淺談基于可視化工具VisualEyes的教學(xué)案例的設(shè)計

□李婧

淺談基于可視化工具VisualEyes的教學(xué)案例的設(shè)計

□李婧

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步普及與發(fā)展，在線的可視化工具應(yīng)用到教學(xué)中已成為一種趨勢。VisualEyes是一種性能良好的網(wǎng)絡(luò)可視化工具，它對教師的編程能力要求較低，易于呈現(xiàn)隨時空變化的教學(xué)內(nèi)容，極具教學(xué)應(yīng)用價值。本文在介紹該工具的基礎(chǔ)上，分析了使用該工具進行教學(xué)案例設(shè)計的過程與方法，并對其在教學(xué)實驗中的應(yīng)用做了展望。

可視化工具；VisualEyes；教學(xué)設(shè)計

在當(dāng)今的教育領(lǐng)域中，教學(xué)方法不斷變革，將可視化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中以輔助教師教學(xué)已被廣大教育專家認(rèn)可。對于教授和學(xué)習(xí)那些抽象的概念以及程序性的知識，借助于可視化技術(shù)就顯得尤為重要。可視化教學(xué)已經(jīng)成為教育技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的新趨勢與重要研究方向。

一、可視化工具VisualEyes概覽

（一）可視化工具VisualEyes的由來

VisualEyes項目由美國弗吉尼亞州數(shù)字歷史中心于2007年創(chuàng)建，并由美國弗吉尼亞大學(xué)科學(xué)、人文、藝術(shù)與技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)SHANTI(Sciences,Humanities&Arts Network of Technological Initiatives)投資和維護的一個支持中文輸入的可視化在線編輯工具。VisualEyes本身由Adobe Flash的腳本語言Actionscript3.0創(chuàng)建，它可以提供Flash環(huán)境并具備很好的兼容性。[1]

（二）VisualEyes的項目設(shè)計理念

樂高積木作為世界公認(rèn)的智力玩具品牌早已風(fēng)靡全球，如今它已不僅僅是少年兒童的游戲工具，其設(shè)計理念已被國際上的頂尖教育專家認(rèn)可，并廣泛地應(yīng)用到教育領(lǐng)域。可視化工具VisualEyes正是采用了樂高積木“虛擬搭建”的設(shè)計理念，即沒有固定的設(shè)計模板，完全憑借個體的想象力與創(chuàng)造力，設(shè)計、搭建出自己的結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品，并且最終的產(chǎn)品可修改、可再生。

可視化工具VisualEyes是一個開放性的在線編輯平臺，設(shè)計者可以按照自己的需求，將網(wǎng)絡(luò)上各種類型的資源鏈接到平臺上，這些資源可以是圖片、地圖、視頻、音頻以及數(shù)據(jù)庫等，再輔助一些簡單的腳本。VisualEyes的Flash網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序會閱讀用戶的項目腳本語言，進而執(zhí)行任務(wù)，這一過程類似計算機閱讀Word程序。最終，VisualEyes會將它們整合為一個無縫的交互性視圖。這種設(shè)計理念不僅可以培養(yǎng)設(shè)計者的結(jié)構(gòu)化思維，還能有效提高設(shè)計者的創(chuàng)新能力。[2]

（三）VisualEyes的項目結(jié)構(gòu)

VisualEyes的在線編輯工具VisEdit為用戶提供了兩種編輯方式，一種是樹狀視圖的元素搭建編輯方式，另一種是直接編輯XML語言的方式。對于編程能力較弱的用戶可以直接采用結(jié)構(gòu)化的“樂高積木”搭建方式。

利用VisualEyes新建的每一個項目都稱之為“工程”，用戶可將它看做主文件夾或樹干，它所包含的元素可以看做是子文件夾或樹枝。每一個工程都可以包含若干個子文件夾——視圖，每個視圖都以獨立選項卡的形式呈現(xiàn)在項目中。每個視圖文件夾又包含資源、顯示工具及控件等分支，用戶可以設(shè)置它們的屬性，還可以通過添加Glue腳本語言設(shè)置視圖的行為，從而呈現(xiàn)動態(tài)的視圖。

二、VisualEyes教學(xué)案例的教學(xué)分析

研究者選取了人民教育出版社出版的九年級上冊《世界歷史》的八個單元進行了教學(xué)案例的設(shè)計與開發(fā)，并以第四單元的教學(xué)內(nèi)容《新航路的開辟》為例，介紹使用可視化工具VisualEyes設(shè)計開發(fā)教學(xué)案例的過程。

（一）角色及其功能分析

可視化工具VisualEyes是建立在通用的Internet基礎(chǔ)之上的視圖編輯平臺。在豐富的網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，學(xué)科教師根據(jù)教學(xué)計劃與教學(xué)目標(biāo)，并結(jié)合自身的教學(xué)特色，利用VisualEyes服務(wù)器提供的編輯工具VisEdit，設(shè)計開發(fā)教學(xué)課件。研究者以九年級上學(xué)期的歷史課為研究對象，以管理員的身份參與此次研究，學(xué)科教師負(fù)責(zé)配合管理員開發(fā)教學(xué)案例。

