段，对蛋白质的DNA编码序列进行有目的的改造并分离、纯化蛋白质，从而获得自然界没有的具有优良性质或适用于工业生产条件的全新蛋白质技术。

蛋白质工程的主要步骤通常包括：

（1）从生物体中分离纯化目的蛋白；

（2）测定其氨基酸序列；

（3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构;（4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响；

（5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变；（6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。

六，生化工程

生物化学工程是由生物科学与化学工程相结合的交叉学科，主要研究将生物技术的实验室成果转化为生产力过程中的带有共性的工程技术问题。

细胞工程的分类

1、根据研究对象划分：微生物细胞工程、植物细胞工程、动物细胞工程。

2、根据研究水平划分：组织水平、细胞水平、细胞器水平、基因水平。

细胞工程主要研究内容

1）植物细胞和组织培养技术

2）动物细胞和组织培养技术

3）细胞融合技术（体细胞杂交技术）

4）细胞器移植技术

5）染色体工程技术

6）胚胎工程技术

第三章

植物组织培养

第一节 植物组织培养

植物组织培养的基本概念

植物组织培养的应用 1.无性系快速繁殖

2.去除病毒、真菌和细菌等病毒 3.培育新品种的得力手段 4.种质资源的保存 5.次生代谢物的生产

植物组织培养的基本流程

脱分化：一个成熟细胞转变为分生状态的过程即形成愈伤组织叫脱分化。愈伤组织：在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。再分化：愈伤组织内的细胞具有异质性，能重新分化成各种类型的组织细胞。

植物组织培养的理论依据（1）细胞全能性

全能性：任何有完整的细胞核的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的遗传信息，理论上都能发育成为一棵植株。

植物组织培养是建立在细胞具有全能性的理论基础上的，（2）细胞分化

在体内维管组织是高度分化的部分，主要受生长素和蔗糖的影响，木质部的分化与细胞分裂素、赤霉素和细胞分裂相关。

在体外的培养细胞通过茎芽的分化或细胞胚胎发生能再生长成为完整的植株

第二节 植物细胞培养

1所谓细胞培养,是指在离体条件下,将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行振荡培养,得到分散成游离的悬浮细胞,通过继代培养使细胞增殖,从而获得大量细胞群体的一种技术.2.与植物组织培养的区别

细胞培养是指动植物细胞在体外条件下的存活或生长,此时细胞不在生长成组织.对于植物,组织培养主要是指我们常用的快繁技术,而细胞培养主要有以生产次生代谢产物为目的的大规模细胞培养技术.植物单细胞培养技术 一.单细胞的分离

１.由植物器官分离单细胞

（１）机械法

主要通过机械磨碎.切割植物体从而获得游离的单细胞．

（２）酶解法

这种方法是目前最为有效的一种获得单细胞的方法，主要是利用果胶酶的处理，获得大量的细胞． ２.由愈伤组织获得单细胞

该方法通过愈伤组织培养获得愈伤组织，并通过培养使愈伤组织增殖．由于愈伤组织细胞之间的结构非常疏散，因此可以通过高频率振动使细胞脱落，从而获得单细胞．

二.单细胞培养方法

（１）平板培养法:指将制备好的单细胞，按照一定的密度，接种在约１mm厚的薄层固体培养基上进行培养的方法．

（２）看护培养法:

指利用生长的愈伤组织所产生的物质来培养单细胞的方法

（３）饲养层培养法

指用处理过的无活性的或者分裂很慢.不具备分裂代谢能力的细胞来饲养所需培养的细胞，使其分裂和生长．

（４）液体浅层静置培养法

将一定密度的悬浮细胞放在培养皿中形成一浅薄层，封口静止培养．

（５）细胞悬浮培养法

主要指将细胞接种于液体培养基中，在保持良好的分散状态情况下进行培养

悬浮细胞同步化的方法

（一）物理方法

1、体积选择法

2、冷处理法

（二）化学方法

1、饥饿法

2、抑制法

3、有丝分裂法

细胞的保存

１.继代培养保存法

每隔1—2周换液进行一次继代培养 ２.低温保存法

5—10℃培养,每10天换液 ３.冰冻保存

原生质体的分离和培养

原生质体定义：植物除去细胞壁分离剥下的部分 来源:叶片,根尖,愈伤组织.一，原生质体的分离

1）机械法：在细胞质壁分离的状态下，用利刀切割

2）酶解法

二，.原生质体鉴定与活力测定

(一)原生质体鉴定

1.低渗爆破法

2.荧光染色法

(二)原生质体活力测定

1.渗透压法

2.氧电极法

3.二乙酸荧光法(FDA)三，原生质体培养方法

1.液体培养法

2.固体培养法

3.双层培养法

在琼脂培养基上部加入一薄层液体原生质体培养液培养原生质体

四，原生质体的发育和植株的再生

1.细胞壁再生

2.分裂

3.愈伤组织的形成 4.植株再生

3.3植物器官培养

植物器官培养：指将植株上的各种器官从母体上分离出来，放在无菌的人工环境中让其进一步发育，最终长成幼苗的过程。主要包括：毛状根，芽，体细胞胚等

3.31植物脱毒培养技术

如何在一个已经受感染的群体中获得无病植株？

a.种子繁殖

b.消除病原菌 消除病原菌的方法

a.热处理：热水或热空气。b.茎尖培养。c.愈伤组织培养。

3.32 体细胞胚胎发生

体细胞胚：在离体或活体条件下，由除受精卵之外的体细胞形成的胚。体细胞胚胎发生的过程

1、取植物的一部分组织(如根、茎、叶的切段或胚等)，用组织培养的方法，分裂产生愈伤组织，这个阶段一般采用固体培养方法。通常所采用的脱分化试剂是2,4-D，有的植物除2,4-D以外，还需要附加少量的细胞分裂素。至于2,4-D的浓度，则因植物而异，一般宜采用较高的浓度。外植体的年龄也很重要，一般幼龄的较容易产生愈伤组织。

2、用所得的愈伤组织进行悬浮培养，使细胞分散。

3、将悬浮培养物倒在没有植物激素的固体平面培养基上，再进行固体培养，其中有些胚性细胞就有可能发生体细胞胚。

3.33 人工种子

利用人工种皮包被体细胞胚可以制造人工种子，用以繁殖遗传工程植物，自交不亲合植物，稀有植物，远缘杂交种等

人工种皮：藻酸钠 人工种皮的选择: 1)对所要包埋的胚乳无伤害。

2)有足够的柔软性,可以保护胚乳,并允许其发育.3)具有一定的硬度,避免运输.操作过程中的伤害.4)具有穿透性,传递细胞生长所需的营养;并能容纳其他附加成分。5)可以用现有的温室或农机机械进行播种。

海藻酸盐具有成胶容易、操作条件温和、使用方便、毒性极低、成本低廉等特点。

人工种子的包埋方法

1.复合凝聚：两种带相反电荷的电解质在水中相互作用形成多聚体包被溶液.2.界面聚合：在两相界面处因溶解度低而成膜.3.离子交换凝胶：经过离子交换而形成络合物成为凝胶.4.变温凝胶：高温下为液体，低温下为固体凝胶。

3.4植物细胞的生物反应器大规模培养

生物反应器培养（培养方法和各自特点）

1、分批培养：一次性添加培养液培养，期间不更换培养液。是一种封闭式的培养体系。

2、半连续培养：在培养过程中将部分培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法。

3、连续培养法：在培养过程中不断抽取悬浮培养物并注入等量新鲜培养液，使培养物不断补充并保持其恒定体积的培养。

目前生物反应器主要分为以下三种：

机械搅拌式、鼓泡式、气升循环式

植物细胞两相培养技术

如何使细胞内的次生代谢产物分泌出来并加以提取分离是降低成本、进行连续培养的关键。两相培养技术是在培养体系中加入水溶性或脂溶性的有机物或者具有吸附作用的多聚化合物，使培养体系形成上下两相，细胞在水相中生长，合成的次生代谢产物分泌出来后转移至有机相中。

可以减少产物的反馈抑制作用从而提高产物含量；通过有机相的不断回收及循环使用实现培养的连续化。

植物细胞固定化方法

1、海藻酸盐固定化

2、卡拉胶固定化

3、琼脂糖固定化

4、琼脂固定化

植物细胞固定化生物反应器培养

1、流化床生物反应器

2、填充床生物反应器

3、膜生物反应器

第四章

动物组织培养

1、连接方式：

（1）紧密连接

（2）间隙连接：质膜间有2—3nm的间隙

（3）隔壁连接：20--30nm的间隔，有横隔

（4）中间连接： 20--30nm无横隔的透明区

（5）桥粒连接

动物细胞与组织培养的定义

定义：是从动物体内取出细胞或组织，模拟体内的生理环境，在无菌、适温和丰富的营养条件下，使离体细胞或组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术 体外培养分为原代培养和传代培养

原代培养指将机体取出的细胞或组织进行实效培养的过程

传代培养：从原代培养的细胞继续转接培养

体外培养的细胞根据生长方式分为

1、贴附型细胞

（1）成纤维细胞型细胞

（2）上皮型细胞（3）游走型细胞

（4）多形型细胞

2、非帖附型细胞

动物细胞体外培养的特点

（1）哺乳动物细胞只有附着在固体或半固体的表面才能生长

（2）动物细胞对营养要求更加苛刻

（3）对于培养环境的适应性更差，对环境极其敏感

（4）动物细胞生长缓慢，培养时间较长

（5）动物细胞培养还需要防治污染问题 培养工具：无毒塑料制成的培养瓶、培养皿

载体：空心纤维和微珠 培养条件

（1）温度：最适温度37℃

（2）PH：最适PH7.2—7.4

（3）气体

（4）营养：①天然培养基

②合成培养基 ③无血清培养基

④动物细胞培养必需的溶液

动物细胞培养必需的溶液

1、平衡盐水

2、培养基PH调整液

3、细胞消化液

4、抗生素溶液

培养液中加入适量的抗生素，可以预防由于操作不慎而产生的微生物污染。

青、链霉素:青霉素能抑制细菌细胞壁的合成;链霉素能抑制细菌蛋白质的合成.卡那霉素:卡那霉素也能抑制细菌蛋白质的合成.制霉菌素:干扰细菌细胞质膜的合成.体外培养细胞的生长与增殖过程

（1）原代培养期：1—4周（2）传代期：10—50次

（3）衰退期

动物细胞培养的传统方法

（1）悬滴培养法

（2）旋转管培养法（3）灌注小室培养法

（4）培养瓶培养法（5）培养板培养法

生长特

①游离期

②吸附期：平均时间5－20分钟

③繁殖期：接触抑制

④退化期：轮廓变强，细胞内有膨胀的线粒体颗粒堆积

动物细胞大规模培养技术

（1）气升式深层培养系统

（2）悬浮培养技术

（3）微载体培养系统

（4）多孔载体培养

（5）微囊化培养技术

（6）中空纤维培养法

组织工程是应用细胞生物学和工程学原理，将人体某部分的组织细胞种植和吸附在一种生物材料的支架上进行人工培养繁殖、扩增，然后种植到人体内所需要的部位，从而达到器官修复或再造的治疗目的的一种技术

器官培养：取出动物器官或进一步修整成器官型植块，将其接种到培养基上或培养液中，在适当的营养、气相、生长基质等条件下使其存活或生长的技术

第五章

细胞融合与单克隆抗体

第一节

细胞融合 定义：又称体细胞杂交.指用自然或人工方法,使两个或更多个不同来源的原生质体相融合并使之分化再生、形成新物种或新品种的技术。细胞融合的意义

1、用于遗传性状的改良。

2、克服远缘杂交中的不亲和障碍。

3、可以更加广泛的组合起各种植物的优良遗传性状，从而培育出理想的新品种。

细胞融合技术

为了使制备好的原生质体或细胞能融合在一起，选择适宜有效的诱导融合方法很重要。诱导融合方法可分为：

1、仙台病毒法

2、PEG（聚乙二醇）诱导法

3、电融合诱导法

一，生物法——仙台病毒法

仙台病毒也称日本血凝病毒，是RNA病毒，多呈颗粒状，由于被感染细胞表面发生某些改变，使得这些细胞容易发生融合，甚至处死的仙台病毒也具有促进细胞融合的作用。

仙台病毒具有促使凝结的细胞发生融合的能力，这是因为各种能被其作用的细胞均有相应受体的缘故。现已基本知道，其促进细胞融合的有效部位在于它的膜，被超声波打碎的病毒膜片仍具有促进细胞融合的功能。

