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计算机网页设计的课程教学模式改革论文
摘要 ：网页设计课程已成为现代之一，它集理论知识和实际操作为一体。但是，目前计算机网页设计课程教学方式存在很多问题，学生的网页设计成品并不是很优秀。笔者主要针对计算机网页设计课程存在的问题、改革目的、改革方案以及改革思路进行论述，希望对教师的教学有所帮助。
关键词 ：计算机；网页设计；教学模式
我国经济的发展速度较快，社会也在不断进步，计算机技术也在不断更新，成为人类生活、国家发展、社会进步中的重要组成部分。但计算机网页设计课程的教学模式却存在很多问题。很多教师受传统教育模式影响，偏重于书本上的理论讲解，忽略了实际动手操作；还有很多教师教学的目的性不强，教学内容也不完善，导致教学的效率下降；而且教师在教学中发现，学生对计算机网页设计课程的兴趣不足等。这些问题成为教师教学时的最大阻碍，也成为计算机技术教育发展的阻碍。
1计算机网页设计课程的教学现状及存在问题
1.1教师注重理论讲解，忽略实际操作
虽然新课改早已被提出，但教师多年受传统教学模式的影响，在讲课时仍会以传统的教学方式来授课，大量且反复讲授课本上的知识，学生只能被动接受。教师也不会对知识进行拓展，导致课堂索然无味。而且很多教师长久依靠传统的教学方法、教学理念来进行教学，不懂变通与改进，使课堂氛围变得紧张和压抑，学生的学习主动性下降。另外，由于教师几乎占用了课堂的全部时间，导致学生的主体地位逐渐被教师代替，学生的学习积极性不断减少，最终对网页设计这门课程没有了学习兴趣，学生的学习成绩可想而知。
1.2学生对网页设计课程的兴趣减少
很多教师发现学生不重视网页设计课程的学习，以至于有些教师会采用逼迫强制的手段迫使学生去学习，最终激起学生的叛逆心理，导致学生厌烦网页设计课程，提不起任何的学习兴趣。也有很多学生根本不了解网页设计课程，根本不知道页设计有什么用处，因此，学生自然而然便会放松对这门课程的学习，导致成绩下降，久而久之，形成恶性循环，学生便会对网页设计课程失去兴趣。很多教师在讲课时也不会考虑学生的感受，也不会关心所讲的知识学生是否能听懂，是否能够掌握知识，导致学生对这门课程产生抵触情绪，自暴自弃。也有很多教师对学生过于苛刻，也使得学生对这门课程没有好感、学习兴趣降低。
1.3教学目的不强，教学效率下降
很多教师受传统教学思想所影响，只注重学生对网页设计课程的学习以及期末考试后学生的分数，忽略了学生的综合能力的发展。但目前，时代在不断发展，社会也在与时俱进，成绩高的学生比比皆是，但成绩不能代表学生的实际实力。因此，教师的教学目的也不能总是以提升学生的网页设计课程的成绩为主，应注重学生的综合实力，除了培养学生的学习能力之外，教师还要培养学生的研究探索精神以及团队的合作能力和动手操作能力。很多学校的教学设施已达到一流水平，然而教师却依旧习惯使用粉笔和黑板，在课堂上浪费了大量的讲课时间，导致课堂讲课效率下降[1]。
2计算机网页设计课程教学模式的改革目的
与计算机相关的行业随着社会的进步，相继崛起，且不断地发展，因此，市场对计算机领域的人才的需求量也在不断增大，所以培养计算机人才是非常重要的。但新的时期，培养新型人才，与教学模式有着密不可分的关系。改革计算机网页设计课程的主要目的便是使学生适应社会的发展趋势，也是使目前计算机教育符合现代社会的发展要求，提升学生的综合能力，提高学生的实践能力和技术水平，以使学生不断发展而不被社会所淘汰。但原有的教学模式已不适应我国教学新事业的发展，因此，必须改革传统的网页设计课程教学模式。
3计算机网页设计课程教学模式的改革思路
学生最终会走向社会，因此，改革后的网页设计课程必须以适应企业需求为导向，在此基础上培养学生网页设计的能力。教师在教学中不要总以课本为主，应适当采取案例教学的手段，并用实际网站加以辅助，来编排或者改革网页设计课程的教学内容，使学生有独立设计网页的能力，并指导学生如何分析市场需求，如何跟随市场变动的脚步。同时还要培养学生的工作理念与服务精神，提高学生自身的节操与审美情趣，并在潜移默化中让学生形成“技术为设计服务”的思想，并让这种思想指导学生创作[2]。
4计算机网页设计课程教学模式的改革方案
4.1改革教学理念
从严格意义上来讲，计算机网页设计可以分为两个阶段，一个是布局设计，另一个便是后台的程序编写，但随着多媒体技术的发展，计算机网页设计也需要与多媒体技术相结合，即朝着图文并茂的方向发展，市场对网页设计方案的要求也越来越高。网页设计的主要目标就是将颜色、字体、图片以及格式合理地组合，提升用户的视觉体验，还可以插入声音，给用户带来良好的声效体验，所以教师应提升学生的页面设计的布局与配色的能力。教师在讲课时，可以给学生10～15分钟的讨论时间，让学生谈谈对色彩搭配、整体风格以及图像的插入的想法，或引导学生对一些优秀的网页设计版面进行总结和分析，培养学生的分析能力，帮助学生不断超越自我[3]。
4.2改革教学内容
教学内容是教师在上课时所要对学生讲授的知识，教学内容的精致程度对一堂课的质量有着重要的影响。如今，学生的合作实践能力与动手操作能力是人才选拔的重要条件。因此，教师在讲课时应以基础知识为主，并让学生动手操作，增强学生的.实践能力，并且适当启发学生进行深入探究，并不是一味将全部知识与操作技术全部强加给学生，使学生失去探索研究的兴趣，以至于学生最终对网页设计课程失去兴趣。教师在讲解的同时也要进行操作演示，加强学生对知识的理解与记忆。教学内容是教师教学中很重要的一部分，因此，改革教学内容是非常必要的[4]。
4.3改革教学方法
教师受传统教学方法的影响，一直在课堂上占据着主导地位，导致课堂枯燥无趣，学生也慢慢地失去了学习的兴趣与动力。因此，为了树立学生的主体地位，提高学生的学习积极性，教师要改革和研究教学方法，师生情，一般是学生热爱学习的催化剂，所以，为了提升中学生的学生热情，教师在教学时可以拉近与学生的距离，使学生对教师产生好感，从而提升学生自身的学习积极性与主动性。在教学时，教师也要与时代接轨，采用多媒体设备进行教学，合理构建教学内容。而且多媒体集声音、动画、视频、图像为一体，能让学生深刻理解知识。另外，教师要有足够的耐心去解答学生的问题，使学生增强对学习的信心，并带动学习兴趣的增长。
4.4改革课程考核方式
考核不仅是检验学生的学习成果，也是对教师的教学成果的一种考核。考核也是教育系统里最重要的组成部分之一，但是，关于计算机网页设计的考核，主要以考察为主，并不能真实准确反映学生的学习情况及学习能力。因此，在对学生网页设计与制作能力的考核中，应让学生发挥自身的审美情趣以及操作能力，并以网页页面的排版设计、整体的色彩搭配所产生的效果以及网页的主要设计内容为主要考核点。考查学生对知识的掌握情况的同时，也要统计与记录学生平时的上课状态以及出勤情况，将其也作为考核一部分，将二者的成绩总和作为学生期末时网页设计的最终成绩，以这个成绩来判断学生的学习情况和学习能力。教师参考学生的最终成绩以及这学期教学过程中出现的问题，对下一学期的教学内容和教学方法进行进一步改革，以保证教学效率[5]。由此可见，改革课程考核方式是非常有必要的，只有让现阶段的计算机网页设计具有更多的创新性设计和创新性理念，才能够更好拓展学生的视野，使网页设计课程变得具有实践意义。
5结语
以上是关于计算机网页设计课程的改革的想法，教师在网页设计课程的教学中，实践是非常重要的。教师在教学中要以培养学生的综合能力为主要教学目的，以学生综合发展为教学方向，及时解决教学中出现的问题，以促进计算机网页设计课程教育的发展。
参考文献
[1]张红军.计算机图像处理技术在网页设计中的运用[J].电子技术与软件工程,2014(9):11-18.
[2]袁琳.案例教学在计算机网页设计课中的应用[J].新西部,2014(3):109-111.
[3]罗显松.基于计算机图像处理的网页包装设计技术研究[J].中国包装工业,2014(4):123-128.
[4]黄婷,张玲.任务驱动法在公共选修课的教学应用——以网页设计与制作课程为例[J].西昌学院学报(自然科学版),2013(3):106-108.
[5]刘洪庆.构建高职《计算机网页设计》课程教学过程设计模式[J].中国校外教育(理论),2010(12):162.
