淺析創(chuàng)意計算在教育軟件設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：創(chuàng)意計算是指運(yùn)用其它學(xué)科（如物理，化學(xué)或藝術(shù)）中的理論方法或者規(guī)律等來進(jìn)行軟件開發(fā)。創(chuàng)意計算作為一項(xiàng)新興的研究領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍較為廣泛，且發(fā)展?jié)摿薮?，目前也考慮將其應(yīng)用于教育軟件的設(shè)計開發(fā)。本文對創(chuàng)意計算、教育軟件概念進(jìn)行闡述，探討創(chuàng)意設(shè)計在教育軟件設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用所具備的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)意計算；教育軟件設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號：TP311

隨著我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展，大力推廣教育信息化建設(shè)已成為未來教育發(fā)展的主要方向和趨勢，因此以計算機(jī)輔助教學(xué)為中心的信息化教學(xué)模式也逐漸受到人們的重視。本文以創(chuàng)意計算應(yīng)用于教育軟件設(shè)計為例，簡述教育軟件特點(diǎn)及開發(fā)過程，探討創(chuàng)意設(shè)計的主要功能及其在教育軟件設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用所具備的優(yōu)勢。

1 創(chuàng)意計算概念

創(chuàng)意計算實(shí)際上是指通過某一創(chuàng)意的方法來進(jìn)行計算，通俗來講創(chuàng)意計算在軟件工程領(lǐng)域即是用其它學(xué)科（例如物理，化學(xué)或藝術(shù)）中的理論方法或者規(guī)律等來進(jìn)行計算，其中“計算”即為軟件開發(fā)[1]。因此也可以將創(chuàng)意計算理解為通過跨學(xué)科方式，綜合運(yùn)用不同專業(yè)背景知識為軟件開發(fā)開辟新的途徑，同時解決傳統(tǒng)軟件設(shè)計過程中存在的問題。

“創(chuàng)意計算”這一術(shù)語最早起源于英國德蒙福特大學(xué)技術(shù)系，該校技術(shù)系教授認(rèn)為研究創(chuàng)意計算的根本目的在于為軟件開發(fā)服務(wù)[2]。按照一般的思維方式人們通常都在考慮如何利用計算機(jī)軟件來輔助其他學(xué)科的教育教學(xué)，例如計算機(jī)輔助物理、數(shù)學(xué)教學(xué)、計算機(jī)輔助藝術(shù)教學(xué)等。同樣換一種角度來思考，也可以利用其他學(xué)科來幫助計算機(jī)軟件的設(shè)計研發(fā)。雖然通過長期努力，但是在軟件工程領(lǐng)域中仍然存在著大量難以解決的難題，因此可以考慮延伸至其他領(lǐng)域，運(yùn)用其他學(xué)科中的理論方法或者規(guī)律等來嘗試解決這些問題。運(yùn)用其他學(xué)科思想解決軟件工程領(lǐng)域中難以解決的問題，即是創(chuàng)意計算跨學(xué)科的意義所在，因而創(chuàng)意計算也變得潛力巨大。

2. 教育軟件概念

教育軟件的概念分為廣義上的教育軟件和狹義上的教育軟件。廣義教育軟件是指：所有以計算機(jī)軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，并且以服務(wù)各類教育、促進(jìn)教育發(fā)展為目的的軟件均被認(rèn)為是廣義上的教育軟件。主要包括自學(xué)輔助軟件、教育資源軟件、教務(wù)輔助軟件、行政管理軟件等；而狹義教育軟件是指：軟件產(chǎn)品中包含有特定教學(xué)內(nèi)容的和制定有特定教學(xué)目標(biāo)的軟件。主要包括：自學(xué)輔助軟件，教學(xué)輔助軟件。其中，教學(xué)輔助軟件又包括許多分支，如課件開發(fā)類軟件，教學(xué)過程類軟件，考試類軟件等。本文所探討的教育軟件主要是指狹義上的教育軟件。

3 教育軟件特點(diǎn)