病毒促使细胞融合的主要步骤如下

1、两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼 此靠近。

2、通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜间相互渗透，胞质互相渗透。

3、两个原生质体的细胞核互相融合，融为一 体。

4、进入正常的细胞分裂途径，分裂成含有两种染色体的杂种子细胞。

二、PEG（聚乙二醇）诱导法

原理：由于PEG分子具有轻微的负极性，故可以与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成氢键，从而在原生质体之间形成分子桥，其结果是使原生质体发生粘连进而促使原生质体的融合。

PEG诱导融合的特点

1）其优点是融合成本低，勿需特殊设备；融合子产生的异核率较高；融合过程不受物种限制。

2）PEG可能对细胞有毒害。

三、电融合诱导法 电融合的基本过程：

1）细胞膜的接触：当原生质体置于电导率很低的溶液中时，电场通电后，电流即通过原生质体而不是通过溶液，其结果是原生质体在电场作用下极化而产生偶极子，从而使原生质体紧密接触排列成串；

2）膜的击穿：原生质体成串排列后，立即给予高频直流脉冲就可以使原生质膜击穿，从而导致两个紧密接触的细胞融合在一起。优点：

1、融合率高，达70％－80％，甚至100％。

2、不存在对细胞的毒害问题。

3、融合技术操作简便。

融合细胞的选择

1、遗传互补筛选法

2、抗性互补筛选法

3、利用物理特性筛选法

4、利用生长特性筛选法

1、遗传互补筛选法

利用每一亲本贡献一个功能正常等位基因，纠正另一亲本的缺陷，令杂种细胞表现正常。

如：亲本1：叶绿体缺陷型

亲本2：光致死型

两亲本在光照下一种死亡，另一种呈白色，融合细胞长成植株呈绿色，并能成长。

2、抗性互补筛选法

利用亲本细胞原生质体对抗生素、除草剂及其它有毒物质抗性差异选择杂种细胞。

如：亲本1：对放线菌素D抗性，但在MS培养基上不能生长

亲本2：对放线菌素D很敏感，但能在MS上生长

杂种细胞能在含有放线菌素的MS培养基上生长，而亲本和其它细胞死亡。

3、利用物理特性筛选法

根据亲本的原生质体大小、颜色、漂浮密度及电泳迁移率、形成的愈伤组织的差异筛选杂种细胞。

亲本1：用异硫氰酸荧光素染色原生质体

亲本2：叶肉细胞原生质体

在荧光显微镜下，亲本1为红色，亲本2为绿色，杂种细胞可以区分。

4、利用生长特性筛选法

利用原生质体对培养基成分要求与反应的差异选择杂种细胞。

例如：粉兰烟草与朗氏烟草细胞原生质体均需外源激素才能生长，但其融合细胞可以产生内源激素，在培养基上不需加激素。

第二节单克隆抗体

抗原：进入动物体内对肌体的免疫系统产生刺激作用的外源物质。

特点：外源性、结构性（分子表面具有稳定的环状结构基团作为识别位点）、特异性（抗原与抗体的反应）。

单克隆抗体(monoclonal antibody，简称McAb)：将能够产生抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖力的骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能在体外快速生长，又能持续分泌成分单一的特异性抗体。这种单一类型的只针对某一特定抗原决定簇的抗体分子，就是单克隆抗体。

单抗的制备过程 动物免疫与亲本细胞的选择 细胞融合：淋巴细胞杂交瘤的制备 3 HAT培养基筛选杂交瘤细胞 杂交瘤细胞的筛选：有限稀释法等 5 杂交瘤细胞的克隆化培养 6 单克隆抗体的大量制备

一、亲本细胞的选择

骨髓瘤细胞：一般不分泌抗体，能在体外无限繁殖和连续继代培养，且为HPRT－(次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)或TK－（胸腺嘧啶核苷激酶）。多用BALB/C 小鼠的骨髓瘤细胞。

三，HAT选择系统

HAT是含一定浓度次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）及胸腺嘧啶核苷（T）的一种选择性培养基，其中三种成分与细胞DNA合成有关。DNA合成途径有两种。

杂交瘤技术中，常选用次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷（HPRT-）骨髓瘤细胞或胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型（TK-）骨髓瘤细胞为亲本之一。HPRT-细胞的嘌呤只能由全合成途径产生； TK-细胞的嘧啶只能由全合成途径合成。

含氨基喋呤培养基抑制了细胞内嘌呤和嘧啶的全合成途径。

淋巴细胞具有合成DNA的两条途径。

杂种细胞通过互补作用获得HRPT或TK基因，可应用培养基中次黄嘌呤及胸腺嘧啶核苷，通过补救合成途径合成DNA。

在HAT培养基中，HPRT-或TK-亲本细胞死亡，淋巴细胞亦逐渐死亡，只有杂种细胞存活。

单抗的大规模生产

1、利用微载体、微囊、旋转瓶、中空纤维培养系统等进行大规模培养。

2、体内接种杂交瘤细胞，制备血清或腹水 1）实体瘤法：

对数生长期的杂交瘤细胞按1-3×107个/ml接种于小鼠背部皮下，每处注射0.2ml。待肿瘤达到一定大小后（一般10-20天）则可采血，从血清中获得单抗含量可达1－10mg/ml，但采血量有限。2）腹水的制备

将稳定分泌单抗的细胞株，通过扩大培养，接种于Balb/c小鼠腹腔内，使其以腹水瘤形式在小鼠腹腔内增殖，从而得到大量含单抗的腹水。

方法是将异十八烷或石蜡油注入Balb/c小鼠腹腔，0.5ml/只，7天后腹腔接种1×106 个 杂交瘤细胞。10-20天后即可抽取腹水，每毫升腹水中约含5-20mg单抗。

第六章

染色体工程

染色体工程: 是在细胞遗传学研究的基础上,利用已在染色体上标记的基因, 人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或代换同种或异种染色体，从而达到定向改变遗传性和选育新品种的一种技术。

第一节 人工诱导多倍体

常见多倍体有三、四、五、六和八倍体。

多倍体产生的途径

1、原种或杂种所形成的未减数配子的受精结合2、原种或杂种的合子的染色体加倍 染色体加倍的技术方法

1、生物学方法

生物学上主要通过杂交尤其是种间杂交获得异源多倍体。

例如用雌性草鱼（2n＝48）与雄性三角鲂（2n＝48）杂交可以获得子一代染色体数目为72的草鲂杂种三倍体。

这种不同科、属、种之间的远源杂交、会导致第二极体不排出，而产生多倍体

2、物理学方法

温度休克法：冷休克法（0～5度）和热休克法（30度左右）。

定义：用略高于(冷休克)或略低于(热休克)致死温度来诱导三倍体或四倍体的方法。

关键：能否成功地阻止第二次成熟分裂或第二极体的排出。要达到这一点，必须考虑温度处理的开始时间（TA）、处理持续时间（D）和处理温度（T）这三个因素。目前对鱼类使用温度休克法诱导三倍体的工作报道较多。一般来说，冷水性鱼类如鲑科种类应用热休克法、而温水性鱼类用冷休克效果较好。

优点：廉价、易操作，是诱导动物细胞多倍体化的常用手段，也有利于大规模生产使用。

水静压法：采用较高的水静压（65kg/cm2）来抑制第二极体的放出或第一次卵裂产生多倍体。

这种方法诱导率高（一般在90％～100％）、处理时间（3～5min）短，对受精卵损伤小、成活率高。

但是，该法需要专门的设备——水压机，成本较高，其样品室容量有限，处理卵的量有限，所以不适于大规模生产的。

高盐高碱法:高盐高碱法是近几年才尝试使用的方法,采用高PH值或高盐条件来诱导产生多倍体.3、化学方法

有些化学物质也可以用来阻止第二极体的排出或受精卵的有丝分裂而产生三倍体或四倍体。

细胞松弛素B能抑制肌动蛋白聚合微丝，从而抑制细胞质分裂,常用于动物多倍体诱导。

秋水仙碱可以抑制细胞分裂中纺锤丝的形成，因而抑制有丝分裂，这在植物中已经广泛应用。

PEG是一种常见的细胞融合剂.用PEG处理虹鳟精子,使精子细胞融合后,再与卵子受精,也可获得三倍体.其它药物还有麻醉剂，如N2O、和聚乙二醇等。

缺点：化学药品一般比较昂贵、且具有毒性，影响处理后的胚胎发育，同时加上化学药物诱导产生的多倍体往往是在育种上没有价值的镶嵌体，所以化学方法在实际中的应用不及物理方法。第二节 人工诱导雌、雄核发育

雌核发育:俗称假受精，意指精子虽然正常地钻入和激活卵子，但精子的细胞核并未参与卵球的发育，精子的染色体很快消失，胚胎的发育仅在母体遗传的控制下进行。

赫特威氏效应:指只有在适当的高辐射剂量下，才能导致精子染色体完全失活，届时精子虽能穿入卵内，却能起到激活卵球启动发育的作用。

雌核发育的关键问题..要达到二倍体雌核发育目的，必须解决两个最主要的问题。第一：人为地使精子的遗传物质失活； 第二：阻止雌性个体染色体数目的减少。

染色体转移又称为染色体转导，是指把同特定基因表达有关的染色体或染色体片段取转入受体细胞，使之表达，并能在细胞分裂中一代一代传递下去的技术。

微细胞：是指含有一条或几条染色体（即只含有一部分基因组），外有一薄层细胞质和一个完整质膜的核质体

微细胞介导的基因转移法 方法：

1、微细胞的制备

用化学试剂阻断供体细胞的有丝分裂，使染色体停滞在有丝分裂中期，从而在染色体周围逐渐形成核膜而形成众多的微核。然后在细胞松弛素B的作用下使微核逐渐突出细胞膜外，最后经过离心获得含有一个微核、四周有一薄层细胞质和质膜界限的微细胞

2、微细胞融合与细胞融合方法相同

第七章 胚胎工程

胚胎工程（embryo engineering）是指所有对配子和胚胎进行人为地干预，使其环境因素、发育模式或局部组织功能，发生量和质的变化的综合技术。

胚胎工程的意义

1、发挥优良母畜的繁殖潜力

2、促进家畜改良的速度

3、作为胚胎操作的基础

4、保存遗传资源

精子的成熟和获能

精子离开精巢后，无使卵受精的能力，它必须经过在附睾中成熟及在雌性生殖道内获能，才具有使卵受精的能力。

在附睾液和精液中存在着附睾蛋白和精清蛋白，称为去获能因子，精液中的精子表面被覆了这种因子。在雌性生殖道中的分泌物可以去掉这些覆盖物而使精子质膜、顶体发生一系列变化。

早期胚胎发育

卵裂：合子发生分裂形成无数小细胞。卵裂细胞不生长而连续分裂。主要是卵裂球的有丝分裂器与表层胞质变化的过程。

桑椹胚：卵裂数次后，出现实心细胞团，形似桑椹得名 胚胎发育

胚泡：哺乳动物的胚胎处于16细胞期的桑椹期时，胚胎是球型细胞团，细胞之间形成充满液体的腔隙，然后它们联合形成一个大腔位于胚胎的一端，即为胚泡结构。

囊胚：桑椹胚随着卵裂出现充满液体的囊胚腔，围绕囊胚腔的细胞组成囊胚层

原肠胚：囊胚继续发育、分化，形成双胚层或三胚层的原肠胚。外层为外胚层、迁到里面的称为内胚层和中胚层。

7.2配子操作 采卵(方法)1输卵管内采卵：以鼠为例，一般为了防止干燥可将屠杀后取出的输卵管放在平皿内，用石蜡油覆盖，在实体显微镜下找到输卵管膨大部，用磨尖的钟表镊子，切开输卵管膨大部，使内容物溢出而找到卵。

2对于稍大一些的动物可以用活体输卵管采卵，例如将兔子的腹部正中线切开，找出子宫角和输卵管。然后利用逆向冲卵法，自子宫输卵管连接处插入注射针，伞部以平皿接着冲洗；或在子宫输卵管连接处下1cm处，剪成V形小口，插入塑料细管，自伞部输卵管腹腔口插入，将液体推入，得到冲出的卵。

3.对于屠宰场中的大中型动物，可以用注射器插入卵泡中抽取，或在手术后暴露卵巢，以注射器自卵泡中取卵。

4.对人而言通常在超数排卵步骤处理后，用B超检测卵巢表面卵泡发育情况，然后，在腹腔后部体壁进行局部麻醉，将腹腔镜望远镜插管插入，以观察卵巢表面卵泡成熟情况，然后用套有聚四氟乙烯套管的吸卵针将卵吸出，放平皿中检查。