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幼儿教育软件设计与开发策略论文
从信息化发展框架来看，教育软件资源的设计与开发是教育信息化建设与发展的核心与重点，[1]p]是教育信息化发展的首要突破口。同样，幼儿教育软件资源的设计与开发也是学前教育信息化发展的重要任务，是学前教育信息化有效实施的重要前提。但是，由于我国学前教育信息化目前尚处于发展的初级阶段，优质信息化软件资源依然十分短缺,[4]因此对幼儿教育软件资源设计与开发的研究具有非常重要的意义。
一、幼儿教育软件的内涵
软件是相对硬件而言的，它是计算机系统中一系列按照特定顺序组织起来的计算机数据和指令的集合。教育软件则是指根据教学目标设计的，表现特定教学内容,反映一定教学策略的计算机教学程序。[5]幼儿教育软件毫无疑问是教育软件中的一种类型，是在一定的学习理论指导下，为幼儿提供的涉及教育内容、教育活动或学习工具的应用软件。[6]它的服务对象是幼儿与幼儿园教师，它的应用目的是借助计算机功能以支持和促进幼儿的学习与发展。在学前教育领域，幼儿教育软件按照幼儿学习的特点可以大致分为两类：一类是以行为主义学习理论为指导的“训练一练习”型软件（DrillandPracticeSoftware);另一类是以建构主义学习理论为指导的“发展适宜性”软件（DevelopmentallyAp?propriateSoftware)。[7]前者强调对幼儿学习与行为反应的强化，比较适用于幼儿园封闭式、事实性问题的教与学，如常见的图形与色彩辨识软件等；后者则强调为幼儿提供丰富的探索、操作、解决问题的情境，让幼儿在软件环境与学习互动中实现对新知识与技能的意义建构，比较适用于幼儿园开放性、生成性问题的教与学，如IBM公司研发的Edmark益智软件等。但无论哪种类型的幼儿教育软件，它们都应具备以下三点属性：第一，软件属性，即软件的构成、设计与开发流程、技术规范等符合一般性软件的特征；第二，教育属性，即符合幼儿认知与发展规律，体现一定的幼儿教育原则与方法，尤其是那些与幼儿园五大领域课程相配套的教育软件；第三，思想属性，即承载的内容具有积极的教育意义,也就是说通过使用软件要能使幼儿在智力、情感、价值观等方面得到适宜的发展。
二、幼儿教育软件设计与开发原则
(一）发展适宜性原则
“发展适宜性”（Developmentallyappropriate),是1986年全美幼教协会（NationalAssociationforE?ducationofYoungChildren,简称“NAEYC”）为扭转国家教育改革造成的幼儿教育小学化倾向而提出的一种教育理念，它是全美乃至世界许多国家指导幼儿教育的一种立场或基本原则。在此原则中，发展的主体是“幼儿”，发展的标准是“适宜”，其核心理念可以概括为四个方面：一是幼儿教育软件应尽可能降低幼儿在操作软件时对成人指导的依赖；二是重视幼儿发展的规律、个性差异以及文化差异，包括幼儿生理、心理的特征，独特的个性与学习风格，不同的知识与技能基础以及社会背景等；]三是任何幼儿教育软件在“内容设计”与“技术实现”上都不是绝对的“适宜”或“不适宜”，而是处在二者之间的某一点上。幼儿教育软件设计与开发要尽可能靠近“适宜”的那一端；四是幼儿教育软件设计与开发策略是多元的、开放的和包容的。
(二）启蒙性原则
启蒙强调以幼儿为本，主张幼儿个性与自由的解放。9]幼儿教育软件资源是实施幼儿教育的重要材料，因此启蒙性原则也是幼儿教育软件设计与开发的重要指导原则。幼儿教育软件设计与开发应站在幼儿的立场，用幼儿已知的“类似性常识”来说明新知识和技能的原理。为此，幼儿教育软件在主题与内容选择上，_要广、博、浅，不宜偏、窄、深，体现对幼儿品德、智力、体育及审美的启蒙等；二要强调发生在幼儿身边的，为幼儿所熟知的、能理解的事或物。幼儿教育软件的内部结构与所体现的价值也不应以学科能力发展为目的，而应以诱导幼儿潜能的自然开启为目的。幼儿教育软件设计的出发点在于为幼儿打开通向某方面的窗口，但并不要求他（她)们走进去对此做很深入的探究。
(三）趣味性原则
3~6岁幼儿的注意力与耐心表现出明显的不足，如5~6岁幼儿注意力的稳定时间仅为7分钟左右，因此优秀的幼儿教育软件要能吸引幼儿沉浸于软件之中。常言道“兴趣是孩子最好的老师”，幼儿如若对某事物产生了浓厚的兴趣，他便会主动去认知、去探索、去实践，并在这一过程中产生愉快的情感与体验。趣味性原则在幼儿教育软件设计中的应用主要是寓教于乐。幼儿教育软件资源设计的各个环节与展开过程都要充满趣味与欢乐，以激发幼儿浓厚的兴趣，提高幼儿的积极性和求知欲，引导幼儿从软件或数字化资源中获取知识与技能。这要求软件设计者能贴近幼儿兴趣，选择幼儿生活中有趣的、喜闻乐见的事或物来替代那些抽象化的知识与道理。软件开发时，还要善于运用艺术审美的法则，通过精美的画面、美妙的音乐让幼儿在轻松愉快的氛围中接受良好的教育与启发。
(四）技术规范原则
技术规范原则包括技术标准规范、应用规范、操作控制规范等。技术标准规范指元数据的素材格式、开发技术、语言代码、传输接口等均有统一的标准，这是幼儿教育软件资源实现共享的前提，否则容易造成资源的重复建设与浪费。技术应用规范指资源开发不能为了技术而应用技术，而要让技术成为实现教育目的的适宜性手段，比如实际生活中北方的雪、动植物特征、火箭升空等场景，尽量采取实景拍摄，让幼儿有身临其境的感受，在幼儿心目中与真实事物越是接近的才越是最美的。对抽象的、理论化的故事与语言等，应运用形象的“动画”或“动画与模拟相结合”的技术手法实现。操作控制规范指幼儿软件的操作使用要简单、灵活、可靠。开发的课件、动画等内部系统结构清晰简洁，技术实现要通用、可靠，体现必要的交互而不觉繁杂。操作界面应尽可能采用寓意明确的按钮和图标，甚至考虑配以按钮与图标的发音等。
根据幼儿教育软件的内涵及设计与开发的原则，我们提出三种比较科学、适合的幼儿教育软件资源设计与开发模式，具体如下：
(一）移情式设计模式
移情是心理学术语，最早由德国心理学家利普斯(lips)提出。心理学界认为人的认识领域存在着“物”“自我”“他者的自我”三种心理成分。“物”一般需要通过知觉来理解“自我”需要通过内部知觉才能理解，而“他者的自我”则必须通过移情方式来理解。移情是一个人感受到他人的情感、知觉和思想的一种心理现象。运用移情模式设计与开发幼儿教育软件的核心理念是理解幼儿、基于幼儿发展、以幼儿为中心，其最关键的环节在于如何解决移情的问题。为了充分理解用户的体验，至少要关注以下三种数据：语言数据“说”，表达人们知道的和讲述的）、行为数据“做”，观察人们是怎么做的），以及情感和梦想的数据“想”，描述当前体验的非语言化的结构性方淘，三者之间的层级关系及体验模型如图1所示：
出色的幼儿教育软件应能准确了解幼儿使用软件中的状态及幼儿使用软件的体验。设计者要善于收集幼儿对该软件相关问题的描述性数据、观察幼儿操作与使用行为的数据以及想象幼儿所感知的使用体验数据。这些数据是开发以“幼儿为中心”软件的基础。幼儿教育软件的开发是根据幼儿发展需求创建出软件系统或软件部分的过程，一般包括前期策划、需求分析、资源设计、技术实现、测试与评价、应用推广等环节，下面从一般性软件的开发过程简要说明移情模式的应用。
如图2所示，移情设计在幼儿需求分析环节的主要任务是掌握幼儿信息化学习特征。幼儿教育软件的受用对象是幼儿，移情分析时既要选取那些经常使用信息化软件的幼儿，又要选择一部分未来将使用信息化软件的幼儿以及具有某些特殊需要的幼儿群体,后两类幼儿的参与能提供更加有效的软件设计灵感。根据移情设计模型，常用移情策略有：通过记录分析幼儿的表述和思考，获取幼儿明确的或可观察的体验；通过幼儿在日常活动中操作、使用软件的行为，获得幼儿可直接观察到的体验或操作使用行为所暗示的体验；分析幼儿使用信息化软件的“所想”（知道、感觉、梦想），深度发掘幼儿对信息化软件的认知与情感体验。通过这一系列过程，我们将详细了解幼儿对教育软件资源的“他我体验”，这是移情设计的重要数据。那么，接下来的主要任务就是通过幼儿的移情分析，设计信息化软件的模块划分、组织结构、层次结构、逻辑调用关系等。在幼儿教育软件开发的测试与评价环节，还将再次运用移情分析策略进一步完善幼儿软件的设计等。
移情设计需要特别强调的是关于“想”的数据获取策略，主要操作工具有“情感工具”和“认知工具”两种，前者如可视化的建构技术等，后者如心理地图等。通过上述分析,使用移情设计指导幼儿教育软件设计与开发的关键是：科学选择幼儿群体、正确使用移情策略与工具、怡当地融移情分析数据于软件设计之中。
(二）启发式设计模式
“启发式设计”与“启发式教学”二者内涵不同、应用领域也不相同，但却具有相同的指导思想。启发式教学源远流长，在中国两千年前就有《学记》“不愤不启，不悱不发”的记载，西方古希腊学者苏格拉底约在公元前400年也提出过“产婆术教学法”，即今天的启发式教学。启发式教学更多的时候被我们看作是一种教学指导策略。[1“启者开其意，发者达其辞”，启发的基本内涵是根据学习者的实际,采用一定的情境手段，引导学习者积极主动学习的一种策略。在工程学界，启发还是一套数字化软件或资源的设计开发规则。运用启发式规则开发幼儿教育资源的重点包括两个方面：幼儿软件内容在组织上的启发式教学设计、教育软件系统架构的启发式原则应用。
“启”是幼儿教育软件内容与结构的体现，》发”是幼儿使用软件过程中内心认知活动的体现，幼儿教育软件的设计与开发要赋予软件以“启”的基本属性和“发”的潜在特质。启发式设计模式以“幼儿”为中心选择软件的内容及呈现方式是要符合幼儿的年龄特征，二是内容选材要求简单、典型、直观形象且适合用画面语言表达。在软件内容素材的组织上应尽可能多地创设一些启发式的认知情境，常用手段主要有启发式问题、启发式讲授、启发式示范等。启发式问题是通过预先设计的一系列具有内在关联的提问，使幼儿的注意力集中在软件的某一问题上，从而调动幼儿学习与参与教学活动的积极性，促使幼儿自愿地去探究知识、操练技能。但在软件设计中，提问并不完全等同于启发,启发问题还要能创建出一定的情境认知空间，即提供幼儿充分想像与交互的可能。启发式讲授则是对幼儿园课程中的一些原理、方法、客观事物等内容，在讲授时采用形象化、艺术化的表达，如加强比喻、拟人、抒情、修辞的运用等。启发式示范主要对幼儿教育活动实施引导性操作。幼儿教育软件中的一些技能实践性教育，如剪纸、体操等，设计时要把握边示范、边讲解，正误操作相结合的策略。逼真的错误示范对于幼儿也能起到良好的启发作用。幼儿在使用软件时能通过对比、甄别，对正确的操作或运动形成更加深刻的印象。
启发式思想在计算机工程软件研发中也演绎出了一套自我发现能力或运用某种方式或方法去判定事物知识和技能的优化设计模式。它能优化软件的结构使其更加适合幼儿的思维，对幼儿教育软件设计与开发具有重要的指导价值。针对幼儿教育软件系统结构设计，具体要求：单个模块的规模要适中且相对独立。心理学研究表明单个模块最好控制在一页“纸或界面”内，超过这个范围就会降低幼儿可以理解的程度。模块若太小会导致软件的开销过大，进而增加接口的复杂性，降低软件的稳定性，因此要通过分解、合并手段降低模块间的耦合，如共有模块内容，可以单独设计成独立的模块；幼儿教育软件模块间的接口要尽可能简单，多设计单入、单出口的模块。确保软件模块的进入与退出方便容易，确保接口间的信息传递简单、高效，与模块功能相一致等；幼儿教育软件的系统架构、模块的扇入（多少个上级模块可以直接调用该模块）、扇出（一个模块可直接调用的模块数量、宽度（同一层级的模块数量、深度（软件的总层数）要适中，符合幼儿的认知能力。根据幼儿心智特点，笔者认为扇入、扇出以不超过3个为宜，宽度、深度以不超过5个为宜。启发式设计模式在幼儿教育软件的内容与结构设计开发上具有非常实用的指导价值。
(三）娱教式设计模式
娱教不同于“寓教”，娱教一词由国外翻译而来，英文为“Edutainment”，是“Education(教育)”和“Entertainment(娱乐)”两个词的组合。娱教技术是以尊重学习者当前的生活价值为基础，通过创建、使用与管理怡当的技术过程和资源以促进“学习者生活体验和乐趣”与“教育目的和手段”相融合的理论与实践。[13]在国内学者常把它理解为一种理念，以幼儿教育软件开发为例，娱教设计是在尊重幼儿生活的前提下，把幼儿生命的体验与乐趣转变为幼儿数字化资源内容与过程的统筹规划。
