公式分解型課件的制作思路與實現方法研究

摘 要：本文通過比較傳統教學方式與多媒體教學方式對公式處理方式的異同，闡述了公式分解型課件的定義、制作公式分解型課件的必要性。論述了公式分解型課件的總體制作思路，詳論公式分解型課件的具體實現方法。討論了一般公式分解型課件的制作與使用注意事項；展望了公式分解型課件的未來發展趨勢和相應的技術支持系統。

關鍵詞：多媒體 分步顯示 課件

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0153-02

1 公式分解型課件的定義

在傳統教學過程中，教師對公式的一般處理方法是[1]：邊板書、邊講解。因為受人工板書速度的限制，傳統教學過程的公式是自然分步顯示的，這正好成為學生觀察、記錄、理解和記憶公式提供了一個絕佳的機會。教師的板書速度、講解速度和學生的理解速度三者是匹配的。

在多媒體教學中，不再有教師板書速度的限制，現有多媒體課件對公式的處理方式是整體顯示的。與傳統教學方式相比，這反而增加了學生理解公式的難度。合理的解決方法是雙管齊下：一方面，借鑒傳統教學的處理方式，將公式進行分解，分步顯示；另一方面，借助先進的信息手段提高學生理解速度。

因為筆者本文討論的新型一代課件在公式的處理方式方面與原有類似課件有明顯的差別[2]，所以有必要為這種新型課件命名，以方便以后使用者和開發者的學術交流和討論。筆者建議將這類新一代課件命名為：公式分解型課件（formula-decomposed courseware，英文簡稱fdc）或公式分步顯示型課件（formula-step-by-step-displayed courseware，英文簡稱fsbsdc）。

在過去一年中，筆者使用微積分、線性代數和概率論與數理統計三個不同系列的公式分解型字符級課件（公式的最小顯示單位不再是傳統課件中的公式整體，而是單個字符）取得了滿意的實際教學效果。公式在各門學科中的廣泛性和重要性決定了公式分解型課件的廣泛性和重要性。

2 公式分解型課件的總體制作思路與具體實現方法

課件制作的首要問題是決定總體技術路線。具體而言，就是決定應該采用怎樣的手段收集、處理和利用各種教學資源，合理預想課件制作的流程，最終實際制作出適用的教學課件。

事先應該充分考慮到教師所能使用的軟硬件設施的配置情況，保證制作的教學課件日后可以正常使用。特別應該注意不同軟件之間的兼容情況，避免發生沖突。不要片面追求制作軟件的高版本。高版本軟件往往要求更高的硬件支持環境，在現有硬件條件下，課件應該可以流暢運行。

主要演示軟件是教師在課堂上使用的演示軟件，是我們課件制作的最終成果，應該選擇已經廣泛使用的、成熟演示軟件。這樣做有三大好處：有較好的現實軟硬件支持環境；有較多的已有教學課件可供參考；未來課件升級工作相對容易。

在眾多演示軟件中[3]，筆者最終選擇了Microsoft Office組件中的PowerPoint軟件作為公式分解型課件的主要演示軟件。該軟件的易用性、強大的塊操作能力和動畫功能是其最終入選的原因。雖然Microsoft Office組件功能強大，卻并不直接具備公式分步顯示功能，但其動畫功能卻使我們間接實現公式分步顯示功能成為可能。先將整個需要分步顯示的公式分解成若干個片段，由普通公式編輯器先生成這些公式片段，再在PowerPoint中分片段逐步動畫顯示，從而實現整個公式的分步顯示。問題是如此操作，如果只是分步顯示個別公式，其繁難程度尚可忍受，大批量的制作系列課件，則不具備現實可操作性。需要另辟蹊徑！

筆者借鑒了現有的各種公式編輯器的工作方式，特別是模板的概念及其構建過程。在課件制作過程中，不斷地制作和積累不同類型的分步顯示公式模板，得到公式模板庫。隨著公式模板庫中公式模板的數量逐漸增多、質量穩步提高，我們的工作效率也會越來越高。

3 一般公式分解型課件的制作與使用注意事項

（1）相關制作軟件的兼容性問題，因為公式分解型課件的制作是一個復雜的過程，必然涉及多個軟件的協同工作，最容易出問題的地方就是如何保證不同系列軟件運行結果之間的兼容性。

一般不由塊操作引入作為輔助工具的Mathematica、Matlab、Latex系列軟件Microsoft Office自帶字體庫之外的其他字體。違反這一原則的一個可能不良后果是：在課件制作者自己的計算機上課件可以完美演示，但換一臺其他計算機，就會頻繁出現亂碼。其原因是，其他計算機上不一定安裝了上述系列輔助軟件，從而也就沒有相應的字體庫，出現亂碼也就不奇怪了。

（2）公式的分步顯示順序問題，即使是同一個公式，我們也可以在課件的不同地方，根據不同的教學需要，設計出不同的顯示順序。這種技術顯示出公式分解型課件的高度靈活性和個性化特征。這一特征也應該在公式模板庫中庫中有所體現。

現在我們所使用的公式系統基本上都起源于西方，大體而言，其書寫順序和朗讀順序是高度一致的。所讀即所寫，所寫即所讀。比如：公式系統和大家相對熟悉的英語是高度吻合的。因為漢語和英語的語序往往是不同的，所以這就帶來一個公式分解型課件制作過程中一個以往傳統課件制作中不曾出現過的新問題：應該按照怎樣的順序分步顯示公式？結論是：因需而論。需要詳細講解之處，用漢語順序，學生較容易理解；一般講解之處，用英語順序，比較自然。在需要分步顯示兩個不同的公式以講解它們之間的聯系時，以邏輯順序為先，先得先現。

（3）公式的分解標準問題，在公式分解型課件的實際制作過程中并不存在，也不需要一個硬性的公式分解標準。但有一個總的原則：應該方便學生對公式的理解。與定義有關的重要公式或初次出現的公式可以分解得較細，普通計算中出現的一般公式可以分解得較粗。一般不對基本初等函數進行分解，將其設定為公式分步顯示的最小函數單位。

（4）公式分解型課件是高度個性化的教師個人之作，完美體現教師個人對于某一學科的個性見解，往往是教師對前人和本人以往傳統教學方式大量實用經驗的繼承與發展。因此，教師應該自己制作本人使用的公式分解型課件，可以參考他人的工作，而不應該完全拷貝他人的現成之作。拷貝他人的現成之作就磨滅了教師自己也許都沒有意識到的寶貴個性。

4 公式分解型課件的未來發展趨勢和與之相關的技術支持系統

在當今技術條件下，暫時還沒有可以直接實現公式分步顯示的軟件，無論開源軟件，或者商業軟件，都是如此。正因為有這樣一個宏觀的大技術背景，而在實際的教學中又有迫切的公式分步顯示現實需求，筆者才提出并實現了分步顯示公式模板庫方法。分步顯示公式模板庫方法具有間接實現公式分步顯示的特征。

筆者建議在新一代公式編輯器集成現有公式編輯器技術、動畫技術和數據庫技術，以方便使用者生成和檢索分步顯示公式模板庫中的具體公式。

希望分步顯示公式模板庫方法只作為新一代軟件正式面世之前一個過渡方法，而公式分解型課件這一概念本身卻能遠播四海，造福代代天下莘莘學子！

參考文獻

[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）.