体外受精（in vitro fertilization，IVF）就是将哺乳动物卵母细胞从母体取出，在体外进行精卵结合的过程。

胚胎操作

1胚胎培养

2胚胎移植

3胚胎保存

4胚胎分割

5胚胎嵌合 培养方法

即微滴培养法、输卵管培养法和中间受体培养法。

微滴培养法是利用塑料平皿制成50μl培养液小滴数个，每滴加入一定数量胚胎，在上面覆以灭菌且平衡好的液体石蜡。或先将液体石蜡倒入平皿中，用注射器吸培养液和胚胎，垂直伸到平皿底部制成小滴。然后将培养皿放到5％CO2、95％空气饱和湿度的37.5℃CO2培养箱中培养所需要的时间。如果更换培养液，应在实体显微镜下，用注射器或口控微吸管将培养液吸出，并加入新培养液，继续培养。

输卵管培养法取发情动物的输卵管洗涤后，置于培养皿中，培养液面超过输卵管，将同种或异种动物的胚胎自伞口注入输卵管，进行培养。中间受体培养法是指，将受精卵或早期胚胎移入同种或异种动物的胚胎，该方法没有种属特异性，但为了在培养后容易找到胚胎和对胚胎的保护，一般先用琼脂包埋后再培养。同期发情

胚胎移植时，供体胚胎必须与受体子宫内膜发育状态高度同步化，才能获得好效果，这个过程称为同期发情（oestrus ynchronization），包括自然同期发情和人工同期发情。

自然同期发情即不经任何药物处理，依靠动物自身的性周期规律，选择处于适当时期的母畜作为受体。

胚胎移植

移植分为手术移植和非手术移植，胚胎保存

保存的方法可以分为非冷冻保存和冷冻保存。

非冷冻保存主要有三种方法，即异种动物体内保存法、卵和胚胎的37℃保存法和冷藏保存法。

胚胎分割的原理

根据卵裂球具有发育成为一个个体的全能性的特点，人们就考虑用这种实验技术，生产同卵双胎或多胎，以加速优良种群的繁殖。

胚胎的分割在不同时期有不同的分离培养方法，如卵裂球分离培养法、致密化前各期胚胎分割法、桑椹胚至囊胚期胚胎分割法等。

嵌合体（chimera）是指在同一个体中，由于基因型不同的细胞或组织互相接触，且各自独自并存的状态

发育早期，如卵裂球甚至受精卵所形成的嵌合体称为原发性嵌合体，而把在发育的较晚期，如胚层已经分化，或器官开始形成后，通过组织移植或嫁接等方法所形成的部分组织或器官的嵌合，称为次生性嵌合体

植入前胚胎嵌合体的制作方法

聚合法

第一种可以利用胚胎与胚胎聚合，即使用发生致密化后的胚胎，用酸性台氏液（pH2.5）或0.5％链霉蛋白酶除去透明带，充分洗涤后，放入含有5μg/ml植物凝集素A（PHA）的聚合液滴中。让一个胚胎垂直位于另一胚胎之上，借机械压力和PHA的作用，更易聚合。若放到37℃时，效果更佳，聚合完毕后，洗除PHA，继续培养，或进行胚胎移植。

第二种是利用卵裂球或细胞与胚胎聚合，将胚胎卵裂球解离或用其他游离的细胞，与胚胎聚合。当用一个已经除去透明带的胚胎时，将卵裂球或细胞在胚胎的正上方慢慢释放，使两者直接接触，借助PHA的作用使之聚合。当用两个无透明带胚胎时，以类似“三明治”的方式，把细胞放到两个胚胎之间，使之聚合。

第三种利用两种细胞间聚合。聚合时，各取数个细胞或卵裂球，放入空透明带内，用PHA使之聚合在一起，并用琼脂包埋。通过中间受体培养一段时间后，观察其发育的情况。

囊胚注射法

第八章

细胞重组与克隆技术

细胞重组：又叫细胞拆合，是指从活细胞中分离出细胞器及其组分，然后在体外一定条件下将不同细胞来源的细胞器及其组分进行重组，使其重新装配成为具有生物活性的细胞或细胞器的一种试验技术 细胞重组的方式：

1、胞质体与完整细胞重组形成胞质杂种

2、微细胞与完整细胞重组形成微细胞异核体

3、胞质体与核体重新组合形成重组体

细胞重组技术

（一）显微操纵术

（二）细胞分离技术

1、梯度沉降分离法

2、等密度沉降分离法

3、流式细胞仪分离法

（三）细胞破碎方法

1、超声波破碎法

2、反复冻融法

3、化学裂解法

4、高速组织捣碎法

（四）细胞器的分离

（五）胞质体、核体和微细胞的制备

克隆的技术方法

（一）细胞核移植

细胞核移植技术是一种利用显微操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的去核成熟卵内的精细技术

（二）核移植技术一般操作程序

1、核受体细胞的准备（1）卵母细胞的来源（2）核受体细胞的去核

2、核供体细胞的准备（1）核供体细胞的要求

（2）核供体的种类：胚胎卵裂球和体细胞

3、细胞核移植

胞质内注射和透明带下注射

4、激活

电刺激和化学试剂法（乙醇、DMAP）

5、重组胚的体内或体外培养

6、胚胎移植

克隆动物一般制备技术

1、胚胎细胞核移植法

2、胚胎干细胞核移植

3、胎儿成纤维细胞核移植

第九章

转基因生物与生物反应器

几种有效的转基因方法

一物理方法1电穿孔法

2、微注射法

3、裸露DNA直接注射法

4、基因枪介导的DNA转移 二，化学方法

1、DEAE－葡聚糖法

2、DNA-磷酸钙沉淀法

3、脂质体（liposome）介导的基因转移 三，生物学方法 病毒介导的基因转移

病毒载体包括：

DNA病毒载体

课件工程 篇3

摘 要：软件工程是高校信息管理与信息系统专业的核心课程之一，制作出高水平的教学课件对提高该门课程的教学效果意义重大。本文根据软件工程课程的具体特点，提出了制作该课程多媒体课件的设计思路和制作对策。

关键词：软件工程 多媒体课件 模块

中图分类号：G431 文献标识码：B 文章编号：1673-8454（2009）03-0070-02

一、软件工程课程多媒体教学课件的设计

1.设计的指导思想

软件工程课程在高校多个专业中均有设置。它是一门理论性和实用性都很强的课程，同时本门课程的内容同软件产业的发展联系紧密，软件开发实用技术的进步和开发理论的集成与升华几乎是亦步亦趋地进行着，有的时候更是交叉推动，相互促进。从课堂教学的角度讲，在立足于现有的成熟理论与方法的基础上，将目光投向最具发展空间的实用理念，坚持与时俱进，则应成为总体的教学指导思想。

同时，本教学课件的设计同教学的对象和实际课堂授课时数是密切相关的，考虑到这一点，就能做到在有限的时空范围内向特定的对象传输他们能够吸收并运用的知识，从而实现教学效果上的满意度。

2.设计的框架构建

从总体上来讲，软件工程课程多媒体教学课件内容上的设计要考虑到传统的教学方式、具有鲜活生命力的理论方法和时兴的高效率，要考虑到理论体系的完备性和具体方法技术的应用性之间的统一；形式上的设计则要考虑到整体版式、色调等的协调。课件文字的表述要详略得当，文字与图片、图形、声像等要巧妙结合，在这一方面，设计者应当注意对非文本课件素材的运用，必须要起“画龙点睛”的作用，而不是“画蛇添足”。

在理顺上述思路的基础上，我们就可以结合授课专业的特色、授课对象的知识基础和课程总学时进行课件模块的划分。一般情况下，我们根据授课内容中不同理论体系的个数将课件划分为类似子系统的模块群。各模块群之间既保持着较高的相对独立性，又要体现出比较性和互补性，这样既可保证学生在具体学习过程中能感受到针对性和目的性，同时又在接受新的思想时能够温故知新，举一反三。另外如果条件许可，我们甚至可以留出数个课时，或者请实际从业人员向学生传送一些实践的经验和工作中需要采用的模式，或者让学生在经过一段时间的准备后开展一些有关项目开发的思路阐述与讨论。这样既能大大增强教学效果，又能让学生将目光投向于本课程最终要应用的实际领域，以达成本科教育培养理论和实用相结合的高素质人才培养目标。

在模块群内部，课件依该理论体系的分节说明进行类似功能模块的划分，授课者综合考虑各类因素，对所拥有的素材资源予以整合。每一次授课应该完整地阐述一个或数个知识块和相应的实用技术或工具，以保证学生在具体时间内掌握知识的完整性。在一次授课课件的结尾应形成小结和下次内容的简要提示，在下一次课件之初应有上次授课内容的简要回顾，这种体现接口的课件制作和教学思路既能使整个课程的分阶段授课有机结合，又能减少学生被动接收知识时的学习负荷，提高学习的效率。最后，还需要考虑到多媒体教学信息传输量可能是传统教学方式的若干倍，多数学生未必能完全在课堂上消化知识。因此，应适当给学生留置课后的思考问题，促使学生在课后仍能关注本课程知识，提升自学的兴趣与能力。

二、软件工程课程多媒体课件的制作

1.制作工具的选取

“工欲善其事，必先利其器”，选择一个好的开发工具对制作界面友好、操作方便、实用性和可移植性强的课件也具有同样意义。考虑到软件工程课程多媒体课件的制作当中需要使用较多的图形工具，各种图片、声像等的插入和内容间的跳转链接也较为频繁，同时其内容的更新也相对较快，因此，选用PowerPoint作为开发工具是比较理想的。而其他的像“网页制作三剑客”和“Authorware”等虽然多媒体创作能力较强，但开发后对应用环境变化的适应能力不够。

2.课件的感官效果

用PowerPoint可以做出精美的课件，吸引目光。我们既可以采用统一的风格，深化印象，也可以通过在背景、色调、元素等的搭配上协调变化，起到增加新意和缓解视觉疲劳的效果。同时，它所提供的诸多版式让我们在运用文字、图形等时能得心应手；各种页面切换方式、动画效果也能让整个课件呈现动感变化，而不会呆板乏味。但要注意在制作过程中，切忌五花八门，应紧密围绕教学内容。

3.文字、图形和其他素材的使用

文字的内容选取要做到重点分明，难点突出，要注意能辅之以字体、颜色的增强显示，要注意保持文字风格上的一致性。软件工程课程多媒体课件中需要使用大量的图形工具，在使用过程中，须按照原工具要求绘画的一定以原画法为准，不可随意发挥。其他的则可以对图形在三维效果、颜色和阴影设置等方面做适当的个性化设计，以增强教学效果。其他素材，如图片、声音、动画等的运用，均可根据实际需要在页面中加以插入。

4.链接的使用

软件工程课程多媒体课件中需要的链接大致可分为对本课件中内容的链接和对外部文档、应用程序的链接两种。前者有助于体现本课程课件的层次性和紧凑性，使授课者的思路表示更清晰明确，后者则正好解决了教学过程中需要引入大量外部文档和一些外部应用工具的问题，在一定程度上使得构建集成化教学环境（ITE，Integral Teaching Environment）变得轻松。

5.Internet的利用

Internet是一个巨大的资源宝库。就软件工程这门课来讲，Internet上蕴藏着与它直接相关的绝大部分理论成果，同时还有众多最前沿的开发理念与方法。另外在Internet中不可穷尽的课件制作素材可以在实际的课件制作过程中被利用。一个好的课件开发人员只要懂得如何利用因特网提供的素材进行整合，就一定可以开发出非常美观实用的课件，这就正如诗所描述的那样，“问渠哪得清如许，为有源头活水来”。

三、结束语

实践证明，在软件工程课程的课堂教学中使用多媒体课件，既大大提高了教学的效率，在有限的时间里向学生传送了更多的知识信息，同时各种知识表现方式的有机集成也相应提升了学生追求课程知识的兴趣，增强了自主学习的积极性。因此，在今后的工作中，我们仍需要充分运用这一教学方式的优势，并在实践中不断丰富和发展它。

参考文献：

[1]陈雄峰.多媒体课件设计与制作[J].福建电脑,2003(2):41-43.

[2]檀兴邦.多媒体课件制作略谈[J].陕西教育,2003(3):36.

[3]杨国强,杜伟.多媒体课件使用中应遵循的几项原则[J].山西农业大学学报(社会科学4版),2004(1):83-85.

[4]李智慧,胡洪涛.多媒体课件的设计技术[J].信息技术,2004(3):48-50.