娱教模式设计与开发幼儿教育软件的核心要点：一是隐性的教育目标与内容。把幼儿的教育内容融合到幼儿游戏或活动中，让幼儿在使用软件或资源时，不知不觉地达到教育的目的；二是适宜的交互。没有交互就没有反馈效应（对结果的了解能强化学习者的投入与效率），幼儿就很难被设计的软件或资源所吸引。幼儿与软件资源的“对话”能增强幼儿活动的趣味性；三是引人入胜的界面。资源呈现界面要做到友好、美观、卡通及幼儿化，尽量吸引幼儿的注意。娱教模式设计与开发的关键环节：一是尊重幼儿的权利，把资源受用对象视为一个独立的、完整的人，选择幼儿喜欢的方式去表达软件内容，通常采用故事、操作、音乐、角色扮演、游戏等形式；二是努力构思创设富有乐趣的、人性化的软件或资源意境。软件设计前首先对幼儿进行心理特征分析，精心设计和挑选软件开发需要的素材，巧妙运用交互策略，合理安排内容组织结构及导航等。优美、好玩的界面足以激发幼儿的兴趣，进而达到娱教的目的；三是设计过程通盘考虑娱乐性与教育性的平衡问题，这也是娱教设计指导幼儿信息化软件设计的关键。对娱教类软件资源的设计与开发来说，若娱乐的成分过多，软件或资源的应用就会变成一次简单的娱乐行为，从而遗失教育的价值；倘若教育的目的性过于明确突出，又会降低幼儿的兴趣感，压抑幼儿的积极性。如何把握二者的比例，笔者认为对于幼儿教育软件而言，则是“三分教育，七分娱乐”，甚至娱乐的成分可以再高一些，这样才能更加契合幼儿园教育活动的特点一一游戏化。
以上三种模式是具有发展适宜性特色的幼儿教育软件设计与开发模式。需要指出的是模式的价值不在于为我们提供具体的操作步骤或临摹框架，而在于它能为我们提供思考问题的方式或视角。在幼儿软件设计与开发实践中，我们要深入领会模式背后的精神，依据具体需要，或重组、或调整、或删减地灵活运用。
教育教学软件的开发过程与一般意义上的软件开发过程略有差别，教育教学软件的开发过程具有典型的教学性，如突出教学设计、体现一定的学习方式等，其大致流程如图3所示，包括选择主题、教学设计、系统设计、稿本设计、软件制作、测试修正等六个环节，下面我们将就教育软件设计开发的主要环节，给幼儿教育软件开发提出一些具体建议。
(一）幼儿教育软件的选题
幼儿教育软件设计与开发的第一步就是确定主题，也就是该软件要实现什么教育目标，达到什么样的效果。主题确定之后方能围绕主题展开相应的设计。幼儿教育软件主题主要来源于幼儿园培养目标,但一个简单的软件或软件的某一模块，其主题不宜太多，最好只针对某个方面。选题具体可以通过解读《幼儿园工作规程》《3~6岁儿童学习与发展指南》等，选择其中的培养点，如卫生习惯的培养、热爱家乡情感的培养等作为软件的主题。软件主题也可以依据幼儿园五大领域课程的教材内容来确定，对于幼儿园课程教材中的那些难以用语言和传统媒体表达的重点与难点，且宜用多媒体形式演示或分解的内容，可以作为较好的开发主题。
(二）幼儿教育软件中的教学设计
教学设计是用系统论的观点与方法，分析学习者特征，确定教学内容与教学目标，选择与设计媒体信息，建立教学内容知识结构，设计相应评价与总结的过程，具体包括“幼儿特征分析”“软件内容选定”“内容呈现方式选择”“教学内容逻辑结构组织”等工作。
幼儿特征分析包括智力因素分析和非智力因素分析两个方面。智力因素的相关特征涉及知识基础、认知能力和认知结构变量等；非智力因素的相关特征涉及幼儿的兴趣、动机、情感、意志和性格等。不同年龄的幼儿，其生理、心理的发展水平与接受能力差别很大，幼儿软件设计必须具体分析软件所适用的那个年龄阶段的幼儿生理与心理特征，因此作为软件设计与开发者，还必须对幼儿发展心理学有一定的'了解，知道3~6岁幼儿在感知觉、学习（认知）、言语、智力、个性化及社会化等方面的发展规律，如4岁的幼儿不能区分同一色系中深浅不同的颜色，不能理解“前天”与“后天”的概念，也不能辨认菱形与平行四边形等图形。[16]
幼儿软件内容选择应重点考虑：一是关注幼儿生活。以发展适宜性为原则选取幼儿身边的人或事、幼儿能认知与理解的素材或事件，并对其进行适当加工与改编；二是关注中国经典传统文化，主要指中华文明传承下来的反映民族特质和风貌的文化，它是中华民族几千年的结晶，如儒家经典、唐诗宋词、民族戏剧、民谣曲赋等。它们对幼儿文明礼仪及道德习惯的培养具有重要意义；三是关注幼儿园办学特色。主要指幼儿园在长期发展中形成的某方面稳定的、独特的优势品质，如德育、美术、舞蹈等优势特色。该主题资源的信息化一方面有利于幼儿园知名度的提升，另一方面有利于优质信息化资源的共建共享；四是关注地方区域性特色文化。主要指某地区或幼儿园所在家乡特有的经典文化、传统文化、生活习俗等，如北京的京剧，广东的民谣，甘肃的皮影等。具有区域文化特色的软件资源既能宣传家乡美又能加深幼儿对家乡的认识，培养幼儿热爱家乡的情怀。
内容呈现策略主要采用情境创设策略和活动设计策略。情境创设主要为幼儿提供一个完整的、真实的生活背景，以此为支撑启动教学，引起幼儿的注意，调动幼儿的积极性。同时，支撑情境的表征与视听觉形式还要能促进幼儿在活动中与其他幼儿、教师之间的互动、交流及信息分享，从而促进幼儿的意义建构。幼儿园领域课程的内容通常是幼儿生活经验的总结与提炼，有效的学习还必须把它还原到幼儿近乎真实的生活情境中。幼儿软件活动设计应重点关注三个方面：一是活动的背景。描述活动的任务、规则、方式等；二是活动的组织。用具有吸引力的表征，为幼儿设置一个真实、富有挑战的任务；三是活动的操作空间。为幼儿完成活动提供一定的工具和引导等。
(三）幼儿教育软件的系统设计
软件系统设计包括超媒体结构设计、交互界面设计、导航策略设计等。幼儿软件系统框架以软件知识点之间的相互关系及活动环节的顺序为主。首先，由于幼儿思维的单维度性，软件的键出信息、从一个页面进入另一个页面、返回主页、结束与退出链接不宜太多。软件系统链接若过于复杂会使幼儿迷糊、厌烦，从而影响幼儿的判断与学习效果。一般情况下幼儿教育软件的结构要求：一是简明清晰，如上述扇入扇出不超过3个,宽度与深度不超过5个等；二是节奏适中、舒缓平和，重要的内容与故事情节可以多种形式重复展现。其次，软件交互功能的引入，为画面组接提供多种链接方式，使得—组画面可以有选择地与多组画面中的一组进行链接，17]让幼儿通过鼠标、键盘、触摸设备与软件方便快捷地实施互动交流。软件的交互形式主要有菜单、按钮、图标、热键、窗口、对话框等。按钮、图标交互方式相对而言比较适合幼儿的认知水平和习惯，是较为合适的选择。尽管实践中幼儿与软件的交互行为很少且难以控制，但交互的设计能起到使软件直观易懂、操作简单的作用。再次是关于幼儿软件的导航设计。导航是软件提供给幼儿及幼儿园教师快速找到学习目标的路径提示,常见有检索导航、帮助导航、线索导航、导航图导航、书签导航等。幼儿软件导航策略主张采用热区方式以形象化的图示放置于页面显眼的位置并配以该功能的语音，鼠标经过时发出相应声音。幼儿通过浏览、观察软件中的学习与活动信息网络结构图（通常为形象化的图标、按钮等},找到自己需要的信息。
(四）幼儿教育软件的稿本设计
幼儿教育软件的稿本设计主要是对幼儿软件中将要用到的文本、静止画面、运动画面等信息如何显示以及声音如何运用等进行细化说明。其中，文本内容显示的语法规则：幼儿教育软件素材一般很少使用文本或使用很小的文本等文本显示以观看清楚为原则，一方面合理选择字体、字号、行间距、字间距等，使之符合幼儿的视觉习惯，每屏字的区域不要超过整屏的60-70%。另一方面，合理选择色彩和明亮度，幼儿能识别的色彩有一定规律，色彩设计应巧妙利用反色与混色原理，避免颜色与背景的“顺色”现象，还要确保明亮级差在40~50级以上。
静止图像内容的语法规则：静止图像有图形与图像两种类型，它们的艺术性优劣体现在平面构成和色彩构成的好坏。平面构图主要把握匀称、比例、对称及均衡等规律的应用。匀称指均匀和谐分布；比例如黄金分割比例等；对称指结构空间等现状或重复出现；均衡指左右、上下、前后布局不等形而等量的情况，即双方虽然外形大小不同，但是视觉分量是对等的。在色彩运用上，色彩容量不宜超过五种，太多的色彩会增加幼儿的观看时间，引起幼儿的疲劳，夸张的色彩变化会让幼儿感到不真实，且不利于幼儿注意力的保持。
运动画面内容的语法规则：画面运动的方式有多种，如镜头的运动，机位的运动，电脑特技实现的运动，还包括蒙太奇组接手法的运动感，但无论哪一种运动都遵循一个基本规律，即有序、和谐且符合幼儿的视觉经验与心理观看顺序。此外，幼儿的注意力只有几分钟时间，建议运动画面尽量采用短小的视频录像、形象的动画，或者多种方式的组合共同表达一个主题。
声音内容的语法规则：软件声音包括解说、音乐、音效等。由于幼儿的识字水平有限，解说是很关键的要素。幼儿教育软件的解说速度要慢，每秒钟不得超过3个，最好使用儿童的语气或直接由儿童配音，可全文念读，也可字少念多。音乐主要用于烘托气氛、营造意境，起到重要的陪衬作用。虽然是陪衬元素，但也要做到：_要与主题基调一致；二要避免分散幼儿的注意力或让幼儿产生离题的遐想。音效主要由计算机或其他音频设备对需要的声音进行模拟，如关门声、动物的叫声等。音效应用既要做到真实细腻,又要符合幼儿的接受心理与听觉习惯，不能太过强烈与刺激。此外，音乐与音响在软件中建议尽量设计“控制音量”和“开关”按钮，以便在使用中更加人性化。
(五）幼儿教育软件的制作
幼儿教育软件的制作主要完成素材加工处理、软件编辑合成、软件测试打包等工作。它与其他类型软件的制作过程基本一致，这里不再分步详述，而仅从整体上给出制作的一些建议：
一是倡导多元合作的制作模式。多元合作有利于优势组合，形成合力。幼儿教育软件制作一般需要三类人员的参与：一是教育技术研究人员，主要完成素材加工、平台搭建、软件编辑、软件维护与调试等；二是学前教育研究人员，主要依据稿本审核软件内容及实施软件教学策略与方法等；三是一线幼儿教育人员，主要是幼儿园相关工作人员，他们能提供幼儿教育实践经验、幼儿心理特征描述、相关软件测试环境及软件试用与使用反馈等数据。
二是倡导幼儿直接参与软件制作。幼儿参与软件制作是软件发展适宜性的最好体现。20世纪70年代末，美国教授帕普特（SeymourPaperl)及其同事首次让儿童以测试者的身份加入Logo语言的设计，开创儿童参与软件设计的先河。-随后很多研究者分别对幼儿直接参与幼儿软件制作过程进行了尝试性探索。幼儿不仅能够参与软件制作，而且还能为软件制作带来意想不到的创意。幼儿参与软件制作能让软件反映幼儿的声音、展现幼儿的视角、注入幼儿的想法等。注意，幼儿参与制作与移情设计模式有一定区别，移情设计并不一定要求幼儿直接参与，通常由设计者采用移情策略获取幼儿的体验数据。
三是常用编辑软件及组合。教育软件开发工具可分为两类：一是素材处理工具软件，主要用于素材生成、美化、加工等；二是编辑合成工具软件，主要用于语言编写、素材集成、数据库支持等。
五、结语
过去，国内幼儿教育软件尽管在数量上、内容上发展非常迅速，但在质量上却不容乐观。[21]幼儿教育软件是幼儿知识多样化呈现与多元化交互的重要形式，是信息技术有效促进幼儿自主学习与发展的前提。本文系统探讨了幼儿教育软件设计与开发策略，以期能为幼儿教育软件发展尽绵薄之力，同时希望由此引起广大研究者与幼儿教育工作者对该问题的关注。相信在大家的共同努力与参与下，幼儿教育软件将在科学性、适宜性、系统性等方面有较大的提高。
幼儿教育软件设计与开发策略论文
从信息化发展框架来看，教育软件资源的设计与开发是教育信息化建设与发展的核心与重点，[1]p]是教育信息化发展的首要突破口。同样，幼儿教育软件资源的设计与开发也是学前教育信息化发展的重要任务，是学前教育信息化有效实施的重要前提。但是，由于我国学前教育信息化目前尚处于发展的初级阶段，优质信息化软件资源依然十分短缺,[4]因此对幼儿教育软件资源设计与开发的研究具有非常重要的意义。
一、幼儿教育软件的内涵
软件是相对硬件而言的，它是计算机系统中一系列按照特定顺序组织起来的计算机数据和指令的集合。教育软件则是指根据教学目标设计的，表现特定教学内容,反映一定教学策略的计算机教学程序。[5]幼儿教育软件毫无疑问是教育软件中的一种类型，是在一定的学习理论指导下，为幼儿提供的涉及教育内容、教育活动或学习工具的应用软件。[6]它的服务对象是幼儿与幼儿园教师，它的应用目的是借助计算机功能以支持和促进幼儿的学习与发展。在学前教育领域，幼儿教育软件按照幼儿学习的特点可以大致分为两类：一类是以行为主义学习理论为指导的“训练一练习”型软件（DrillandPracticeSoftware);另一类是以建构主义学习理论为指导的“发展适宜性”软件（DevelopmentallyAp?propriateSoftware)。[7]前者强调对幼儿学习与行为反应的强化，比较适用于幼儿园封闭式、事实性问题的教与学，如常见的图形与色彩辨识软件等；后者则强调为幼儿提供丰富的探索、操作、解决问题的情境，让幼儿在软件环境与学习互动中实现对新知识与技能的意义建构，比较适用于幼儿园开放性、生成性问题的教与学，如IBM公司研发的Edmark益智软件等。但无论哪种类型的幼儿教育软件，它们都应具备以下三点属性：第一，软件属性，即软件的构成、设计与开发流程、技术规范等符合一般性软件的特征；第二，教育属性，即符合幼儿认知与发展规律，体现一定的幼儿教育原则与方法，尤其是那些与幼儿园五大领域课程相配套的教育软件；第三，思想属性，即承载的内容具有积极的教育意义,也就是说通过使用软件要能使幼儿在智力、情感、价值观等方面得到适宜的发展。