1.管理員用戶和功能分析

管理員用戶是可視化項目的后臺編輯者，一般由學(xué)科教師擔(dān)任，由于教師對該工具還不是很熟悉，在本研究中由研究者作為項目的后臺管理員。首先，管理員要進入VisualEyes服務(wù)器上的VisEdit在線編輯工具，注冊自己的賬戶。此后，管理員便可以隨時使用已注冊的賬戶登錄VisEdit，在后臺編輯、修改并預(yù)覽每一個項目，并可以永久性地保存所有項目。

2.學(xué)生用戶和功能分析

學(xué)生是教學(xué)項目的教學(xué)對象，作為終端用戶，學(xué)生并沒有后臺管理的權(quán)限，只有利用網(wǎng)絡(luò)訪問項目的權(quán)限。教師每新建一個項目，系統(tǒng)都會自動分配一個項目號，教師只需將項目號告知學(xué)生，學(xué)生在瀏覽器中輸入“http://www.viseyes.org/show/?base=項目號”，即可瀏覽該項目。

（二）項目界面及運行環(huán)境需求分析

1.界面需求設(shè)計分析

VisualEyes可視化工具開發(fā)的教學(xué)項目以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器作為用戶界面，用戶可以與計算機進行交互?？梢暬虒W(xué)工具是連接教與學(xué)的樞紐，教師作為界面的設(shè)計者，應(yīng)考慮到教學(xué)對象的年齡、喜好等因素，這樣才有可能吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生興趣。本研究中，用戶界面的設(shè)計遵循了以下原則：

1）用戶界面要簡潔大方、易于操作

VisualEyes教學(xué)項目主要是用于課堂教學(xué)，如果用戶界面繁瑣、花哨，一方面不易于操作，耽誤課堂的寶貴時間，另一方面也不能吸引學(xué)生的注意力，從而失去了預(yù)期的教學(xué)效果。一個簡單、操作便捷的用戶界面是界面設(shè)計的首要原則。

2）用戶界面的結(jié)構(gòu)化與系統(tǒng)化

根據(jù)知識體系的邏輯性和前后關(guān)聯(lián)性，用戶界面應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的原則。教師在設(shè)計用戶界面時應(yīng)該明確教學(xué)思路，按照教學(xué)設(shè)計的框架來設(shè)計每一個視圖，從而理清學(xué)生的思路，便于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)。

3）界面交互的便捷性

由于VisualEyes教學(xué)項目不僅可以作為輔助教師課堂教學(xué)的手段，還可以用作學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的工具，因此交互性控制面板的設(shè)計要求簡潔、易操作，從而提高學(xué)生用戶交互與思考的效率，減少學(xué)生對交互操作的疑問。

2.運行環(huán)境需求分析

由于可視化工具VisualEyes是基于網(wǎng)絡(luò)的在線工具，因此首先需要網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的支持。VisualEyes最先是用Adobe Flash的腳本語言ActionScript2.0編寫的，之后技術(shù)人員又重新用ActionScript3.0編寫，因此，VisualEyes項目的瀏覽需要有Flash的支持環(huán)境，用戶需要安裝Adobe Flash 9.0或以上版本。

三、基于可視化工具VisualEyes教學(xué)案例的設(shè)計

（一）可視化界面設(shè)計

《新航路的開辟》這一課時的教學(xué)案例主要包括三部分視圖，每個選項卡對應(yīng)一個視圖，每個視圖都包含一個交互性的控制面板，用戶可以選擇性地顯示或隱藏各部分內(nèi)容。

在視圖二“新航路的開辟”中，可視化工具用動態(tài)路徑和動態(tài)時間軸分別顯示新航路每個航海家的航海路線，用戶可通過與控制面板和動態(tài)時間軸的交互，瀏覽各個航海家隨時空變化的動態(tài)航海路線。

《新航路的開辟》可視化教學(xué)案例的視圖除包括控制面板、動態(tài)時間軸和動態(tài)路徑之外，還包括放大鏡、圖文閱覽器和消息盒子等元素，符合可視化教學(xué)工具界面設(shè)計的需要。

（二）功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計

1.整體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

VisualEyes的項目編輯工具VisEdit采用樹狀視圖編輯方式，下圖為《新航路的開辟》教學(xué)案例的整體目錄樹?！癙roject”為項目的主目錄，“Frame”、“Textformat”及“Tab”是主目錄自帶的元素，分別控制框架的大小、字體以及選項卡的屬性。在主目錄中添加三個視圖元素，即呈現(xiàn)三個選項卡的視圖頁面。

項目的每個視圖又有其子目錄，以“新航路開辟的背景”視圖為例，管理員用戶又為該視圖添加了圖片、控制面板、圖文閱覽器、放大鏡工具及動態(tài)時間軸元素等，從而豐富了視圖內(nèi)容。