课件工程 篇4

1《化学反应工程》网络课件的设计

1.1 网络课件的总体设计

《化学反应工程》网络课件主要参考了朱炳辰编写的《化学反应工程》[5], 根据相应的教学大纲, 确定了本课程的教学目标, 并指出了重点以及难点。尽可能的展示《化学反应工程》内容的完整性, 其内容主要包括:应用化学反应动力学及反应器的设计基础、气-固相催化反应本征及宏观动力学、釜式及均相管式反应器、反应器中的混合及对反应的影响、固定床气-固相催化反应工程、气-液反应工程、流-固相非催化反应、流化床反应工程、气-液-固三相反应工程等, 网络课件的内容设计注重化学工程与工艺相结合, 基本原理与反应器设计相结合以及反应影响与传递影响相结合等, 使学生能够结合相关的内容达到对本课程整体的掌握, 达到融会贯通, 并且能综合应用本课程的知识来解决实际生产的问题。其总体设计理念是充分体现学生的主体地位, 让学生通过网络课件能够进行自主学习, 加深对课程的理解与掌握, 并能应用到实际生产中, 为化工类行业的发展做出贡献。学生通过网络课件的课程教案、教学课件、在线测试等教学环节中达到对该课程重点、难点的理解和掌握, 从而体现出网络课件教学的优势。其教学主要包括课程教案、教学课件、教学视频工程案例、实验动画、在线测试、师生互动等各教学环节。每一知识点都有一些相关的链接, 学生由浅入深地学到与知识点相关的概念、原理、应用以及最新研究进展等, 学生通过这些链接可以扩宽知识面。网络课件主要通过文字、图片、视频、声音或动画来展示课程的主要内容, 生动形象的体现了课程中抽象的以及难以理解的知识点, 让学生能够更加容易的实现对知识点的掌握。

1.2 网络课件的技术方案以及模块结构的设计

根据学校的网络与服务器情况, 该网络课件的技术方案如下: (1) 使用广西大学的网络与服务器; (2) 操作系统为Window2000; (3) 使用ASP语言开发IIS为网站服务器自主开发; (4) 使用Access数据库作为数据存储; (5) 使用FTP进行网站日常维护与更新。该网络课件的模块结构图1所示。

模块结构相当于一本书的目录, 简单、清楚明白的模块结构能够使学生快速找到自己所需要查找的内容, 该模块结构具有较强的层次性, 采用框架页面显示, 并带有箭头指示, 学生可通过模块结构箭头指向来对需要的内容进行快速导航, 以达到快速找到所需内容的目的。通过点击各个模块就可进入各个模块, 学习相应的内容。本网络课件的模块结构 (图1) , 子标题与主题联系紧密, 采用不同颜色标注, 层次分明, 并且安排有序。

1.3 网页结构设计

整个网页主要分成三部分, 上面放置一级菜单, 如课程教案、教学课件、教学视频工程案例、实验动画、在线测试、师生互动等。点击一级菜单可看到各子菜单, 一级菜单下面的主体分为左右两部分, 左边部分纵行放置各章节按钮, 点击按钮可直接进入各章节的学习。右边部分横排放置各章节主要内容的小窗口显示, 点击小窗口可全屏看到所需学习的内容。

1.4 网络课件内容设计

网络课件内容的设计不但要考虑正确传播教学信息, 还要考虑学生的学习效果。课件主要包括以下内容:

课程简介及大纲:该部分内容主要包括该课程的概述性描述、介绍该课程在化学工程与工艺专业的课程体系 (教学体系) 中的地位、课程内容简介, 要达到的教学目的和效果, 相关课程或课程学习基础, 使学生对该课程的大致内容、课程内容及相关知识有简单的了解。按照学校教务处和专业培养要求编写《化学反应工程》课程教学大纲, 包括课程的教学目标与任务, 课程内容及基本要求, 理论教学及实验学时安排, 课程考核方式, 教材与参考资料等。使学生对该课程的具体教学内容、教学手段、教学要求、学习的重点等有较详细的了解。教学大纲是整个课程的纲领性文件, 在教学过程中, 将严格按照教学大纲的要求, 从事教学活动。

课程教案:课程教案是配套理论课教材的辅助材料, 主要包括每一章的教学目的、要求, 课堂讲授内容及学习重点、难点, 作业要求等, 随时提供查阅。

教学课件:以Power Point等形式制作的电子演示课件, 对一些难于理解的反应过程采用动画演示, 主要强调与该课程相关的重、难点知识回顾和加强, 解题思路和解决方案, 供学生自学或复习用。

教学视频工程案例:部分课程在我校录播教室进行教学并拍摄录制的教学视频, 对课程内容进行跟踪教学, 以便学生课后再对部分难点内容进行自学、复习等。收集部分重要化工过程中的反应器的案例, 采用视频、动画、文字等相结合的方法对这些案例进行讲解, 通过对这些工程实例的展示、讲解, 培养学生的工程概念与动手能力等。

实验动画:包括各种虚拟实验, 部分难于理解的以及比较抽象概念等教学难点内容进行动画演示, 课程内容的动画阐释等。

在线测试:对历年本课程考试的试题及部分国内外著名大学该课程的试题进行汇总, 使学生了解《化学反应工程》的核心内容。同时对学生理解能力和知识基础进行在线测试, 还可以对学生在学习、实验过程中易犯错误的知识点进行总结和解释。

师生互动:在本课程网站上, 设立师生互动栏目, 对部分难于理解的内容, 接受学生的在线咨询。

网络课件的内容主要以文字表示, 文字能够精炼、准确的展示出课程的主要内容, 在使用文字表示的基础上, 分别以不同的字体颜色来体现出教学内容中的重点、难点以及易错点, 同时采用图像、声音、视频、动画等媒体的组合来生动展示难理解以及抽象的内容, 让学生能够清楚的知道学习本课程所需要注意的问题, 有效的针对课程的重点进行学习, 同时添加一定的背景颜色来使课件协调美观, 避免学生在阅读时产生视觉疲劳。

网络课程的界面如图2所示。

1.5 网络课件交互方式的设计

传统的课堂教学, 学生单一的听老师讲课而容易导致注意力不集中。通过网络课件与计算机进行交互, 能够使学生积极的思考, 发散学生思维, 提起学生学习的兴趣, 从而高效的掌握本课程的核心内容。网络课件交互方式主要有人机交互、教学交互、实时交互、非实时交互等[6], 网络课件中文字、图片、声音、视频以及动画的结合, 促进学生与计算机进行交流, 加深学生对课程的理解。《化学反应工程》网络课件中设计有以下交互的功能模块: (1) 师生互动, 师生互动模块可以直接在师生互动模块中的学生提问版块发布信息或者与教师进行讨论, 以便广大师生共同进步。在问题查询版块展示了出本课程教学过程中学生普遍难理解的问题并加以解答, 学生可通过问题查询模块来寻找一些常见的问题的解答。 (2) 在线测试, 通过在线测试模块, 学生可以清楚的知道自己对本课程知识的掌握情况, 发现自身的知识盲点, 进而针对知识盲点补充学习, 以达到对本课程的学习要求, 提高教学质量。

2《化学反应工程》网络课件的特点及应用

(1) 《化学反应工程》课堂教学的教学质量与授课老师的个人素质、教师的授课风格等有直接的关系, 同时部分老师的授课内容的侧重点可能会存在部分差异。在《化学反应工程》的网络课件中, 有老师的电子教案、有授课的课件, 有参与本课程讲授的老师的授课视频录像, 打破了老师人数、教师素质等主客观条件的限制, 充分利用各种优质教学资源, 学生可以通过自行上网查看这些资料、视频等, 通过对电子教案、课件、授课视频等与课堂教学时进行比较, 使学生能全面地掌握本课程的内容。

(2) 教师在课堂教学中占据主导地位, 学生只是听众和配角。学生的主要任务是理解和记忆, 这就容易导致学生失去学习兴趣、产生厌学情绪, 不利于培养学生的创新精神, 不利于提高学生的独立思考和实践能力。同时, 《化学反应工程》的课堂教学的进度是统一的, 教师无论采用何种教学模式, 都难以顾及全体学生在知识程度、学习风格、性格能力等方面的差异, 都只能适应部分学生的需要, 不利于因材施教, 阻碍学生的个性发展。《化学反应工程》的网络课件是开放式的, 学生的主动性学习就会成为一种必然的现象。在符合总体《化学反应工程》的教学目标的前提下, 学生可以有针对性地、通过对网络课件中的电子教案、教学课件及教学视频等开展学习;而课程和进度允许因人而异, 学生根据个人的情况, 可以对其中部分难于理解的内容进行反复学习、对其中的重点、难点进行重点学习;学生通过查找、探究和加工这样一个学习过程, 能够提高认知和思辨能力, 有利于实现“个性化教学”, 有利于开发学生的智慧潜力、提高其独立思考和创新能力。

(3) 目前的课堂教学强调知识的有效性和便捷性, 走的是一条“授—受”的路线。由于教学安排严密有序、整齐划一, 很难真正实施以学生为中心的教学模式。通过《化学反应工程》课程网络课件的建设, 提高学生的自主学习的能力, 通过“师生互动”栏目, 对学习中的重点、难点、老师与学生、学生与学生之间进行网络上的互动, 对部分学生反映难于理解的内容, 老师可以在课堂上再进行讲解, 使得教师也必然地从教室中的主宰地位转换成学生学习的指导者。

(4) 在网络课件中, 将会加入部分工业反应器的实际案例, 让学生对《化学反应工程》在实际化学工业中的应用有所了解, 按照“卓越工程师教育培养计划”项目的要求对学生进行培养, 对培养学生的工程概念和创新能力起到有益的帮助作用。

(5) 化学工程与工艺专业是广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目的优势专业建设点, 其中《化学反应工程》是该项目的重点建设专业主干课程。通过《化学反应工程》网络课件的建设, 构建符合“厚基础、宽口径、重工程、强创新、有特色”人才培养理念和培养卓越化工工程师要求的课程体系和课程内容, 探索研究性教学与学生自主学习相结合的课程教学模式。

3 结语

《化学反应工程》网络课件的设计与开发为有效的辅助了化学反应工程的课堂教学, 为学生提供了丰富的课程学习资源, 激发了学生的学习兴趣, 有效的提高了教学质量。学生能够通过网络课程能运用多种学习策略来加深自己对课程的理解与掌握。网络课件的使用有利于学生自主学习, 独立思考, 学会发现问题、分析问题以及解决问题的能力, 同时了解学科前沿, 激发学生的创新思维, 极大的提高了学生的综合素质, 为培养化工类高层次人才打好坚实的基础。

参考文献

[1]蒋荣立, 张宗祥, 孙经雨.无机与分析化学网络课件的研制与开发[J].计算机与应用化学, 2008, 25 (2) :241-244.

[2]黄晓萍, 肖虓, 李迅.《计算机图形学》网络课件的设计制作与体会[J].中国电化教育, 2003, (203) :64-66.

[3]杨斌久, 张波.“互换性与测量技术”网络课件的设计与开发[J].现代教育技术, 2010, 20 (5) :112-113, 120.

[4]黄勇.面向自主学习的网络课件的教学设计[J].现代教育技术, 2008, 18 (10) :80-84.

[5]朱炳辰.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社, 2011.