二、幼儿教育软件设计与开发原则
(一）发展适宜性原则
“发展适宜性”（Developmentallyappropriate),是1986年全美幼教协会（NationalAssociationforE?ducationofYoungChildren,简称“NAEYC”）为扭转国家教育改革造成的幼儿教育小学化倾向而提出的一种教育理念，它是全美乃至世界许多国家指导幼儿教育的一种立场或基本原则。在此原则中，发展的主体是“幼儿”，发展的标准是“适宜”，其核心理念可以概括为四个方面：一是幼儿教育软件应尽可能降低幼儿在操作软件时对成人指导的依赖；二是重视幼儿发展的规律、个性差异以及文化差异，包括幼儿生理、心理的特征，独特的个性与学习风格，不同的知识与技能基础以及社会背景等；]三是任何幼儿教育软件在“内容设计”与“技术实现”上都不是绝对的“适宜”或“不适宜”，而是处在二者之间的某一点上。幼儿教育软件设计与开发要尽可能靠近“适宜”的那一端；四是幼儿教育软件设计与开发策略是多元的、开放的和包容的。
(二）启蒙性原则
启蒙强调以幼儿为本，主张幼儿个性与自由的解放。9]幼儿教育软件资源是实施幼儿教育的重要材料，因此启蒙性原则也是幼儿教育软件设计与开发的重要指导原则。幼儿教育软件设计与开发应站在幼儿的立场，用幼儿已知的“类似性常识”来说明新知识和技能的原理。为此，幼儿教育软件在主题与内容选择上，_要广、博、浅，不宜偏、窄、深，体现对幼儿品德、智力、体育及审美的启蒙等；二要强调发生在幼儿身边的，为幼儿所熟知的、能理解的事或物。幼儿教育软件的内部结构与所体现的价值也不应以学科能力发展为目的，而应以诱导幼儿潜能的自然开启为目的。幼儿教育软件设计的出发点在于为幼儿打开通向某方面的窗口，但并不要求他（她)们走进去对此做很深入的探究。
(三）趣味性原则
3~6岁幼儿的注意力与耐心表现出明显的不足，如5~6岁幼儿注意力的稳定时间仅为7分钟左右，因此优秀的幼儿教育软件要能吸引幼儿沉浸于软件之中。常言道“兴趣是孩子最好的老师”，幼儿如若对某事物产生了浓厚的兴趣，他便会主动去认知、去探索、去实践，并在这一过程中产生愉快的情感与体验。趣味性原则在幼儿教育软件设计中的应用主要是寓教于乐。幼儿教育软件资源设计的各个环节与展开过程都要充满趣味与欢乐，以激发幼儿浓厚的兴趣，提高幼儿的积极性和求知欲，引导幼儿从软件或数字化资源中获取知识与技能。这要求软件设计者能贴近幼儿兴趣，选择幼儿生活中有趣的、喜闻乐见的事或物来替代那些抽象化的知识与道理。软件开发时，还要善于运用艺术审美的法则，通过精美的画面、美妙的音乐让幼儿在轻松愉快的氛围中接受良好的教育与启发。
(四）技术规范原则
技术规范原则包括技术标准规范、应用规范、操作控制规范等。技术标准规范指元数据的素材格式、开发技术、语言代码、传输接口等均有统一的标准，这是幼儿教育软件资源实现共享的前提，否则容易造成资源的重复建设与浪费。技术应用规范指资源开发不能为了技术而应用技术，而要让技术成为实现教育目的的适宜性手段，比如实际生活中北方的雪、动植物特征、火箭升空等场景，尽量采取实景拍摄，让幼儿有身临其境的感受，在幼儿心目中与真实事物越是接近的才越是最美的。对抽象的、理论化的故事与语言等，应运用形象的“动画”或“动画与模拟相结合”的技术手法实现。操作控制规范指幼儿软件的操作使用要简单、灵活、可靠。开发的课件、动画等内部系统结构清晰简洁，技术实现要通用、可靠，体现必要的交互而不觉繁杂。操作界面应尽可能采用寓意明确的按钮和图标，甚至考虑配以按钮与图标的发音等。
根据幼儿教育软件的内涵及设计与开发的原则，我们提出三种比较科学、适合的幼儿教育软件资源设计与开发模式，具体如下：
(一）移情式设计模式
移情是心理学术语，最早由德国心理学家利普斯(lips)提出。心理学界认为人的认识领域存在着“物”“自我”“他者的自我”三种心理成分。“物”一般需要通过知觉来理解“自我”需要通过内部知觉才能理解，而“他者的自我”则必须通过移情方式来理解。移情是一个人感受到他人的情感、知觉和思想的一种心理现象。运用移情模式设计与开发幼儿教育软件的核心理念是理解幼儿、基于幼儿发展、以幼儿为中心，其最关键的环节在于如何解决移情的问题。为了充分理解用户的体验，至少要关注以下三种数据：语言数据“说”，表达人们知道的和讲述的）、行为数据“做”，观察人们是怎么做的），以及情感和梦想的数据“想”，描述当前体验的非语言化的结构性方淘，三者之间的层级关系及体验模型如图1所示：
出色的幼儿教育软件应能准确了解幼儿使用软件中的状态及幼儿使用软件的体验。设计者要善于收集幼儿对该软件相关问题的描述性数据、观察幼儿操作与使用行为的数据以及想象幼儿所感知的使用体验数据。这些数据是开发以“幼儿为中心”软件的基础。幼儿教育软件的开发是根据幼儿发展需求创建出软件系统或软件部分的过程，一般包括前期策划、需求分析、资源设计、技术实现、测试与评价、应用推广等环节，下面从一般性软件的开发过程简要说明移情模式的应用。
如图2所示，移情设计在幼儿需求分析环节的主要任务是掌握幼儿信息化学习特征。幼儿教育软件的受用对象是幼儿，移情分析时既要选取那些经常使用信息化软件的幼儿，又要选择一部分未来将使用信息化软件的幼儿以及具有某些特殊需要的幼儿群体,后两类幼儿的参与能提供更加有效的软件设计灵感。根据移情设计模型，常用移情策略有：通过记录分析幼儿的表述和思考，获取幼儿明确的或可观察的体验；通过幼儿在日常活动中操作、使用软件的行为，获得幼儿可直接观察到的体验或操作使用行为所暗示的体验；分析幼儿使用信息化软件的“所想”（知道、感觉、梦想），深度发掘幼儿对信息化软件的认知与情感体验。通过这一系列过程，我们将详细了解幼儿对教育软件资源的“他我体验”，这是移情设计的重要数据。那么，接下来的主要任务就是通过幼儿的移情分析，设计信息化软件的模块划分、组织结构、层次结构、逻辑调用关系等。在幼儿教育软件开发的测试与评价环节，还将再次运用移情分析策略进一步完善幼儿软件的设计等。
移情设计需要特别强调的是关于“想”的数据获取策略，主要操作工具有“情感工具”和“认知工具”两种，前者如可视化的建构技术等，后者如心理地图等。通过上述分析,使用移情设计指导幼儿教育软件设计与开发的关键是：科学选择幼儿群体、正确使用移情策略与工具、怡当地融移情分析数据于软件设计之中。
(二）启发式设计模式
“启发式设计”与“启发式教学”二者内涵不同、应用领域也不相同，但却具有相同的指导思想。启发式教学源远流长，在中国两千年前就有《学记》“不愤不启，不悱不发”的记载，西方古希腊学者苏格拉底约在公元前400年也提出过“产婆术教学法”，即今天的启发式教学。启发式教学更多的时候被我们看作是一种教学指导策略。[1“启者开其意，发者达其辞”，启发的基本内涵是根据学习者的实际,采用一定的情境手段，引导学习者积极主动学习的一种策略。在工程学界，启发还是一套数字化软件或资源的设计开发规则。运用启发式规则开发幼儿教育资源的重点包括两个方面：幼儿软件内容在组织上的启发式教学设计、教育软件系统架构的启发式原则应用。
“启”是幼儿教育软件内容与结构的体现，》发”是幼儿使用软件过程中内心认知活动的体现，幼儿教育软件的设计与开发要赋予软件以“启”的基本属性和“发”的潜在特质。启发式设计模式以“幼儿”为中心选择软件的内容及呈现方式是要符合幼儿的年龄特征，二是内容选材要求简单、典型、直观形象且适合用画面语言表达。在软件内容素材的组织上应尽可能多地创设一些启发式的认知情境，常用手段主要有启发式问题、启发式讲授、启发式示范等。启发式问题是通过预先设计的一系列具有内在关联的提问，使幼儿的注意力集中在软件的某一问题上，从而调动幼儿学习与参与教学活动的积极性，促使幼儿自愿地去探究知识、操练技能。但在软件设计中，提问并不完全等同于启发,启发问题还要能创建出一定的情境认知空间，即提供幼儿充分想像与交互的可能。启发式讲授则是对幼儿园课程中的一些原理、方法、客观事物等内容，在讲授时采用形象化、艺术化的表达，如加强比喻、拟人、抒情、修辞的运用等。启发式示范主要对幼儿教育活动实施引导性操作。幼儿教育软件中的一些技能实践性教育，如剪纸、体操等，设计时要把握边示范、边讲解，正误操作相结合的策略。逼真的错误示范对于幼儿也能起到良好的启发作用。幼儿在使用软件时能通过对比、甄别，对正确的操作或运动形成更加深刻的印象。
启发式思想在计算机工程软件研发中也演绎出了一套自我发现能力或运用某种方式或方法去判定事物知识和技能的优化设计模式。它能优化软件的结构使其更加适合幼儿的思维，对幼儿教育软件设计与开发具有重要的指导价值。针对幼儿教育软件系统结构设计，具体要求：单个模块的规模要适中且相对独立。心理学研究表明单个模块最好控制在一页“纸或界面”内，超过这个范围就会降低幼儿可以理解的程度。模块若太小会导致软件的开销过大，进而增加接口的复杂性，降低软件的稳定性，因此要通过分解、合并手段降低模块间的耦合，如共有模块内容，可以单独设计成独立的模块；幼儿教育软件模块间的接口要尽可能简单，多设计单入、单出口的模块。确保软件模块的进入与退出方便容易，确保接口间的信息传递简单、高效，与模块功能相一致等；幼儿教育软件的系统架构、模块的扇入（多少个上级模块可以直接调用该模块）、扇出（一个模块可直接调用的模块数量、宽度（同一层级的模块数量、深度（软件的总层数）要适中，符合幼儿的认知能力。根据幼儿心智特点，笔者认为扇入、扇出以不超过3个为宜，宽度、深度以不超过5个为宜。启发式设计模式在幼儿教育软件的内容与结构设计开发上具有非常实用的指导价值。
(三）娱教式设计模式
娱教不同于“寓教”，娱教一词由国外翻译而来，英文为“Edutainment”，是“Education(教育)”和“Entertainment(娱乐)”两个词的组合。娱教技术是以尊重学习者当前的生活价值为基础，通过创建、使用与管理怡当的技术过程和资源以促进“学习者生活体验和乐趣”与“教育目的和手段”相融合的理论与实践。[13]在国内学者常把它理解为一种理念，以幼儿教育软件开发为例，娱教设计是在尊重幼儿生活的前提下，把幼儿生命的体验与乐趣转变为幼儿数字化资源内容与过程的统筹规划。
娱教模式设计与开发幼儿教育软件的核心要点：一是隐性的教育目标与内容。把幼儿的教育内容融合到幼儿游戏或活动中，让幼儿在使用软件或资源时，不知不觉地达到教育的目的；二是适宜的交互。没有交互就没有反馈效应（对结果的了解能强化学习者的投入与效率），幼儿就很难被设计的软件或资源所吸引。幼儿与软件资源的“对话”能增强幼儿活动的趣味性；三是引人入胜的界面。资源呈现界面要做到友好、美观、卡通及幼儿化，尽量吸引幼儿的注意。娱教模式设计与开发的关键环节：一是尊重幼儿的权利，把资源受用对象视为一个独立的、完整的人，选择幼儿喜欢的方式去表达软件内容，通常采用故事、操作、音乐、角色扮演、游戏等形式；二是努力构思创设富有乐趣的、人性化的软件或资源意境。软件设计前首先对幼儿进行心理特征分析，精心设计和挑选软件开发需要的素材，巧妙运用交互策略，合理安排内容组织结构及导航等。优美、好玩的界面足以激发幼儿的兴趣，进而达到娱教的目的；三是设计过程通盘考虑娱乐性与教育性的平衡问题，这也是娱教设计指导幼儿信息化软件设计的关键。对娱教类软件资源的设计与开发来说，若娱乐的成分过多，软件或资源的应用就会变成一次简单的娱乐行为，从而遗失教育的价值；倘若教育的目的性过于明确突出，又会降低幼儿的兴趣感，压抑幼儿的积极性。如何把握二者的比例，笔者认为对于幼儿教育软件而言，则是“三分教育，七分娱乐”，甚至娱乐的成分可以再高一些，这样才能更加契合幼儿园教育活动的特点一一游戏化。
以上三种模式是具有发展适宜性特色的幼儿教育软件设计与开发模式。需要指出的是模式的价值不在于为我们提供具体的操作步骤或临摹框架，而在于它能为我们提供思考问题的方式或视角。在幼儿软件设计与开发实践中，我们要深入领会模式背后的精神，依据具体需要，或重组、或调整、或删减地灵活运用。
教育教学软件的开发过程与一般意义上的软件开发过程略有差别，教育教学软件的开发过程具有典型的教学性，如突出教学设计、体现一定的学习方式等，其大致流程如图3所示，包括选择主题、教学设计、系统设计、稿本设计、软件制作、测试修正等六个环节，下面我们将就教育软件设计开发的主要环节，给幼儿教育软件开发提出一些具体建议。
(一）幼儿教育软件的选题
幼儿教育软件设计与开发的第一步就是确定主题，也就是该软件要实现什么教育目标，达到什么样的效果。主题确定之后方能围绕主题展开相应的设计。幼儿教育软件主题主要来源于幼儿园培养目标,但一个简单的软件或软件的某一模块，其主题不宜太多，最好只针对某个方面。选题具体可以通过解读《幼儿园工作规程》《3~6岁儿童学习与发展指南》等，选择其中的培养点，如卫生习惯的培养、热爱家乡情感的培养等作为软件的主题。软件主题也可以依据幼儿园五大领域课程的教材内容来确定，对于幼儿园课程教材中的那些难以用语言和传统媒体表达的重点与难点，且宜用多媒体形式演示或分解的内容，可以作为较好的开发主题。