2.主功能元素設(shè)計

1）控制面板

控制面板作為VisualEyes的交互工具，可以添加多種類型的元素，包括復(fù)選框、單選按鈕、搜索框等?！缎潞铰返拈_辟》案例中，研究者統(tǒng)一添加單選框元素，不僅使界面保持統(tǒng)一，操作也十分簡便。

以視圖二為例，首先利用向?qū)橐晥D二添加一個控制面板，然后再為控制面板添加五個元素，元素類型“type”屬性都選擇為單選框。接著，為每個單選框元素添加“title”和“glue”兩個屬性，“title”屬性值為每個單選框在控制面板中顯示的標(biāo)題；“glue”則選取該選項可激發(fā)的行為動作。以“迪亞士的航海路線”為例，“title”屬性值為“迪亞士的航海路線”，“glue”則選擇“showdiyashiroute”，這個屬性值是迪亞士航海路線圖的glue動作名。

2）動態(tài)時間軸

在視圖文件夾里添加一個“timeline”控件，設(shè)置“dateformat”、“max”、“min”、“speed”等屬性。在此教學(xué)案例中，“dateformat”屬性選定為“mo/dy/yr”，“max”屬性 設(shè) 為 “12/31/1522”，“min”屬性設(shè)為“1/1/1487”，“speed”屬性設(shè)為5，即添加了一個從1487年1月1日至1522年12月31日的動態(tài)時間軸。另外， 時間軸控件還包含一個“frame”元素，通過設(shè)定其屬性值可以設(shè)置時間軸在視圖中的位置以及長短、樣式等特性。如果將該時間軸文件夾復(fù)制并粘貼到每個視圖文件夾中，則每個視圖都會共享此動態(tài)時間軸。

圖8 動態(tài)時間軸

3） 動態(tài)路徑

以麥哲倫的航海路線為例，設(shè)置動態(tài)路徑的步驟為：第一步，為視圖二添加一個“path”子目錄，將其“id”屬性設(shè)置為“maizhelunpath”；“res”屬性意為路徑的底圖，屬性值設(shè)置為“mazhelunroute”；“tweenlines”屬性設(shè)置為“true”，表示顯示兩點之間的連線。第二步，為“path”添加一個“pathway”，“id”屬性設(shè)置為“maizhelunpathway1”。第三步，為“maizhelunpathway1”添加7個“dot”點，每個點的x、y坐標(biāo)值通過在底圖上單擊鼠標(biāo)的同時按下 “Alt”鍵獲得，設(shè)置每個“dot”的“x”、“y”屬性值及“date”值，“date”的值如“1/20/1519”，即可將該點與動態(tài)時間軸上的時間相關(guān)聯(lián)，當(dāng)用戶播放動態(tài)時間軸時，到了1519年1月20日，動態(tài)路徑則經(jīng)過該點，從而顯示隨時空變化的內(nèi)容。第四步，為“path”添加一個“route”元素，每一個“route”元素對應(yīng)一個“pathway”，設(shè)置“route”的“pathway”屬性為“maizhelunpathway1”，設(shè)置“start”和“end”屬性，表示路徑所對應(yīng)時間的首位值，還可以設(shè)置“col”屬性值，設(shè)定路徑的顏色。第五步，為“path”元素添加“glue”元素，設(shè)置“from”屬性值為“maizhelunpath”，表示腳本命令來源于麥哲倫的航海路線，將“id”屬性值設(shè)置為“showmaizhelunpath”。

按照以上步驟，可以添加任意條路徑，并與動態(tài)時間軸上的時間相關(guān)聯(lián)，從而顯示隨時間變化的動態(tài)路徑圖。

四、結(jié)束語

VisualEyes是一種性能良好的網(wǎng)絡(luò)可視化工具，它對教師的編程能力要求較低，易于呈現(xiàn)隨時空變化的教學(xué)內(nèi)容，并且易于二次開發(fā)，極具教學(xué)應(yīng)用價值。在可視化工具網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢下，鑒于VisualEyes優(yōu)良的性能，它從眾多的可視化工具中脫穎而出。本文旨在拋磚引玉，希望有更多的研究者將其投入到教學(xué)實驗中，探究該工具在教學(xué)中的實用價值，并對其做出可靠性的評價。

[1]VisualEyes User Guide[OL].[2010-9-10].http://www.viseyes.org/InsideVisualEyes.pdf.

[2]李婧.可視化工具VisualEyes及其在教學(xué)中的應(yīng)用初探[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，（01）：125-128.

[3]VisualEyes Tutorial[OL].[2010-9-10].http://www.viseyes.org/VisualEyesTutorial.pdf.

G40-034

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1009—458x（2012）04—0087—04

2011－12－15

李婧，解放軍南京政治學(xué)院教育技術(shù)中心（210003）。

責(zé)任編輯 柯 南