工程力学位移法课件 篇5

本章基本要求：

熟练掌握：位移法基本未知量和基本结构的确定、位移法典型方程的建立及其物理意义、位移法方程中的系数和自由项的物理意义及其计算、最终弯矩图的绘制。(重点难点)

课件工程 篇6

科目全、版本全、系统、完整是本系列课件一大优点。教师们虽然可以从网上下载课件，但是不系统，因未经专业出版单位审核，质量得不到保证。本课件内容分为“精品课件”、“精品资源”两部分：“教学课件”完整、系统、连续，教学线索明晰；“教学资源”既可下载，又可修改，随教师喜好加以运用，资源丰富。此套课件既有完整的编写体例，又有丰富的教学资源。

强大的编写队伍，得天独厚的出版资源。《新课程》杂志社、山西春秋电子音像出版社联手打造，既有好的编写队伍，又有得天独厚的出版资源，相信我们的产品一定会为教育教学的发展做出贡献。具体科目版本如下：

课件工程 篇7

1 软件工程基本概念

1.1 软件工程

软件工程(Software Engineering，简称为SE)，目前比较认可的定义为：研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件，主要应用工程的方法和技术研究软件开发与维护的方法、工具和管理的一门计算机科学与工程学交叉的学科。它涉及计算机、数学及管理学等多个学科，以便帮助人们缓解软件危机带来的问题。

1.2 软件危机

软件危机是指在计算机软件开发和维护过程中出现的一系列严重问题[2]，致使整个开发过程混乱不堪，导致开发陷入无法自拔的困境，经济危机主要表现在以下几个方面：1)对软件开发成本和进度难以估量，通常会大幅度超出预期;2)对“已完成的软件”，用户通常不满意;3)软件质量无法保证;4)软件不可维护，升级要重头来过;5)软件没有完整的文档资料。

为了缓解软件危机，能够开发出更高质量的软件，软件工程技术的理论充分用于软件开发及维护的整个过程。

1.3 软件周期

软件生命周期(SDLC，软件生存周期)是软件的产生直到报废的生命周期，周期内有需求分析、设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段，这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。但随着新的面向对象的设计方法和技术的成熟，软件生命周期设计方法的指导意义正在逐步减少。

2 多媒体课件的概念

课件是凡具备一定教学功能的教学软件都称之为课件[3]。课件像学习者呈现出学习的内容，学习质量的检测、反馈和指导。

多媒体课件是将多媒体技术引入到计算机辅助教育的课件中。

课件的形式内容单调,如练习程序、测试程序以及现在出现的大量面向信息的产品，如电子百科等。多媒体课件表现内容的形式多姿多彩,多媒体技术在计算机辅助教学的人-机交互中的巨大潜力主要在于它能提高对信息表现形式的选择和控制能力，同时也能提高信息表现形式与人的逻辑思维和创造能力的结合程度，在顺序、符号信息等方面扩展人的信息处理能力。

为了适应教育教学的发展，越来越需要更丰富多彩的多媒体课件，这就对多媒体课件有了更多的需求，为了开发出更高质量的多媒体课件，我们就需要从软件工程的角度来进行开发。

3 基于软件工程的多媒体课件开发过程

多媒体课件设计是课件开发的重要环节，多媒体课件设计的好坏直接决定着课件的质量。多媒体课件也是一种软件，我们可以从软件工程的角度来开发多媒体课件，其必须遵从软件生命周期。同时我们要从教育学和心理学的角度来充分考虑相关的因素。多媒体课件的开发通常划分为以下5个阶段。

3.1 教学需求分析

需求分析是把软件功能和性能的总体概念描述为具体的软件需求规格说明，以此奠定软件开发的基础。教学需求分析仍然遵循软件工程的思想，它的主要任务是论证多媒体课件开发的可行性和必要性。

3.1.1 问题的定义

这个阶段要弄清的是“要解决的问题是什么”[3]。要清晰地知道这个课件的开发要解决什么教学问题。如果不弄清楚，而盲目的开发，只会浪费时间资金等等资源。所以这个阶段一定要确定的得出问题的定义。这是此次多媒体课件开发的首先要弄清楚的问题。

3.1.2 可行性分析

既然已经知道了“问题的定义”，接下来就要进行可行性分析，解决这个课件开发的必要性和可行性。为了文成这个任务，需要专职人员进行大量的市场调查和研究，初步给出整个课件的开发的概况，一个雏形。这个阶段进行的比较短，主要是研究问题是否有解，是否有可行的办法。这个阶段决定了多媒体课件是否继续的关键。

3.2 课件的教学设计

经过需求分析阶段的工作，系统必须做什么已经清楚了，总体设计阶段就是决定怎么做的时候了。总体设计的基本目的就是回答“概括的话，系统该如何实现?”这个问题[4]。这个阶段主要是：1)划分出组成系统的物理元素———程序、文件、数据库、人工过程和文档等;2)设计系统的结构，也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块相互间的关系。

4 总体设计阶段的工作步骤

1)寻找实现系统的各种不同的解决方案，参照需求分析阶段得到的数据流图来做。

2)分析员从这些供选择的方案中选出若干个合理的方案进行分析，为每个方案都准备一份系统流程图，列出组成系统的所有物理元素，进行成本效益分析，并且制定这个方案的进度计划。

3)分析员综合分析比较这些合理的方案，从中选择一个最佳方案向用户和使用部门负责人推荐。

4)对最终确定的解决方案进行优化和改进，从而得到更合理的结构，进行必要的数据库设计，确定测试要求并且制定测试计划。

从上面的叙述中不难看出，在详细设计之前先进行总体设计的必要性，经过需求分析，确定课件开发的目标与规模。继而进行教学设计，教学设计也遵循软件工程的思想，是分为教学的逻辑设计和教学单元设计。比如《软件工程》这门课的教学软件按照其目标和功能划分为以下模块(图1)。

5 教学逻辑设计

教学逻辑设计的主要任务是按照教学需求分析所确定的开发目标，对课件进行总体设计，分为教学设计和风格设计两个部分[5]。

5.1 教学设计

1)确定教学目标;2)划分教学单元;3)编排教学单元顺序，绘制教学单元流程图;4)确定课件的教学方式和结构类型;5)确定学生信息模型。

5.2 风格设计

指的是课件在展现教学内容、人机交互活动、调度控制方式等有关问题的处理时遵循的格调。

1)教学单元课时的长短;2)人机界面;3)交互活动层次;4)教学单位的调度方式;5)课件运行的系统环境;6)课件发行的文字资料。

6 教学单元设计

教学单元设计解决的是课件的详细设计的问题。教学单元是课件进行教学的基本单位，在教学设计中要确定各教学单元的信息结构，详细列出所包含的教学内容，确定它们的屏幕设计和呈现顺序。

7 多媒体素材的采集和加工

前期工作已完成，接下来要进入程序的编制过程，根据脚本的要求，搜集整理相关的媒体素材，素材尽量做到积件式，以便提高素材的重用率，降低软件文本的体积。

8 合成

工作人员根据前期的设计，即框架及表现风格等内容，对其进行编程，将确定的素材进行制作运用，然后把各个子模块分别进行测试和调试，以便进行综合测试，进行调整[6]。

9 运行维护

教学软件运行正常，可对其发布，学科是不断变化的，教学软件也是应运而生的，所以要对其进行不断的完善和维护。

1 0 小结

软件开发是一项系统工程，需要各个方面的积极配合，方可开发出高质量的教学课件。在开发过程中，软件的方法极为重要，那么软件方法也是人们在长期的工作中不断积累的宝贵经验。把软件工程的理论用于多媒体教学课件的开发中，有利于提高软件成功率，以便摆脱教学软件的危机的出现，提高教学软件的质量。

参考文献

[1]陈兵.软件工程在教学软件开发中的应用[J].广西教育学院学报,2007(2).

[2]金铁.用软件工程学原理提高多媒体软件开发质量[J]电脑知识与技术,20095(11).

[3]林士敏,朱新华,覃德泽,等.计算机辅助教学[M].广西:广西科学技术出版社,2007:66-70.

[4]郑人杰,殷人昆.软件工程概论[M].北京:清华大学出版社,1998.

[5]陈雄峰.多媒体课件设计与制作[J].福建电脑,2003(2):41-43.

课件工程 篇8

现在大学老师在教学过程中主要是采用PPT课件教学, 所提供的平面图片或照片不能全面展示工程结构部件细节及内部构造, 尤其是工程实施过程涉及复杂的施工工艺及种类繁多的施工机具, 学生不亲临施工现场, 光听老师的语言描述很难理解清楚。为此, 我公司与沈阳工业大学合作, 共同开发多媒体教学课件, 结合专业课教材内容, 应用Auto CAD、Autodesk 3ds Max、Adobe Photoshop、Adobe After Effects、Vegas、Adobe Director等软件技术, 利用数字虚拟现实技术, 真实再现工程施工现场施工过程, 将三维工程动漫效果应用到教学课件中, 在教学技术的开发上进行了有益的尝试, 在教学实践中获得了师生的普遍认可。本文结合沈阳工业大学道桥专业教材制作的《桥梁工程施工多媒体教学课件》, 简要介绍一下三维工程动漫在教学课件中的应用。

2 多媒体教学课件简介

(1) 利用学校教室现有计算机、投影仪、音箱等设备, 基本不用增加新设备投入, 即可实现三维工程动漫的播放要求。目前我国计算机普遍使用的windows XP、windows 7等操作系统均可满足系统操作要求, 因动漫视频文件数据量较大, 系统内存要求2G以上 (最好4G以上) , 媒体播放软件只要选择可播放mpg及wmv格式即可。该课件所有文件刻录在一张光盘上, 通过计算机光驱输入, 存储到计算机硬盘上, 老师上课时只要双击该文件播放图标即可。

(2) 课件播放目录与教材章节目录完全一致, 便于老师上课时检索教学内容。目录分为几页, 通过点击“下一页”、“首页”、“退出”等选项进行目录查询, 找到所需章节后, 点击目录章节文字就会进入该章节的教学内容 (见图1) 。

(3) 教学课件表现形式主要有文字表现、图表表现、照片表现、三维动漫视频表现。文字表现主要用于名词解释、概念介绍、观点阐述等内容 (见图2) ;图表表现主要用于分类标准、规范要求、工艺流程等内容 (见图3) ;照片表现工程结构主体或某个施工工艺片段 (见图4) ;三维动漫视频表现主要用于介绍结构内部细节或某一工艺施工全过程, 观看时只要点击页面内的单帧视频截图即可进入视频播放界面 (见图5) , 通过点击“播放”、“暂停”、“结束”、“快退”、“快进”等选项, 可对视频播放进程进行控制, 点击“返回”可回到视频播放前页面, 教学内容的选择可通过页面的“下一页”、“上一页”选项进行选择, 需要选择其他章节的内容可点击页面上的“目录”选项进行快速查找 (见图6) 。

3 三维工程动漫在课件中的应用

(1) 三维工程动漫对于表现结构内部细节更具优势, 例如教材介绍板式橡胶拉压力支座—板式橡胶拉压力支座是在板式橡胶支座的中心设一根拉力螺栓, 将支座顶板和下滑板连接在一起, 支座下滑板和底板及锚固板之间设不锈钢板和聚四氟乙烯滑板, 以便支座可以纵向滑动, 该支座既要承爱压力又要承受拉力。对于没有到过桥梁施工现场的学生来讲, 很难理解清楚支座各结构的位置及相互作用关系。利用三维动漫技术, 可很好地解决这一难题, 把三维立体模型剖开, 可以很清楚地看清里面的结构, 配合音频解说各结构部件依次闪烁、移动或辅助箭头示意, 支座的结构细节、位移情况、受力状况就一目了然了 (见图7) 。

(2) 一些结构复杂、采用特殊施工工艺的特大型桥梁在我们北方不是轻易能够遇到的, 如果组织学生到南方考察实习, 既增加学生实习费用负担, 又有组织难度大、施工现场环境复杂、人身意外伤害不宜控制等风险, 通过三维工程动漫技术可有效解决上述问题。例如教材对塔架斜拉索法的介绍—塔架斜拉索法是在拱脚墩台处安装临时塔架, 用斜拉索一端拉住拱圈节段, 另一端与塔架连接, 这样逐节向跨中悬臂架设 (或灌筑) , 直至拱顶合拢。上述文字通过三维立体模型模拟塔架的安装、缆索吊安装、钢管拱肋安装固定、钢管拱肋合拢段安装等动态三维视频表现, 整个施工过程简洁易懂, 避免了枯燥乏味的语言陈述, 既节约了老师讲解时间, 又增加了学生学习兴趣、活跃了课堂气氛 (见图8、图9) 。

(3) 桥梁结构分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥、组合体系桥梁, 建筑材料有砖、石、木、混凝土、钢材等, 涉及到的施工方法、施工工艺有成百上千种, 如果每种施工方法学生都到施工现场观摩是不现实的, 而通过三维工程动漫, 以上问题可迎刃而解。例如拱桥转体施工主要有平面转体施工、竖向转体施工, 平面转体施工方法又分为有平衡重转体和无平衡重转体。老师通过三维工程动漫模拟施工现场施工场景, 可以轻松地在一堂课里完成上述几种施工方法的教学任务, 对缩短课时、提高教学质量有重要意义 (见图10、图11、图12) 。

(4) 桥梁施工涉及到的施工设备较多, 常见的比如装载机、挖掘机、汽车吊、塔吊、自卸汽车、混凝土运输车等等, 同学们基本都看到过, 一些特殊设备比如混凝土拌和站、架桥机、混凝土泵车、旋挖式钻机、钢板桩插打设备、预应力张拉设备、沉桩设备等等 (见图13) , 如果同学们不到施工现场, 很难看到这些设备, 对这些设备的操作规程及安全注意事项也不清楚, 而通过三维动漫教学课件的机械施工过程演示, 就可以很直观地认识、理解、掌握这些机械设备, 为将来参加工作迅速适应工地施工环境奠定基础。