(二）幼儿教育软件中的教学设计
教学设计是用系统论的观点与方法，分析学习者特征，确定教学内容与教学目标，选择与设计媒体信息，建立教学内容知识结构，设计相应评价与总结的过程，具体包括“幼儿特征分析”“软件内容选定”“内容呈现方式选择”“教学内容逻辑结构组织”等工作。
幼儿特征分析包括智力因素分析和非智力因素分析两个方面。智力因素的相关特征涉及知识基础、认知能力和认知结构变量等；非智力因素的相关特征涉及幼儿的兴趣、动机、情感、意志和性格等。不同年龄的幼儿，其生理、心理的发展水平与接受能力差别很大，幼儿软件设计必须具体分析软件所适用的那个年龄阶段的幼儿生理与心理特征，因此作为软件设计与开发者，还必须对幼儿发展心理学有一定的'了解，知道3~6岁幼儿在感知觉、学习（认知）、言语、智力、个性化及社会化等方面的发展规律，如4岁的幼儿不能区分同一色系中深浅不同的颜色，不能理解“前天”与“后天”的概念，也不能辨认菱形与平行四边形等图形。[16]
幼儿软件内容选择应重点考虑：一是关注幼儿生活。以发展适宜性为原则选取幼儿身边的人或事、幼儿能认知与理解的素材或事件，并对其进行适当加工与改编；二是关注中国经典传统文化，主要指中华文明传承下来的反映民族特质和风貌的文化，它是中华民族几千年的结晶，如儒家经典、唐诗宋词、民族戏剧、民谣曲赋等。它们对幼儿文明礼仪及道德习惯的培养具有重要意义；三是关注幼儿园办学特色。主要指幼儿园在长期发展中形成的某方面稳定的、独特的优势品质，如德育、美术、舞蹈等优势特色。该主题资源的信息化一方面有利于幼儿园知名度的提升，另一方面有利于优质信息化资源的共建共享；四是关注地方区域性特色文化。主要指某地区或幼儿园所在家乡特有的经典文化、传统文化、生活习俗等，如北京的京剧，广东的民谣，甘肃的皮影等。具有区域文化特色的软件资源既能宣传家乡美又能加深幼儿对家乡的认识，培养幼儿热爱家乡的情怀。
内容呈现策略主要采用情境创设策略和活动设计策略。情境创设主要为幼儿提供一个完整的、真实的生活背景，以此为支撑启动教学，引起幼儿的注意，调动幼儿的积极性。同时，支撑情境的表征与视听觉形式还要能促进幼儿在活动中与其他幼儿、教师之间的互动、交流及信息分享，从而促进幼儿的意义建构。幼儿园领域课程的内容通常是幼儿生活经验的总结与提炼，有效的学习还必须把它还原到幼儿近乎真实的生活情境中。幼儿软件活动设计应重点关注三个方面：一是活动的背景。描述活动的任务、规则、方式等；二是活动的组织。用具有吸引力的表征，为幼儿设置一个真实、富有挑战的任务；三是活动的操作空间。为幼儿完成活动提供一定的工具和引导等。
(三）幼儿教育软件的系统设计
软件系统设计包括超媒体结构设计、交互界面设计、导航策略设计等。幼儿软件系统框架以软件知识点之间的相互关系及活动环节的顺序为主。首先，由于幼儿思维的单维度性，软件的键出信息、从一个页面进入另一个页面、返回主页、结束与退出链接不宜太多。软件系统链接若过于复杂会使幼儿迷糊、厌烦，从而影响幼儿的判断与学习效果。一般情况下幼儿教育软件的结构要求：一是简明清晰，如上述扇入扇出不超过3个,宽度与深度不超过5个等；二是节奏适中、舒缓平和，重要的内容与故事情节可以多种形式重复展现。其次，软件交互功能的引入，为画面组接提供多种链接方式，使得—组画面可以有选择地与多组画面中的一组进行链接，17]让幼儿通过鼠标、键盘、触摸设备与软件方便快捷地实施互动交流。软件的交互形式主要有菜单、按钮、图标、热键、窗口、对话框等。按钮、图标交互方式相对而言比较适合幼儿的认知水平和习惯，是较为合适的选择。尽管实践中幼儿与软件的交互行为很少且难以控制，但交互的设计能起到使软件直观易懂、操作简单的作用。再次是关于幼儿软件的导航设计。导航是软件提供给幼儿及幼儿园教师快速找到学习目标的路径提示,常见有检索导航、帮助导航、线索导航、导航图导航、书签导航等。幼儿软件导航策略主张采用热区方式以形象化的图示放置于页面显眼的位置并配以该功能的语音，鼠标经过时发出相应声音。幼儿通过浏览、观察软件中的学习与活动信息网络结构图（通常为形象化的图标、按钮等},找到自己需要的信息。
(四）幼儿教育软件的稿本设计
幼儿教育软件的稿本设计主要是对幼儿软件中将要用到的文本、静止画面、运动画面等信息如何显示以及声音如何运用等进行细化说明。其中，文本内容显示的语法规则：幼儿教育软件素材一般很少使用文本或使用很小的文本等文本显示以观看清楚为原则，一方面合理选择字体、字号、行间距、字间距等，使之符合幼儿的视觉习惯，每屏字的区域不要超过整屏的60-70%。另一方面，合理选择色彩和明亮度，幼儿能识别的色彩有一定规律，色彩设计应巧妙利用反色与混色原理，避免颜色与背景的“顺色”现象，还要确保明亮级差在40~50级以上。
静止图像内容的语法规则：静止图像有图形与图像两种类型，它们的艺术性优劣体现在平面构成和色彩构成的好坏。平面构图主要把握匀称、比例、对称及均衡等规律的应用。匀称指均匀和谐分布；比例如黄金分割比例等；对称指结构空间等现状或重复出现；均衡指左右、上下、前后布局不等形而等量的情况，即双方虽然外形大小不同，但是视觉分量是对等的。在色彩运用上，色彩容量不宜超过五种，太多的色彩会增加幼儿的观看时间，引起幼儿的疲劳，夸张的色彩变化会让幼儿感到不真实，且不利于幼儿注意力的保持。
运动画面内容的语法规则：画面运动的方式有多种，如镜头的运动，机位的运动，电脑特技实现的运动，还包括蒙太奇组接手法的运动感，但无论哪一种运动都遵循一个基本规律，即有序、和谐且符合幼儿的视觉经验与心理观看顺序。此外，幼儿的注意力只有几分钟时间，建议运动画面尽量采用短小的视频录像、形象的动画，或者多种方式的组合共同表达一个主题。
声音内容的语法规则：软件声音包括解说、音乐、音效等。由于幼儿的识字水平有限，解说是很关键的要素。幼儿教育软件的解说速度要慢，每秒钟不得超过3个，最好使用儿童的语气或直接由儿童配音，可全文念读，也可字少念多。音乐主要用于烘托气氛、营造意境，起到重要的陪衬作用。虽然是陪衬元素，但也要做到：_要与主题基调一致；二要避免分散幼儿的注意力或让幼儿产生离题的遐想。音效主要由计算机或其他音频设备对需要的声音进行模拟，如关门声、动物的叫声等。音效应用既要做到真实细腻,又要符合幼儿的接受心理与听觉习惯，不能太过强烈与刺激。此外，音乐与音响在软件中建议尽量设计“控制音量”和“开关”按钮，以便在使用中更加人性化。
(五）幼儿教育软件的制作
幼儿教育软件的制作主要完成素材加工处理、软件编辑合成、软件测试打包等工作。它与其他类型软件的制作过程基本一致，这里不再分步详述，而仅从整体上给出制作的一些建议：
一是倡导多元合作的制作模式。多元合作有利于优势组合，形成合力。幼儿教育软件制作一般需要三类人员的参与：一是教育技术研究人员，主要完成素材加工、平台搭建、软件编辑、软件维护与调试等；二是学前教育研究人员，主要依据稿本审核软件内容及实施软件教学策略与方法等；三是一线幼儿教育人员，主要是幼儿园相关工作人员，他们能提供幼儿教育实践经验、幼儿心理特征描述、相关软件测试环境及软件试用与使用反馈等数据。
二是倡导幼儿直接参与软件制作。幼儿参与软件制作是软件发展适宜性的最好体现。20世纪70年代末，美国教授帕普特（SeymourPaperl)及其同事首次让儿童以测试者的身份加入Logo语言的设计，开创儿童参与软件设计的先河。-随后很多研究者分别对幼儿直接参与幼儿软件制作过程进行了尝试性探索。幼儿不仅能够参与软件制作，而且还能为软件制作带来意想不到的创意。幼儿参与软件制作能让软件反映幼儿的声音、展现幼儿的视角、注入幼儿的想法等。注意，幼儿参与制作与移情设计模式有一定区别，移情设计并不一定要求幼儿直接参与，通常由设计者采用移情策略获取幼儿的体验数据。
三是常用编辑软件及组合。教育软件开发工具可分为两类：一是素材处理工具软件，主要用于素材生成、美化、加工等；二是编辑合成工具软件，主要用于语言编写、素材集成、数据库支持等。
五、结语
过去，国内幼儿教育软件尽管在数量上、内容上发展非常迅速，但在质量上却不容乐观。[21]幼儿教育软件是幼儿知识多样化呈现与多元化交互的重要形式，是信息技术有效促进幼儿自主学习与发展的前提。本文系统探讨了幼儿教育软件设计与开发策略，以期能为幼儿教育软件发展尽绵薄之力，同时希望由此引起广大研究者与幼儿教育工作者对该问题的关注。相信在大家的共同努力与参与下，幼儿教育软件将在科学性、适宜性、系统性等方面有较大的提高。
板方法模式（Template Method Pattern），定义一个操作中的算法骨架，而将一些实现步骤延迟到子类当中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。模板方法模式是比较简单的一种设计模式，但是它却是代码复用的一项基本的技术，在类库中尤其重要，它遵循“抽象类应当拥有尽可能多的行为，应当拥有尽可能少的数据”的重构原则。作为模板的方法要定义在父类中，在方法的定义中使用到抽象方法，而只看父类的抽象方法是根本不知道怎样处理的，实际做具体处理的是子类，在子类中实现具体功能，因此不同的子类执行将会得出不同的实现结果，但是处理流程还是按照父类定制的方式。这就是模板方法的要义所在，制定算法骨架，让子类具体实现。
问题一：软件设计模式主要有哪几种 创建型模式用来处理对象的创建过程，主要包含以下5种设计模式： ? 工厂方法模式（Factory Method Pattern） ? 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern） ? 建造者模式（Builder Pattern） ? 原型模式（Prototype Pattern） ? 单例模式（Singleton Pattern） 结构型模式用来处理类或者对象的组合，主要包含以下7种设计模式： ? 适配器模式（Adapter Pattern） ? 桥接模式（Bridge Pattern） ? 组合模式（posite Pattern） ? 装饰者模式（Decorator Pattern） ? 外观模式（Facade Pattern） ? 享元模式（Flyweight Pattern） ? 代理模式（Proxy Pattern） 行为型模式用来对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述，主要包含以下11种设计模式： ? 责任链模式（Chain of Responsibility Pattern） ? 命令模式（mand Pattern） ? 解释器模式（Interpreter Pattern） ? 迭代器模式（Iterator Pattern） 中介者模式（Mediator Pattern） ? 备忘录模式（Memento Pattern） ? 观察者模式（Observer Pattern） ? 状态模式（State Pattern） ? 策略模式（Strategy Pattern） ? 模板方法模式（Template Method Pattern） ? 访问者模式（Visitor Pattern） 问题二：软件开发的设计模式有哪些 最常用的是设计模式是工厂模式或者单例模式。 问题三：什么是软件设计模式 你好。 软件设计模式就是Uml统一建模语言的技巧性概念。主要研究各个类模块和接口之间的安排与搭配，也是为程序员提供亥流的一个很好的平台。 利用软件设计模式您可以做出质量更高，代码更少，扩充更容易的软件。我个人理解它更像是一个工具箱，可以让你生产出更漂亮、更简洁的代码。 我的回答您还满意吗？ 问题四：常见的软件开发模式和设计模式有哪些 MVC 这个是JAVA ee中就经常用到的模式 将数据模型、界面视图和业务逻辑控制分开的模式在Android开发中体现的最明显 数据模型一定单独 界面视图在布局中实现 业务控制单独编写，典型的MVC 问题五：软件工程中的设计模式都有哪些 Builder模式：比如AlertDialog.Builder。 适配器模式：比如GridView、ListView与Adapter。 命令模式：比如Handler.post。 享元模式：比如Message.obtain。 单例模式：比如InputMethodManager.getInstance。 观察者模式：比如ContentObserver。 这是一些经常用到的设计模式以及举例。 问题六：列出几种软件开发中常见的设计模式并解释 设计模式主要分三个类型:创建型、结构型和行为型。 