教育軟件并不完全同于其他普通軟件，其主要特點(diǎn)包括：（1）軟件開發(fā)者在進(jìn)行教育軟件開發(fā)時，需要分析人類的認(rèn)知規(guī)律，并對人類的學(xué)習(xí)過程、思維習(xí)慣有所了解，這是人類最復(fù)雜的大腦活動；同時需要了解其他學(xué)科的相關(guān)知識背景，具備綜合運(yùn)用的能力；（2）教育軟件通常會涉及到大量的人機(jī)交互活動，因此對于人機(jī)界面的要求較高，需要軟件開發(fā)者在設(shè)計過程應(yīng)注重提升用戶體驗(yàn)；（3）教育軟件的開發(fā)依賴于不同專業(yè)人員共同開發(fā)，需要教育領(lǐng)域和計算機(jī)領(lǐng)域的專家共同合作完成。

4 教育軟件開發(fā)過程簡述

教育軟件開發(fā)與普通軟件開發(fā)有類似之處，但也存在一定差異，主要是由于該類軟件的開發(fā)要求設(shè)計研發(fā)人員具備多學(xué)科學(xué)術(shù)背景，因此需要教育領(lǐng)域和計算機(jī)領(lǐng)域的專家共同合作完成，此外，教育軟件的開發(fā)還需要在理論基礎(chǔ)的指導(dǎo)下來進(jìn)行。筆者通過總結(jié)，認(rèn)為教育軟件開發(fā)過程主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：環(huán)境分析，教學(xué)設(shè)計，軟件設(shè)計，軟件評價，維護(hù)等環(huán)節(jié)。其中環(huán)境分析環(huán)節(jié)包括對教學(xué)目標(biāo)，軟件使用對象的分析；教學(xué)設(shè)計分析包括對教學(xué)內(nèi)容的確定以及知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計；教育軟件設(shè)計包括對學(xué)習(xí)者模型，導(dǎo)學(xué)算法等部分的設(shè)計；軟件評價主要是指對所實(shí)現(xiàn)的教育軟件的質(zhì)量、能否滿足教育教學(xué)需求等一系列問題的回答；維護(hù)環(huán)節(jié)是指教育軟件應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)需求的變化，對其進(jìn)行必要的修改或升級等操作。

5 創(chuàng)意計算主要功能

創(chuàng)意計算的主要功能在于通過跨學(xué)科領(lǐng)域的綜合運(yùn)用，為計算機(jī)軟件開發(fā)提供新的思路。到目前為止，大部分計算機(jī)軟件開發(fā)的研究工作還是處于軟件工程領(lǐng)域的研究范圍內(nèi)，由于軟件工程本身是屬于一個相對單一的工具學(xué)科，發(fā)展很容易受到一定限制，加之至今仍有許多不可調(diào)和的問題存在以及自身有許多需要改進(jìn)完善的地方?；谶@一現(xiàn)狀，可以考慮拓寬視野，延伸至其他專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域。例如運(yùn)用其它學(xué)科中的理論方法或者規(guī)律等來指導(dǎo)軟件的開發(fā)，充分挖掘創(chuàng)意計算的潛力，為計算機(jī)軟件的開發(fā)帶來新的思路。

創(chuàng)意計算與計算創(chuàng)意在學(xué)術(shù)領(lǐng)域十分容易混淆，但兩者間有著明確的區(qū)別。創(chuàng)意計算是指用運(yùn)用創(chuàng)新的方法來進(jìn)行計算，重點(diǎn)在于“計算”；而計算創(chuàng)意則是通過計算來獲得創(chuàng)意，重點(diǎn)在于“創(chuàng)意”。將創(chuàng)意計算應(yīng)用于教育軟件設(shè)計是教育技術(shù)領(lǐng)域的的一個分支學(xué)科，是通過跨學(xué)科的思想來進(jìn)行相關(guān)軟件開發(fā)；而計算創(chuàng)意與其的本質(zhì)區(qū)別是通過模仿人類大腦實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意的過程。