(5) 桥梁施工涉及很多临时工程、辅助工程, 例如临时用电、施工便道便桥、筑岛围堰、水上施工平台、支架模板、悬臂施工挂篮等等 (见图14) , 这些临时设施在桥梁建成后就拆除了, 这些临时设施对成桥质量具有重大意义, 如果想了解这些临时设施的搭建过程及使用情况, 只有在施工过程中才能见到, 而且特大桥、大桥施工期一般较长, 同学们想在很短的时间内, 观摩到很多临时设施也不现实。但是通过三维动漫课件可以解决上述问题。

(6) 桥梁施工过程偶尔会发生安全质量事故, 会造成财产损失、拖延工期等不利形势, 甚至造成人员伤亡等重大损失, 这是安全质量监管单位、业主、设计单位、监理单位、施工单位所不愿见到的事情, 例如支架垮塌、梁板运输或吊装过程中断裂、钻孔时埋钻或掉钻、基坑坍塌、结构平面尺寸或高程超差、安全防护设施不完善导致施工人员受伤或死亡等等 (见图15) 。这些现象在有经验的施工单位一般不会发生, 但是如果我们的施工人员在岗前没有认真进行过岗前培训, 不知道避免发生质量事故的技术保障措施, 就很有可能发生上述安全质量事故。事故现场难得一见, 但同学们可以通过三维动漫课件了解事故发生过程, 了解如何避免事故发生、事故发生后采取什么弥补措施使事故损失程度尽量减小, 并总结经验教训, 避免类似事故再次发生。

4 结语

课件工程 篇9

特别是在工程光学这门课中，由于工程光学课程涉及大量的光路图、原理示意图、光学现象等图像，采用Flash、Photoshop等绘图软件做成三维动态课件，使“看不见”的看得见了，“动不了”的动起来了，使原来较为抽象、复杂的知识变得生动、直观，提高了学生的空间想象力，加深了学生对课堂内容的理解和记忆，提高了学生学习的兴趣。

一、传统工程光学教学中存在的问题

长期以来在工程光学教学中，黑板、粉笔、示意图等作为传统的教学手段占有主导地位，并在教学活动中发挥了重要的作用。但采用传统的方法在几何光学部分，特别光学系统成像过程中的讲解存在很多弊端：1.不能给出实际的成像装置及成像过程;2.对复杂的光学系统不能定量画出光路图;3.不能给出其动态的成像过程;4.当光学系统的某一参数变化时，须重新画出光路图，这在传统课堂上是无法完成的;5.不能针对不同学生的特点进行教学。

光学是一门以实验为基础的科学，它的兴起和发展是在实验的基础上取得的。因此，在物理光学教学中，为了进一步获得深层次思维水平的理性认识，必须以感性认识为基础，这对于培养学生具有实验的逻辑思维方法和解决实际问题的能力，具有十分重要的意义。然而光学有异于其他学科，在光学实验中存在着较大的困惑，其主要表现在于：1.本底噪声大。在物理光学实验中，相当一部分演示实验的本底噪声大，为了改善可见度，通常演示实验要在良好的遮光条件下进行。而且，由于教学范围大，学生人数多，成像屏幕小，大多数学生难以观察，因此给学生课堂教学带来了极大的困难。2.弱、精、微无法演示出来。物理光学实验现象的信息———条纹通常是微弱和精细的，有的甚至需要通过显微镜才能观察到。由于可见度差，课堂难以演示或根本无法呈现。3.动态过程无法捕捉。光学现象有许多属于瞬间而逝，连续变化或彩色渡越的动态过程，即使采用放大显示，也无法取得良好的效果。

利用多媒体技术的动画、绘图、声音、图像等技术，可以很好地体现光学系统的成像过程，多媒体课件在理论和实践之间架起了桥梁，使学习者由被动变主动，可按照自己的思维控制教学节目播放，学习方法灵活。多媒体课件还有内容丰富多彩、交互方式多样、存储量大、便于出版发行等优点。

二、多媒体课件制作

多媒体课件的制作过程中，主要应围绕着两个内容进行，即多媒体课件的设计规划和课件的功能实现。

（一）多媒体课件的设计规划

多媒体课件的设计规划是多媒体课件制作的第一个步骤，同时也是整个课件制作的指导步骤。主要包括稿本设计、脚本设计、收集制作多媒体素材以及用软件集成课件这四个过程。

稿本设计时应根据教学规律创作稿本，设计思想要能充分发挥学生的主动性，立足于为学生提供探索知识的途径，培养学生的创造力。脚本是制作课件的直接依据，是一项烦琐而又细致的工作，设计脚本就是把将选定的教学内容编写成思路清晰、内容精练、重点难点突出、易于计算机表达的脚本。对于文本，凡能标明字形、字色的都应尽量标明;图形要尽量注明线型、线色，对于动画，要绘制出动画的初始状态，包括背景在内，对每个动画要画出它的典型位置，还要考虑课件界面、屏幕对象、风格等艺术性设计要求。收集制作多媒体素材主要是文本制作、背景制作、音频制作和动画制作。最后，用多媒体创作工具将已准备和制作好的文本、图形、图像、动画等素材，根据课件设计的要求进行链接，形成多媒体课件。要求课件中动画部分合理地搭配和连接，使其有效结合成一个整体。

稿本设计是整个课件设计的核心部分，是课件的实体，课件内容必须符合现行教学大纲，与学生的教学课本紧密结合，选择所需的媒体必须具有易控制，操作简单，能生动形象表现教学内容，并设计出所选信息媒体的播放顺序。

根据工程光学教学大纲的安排，教学内容主要分成上下两篇。上篇为几何光学，主要包括几何光学基本定律、理想光学系统、平面系统、光学系统中的光束限制和典型光学系统;下篇为物理光学，主要包括光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射和光的偏振以及晶体光学基础。

（二）脚本设计

多媒体教学软件的脚本能体现软件的系统结构和教学功能，是软件的直接依据。只有依据好的脚本，才能制作出使用方便、教学效果好、受欢迎的多媒体教学软件。脚本的内容应包括软件系统结构说明、知识单元的分析、屏幕的设计、链接关系的描述等。

1.软件系统结构说明。根据教学内容的知识结构流程图，并考虑教学软件在实际应用中的具体情况，建立软件的系统结构。它反映了整个教学软件的主要框架及其教学功能。

2.知识单元的分析。知识单元是构成多媒体教学软件的主要部分。其划分要考虑知识内容的属性和知识内容之间的逻辑关系。

3.屏幕的设计。屏幕设计应包括屏幕版面设计、显示方式设计、颜色搭配设计、字体形象设计等。应该做到布局合理，整洁美观，生动形象，符合教学要求。

4.链接关系的描述。多媒体教学软件的超媒体结构是通过链接关系来实现的。从“进入页方式”和“离开页方式”来描述页与页之间的联系。

（三）素材收集及创作

媒体素材包括文字、图形、图像、音频、动画和视频等，是构建多媒体课件的基础。

1.图片收集。依据脚本内容，该课件涉及的图形、图像分为结构图、实物照片、计算机绘图三类。

第一类：各种光学仪器及实验设备的结构图，主要来源于光学教材及光学仪器和设备的说明书。

第二类：仪器及设备的实物照片和操作过程分解动作图。主要来源于实景彩色照片。同样用扫描仪进行采集。

第三类：计算机绘制的图形。不同光学系统的成像示意图，光路图等，需要用计算机在绘图软件中绘制。

2.动画收集。动画是多媒体系统中非常重要的表现形式。可以创造虚拟环境，还可以活跃学习气氛。不同格式的动画文件包含的信息不同。

3.声音收集。多媒体音频制作包括制作声音、编辑声音和将声音融入节目中。形式主要采用数字音频。本课件涉及的音频分为解说和音乐两种。音乐素材从现有的多媒体素材光盘中选取适当的音乐片段文件，作为软件的背景音乐和光学仪器的操作声音模拟使用;解说录音工作的硬件支持远用声卡和麦克风，软件选用Windows自带的录音机软件。

4.视频收集。视频分为模拟视频和数字视频。录像带上记录的为模拟视频，计算机的视频属于数字视频。本课件中包括了光学仪器的操作，必须采用录像形式展示，展示仪器的使用。

（四）多媒体的集成

采用Microsoft公司的Power Point多媒体开发平台。它的主要任务是将文字、图像、图形、声音、动画和视频等媒体素材按照脚本设计的要求组合在一起，在它们之间形成各种链接。

Power Point的特点为：为创作交互式教学软件而设计，为非程序员设计，可与其他多媒体产品配合使用，多平台支持，模块化功能，方便互联网发布。

多媒体集成后，多媒体课件编制完成。之后为课件调试，该步骤是课件制作过程中不可缺少的步骤，包括课件制作过程中每个阶段对每个模块的反复调试以及整个课件集成后进行的全系统调试。调试主要从正确性、可靠性、可维护性、易用性等几方面考虑。经过调试后的程序，还要在教学过程中进行试运行，发现问题及时对软件进行修改和补充，使课件趋于完善。

最后，将程序打包，使之能脱离开发环境独立运行，以便满足用户运行环境的需要，并将应用程序和有关的其他文件一起刻录到光盘上，多媒体课件的制作基本完成。

（五）教学应用及效果

该课件在完成后，已经为两届本科生授课、为两届研究生提供教辅资料，共200余人次，受到本科生、研究生及后续课程教师的较好评价，并在校内外推广。反馈调查显示认为非常有效、有益于学习的学生占78.6%，认为有利于学习、便于理解的占20.8%，无所谓的学生仅占0.6%。

在工程光学教学中使用多媒体课件，不仅要让学生了解其中的一些实验现象，更应该让学生充分理解它的物理实质及研究方法，并从中得到思维能力的培养。为了达到最优的课堂教学效果，确定课题非常重要，因为光学教材中的很多内容能用多媒体，也有很多不适合多媒体教学，应该选择在最关键的部位，动用多媒体技术辅助教学，强化重点，突破难点。

摘要：工程光学是测控技术与仪器专业的学科基础课, 涉及了大量的物理、数学知识, 内容晦涩, 难以理解, 学生难于全面掌握。本文探索了在工程光学教学中多媒体课件的制作、应用, 使原来较为抽象、复杂的课堂讲解变得生动、直观, 提高了学生的空间想象力, 加深了学生对课堂内容的理解和记忆, 提高了学生学习的兴趣。

关键词：多媒体课件,工程光学,PowerPoint

参考文献

[1]郑世旺, 李彦敏, 王建波.多媒体技术在光学教学课件制作中的融合应用[J].商丘师范学院学报, 2008, (3) .

[2]方明.多媒体技术在光学教学中的实践[J].锦州师范学院学报 (自然科学版) , 2003, (4) .

[3]杨亚琴, 查兵.浅谈多媒体技术在光学教学中的应用[J].九江职业技术学院学报, 2004, (4) .

[4]魏爱俭, 连洁, 范书振等.新颖特色的现代化光学实验多媒体课件[J].大学物理实验, 2003, (3) .

课件工程 篇10

一、设计理念

以“工程师能力培养”为设计理念, 制作由“教学课件-习题-创新素质-知识拓展-卓越工程师”五大模块所组成的《环境工程项目管理与设计》多媒体课件, 实现整个教学过程的立体化, 并突破课堂教学的局限性;旨在以《环境工程项目管理与设计》课程为依托, 实现学生环境工程专业知识不断线、计算机能力培养不断线、实践能力不断线, 拓展学生的综合素质, 突出培养其工程师素质和工程师能力。

二、课件组成

《环境工程项目管理与设计》多媒体课件主要包括五大部分, 分别为:

(一) 教学课件

包括组织理论、环境工程项目策划、环境工程项目投资管理、环境工程项目进度管理、环境工程项目质量与安全管理、环境工程项目信息管理、发包与采购管理、环境工程施工阶段管理、环境工程项目设计厂址选择、工艺流程设计等主要内容。

(二) 习题

包括国家二级建造师考试历年真题、国家二级建造师考试模拟题库等。

(三) 创新素质

包括学生模拟招投标活动、学生创建学习小组所进行的环境工程项目设计案例分析等。

(四) 知识拓展

包括美国与中国科技公司的组织结构图、华为IPD项目管理“六步一法”、世界建筑奖与美丽建筑、中国的“超级工程”等。

(五) 卓越工程师

包括建设工程监理规范 (GB50319-2012) 、污水处理厂项目投标书、7分钟让你看懂电子招投标、MS project 2010教程等。

三、课件特点

(一) 引导式导航, 兼顾美学

《环境工程项目管理与设计》多媒体课件制作时, ppt模板以蓝色与绿色作为主色调, 突出了环境工程的专业特点。该课件以中央电视台大型纪录片《超级工程》引入, 给学生以视觉、听觉上的震撼, 同时让学生对整门课程有一个初步的认识。每一章均以一个与本章内容密切联系的视频作为导入, 让学生对本章内容有一个整体的把握, 例如在讲授“工程项目质量和安全管理”时, 首先向学生播放AAA级安全文明施工标准化诚信工地的视频, 在吸引学生注意力的同时, 让学生对安全文明施工有更加直观的认识。而对每一章中每一小节, 均以能概况该小节内容的图片作为导入。由于当前工程项目管理与设计发展很快, 而教材中的一些内容相对滞后, 因此在课件的制作过程中, 对课程内容有所舍弃, 注重项目管理与设计前沿知识和实际工程情况的介绍, 更“接地气”, 例如在讲授“项目管理的组织理论”时, 向学生讲授设计师Manu Cornet在自己的博客上所绘制的一组美国科技公司的组织结构图以及《第一财经周刊》所绘制的中国主要科技公司的结构图, 丰富了教学内容, 同时引导学生对当前项目管理过程中的问题进行思考。