其中创建型有： 一、Singleton，单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点 二、Abstract Factory，抽象工厂：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们的具体类。 三、Factory Method，工厂方法：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method使一个类的实例化延迟到了子类。 四、Builder，建造模式：将一个复杂对象的构建与他的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 五、Prototype，原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。 行为型有： 六、Iterator，迭代器模式：提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。 七、Observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。 八、Template Method，模板方法：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可以重定义该算法得某些特定步骤。 九、mand，命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队和记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 十、State，状态模式：允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。对象看起来似乎改变了他的类。 十一、Strategy，策略模式：定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并使他们可以互相替换，本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。 十二、China of Responsibility，职责链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系 十三、Mediator，中介者模式：用一个中介对象封装一些列的对象交互。 十四、Visitor，访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这个元素的新操作。 十五、Interpreter，解释器模式：给定一个语言，定义他的文法的一个表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 十六、Memento，备忘录模式：在不破坏对象的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。 结构型有： 十七、posite，组合模式：将对象组合成树形结构以表示部分整体的关系，posite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 十八、Facade，外观模式：为子系统中的一组接口提供一致的界面，fa?ade提供了一高层接口，这个接口使得子系统更容易使用。 十九、Proxy，代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问 二十、Adapter,适配器模式：将一类的接口转换成客户希望的另外一个接口，Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作那些类可以一起工作。 二十一、Decrator，装饰顶式：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加的功能来说，Decorator模式相比生成子类更加灵活。......>> 问题七：设计模式都有哪些? 设计模式主要分三个类型:创建型、结构型和行为型。 其中创建型有： 一、Singleton，单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点 二、Abstract Factory，抽象工厂：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们的具体类。 三、Factory Method，工厂方法：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类，Factory Method使一个类的实例化延迟到了子类。 四、Builder，建造模式：将一个复杂对象的构建与他的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 五、Prototype，原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新的对象。 行为型有： 六、Iterator，迭代器模式：提供一个方法顺序访问一个聚合对象的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。 七、Observer，观察者模式：定义对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知自动更新。 八、Template Method，模板方法：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，TemplateMethod使得子类可以不改变一个算法的结构即可以重定义该算法得某些特定步骤。 九、mand，命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队和记录请求日志，以及支持可撤销的操作。 十、State，状态模式：允许对象在其内部状态改变时改变他的行为。对象看起来似乎改变了他的类。 十一、Strategy，策略模式：定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并使他们可以互相替换，本模式使得算法可以独立于使用它们的客户。 十二、China of Responsibility，职责链模式：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的送发者和接收者之间的耦合关系 十三、Mediator，中介者模式：用一个中介对象封装一些列的对象交互。 十四、Visitor，访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，它使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这个元素的新操作。 十五、Interpreter，解释器模式：给定一个语言，定义他的文法的一个表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。 十六、Memento，备忘录模式：在不破坏对象的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。 结构型有： 十七、posite，组合模式：将对象组合成树形结构以表示部分整体的关系，posite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 十八、Facade，外观模式：为子系统中的一组接口提供一致的界面，fa?ade提供了一高层接口，这个接口使得子系统更容易使用。 十九、Proxy，代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问 二十、Adapter,适配器模式：将一类的接口转换成客户希望的另外一个接口，Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作那些类可以一起工作。 二十一、Decrator，装饰模式：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加的功能来说，Decorator模式相比生成子类更加灵活。 二十二、Bridge，桥模式：将抽......>> 问题八：总共有几种设计模式？？？ 共有23种 简单工厂是设计模式中比较简单的创建型模式 其原理就是创建一个工厂类（接口），客户端调用的为接口的实现类，来实现代码的复用与简单恭耦，其实简单工厂也是工厂方法模式的一种特殊实现。 推荐你看篇文章，你就会更好的理解。 blog.csdn/ai92/article/details/209198 问题九：软件设计模式的四个要素 设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构。将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。模式名称一个助记名，它用一两个词来描述模式的问题、解决方案和效果。命名一个新的模式增加了我们的设计词汇。设计模式允许我们在较高的抽象层次上进行设计。基于一个模式词汇表，我们自己以及同事之间就可以讨论模式并在编写文档时使用它们。模式名可以帮助我们思考，便于我们与其他人交流设计思想及设计结果。找到恰当的模式名也是我们设计模式编目工作的难点之一。问题描述问题存在的前因后果，它可能描述了特定的设计问题，如怎样用对象表示算法等。也可能描述了导致不灵活设计的类或对象结构。有时候，问题部分会包括使用模式必须满足的一系列先决条件。解决方案描述了设计的组成成分，它们之间的相互关系及各自的职责和协作方式。因为模式就像一个模板，可应用于多种不同场合，所以解决方案并不描述一个特定而具体的设计或实现，而是提供设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的元素组合（类或对象组合）来解决这个问题。效果描述了模式应用的效果及使用模式应权衡的问题。尽管我们描述设计决策时，并不总提到模式效果，但它们对于评价设计选择和理解使用模式的代价及好处具有重要意义。软件效果大多关注对时间和空间的衡量，它们也表述了语言和实现问题。因为复用是面向对象设计的要素之一，所以模式效果包括它对系统的灵活性、扩充性或可移植性的影响，显式地列出这些效果对理解和评价这些模式很有帮助。 问题十：有哪些比较好的设计模式 单例模式：这个是必须会的 观察者模式：这个最典型的应用就是mvc模式。 flyweight模式：这个也很常用 posite（组合）：这个很常见吧， 适配器模式：这个也很常用，比如我们一般会封装一些类库。然后成为我们用起来更方便的类。 其它的还很多的。总共23种。设计模式需要边学边用。很多不好理解。等以后觉得自己设计思路不太好了可以再翻翻。
只有傻不拉几的才会来做这种题。
50分不够最少要满分
计算机硬件系统及组装 的 30 个最佳结果1. 1 什么是 Internet 小型计算机系统接口 (iSCSI)？ 2. 2 计算机上是否可以有多个操作系统（多重引导）？ 3. 3 查明硬件是否与 Windows (HCL) 兼容 4. 4 安装新硬件：推荐的链接 5. 5 基本输入/输出系统 (BIOS)(定义) 6. 6 操作系统(定义) 7. 7 系统卷(定义) 8. 8 系统还原需要多大的磁盘空间？ 9. 9 系统事件(定义) 10. 10 实时文件系统（定义） 11. 11 系统管理员(定义) 12. 12 NTFS 文件系统(定义) 13. 13 使用远程桌面连接自动登录到远程计算机 14. 14 MS-DOS（Microsoft 磁盘操作系统）(定义) 15. 15 什么是系统信息？ 16. 16 更新您的计算机 17. 17 域名系统 (DNS)(定义) 18. 18 适用于 IT 专业人员的系统服务 19. 19 更改用于控制游戏的分级系统 20. 20 查明您计算机的处理器速度 21. 21 使计算机更易于使用 22. 22 便携式计算机模式(定义) 23. 23 什么是系统文件？ 24. 24 如何在计算机上观看或录制电视内容？ 25. 25 为什么系统还原功能不保护 FAT32 磁盘？ 26. 26 什么是计算机到计算机（临时）网络？ 27. 27 查明您计算机的 RAM 数量 28. 28 显示或隐藏通知区域（系统任务栏） 29. 29 更改系统区域 30. 30 使用“计算机”文件夹 你看你具体需要哪个,我只能帮你找找材料.