6 創(chuàng)意計算優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)的教育軟件設(shè)計方法存在著設(shè)計效率缺陷、未充分考慮教育思想等問題，因而無法適應(yīng)現(xiàn)代教育的需求和發(fā)展[3]。上述問題一直是限制軟件工程領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸，因此考慮從其他學(xué)科中尋求解決問題的方法。創(chuàng)意計算的主要特點(diǎn)或者優(yōu)勢所在即為“跨學(xué)科”。創(chuàng)意計算將它學(xué)科（如物理，化學(xué)或藝術(shù)）中的理論方法或者規(guī)律等來進(jìn)行軟件開發(fā)，為軟件開發(fā)開辟新的途徑。因此，將創(chuàng)意計算應(yīng)用于教育領(lǐng)域不失為一種新的理論，將其他學(xué)科的規(guī)律與方法應(yīng)用于教育軟件開發(fā)，輔助教學(xué)促進(jìn)教育發(fā)展。軟件工程領(lǐng)域有許多關(guān)于效率方面的內(nèi)容，其他學(xué)科中也有類似的與效率相關(guān)的內(nèi)容，例如化學(xué)學(xué)科中的光化學(xué)效率、物理學(xué)科中的杠桿效率、能量轉(zhuǎn)化率等。教育軟件設(shè)計者可以在這些學(xué)科的理論，規(guī)律或方法中提煉出有助于于提高軟件設(shè)計效率的內(nèi)容。除此之外，在軟件工程領(lǐng)域以外的其他學(xué)科中，也有一些處理需求變化的應(yīng)對指導(dǎo)方法[4]。例如在教育領(lǐng)域中，在教學(xué)方法中就有關(guān)于教師如何因材施教方面的內(nèi)容。當(dāng)學(xué)生的需求發(fā)生變化的時，指導(dǎo)教師如何采取正確方法來應(yīng)對，并且指導(dǎo)教師針對學(xué)生新的需求來輔助學(xué)生的學(xué)習(xí)。以談話教學(xué)法為例，其中就包括當(dāng)教師與學(xué)生進(jìn)行討論的時候，每個學(xué)生問都可能提出不同的問題，當(dāng)教師面對新問題的提出時，應(yīng)該如何去應(yīng)對解決，指導(dǎo)教師如何激發(fā)學(xué)生對所學(xué)習(xí)的內(nèi)容的興趣。將這些學(xué)科中的理論方法或者規(guī)律與教育軟件設(shè)計方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將會給教育軟件設(shè)計開辟新的途徑。

7 結(jié)束語

隨著我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展，教育信息化已成為未來教育發(fā)展的主要趨勢，因此以計算機(jī)輔助教學(xué)為中心的教學(xué)模式逐漸引起人們的重視。各項(xiàng)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的技術(shù)得到了較大發(fā)展和進(jìn)步。然而經(jīng)過長期努力，軟件開發(fā)領(lǐng)域仍有許多難以解決的問題，因此考慮延伸至其他領(lǐng)域，運(yùn)用其他學(xué)科的理論方法或規(guī)律解決軟件開發(fā)領(lǐng)域面臨的問題。也是創(chuàng)意計算跨學(xué)科的意義所在，因此應(yīng)當(dāng)在創(chuàng)意計算所具備的功能基礎(chǔ)上充分發(fā)揮其優(yōu)勢，應(yīng)用于教育軟件設(shè)計，服務(wù)發(fā)展現(xiàn)代教育[5]。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張璐.創(chuàng)意計算應(yīng)用于教育軟件設(shè)計研究方法的研究[D].長春：東北師范大學(xué)，2013.

[4]王光生，何克抗.基于信息技術(shù)的數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)策略[J].開放教育研究，2009（02）：132-134.

[5]汪瓊，陳瑞江，劉娜.STaR評估與教育信息化研究[J].開放教育研究，2004（04）：209-211.

作者單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南衡陽 421000