(二) 注重教学方法的改进

《环境工程项目管理与设计》课程有较多专业术语和需要理解记忆的内容, 同时计算指标与管理理论很多, 学生容易失去学习兴趣, 特别是当前在智能手机的冲击下, 造成课堂学习效率不高, 因此在课件的制作过程中, 引入并合理使用案例式教学与换位式教学, 实现教师讲授与学生协作学习相结合[2,4]。案例式教学:本课程教学中对环境工程项目管理部分的每一章的讲解均增加了案例分析环节, 通过国内外新颖实际的项目管理案例来引导学生思考, 例如通过向学生讲授华为公司IPD项目管理“六步一法”来检验学生对工程项目管理与设计知识的掌握情况, 以如何解决在现实的环境工程项目管理与设计过程中遇到的问题[2,3]。换位式教学:将学生分成若干个小组, 小组成员合作制作某个环境工程项目设计阶段管理的课件, 包括污水处理厂项目、餐厨垃圾处理工程项目、垃圾填埋场工程项目等, 推荐1名同学进行讲解, 其余小组各选出1名同学来负责对该学生进行提问, 由教师进行点评和知识点的总结归纳, 一方面提高了学生学习的主动性, 同时也有助于让学生换位思考, 体会到教师备课与制作课件的不易, 从而更加尊师重教[2], 最后将这些课件融入到本课程课件体系中, 在丰富与完善课件的同时, 更可以突出学生的主体地位, 使学生收获自己的劳动成果得到认可时的一种成就感[5]。

(三) 注重学生工程师素质和创新素质的培养

突出“工程师能力培养”, 注重各种环境工程项目文件的撰写, 包括环境工程项目策划书、可行性研究报告、招投标书等, 在教学的过程中重视这些文件的撰写内容和方法的讲授;把环境工程项目管理软件MS Project 2010引入教学过程, 让学生了解该软件的功能, 掌握对项目时间、成本、质量等方面的计划和控制方法;同时将如何制作电子招投标书的知识进行讲授, 进一步培养学生的专业技能[6]。

开展互动式教学, 通过模拟招投标, 使学生置身于招投标的现场;通过模拟招投标, 让学生对招投标的流程、标底的确定、标书的编写有了更为深刻的认识, 同时还可以培养学生的团体意识和合作精神[7]。

(四) 注重教学的开放性与延展性

《环境工程项目管理与设计》目前的学时为36学时, 如此多的知识点仅通过课堂讲授是难以实现的, 因此学生的学习要突破课堂的局限, 该课程课件为学生提供了国家二级建造师考试历年真题、电子招投标制作、建设工程监理规范、环境工程项目策划书、环境工程项目可行性研究报告等外部资源, 以弥补课堂教学的不足, 使“教”与“学”走出教室, 进而增强了其开放性与延展性[3]。

四、结语

作为环境工程专业的一门重要的专业课程, 《环境工程项目管理与设计》是一门具有较强综合性与实践性的课程, 同时知识点多而学时有限。以“工程师能力培养”为设计理念, 充分挖掘多媒体课件的作用, 制作“教学课件—习题—创新素质—知识拓展—卓越工程师”五大模块所组成的《环境工程项目管理与设计》 多媒体课件, 突破了课堂教学的局限性, 突出培养学生的工程实践能力和工程师意识。

摘要：针对《环境工程项目管理与设计》课程既贴近实际, 具有较强的实践性又同时包括多学科的知识点, 具有较强的综合性的特点, 提出以“工程师能力培养”为设计理念, 制作由“教学课件—习题—创新素质—知识拓展—卓越工程师”五大模块所组成的《环境工程项目管理与设计》多媒体课件, 通过多媒体课件的制作, 打破传统教学的局限性, 注重教学的开放性与延展性;通过图片、视频等多媒体媒介的引入, 注重调动学生学习的积极性;通过项目管理相关软件与文件撰写的讲授, 注重培养学生的工程师素质与工程师能力。

关键词：工程师,环境工程项目管理与设计,多媒体课件,五大模块

参考文献

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[6]翟宁.项目管理教学方法改革与实践[J].世纪桥, 2008, (7) :122-123.

教师不要被课件局限 篇11

关键词 课件运用 启发思维 辅助教学 多媒体

当前，随着“校校通”“四配套”等教育现代化的投入与发展，电脑多媒体辅助教学已成为新的时尚，特别是在公开课的教学中，似乎没有使用多媒体课件，教学就是“小米加步枪”，难登大雅之堂。多媒体教学课件以其动画、图示、声音等表现形式冲击着学生思维的兴奋点，使教学内容形象生动，丰富多彩。可是，如果只是追赶时髦，而不考虑具体的教学实际，特别是将多媒体辅助教学简单地等同于创新教育，那么在小学数学的课堂教学中，教师在驾驭课堂的同时，自身会被课件驾驭，成为课件的“俘虏”。

曾听过下面的两则课例：一次，一位教师在教学“混合运算”内容时，教师在课堂上潇洒地敲击键盘，轻点鼠标，大屏幕上便展示多媒体课件：学生被一只调皮的小猴子带领着，要爬到山顶上去摘桃子，在爬山的过程中设计了道道关卡，每过一道关卡就要解答出一道混合运算式题，小猴子在解题过程中抓耳挠腮地给学生提出了这样那样的问题：这道算式先算什么？再算什么？最后得数是多少呢？问完，教师击鼠标，画面暂停，大家计算一阵得出答案，小猴子就这样一道道关卡闯了过去，当小猴子摘到桃子，大口大口吃桃子时，下课的铃声就响了。纵观这节课，表面上好像气氛很热烈，但学生学习的主动性与创造性却没有得到发挥，一节课没有给学生一次提问的机会，都在围着电脑转。从前由教师提出的问题改由电脑提出，而这些问题（关卡）不正是教师设计的吗？学生并无质疑、创新的机会，失去了课堂上的主动性，教师也只不过从形式上由台前变为幕后指使，课件的使用，更加强化了教师的权威性与学生的被动性。

另有一例，一位教师在教学“平行四边形面积”一课时，用了一套自制的课件：用剪拼的方法，將平行四边形转化为长方形，进而得出平行四边形的面积=底×高，这是教材上的思路。但在那天的课堂上，当这位老师让学生想想怎样求平行边形面积时，有位学生大胆提出：可以将一个平行四边形分成两个完全一样的三角形，进而得出平行四边形面积S＝2×1/2 ab，即S＝ab。对于这种方法教师只是简单地予以肯定，而对于其他学生说出将平行四边形转化为长方形时，教师的精神为之一振，满怀激情地夸奖他很聪明，并让全班同学表扬他，然后轻点鼠标，屏幕上就出现了这种剪拼的方法。笔者不禁困惑：学生的两种方法都体现了“转化”的思想，区别在于前一种方法，这不是书上的，对于学生来说，却是更加富有创意（也许是课外已自学过三角形的有关知识了），而这位教师却过分拘泥于课件，怕操作失误，被学生拆了台，不幸成了课件的“俘虏”。课堂上只是一心想着将学生引导到课件的设定程序上去，不敢放开，因为课件中无法展现学生突然提出的问题，这样，不仅学生围着电脑转，教师也被电脑束缚了。

当然，这里不是说，多媒体课件在辅助课堂教学中无可取之处，关键在于教者能否明确：现代化的教育技术必须要有现代化思想与之相适应。技术只是达到目的的手段，对于小学数学教师来说，课堂教学中需要着重考虑的不仅是如何运用多媒体课件使抽象的问题形象化，更重要的是在形象化之后如何引导学生将问题重新归纳、抽象，促进学生创新思维的发展。避免被课件束缚，可从以下几方面考虑：①不追赶时髦，不能为了用课件而用课件。多媒体课件是否使用，可以根据教材内容，按需所取。②课件的使用不必追求“大而全”，只要真正能把教师感到难以叙述清楚的问题，借助多媒体课件演示清楚就可以了。根据需要，可以用课件突破每节课的一两个重难点就足够了。③课件的设计要增强交互性，使课件根据教学的需要能随意改变、调整，否则可能会出现使教师尴尬的局面，如上面的第二个例子。

多媒体课件的制作使用，要围绕“教”与“学”的过程来进行，既要考虑帮助学生获取知识，又要注重启发学生的思维，对学生进行能力的培养。

课件工程 篇12

20世纪90年代, 随着信息高速公路的兴建, 有人提出了教育信息化的概念, 到现在教育信息化已成为全球的发展趋势。信息技术应用于教与学已是教育发展过程中不可逆转的趋势。随着教育信息化改革的迅速发展, 先进教学手段在世界范围内得到推广。教育信息化的基本特征之一便是交互性, 交互性能实现人机之间的双向沟通和人人之间的远距离交互学习, 能够促进师生、生生之间的多向交流。随着教育信息化的推广, 多种交互技术被推广应用到了课堂教学中, 交互式课件是最直接的体现。但是交互式课件着重体现课件的交互性, 在现实的教学过程中由于交互式课件制作的时间成本大、对教师的要求较高, 使得许多一线教师望尘莫及。为了高效率、高质量地开发出交互式课件, 其设计开发过程必须规范、科学、合理。笔者认为有必要采用一种高效和集中的设计开发管理方式来规范整个过程, 而软件工程思想的基本目标为“多、快、好、省”, 恰恰就是高效率地管理和开发软件。如果能将软件工程思想应用于Articulate Storyline2开发的交互式多媒体课件过程中, 则对满足教学需要、实现教学效果起到事半功倍的作用。

Articulate Storyline2由Articulate发布, 同时推出了中文版, 不仅对操作界面进行了汉化, 而且增加了滑块、动作路径、时间轴控制等令人眼前一亮的新功能。由于其类似于PPT的直观的用户界面, 丰富的任务角色, 前所未有的互动性, 灵活的测试功能, 可随时随地发布课件, 以及对学生的跟踪和反馈等优点, 使得能够对课程外观和行为进行更多控制, 能够轻松创建各种交互效果, 一线教师能够快速掌握及应用其软件。

交互式课件的概述

多媒体课件是根据教学大纲的要求和教学的需要, 经过严格的教学设计, 以多种媒体的表现方式和超文本结构制作而成的课程软件。交互式多媒体课件是在传统课件的基础上增强课件的多媒体性和交互性设计, 通过课件的巧妙设计, 创设恰当的学习情境, 提供丰富的学习资源, 引导正确的学习方式, 培养学习者主动探索和自主学习的能力, 辅助课堂及网络教学达到优质、高效的教学效果。

交互式课件针对不同的教学功能有不同的课件分类, 如:课堂演示型、自主学习型、练习测试型、教学游戏型、资料工具型等, 本文的交互式课件所针对的类型是自主学习型交互式课件的设计与开发。自主学习型交互式课件是由计算机扮演教师的角色, 采用分步呈现信息和指导学习者的方法, 系统地教授知识和技能, 其目的一般是供学习者自学时使用。这种类型的数字交互式课件结构清晰完整, 能够提供详细的说明和丰富的学习内容, 及时测试、反馈和掌握学习者的学习情况, 并根据每个学习者的特点进行相应的指导, 从而实现个别化的自主学习。

相比传统课件, 交互式课件具有以下特点: (1) 良好的集成性, 能将图片、视频、动画、音频等素材合理运用; (2) 给学习者提供一个自由、可操作的学习环境; (3) 良好的交互性, 学习者自选学习内容, 自定学习进度; (4) 传统课件呈线性结构, 而交互式课件高度模块化、结构化, 内容层次清晰。

软件工程的思想

IEEE在软件工程术语汇编中定义软件工程是把系统化的、规模化的、可度量的途径应用于软件开发、运行和维护的过程, 即把工程化的思想应用于软件中。[2]当前国际上已经形成了多种比较成熟的软件工程方法, 为软件系统开发提供了一套提高效率的途径, 并使所开发的软件系统具有良好的结构及较高的可靠性、复用性和可维护性。