别给分了：给我150元钱，倒是可以考虑。
工程造价算量软件中BIM技术的运用论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都写过论文吧，论文可以推广经验，交流认识。相信许多人会觉得论文很难写吧，下面是我为大家收集的工程造价算量软件中BIM技术的运用论文，希望对大家有所帮助。
摘要： BIM技术是数字化技术与智能化管理的有机融合，将其融入工程造价，能促进建筑工程项目工程造价建设领域的发展以及突破。在实际操作过程中，有效运用BIM技术能提高建筑工程项目工程造价效率和质量。但目前仍然存在许多问题，影响着BIM技术在建筑工程项目工程造价算量软件中的推广。文章主要研究了BIM技术的特点以及优势，并对其在建筑工程项目工程造价算量软件中的应用进行了深入的探讨。
关键词： BIM技术；项目管理；建筑工程；工程造价算量软件；
20世纪70年代，BIM技术首次被应用于美国的某一个领域，经过长时间的提升以及优化改进，建筑信息模型技术已经慢慢演变成了一种新型技术。通过相关调查发现，该技术在工程设计建造管理中的应用较为普遍，借助该技术与参数模型的结合能实现对信息的融合处理。除此之外，在对项目进行策划、建造、实际运行以及修复维护的过程中，BIM可以起到数据共享以及传递信息的作用，进而保证相关工作人员对建筑信息有一个正确的认知与理解，同时合理利用这些信息。
1、BIM技术概述
BIM技术在建筑工程学领域、土木工程领域都具有突出作用，是这些工程领域中的新型研究工具，早在2002年的时候，BIM这一概念就已经出现，其一经提出就受到了世界范围内多个领域的青睐。这一技术能实现建筑信息的集成，可以贯穿于建筑工程的各环节，从最初的设计到最终的项目结束，BIM对每一环节的信息都能进行有效的整合，然后将整合信息反馈给设计团队、施工单位以及设施运营等多个部门，使其相关工作人员对数据信息有一个全面的掌握利用。
2、BIM技术集成化分析
根据当前的设计新形式进行分析，土木工程在设计方面对各环节、步骤的要求都比较高，故而设计工作需要与后续的施工管控等内容进行有效联合。基于这一情况，管理分析形式多变的数据并对其进行相应的整合是一项重要内容。如果想要从稳定性方面对工程设计进行合理改善，就需要根据相关的信息以及处理的要点充分地将BIM技术进行利用，然后进行BIM的构建。
3、BIM技术在工程造价算量软件中的应用优势
建筑工程信息模拟技术在进行工程造价方面能获得较好的效果，可以降低工程成本，优化建筑施工现场方面，首先，随着科技的快速发展，建筑工程信息模型已经发展到比较完善的五维模型，在进行具体实践时，工作人员能按照相关的技术来进行有计划的维护模型操作，将整体的统计工作效率进行提升。除此之外，当该技术完善到一定阶段之后，能对成本需求进行同时分析，具有较高的工作效率，而且获得的数据也具有很高的精确性。其次，从优化施工现场的角度来进行分析，因为整个工程开展的过程中工作量较大，如果能借助建筑工程信息模拟技术来进行管理，那么就能对施工现场进行优化和高效组织的作用，利于保证施工工作的顺利开展，从而降低施工材料损耗。
4、BIM技术在工程造价算量软件中的应用
4.1全过程造价管理的实现
BIM技术在施工项目成本精细化管理中的应用，不仅可以解决专业分离和分相问题，使造价师、施工方、建筑师、工程师和业主可以在各阶段共同工作，也可以开始FR。在项目完成设计、投标、竣工、竣工验收、竣工验收后进行项目决策。在项目投产后，整个施工阶段进行动态成本管理和控制，可有效将施工过程的各环节联系起来，有效地控制施工总成本，从而提高施工效率。
4.2造价数据的积累与共享
BIM建筑信息模型提供有关建筑物实际存在的所有信息，包括几何信息、物理信息和监管信息。BIM能将所有信息形成一个统一的有机整体，避免信息传输中的变化丢失。由于项目在其整个生命周期中共享相同的模型，因此所有数据收集和更改都在此模型上执行，并且所有这些数据只有一个导出，这可以保护数据的完整性。
4.3项目的BIM模拟决策
在项目投资决策阶段，可以调用已完成项目的成本数据，类似于拟议项目，例如该地区的人材机价格及每平方米的造价，能高效准确地估算出规划项目的总投资额，为投资决策提供准确依据。设计确定施工安装成本，将设计图纸中的项目组成部分与数据库累计的成本信息相关联，并根据子项目输出相关的成本信息，以达到限制设计的目的，降低项目成本。在确定总承包商的设计基础和图纸审核阶段后，BIM可以将每个专业整合到一个统一的平台中。设计承包商可以从不同角度审查图纸，并使用BIM的视觉模拟功能来模拟碰撞检查可以及时发现不合理的时间点，减少设计错误，大大降低返工成本，并减少项目实施过程中可能发生的争议。
4.4BIM的不同维度多算对比
成本管理中的多个计算的比较对及时发现问题并纠正它们和降低工程成本至关重要。多算对比通常从时间、工序、空间三个维度进行分析对比，它不仅可以分析一个时间段的成本，还可以将项目的实际成本分成每个过程，并可以根据空间区域统计，分析相关成本要素。从这三个维度进行统计和分析成本情况，有必要分割和总结大量的物理消耗和成本数据，并使用BIM软件快速准确地比较多个维度和多个计算。此外，在数据库的支持下，以最少的时间实现任意条件的统计分裂和分析，保证了多维成本分析的效率和准确性。
5、加强BIM技术在工程造价算量软件中的`应用策略
5.1加大建筑工程信息模型技术的基础投入力度
借助建筑工程信息模拟技术的力量，能更加快速且高质量地实现工程项目工程造价的目标。在具体实践中，要想能真正将相关技术进行利用，工作人员就要结合工程的具体情况，在基础设施的建设方面选择合理的软件类型和管理模式，只有这样才能将技术的功能得到充分的发挥。目前建筑工程信息模拟技术已经得到了积极的推广以及运行，对造价咨询的企业来说，它能在工程造价算量软件服务方面提高效率和水平，但这也要求相关技术人员进行基础的投入。
5.2加大建筑工程信息模型技术人才的培养力度
在人才的培养方面，从选拔入手，特别是选拔具备综合素质能力较强的人才，让他们能快速地对建筑工程信息模拟技术进行了解。而且在进行人才培养的过程中，除了要对人才需要掌握的基本技能，还需要对他们的管理意识和能力进行训练。在对他们工程造价信息化的意识进行树立时，相关领导需要做好人员的教育和技术的宣传工作，调动工作人员积极主动地对技术进行学习以及应用。
5.3合理监控工程整体成本
为保障建筑工程量计算结果的准确性，再进行实际监控的过程中，工作人员必须保证合理监控工程的整体成本性，利用BIM技术的可视性，可以将工程中各环节的各项资料展开有效的汇总工作。特别是对部分大型建筑工程而言，在建设期间需进行不同的操作环节，而且分项工程的数量非常多，只是预算过程就具有较高的复杂性，为了保证最终预算结果的准确性，预算人员就需根据具体建筑结构的特点以及建筑施工过程的程序和分项工程内容，做好具体的预算工作。在竣工结算时，如发现存在预算方面的问题，就需要提出相应的解决措施。总而言之，为了保证建筑信息模型技术，在工程造价算量软件中发挥其应有的价值，并且推动整个工程造价的效果预算，人员在展开预算工作的过程中，必须充分结合工程具体的运行情况，对施工的成本展开合理的控制操作，同时利用建筑信息模型的可视性，充分了解建筑结构的各项特点。
除此之外，在预算工作期间，预算人员必须提高自身的风险意识，在日常工作中加强巡视频率，提高建筑工程中问题发现的及时性，并制定科学合理的风险防范措施，从而保证建筑工程施工中的风险可得到良好的控制。因为建筑工程的施工过程涉及设备种类相对较多，在进行算量工作期间应充分结合建筑工程整体的经济效益，并选择科学合理的预算软件，从而充分发挥软件的使用价值，以及保证建筑工程的质量，可控制在相关标准之内。
6、结束语
在建筑领域，无论是哪一经营主体都要对工程进行全面管理，施工技术改进工作固然重要，同时也不要忽视各环节的管理工作。目前大部分工程建设团队对造价工作投入了大量的精力，但人工化管理已经丧失了其优越性，对复杂造价的管理并不能合理把控，为此在应用算量软件的基础上，又充分发挥了BIM技术的应用价值，通过对造价展开跟踪化管理等方式，以期项目的总体水平得以提升，避免因造价变动而给项目工程带来阻碍干扰。
7、参考文献
[1]王雯,韩利菲.BIM技术在市政工程造价管理中的应用分析[J].住宅与房地产,2020(18):45.
[2]石敏.BIM技术在工程造价管理中的应用[J].工程技术研究,2020,5(5):199-200.
[3]胡一杰.探究BIM技术在建筑工程造价管理中的应用[J].住宅与房地产,2019(36):24.
浅谈如何加强工程造价管理摘要: 迈入新世纪,具有中国特色的住宅开发建设正面临一场新的革命.倡导以人为本,天人合一的哲学观进行品牌定位,从规划设计,建筑设计,户型设计,建材采用,到功能和质量等方面要求越来越高,作为房地产开发企业首要的要求是工期短,投资效益好.针对房地产项目的这些情况,必须对项目投资实施全过程有效的成本控制,从组织,技术,经济,合同与信息等方面,挖掘潜力,降低成本,提高投资效益和社会效益. 本文针对影响工程造价比较大的设计阶段,招标投标阶段,施工阶段,竣工结算阶段的工程造价控制,发表一点拙见,起到抛砖引玉的作用,供广大同行商榷. 关键词: 工程造价造价管理一,设计阶段的成本控制设计阶段是房地产项目成本控制的关键与重点.尽管设计费在建设工程全过程费用中比例不大,一般只占建安成本的1.5%-2%,但对工程造价的影响可达75%以上,由此可见,设计质量的好差直接影响建设费用的多少和建设工期的长短,直接决定人力,物力和财力投入的多少.合理科学的设计,可降低工程造价10%.但在工程设计中不少设计人员重技术,轻经济,任意提高安全系数或设计标准,而对经济上的合理性考虑得较少,从根本上影响了项目成本的有效控制.例如:某高层住宅每层电梯井走廊仅十多米的距离,其间又无防火分区,就设了三只消防箱,而按消防规范要求,只要两支水枪同时到达室内任何部位即可.这种设计不合理,造成了一定浪费,显然是对工程的各种经济指标不够重视.因此,设计阶段对项目投资的影响是极其重要的.特别是扩初设计阶段对项目经济的影响达70-%95%,实际上,当扩初设计批复之后,存在的技术问题,费用问题都很难解决,因此必须重视扩初设计,以避免"先天不足". 1.推行设计招标,择优选择设计单位积极推行建筑方案与经济方案相结合的设计招标方法,尽量将工程主体及配套的围护,绿化等均放在一起进行招标,采用多家竞投,组织有关专家综合评比,这样既可优选出好的设计单位,又可促进设计方在项目整体布局,建筑造型使用功能上开拓创新,在降低工程造价上下功夫. 2.开展限额设计,有效控制造价积极推行限额设计,健全设计经济责任制.设计人员应熟悉掌握建筑工程预算定额及费用定额,熟悉建筑材料预算价格,然后按项目投资估算控制初步设计及概算,再用初步设计概算控制施工图设计及概算.因此,各专业在保证功能及技术指标的前提下,必须制定双赢策略,合理分解和使用投资限额,融施工图设计和施工图预算为一体,把技术和经济有机结合起来.严格控制设计变更,以保证投资限额不轻易突破.房地产开发企业的工程造价管理人员应与设计部门积极配合,及时提供可靠的工程基础资料. 当前普遍存在着设计不精,深度不够的情况.这是增加工程造价的不确定因素.由于设计频繁变更,给工程造价控制带来一定的难度.依据开发经验和投资估算的要求,必须有效地确定设计限额(造价,三材消耗指标等),并建立奖惩考核激励机制.对哪个专业或哪一段突破了造价指标,必须分析原因,用设计修改的办法加以解决.克服那种只顾画图,不顾算帐的倾向,变"画了算"为"算了画".并利用同类建筑工程的技术指标进行科学分析,比较,优化设计,降低工程造价. 3.采用合同措施,有效控制造价针对目前设计人迥经济观念淡薄,设计变更随心所欲.笔者认为应在设计合同经济条款上,增加设计变更及修改的费用额度限制条款,如设计变更费超出施工合同价的某一比例(如5%)时,则扣罚一定比例的设计费(设计质保金).采取一定的约束力是对设计规范,设计标准,工程量与概预算指标等各方面控制的一种举措. 二,招标投标阶段的成本控制1.项目招标过程中的成本控制工程招标投标包括设备,材料采购招投标和施工招投标两个方面,通过招投标开发商择施工单位或材料供应商,这对项目投资乃至质量,进度的控制都有至关重要的作用.笔者认为,在招标过程中成本控制,业主方应注意与加强以下几点: (1)招标工作应遵循公平,公开,公正,诚信的原则.招标前,应严格审查施工单位资质,必要时进行实地考察,避免"特级企业投标,一级企业转包,二级企业进场"等不正常现象,这对项目成本控制非常不利. (2)做好招标文件的编制工作,造价管理人员应收集,积累,筛选,分析和总结各类有价值的数据,资料,对影响工程造价的各种因素进行鉴别,预测,分析,评价,然后编制招标文件.对招标文件中涉及费用的条款要反复推敲,尽量做到"知己知彼",以利于日后的造价控制. (3)合理低价者中标.目前推行的工程量清单计价报价与合理低价中标,作为业主方应杜绝一味寻求绝对低价中标,以避免投标单位以低于成本价恶意竞争.所谓合理低价,是在保证质量,工期前提下的合理低价. 2.做好合同的签定工作应按合同内容明确协议条款,对合同中涉及费用的如工期,价款的结算方式,违约争议处理等,都应有明确的约定.在签定的过程中,对招标文件和设计中不明确,不具体的内容,通过谈判,争取得到有利于合理低价的合同条款.同时,正确预测在施工过程中可能引起索赔的因素,对索赔要有前瞻性,有效避免过多索赔事件的发生.此外,应争取工程保险,工程担保等风险控制措施,使风险得到适当转移,有效分散和合理规避,提高工程造价的控制效果.工程担保和工程保险,是减少工程风险损失和赔偿纠纷的有效措施. 三,施工阶段的成本控制施工阶段是资金投入的最大阶段,是招投标工作的延伸,是合同的具体化.加强施工控制,就是加强履约行为的管理.房地产开发产业是随着国家住房分配供给体系的改革而产生的.虽然与基建项目具有共性,但也会不可避免地发生"三超"现象,但"三超"的超额必须由企业的赢利来弥补,如果控制失衡,会使企业经营亏本.因此,房地产企业的盈利目的决定了项目投资必须实现预期的目标.该阶段成本控制的主要工作为: 1.抓好合同管理,减少工程索赔在施工阶段成本控制的关键是对工程变更实行有效控制.针对目前工程量清单报价,施工单位往往采取"低价中标,索赔赢利"的方式承揽工程.作为业主方造价管理人员要做到事前把关,主动监控,严格审核工程变更,计算各项变更对总投资的影响,从使用功能,经济美观等角度确定是否需要进行工程变更,减少不必要的工程费用支出,避免投资失控;另外,对施工单位及材料供应商不履行约定义务及时提出反索赔,使成本得到有效控制. 2.从管理模式上着手,建立建设监理制,追求项目投资的有效控制按照监理规定和实施细则,完善职责分工及有关制度,落实责任,从工程管理机制上建立健全的投资控制系统.同时做好月度工程进度款审核,避免投资失控.工程进度款的审核,对经监理方确定的工程量,按合同约定的计价依据,套用材料单价及费用定额进行核价后支付相应的工程进度款. 3.从技术措施上展开项目投资的有效控制对主要施工技术方案做好论证的基础上,广泛应用新材料,新工艺,新办法等等,想方设法在技术上实施项目投资的有效控制.技术措施是实施项目投资的必要保证.据统计,材料费一般占直接工程费的70%左右.同时,直接费的高低影响到间接费的高低,因此,选用新工艺,新材料,是提高劳动生产率和缩短工期的有力保证. 4.从经济措施上展开项目投资的有效控制严格控制现场经费和总部管理费,合理使用广告策划费,销售代理费等,减少销售成本,最大限度降低静态投资.例如:占道费,绿化赔偿费和其他补偿费等,对大宗材料或大型设备按合同要求可直接进行甲供,以达到降低造价之目的. 甲供材料须根据工序及施工进度安排进料计划,尽量降低存储成本.另外,加强甲供材料的现场管理,合理堆放,减少搬运及损耗. 四,竣工阶段的成本控制该阶段是成本控制工作的最后阶段.根据合同,预算及费用定额,竣工资料,国家或地方的有关法规,认真审核工程款.以政策为依据,对送审的竣工决算进行核实工程量,落实联系单签证费用,使审核后的结算真正体现工程实际造价. 五,结束语长期以来,习惯于把成本控制放在建设实施阶段,其实,投资控制,工期控制,质量控制等是互为关联的,存在着对立统一的六辨证关系系.要抓好投资控制,必须抓好项目的质量和进度等.因此,项目造价,工期,质量等是一个相辅相成的问题,项目成本控制是集经济,技术与管理为一体的综合学科,只有做到各方综合评衡,才能做到直接有效.在房地产开发项目中必须对影响成本的各个阶段实施全过程控制,以利于房地产开发企业资金的合理流动,实现投资的良性循环.也只有这样,房地产项目投资才能真正可控,管理才会出效益.
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10) 嵌入式实时软件在计算机软件设计中的运用
11) 测控数据实时监测软件设计方法研究
12) 体验模型指导下的云办公软件社会化分享设计
13) 计算机软件开发设计的难点分析
14) 无人机地面在线检测软件的设计
15) 配网数字化规划设计档案一体化软件设计研究
16) 嵌入式系统设计实验的Qt MIPS仿真软件开发
17) Solidworks参数化设计软件在我国家具研发中的应用
18) 会议电视系统平板会控软件设计与实现
19) 锅炉设计中引入三维设计软件的思考
20) 平面设计软件与DICOM图像数据处理技术
21) FLASH动画设计软件在多媒体技术中的应用
22) 无人机飞控计算机自动测试软件设计与开发
23) 基于虚拟现实技术的软件界面设计与研究
24) 面向掩星观测的软件接收机设计
25) 基于软件通信体系结构的波形FPGA软件设计方法
26) 基于MATLAB的`同步发电机原动机及其调速系统参数辨识与校核可视化软件设计
27) 基于USB的软件综合安全模块设计及应用
28) 面向大数据处理的内容服务器软件设计与实现
29) 基于Android终端的企业即时通信软件的设计与实现
30) 临时限速服务器软件设计优化研究
31) 锥形束CT与simplant软件辅助设计模拟种植下颌牙列缺损的临床研究
32) 面向复用的软件设计方法研究
33) 电网规划数据处理辅助软件的流程设计
34) GPS农田平地机土方量及设计高程计算软件开发
35) 基于STC89C52的智能台灯软件设计
36) 浅析计算机平面设计中设计软件的相互结合与应用
37) 商业固体激光器设计软件应用研究
38) 体育运动会比赛软件系统的设计与研究
39) 综合化航空电子系统网络传输延迟测试软件设计
40) 基于XML的监控软件快速设计技术
41) 基于三维动画软件的服装设计分析与研究
42) 基于Matlab的水与蒸汽热力学性质查询软件设计
43) 机顶盒软件模块设计及实现
44) 剪纸拼接与PS软件设计截骨矫正强直性脊柱炎后凸畸形的对比
45) 基于联合辅助设计软件的试验仪控数字化平台开发
46) ZBrush数字雕刻软件在电脑首饰设计中的应用
47) 对以用户体验为导向的智能手机应用软件界面设计的几点探讨
48) 点云数据生成软件的设计及其在月饼模具逆向设计与制造中的应用
49) 一种新型的有源交错并联Boost软件开关电路设计
50) 基于第一创造法的可拓创新软件设计
51) 基于DCS的工程项目设计软件介绍
52) 一种复杂模式网传数据软件模拟器的设计
53) VB环境下交互式GMT地学绘图软件的设计及实现
54) 基于等效的单体包装机软件模块化设计研究
55) 基于Visual Basic的工程数量计算软件设计与开发
56) 基于数据库的油气管道线路施工图设计软件二次开发
57) 基于EDA软件的滤波器设计
58) 基于Android的可配置工业远程监控软件设计与实现
59) 基于图像方式的受电弓滑板磨耗检测系统软件设计
60) 基于移动互联网的个人健康管理软件设计与实现
61) 老年人的握力测量软件沉浸式界面设计
62) 基于XMPP协议的Android即时通信软件的设计与实现
63) CFD软件自动化验证确认云平台设计与实现
64) 基于模糊聚类的色选机上位软件系统研究与设计
65) 双排桩支护结构理正软件设计计算与有限元(MIDAS/GTS)模拟分析
66) 移动端智能手机软件产品的UI设计研究
67) 基于ZYNQ的软件无线电平台设计与实现
68) 基于面向对象的纸机传动系统软件设计的研究
69) 软件企业设计人员胜任力模型研究
70) 算法可视化软件设计中关键问题的研究
71) 基于参与式设计方法的移动端烹饪软件界面设计研究
72) 支持语音识别功能的Andriod记事本软件设计与实现
73) 中小企业财务软件设计与应用
74) 基于Android的便携式心电监护系统软件的设计
75) 通用测试系统软件架构及关键技术的设计与实现
76) 基于双DSP的制导飞行器控制系统的软件设计
77) 达芬奇技术下的视频处理及传输系统的软件设计与实现
78) 基于SolidWorks的管壳式换热器辅助设计软件研究
79) 医学影像处理与分析软件平台设计与实现
80) 软件园研发建筑空间形态设计研究
81) 基于数据库的滑动轴承设计计算软件开发
82) 基于AutoCAD的滴灌工程设计软件研究与实现
83) 基于Gaudi的CSR外靶实验数据处理软件框架设计
84) 轮式起重机回转系统设计计算软件开发
85) 轮式起重机转向系统设计计算软件开发
86) CS公司软件开发人员薪酬体系优化设计研究
87) 基于可拓创新方法的产品创新软件设计与实现
88) 数字示波器自动校准软件设计
89) 基于Linux的多功能监护仪软件设计
90) CFETR设计软件集成平台研发
近年来,随着就业竞争越演越烈,关于 毕业 生就业质量问题的研讨亦日益广泛深入。下面是我为大家推荐的计算机论文，供大家参考。
计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析
认知无线电系统组成
认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。
认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。
认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。
认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。
认知无线电与其他无线电的关系
在认知无线电提出之前，已经有一些“某某无线电”的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。
认知无线电关键技术
认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。
频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。
智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入“频谱空穴”，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。
在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，采取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。
自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的资源，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。
现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。
认知无线电应用场景
认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。
频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。
认知无线电所要解决的是资源的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电视频段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电视频段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用资源相当丰富。
在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，采用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。
在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。
结束语
如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。
计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究
1引言
随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。
2无线通信方式比较
无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。
GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。
3系统设计
该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。
3.1组网模式
无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。
3.2安全防范
由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。
3.3网络控制模块设计
3.3.1硬件设计
网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。
3.3.2软件设计
网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。
3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写
(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。
3.3.2.2ModBus协议流程
本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。
4系统调试与验证
试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。
5结束语
本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。