软件生存周期是指一个软件产品从定义、开发、维护到废弃的时间总和。国家标准《计算机软件开发规范》将软件生存周期划分为可行性研究、项目计划、需求分析、总体设计、详细设计、编码实现、集成测试、确认测试、系统运行和维护, 每个阶段都有相对独立的任务, 总体可归纳为软件定义阶段、软件开发阶段、软件维护阶段。

软件过程则是软件生存周期中一系列有序的软件生产活动的流程。为了高效率、高质量地开发出软件产品, 把软件生存周期中各项开发活动的流程用一个合理的框架开发模型来规范描述, 即软件生存周期模型, 也叫做软件过程模型。[2]近年来已经出现了多种各具特色的软件过程模型, 先前较为普遍的有:瀑布模型、快速原型模型、螺旋模型、增量模型、喷泉模型等。这些模型的一般过程都包括计划、开发、维护三个阶段, 分别是“怎么做”“做什么”“如何改” (“What—How—Change”) 。本文主要依照带反馈环的瀑布模型进行交互式课件的设计开发。带反馈环的瀑布模型中, 上一阶段的活动完成并经过评审之后才能进入下一阶段的活动。其突出优点是有专门的评审小组对该项活动实施的工作进行评审, 得到确认后才能继续进行下一项活动, 否则进行返工。在此, 评审小组可以选择专家评审、同行评审以及学习者评审。即使这样也不能掩盖其突出缺点:缺乏灵活性, 尤其是无法解决软件需求不明确或不准确的问题。所以, 在交互式课件的需求分析尤其是学习者需求分析阶段, 可以快速制作出实验原型让学习者进行测试。

基于软件工程思想的交互式课件的开发过程

类比软件生存周期一般模型及带“反馈环”的瀑布模型, 课件的设计开发过程分为三个阶段:课件计划阶段、课件开发阶段、课件维护阶段。选择《中国四大地理区域划分》为教学案例进行设计和开发, 《中国四大地理区域划分》属于初中地理中图版七年级下册的教学内容。通过交互式多媒体自学的形式, 可以让学生掌握四大地理区域的划分;掌握秦岭—淮河一线的重要地理意义这两大主要内容。交互式学习可以激发学生的学习兴趣, 使学生产生强烈的学习欲望, 从而激发学生的学习动机, 促进认知主体的作用发挥;同时还采用随堂测验和课后测试题, 及时巩固学习者的知识, 促进知识的获取和保持。该课件涉及各种交互方式的使用, 运用的各种类型资源非常多, 教学内容又是教学的基础, 课件制作起来有一定的代表性和难度, 具有很强的参考价值。

该案例的开发选择Articulate Storyline2作为开发软件, 故选择其作为开发工具。

1. 课件计划阶段

(1) 课件任务立项

该阶段对所设计开发的交互式课件的名称、教学目的和规模等做出明确的界定, 以及选择恰当的同行评审小组成员, 得到对即将设计开发软件系统概括性的描述文档, 同行评审是提高质量、提高生产力、提高效率的重要因素。在课件开发的早期阶段, 在无法进行测试时进行同行评审可以发现部分缺陷, 而不至于随着课件的开发问题越来越大, 修复代价也越大;其次, 对于教师自身, 在进行课件开发时, 一旦他们知道自己的工作成果要接受同行评审, 要将自己的成果公布于众, 他们就会花费更多的精力把工作做得更好, 以保障课件质量。所以, 在课件开发的整个过程中, 同行评审必不可少, 且同行评审不等同于测试。交互式课件在开发过程中, 同行评审小组成员包括该学科组所有成员、课件开发教师、信息技术教师。

(2) 需求分析

需求分析是课件计划阶段最重要的阶段, 也是整个课件开发过程的基础, 课件的设计、开发、运行实施都是以需求分析的结果作为基础来完成相应的任务。在此将需求分析按照参与人员进行分类, 可以分为面向学生进行需求分析、面向教师进行需求分析。需求分析结束后, 撰写需求分析规格说明书。由同行进行评审, 评审通过后进入下一个环节。

(1) 学习者需求分析:学习者是交互式课件的最终使用者和受益者, 因此对学习者进行需求分析是最关键的一步。每个学习者具有不同的先前知识、技能、态度、期待、风格, 进行学习者需求分析的目的便是了解学习者的学习准备、学习需求、认知风格, 以便为之后的教学系统设计提供依据。如果说一个课件不能在教学方式上符合学生的特点、兴趣、爱好、认知规律, 那么很难想象它会是一个成功的课件。所以学习者需求分析可以从学习准备、学习需求、认知风格三个方面展开。学习准备:包括学习者先前的开展自主学习的经验储备和学习者的知识技能基础, 比如:之前是否有过利用交互式课件进行自主学习的经历经验, 计算机水平如何等, 可以通过访谈法和问卷调查法获得数据。学习需求:主要是了解学生对课程内容和交互方式两方面的学习兴趣和学习期待, 比如:学习者希望在课件中有怎样的交互方式, 学习者是否满足基本的学习任务, 是否需要有更高层次的需要, 这时教学设计者就要考虑是否实施差异教学策略, 进行教学目标和教学任务的分层化。认知风格是指个体在认知过程中所表现出来的习惯化的行为模式。这里主要是了解学生喜欢怎样的交互方式的设计、怎样的课件呈现形式等。软件的功能性需求可以采用快速原型的方法来进行, 快速做出实验原型, 对课件的基本功能让学习者进行测试, 让被测试学生提出自己的疑问和需求。软件开发的经验:如果把课件应用于教学之后, 发现学生学习效果不显著, 这时再对课件进行修复, 则花费的时间精力都比较大。

(2) 教师需求分析:教师的信息技术能力也是要考虑的要素之一, 这里主要对教师的计算机操作能力和软件操作能力进行分析把握, 有助于确定合适的开发技术。Power Point、Flash、Authorware、Dreamweaver、Director、Storyline等软件都可以制作出优秀的交互式课件, 教师在进行媒体的选择时要依据“最大价值率”原则, 考虑自身的能力以及对软件的熟悉程度。此外, 教师是教学系统的设计者, 是交互式课件的程序开发者, 是教学内容最准确的把握者, 征求同学科教师的意见看法也是一个不错的选择。有经验的教师会提出很多建设性的意见, 可以对同学科教师进行访谈。比如可以了解到:课件怎样的呈现方式是学生更容易接受和理解的;教学内容如何交互设计更有利于学生自主学习。这些都是保证课件正常发挥作用的有效方法。

(3) 制定项目计划

项目计划是以需求分析为基础制定的详细的整体计划, 涉及实施的各个环节, 但不能只在口头上说, 而是要进行交互设计, 需要用描述文档来记录整个课件的设计过程。从计划开始, 到开发测试, 最后到运行维护结束, 计划的准确性和合理性关系着整体项目的成败。教师在课件开发过程中养成习惯, 会避免很多不必要的麻烦。然后撰写书面报告, 进行同行评审, 通过后进入课件开发阶段。

2. 课件开发阶段

(1) 总体设计阶段

总体设计是针对“如何宏观地解决问题”, 确定课件的总体结构及功能模块。在此包括教学设计、课件结构设计两部分内容。

(1) 教学设计

教学设计是指运用系统方法分析研究教学过程中相互联系的各部分的问题和需求, 在连续模式中确立解决问题的方法步骤, 然后评价教学成果的系统计划过程。教学设计包括教学内容分析、教学目标分析、教学方法和策略三部分内容。

(2) 课件结构设计

交互式课件作为一个应用于学生自学的学习软件, 其设计人员必须通过已获取的各项需求来确定其模块结构, 从而得出意义明确的功能模块。案例交互式课件《中国地理四大区域的划分》中, 根据软件工程思想开发的交互式课件模块结构如图1所示。

(2) 详细设计阶段

详细设计阶段是以总体设计为依据, 主要确定课件结构中的内部细节, 为课件制作提供依据, 包括课件的交互式设计、素材准备与加工、界面设计三部分内容。

(1) 交互式设计

交互式设计是交互式多媒体课件的重点部分, 交互类型主要包括触发器交互、菜单交互、热区交互、测试与调查、拖放式交互等。

触发器交互是指在多媒体课件将某一对象设置为触发器, 单击对象时会启动某种效果, 可以是弹出某个画面或启动某种动画动画, 实现“人—机”的一次交互响应。比如:按钮响应是互动式多媒体中使用最多的一种交互形式。点击图2中“学习内容”按钮, 便会进入内容首页。

热区交互是指在多媒体课件中, 将某一区域设置为热区, 点击时便会出现相应的响应。如图3、图4:中国地图中, 将西北地区设置为热区, 操作者只要点击这个区域, 便跳出一个页面出现这个区域的基本介绍。

菜单交互是指点击菜单项可以实现一个模块到另一个模块的过渡。比如:在多媒体课件中, 实现课件导航功能的便是菜单交互。菜单交互一般包含下拉式菜单和弹出式菜单两种形式。在图4中呈现的是菜单属于弹出式菜单。

拖放式交互是指设置某一对象拖动到目标区域后松开, 如果拖放正确则在该位置不变, 如果错误则返回原位置。如图5所示, 在选择地理区域划分时, 拖动属于青藏地区的图片到方框内, 拖动正确则显示成功, 拖动错误则返回原位置。

测试与调查是在多媒体课件中, 某些插件可以实现制作多种类型的测试题和制作问卷调查表, 测试题学生直接作答, 会有相应的反馈信息;调查表可以对学生的各种情况进行统计。如:i Spring等也已有众多研究。

(2) 素材准备与加工

要想完成课件制作, 前期的准备工作必须充分, 这个环节体现为素材的收集和加工。根据内容的具体要求对所需的素材进行选择、加工、处理和制作。教师可以在现有的素材库中选取, 也可以根据实际需要自己制作。

(3) 界面设计

以学习者为中心的交互式课件的设计不能只将焦点放在美学上, 或只是巧妙美化一些外观, 创建浮华的动画效果。界面设计的目的是为了实现教学功能, 达到更好的教学效果, 是为教学需要服务的。

(3) 课件制作阶段

将设计好的教学课件总体逻辑结构、规格说明书及教学过程控制等利用相应开发工具进行交互式课件制作。

(4) 课件测试阶段

传统软件工程观认为, 软件各开发周期的测试要优先于操作和维护。其实, 软件的测试验证过程应在其设计开发的每个过程中。当测试仅限于单一阶段并限制了后面的开发阶段时, 会出现一些严重的后果。同理, 课件测试过程应该包括生命周期的每个阶段。在此阶段的测试主要包括两部分内容:课件的完整性测试和课件的可用性测试。

课件的完整性测试, 即 (1) 测试课件的正确性, 检查菜单、热键的链接是否正确等; (2) 测试课件运行环境的可靠性, 如:屏幕颜色是否正确, 动画和声音是否能正确播放; (3) 测试课件内容的完整性, 检查课程内容是否需增减, 内容安排是否合理, 解说词与动画是否同步, 屏幕界面布局是否合理等。

课件的可用性测试, 可用性研究的总体目标是度量应用程序中某种或者某一组功能的有效性。在以学生为中心的设计里, 远远不是主观的想法和推测, 仅凭直觉、猜测是不可行的, 要有确定的数据通过观察用户、度量用户的表现、记录用户的意见来测试软件设计的过程。

测试完成之后, 建立文档并与课程教师共同进行评审, 确定是否进入下一步。

3. 课件维护阶段

将课件放在实际的教学环境中进行评估反馈, 根据反馈结果对课件进行更改和完善, 为了使其具有较长的生命力, 做的每一项修改都应准确地记录下来, 作为正式的文档资料进行保存。

总结

软件开发是一项系统工程, 需要用户、系统分析员、程序员、开发管理人员等的积极参与、合作。课件开发同样需要学生、教师、技术人员、学科组各种人员、学校领导的积极参与与合作。如何实现课件与学生更好的交互, 激发学生学习兴趣固然重要;而提高开发效率, 优化教学效果也不可或缺, 所以在交互式课件的开发中引入软件工程的思想, 综合交互式课件自身的独特特点, 用最短的时间做出最优秀的交互式课件将离我们不再遥远。

摘要：文章主要介绍了软件工程思想方法, 运用软件工程思想基于带“反馈环”的瀑布模型分析了Articulate Storyline2交互式课件的设计过程, 实践创作开发了基于软件工程思想的《中国四大地理区域划分》交互式课件, 对于一线教师交互式课件的设计与开发具有一定的指导作用。

关键词：软件工程思想,交互式课件,设计

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