【文章內(nèi)容簡介】 。 Indirect Interaction value：1從表中可以看出，b和c影響最廣，而c影響最大。互動(dòng)矩陣B（Interaction Matrix B）的作用是展示了產(chǎn)品的元素（element）與環(huán)境和用戶之間的關(guān)系。應(yīng)用實(shí)例如表3：表3：Interaction Matrix BInteraction Matrix BElementsEnvironmentHumanl178。Totaltableputereyeshandsall202bl178。178。123cl101d178。l112l Direct Interaction value：2178。 Indirect Interaction value：1從表中可以看出，b影響最廣，其次是a和d，而其中a影響最大。第三章 教育軟件設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)意方向研究，特點(diǎn)與開發(fā)過程 教育軟件概念教育軟件的概念有兩個(gè)方面的內(nèi)容，即廣義上的教育軟件和狹義上的教育軟件。廣義上，所有以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以服務(wù)于教育發(fā)展為目的的軟件均為教育軟件。它具體包括：教育資源軟件，自學(xué)輔助軟件，教學(xué)輔助軟件，教務(wù)輔助軟件，教學(xué)支撐軟件，行政管理軟件。狹義上，教育軟件是包含特定教學(xué)內(nèi)容的，有特定教學(xué)目標(biāo)的軟件產(chǎn)品。具體包括：自學(xué)輔助軟件，教學(xué)輔助軟件。其中，教學(xué)輔助軟件又包括課件開發(fā)類軟件，教學(xué)過程類軟件，考試類軟件。本文的教育軟件的概念是指狹義上的教育軟件。具體概念如圖4：圖4：教育軟件概念 教育軟件特點(diǎn)教育軟件不同于其他普通軟件的主要特點(diǎn)是：1) 在開發(fā)教育軟件時(shí)，需要對(duì)學(xué)習(xí)過程和認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行深入分析，這是人類最復(fù)雜的大腦活動(dòng)；2) 開發(fā)教育軟件時(shí)，需要對(duì)學(xué)科知識(shí)有深入的理解與綜合；3) 教育軟件對(duì)于人機(jī)界面的要求很高，因?yàn)榻逃浖婕暗酱罅康娜藱C(jī)交互；4) 教育軟件的開發(fā)需要教育領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的多位專家進(jìn)行合作開發(fā)。 教育軟件開發(fā)過程教育軟件的開發(fā)與普通軟件的開發(fā)是相通的，但是不同點(diǎn)在于教育軟件的開發(fā)不能僅僅依靠軟件專業(yè)的技術(shù)人員，而是需要具有多學(xué)科學(xué)術(shù)背景的技術(shù)人員，而且，教育軟件的開發(fā)需要在教育思想與理論的指導(dǎo)下進(jìn)行。因此，教育軟件的開發(fā)過程包括：環(huán)境分析，教學(xué)設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)，評(píng)價(jià)，維護(hù)等環(huán)節(jié)。其中，環(huán)境分析和教學(xué)設(shè)計(jì)屬于軟件工程領(lǐng)域的需求分析階段。圖5：教育軟件開發(fā)過程1) 環(huán)境分析主要包括對(duì)教學(xué)目標(biāo)，使用對(duì)象的分析等；2) 教學(xué)設(shè)計(jì)主要包括教學(xué)內(nèi)容的確定，知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等；3) 教育軟件設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)教育軟件的各個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中以學(xué)習(xí)者模型，導(dǎo)學(xué)算法等部分的設(shè)計(jì)尤為重要和關(guān)鍵[26]；4) 實(shí)現(xiàn)是根據(jù)教育軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行編碼；5) 評(píng)價(jià)是對(duì)所實(shí)現(xiàn)的教育軟件的質(zhì)量以及是否滿足教學(xué)需求等一系列問題的回答；6) 維護(hù)是根據(jù)教學(xué)需求的變化，對(duì)教育軟件進(jìn)行修改或升級(jí)等的動(dòng)作。 傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法研究傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面的和內(nèi)容設(shè)計(jì)層面的設(shè)計(jì)方法。本文關(guān)注的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面的設(shè)計(jì)方法。最為常用的教育軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面的設(shè)計(jì)方法有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法（structured design）[27]和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)法（objectoriented design）[28]。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法（structured design）對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法的一般描述：l 一個(gè)編碼范式（programming paradigm）；l 一個(gè)自頂向下的設(shè)計(jì)方法；l 一個(gè)能夠使軟件易于編碼，修改，維護(hù)和理解的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法的專有描述：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法是將一個(gè)大問題（任務(wù)/系統(tǒng)）分解成許多小問題，并解決小問題的方法。這些小問題形成了解決步驟。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法的基本步驟：1) 識(shí)別（identify）任務(wù)或系統(tǒng)的主要組件（Components）；2) 將任務(wù)或系統(tǒng)分解成這些主要組件（這些組件代表了設(shè)計(jì)步驟）；3) 對(duì)相關(guān)組件進(jìn)行分組；4) 根據(jù)需要，對(duì)單個(gè)的組件重復(fù)以上步驟；5) 用一種方式合理地組織組件，例如層級(jí)方式（hierarchy）[27]。 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)法（objectoriented design）面向?qū)ο蠓治觯∣OA ObjectOriented Analysis），面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD ObjectOriented Design）和面向?qū)ο缶幋a（OOP ObjectOriented Programming）是三個(gè)相關(guān)的，但是又不同的概念。l OOA考慮的是開發(fā)一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)象模型；l OOD考慮的是開發(fā)一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)的面向?qū)ο笙到y(tǒng)模型；l OOP 考慮的是用一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊陶Z言（例如JAVA或C++）實(shí)現(xiàn)一個(gè)OOD。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的基本步驟：1) 定義系統(tǒng)使用的情景和模式；2) 定義系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；3) 識(shí)別系統(tǒng)對(duì)象；4) 開發(fā)設(shè)計(jì)模型5) 規(guī)定對(duì)象接口[29]。 傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法存在的問題研究傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法存在的問題，就是傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的研究方向。這些問題都是在軟件工程領(lǐng)域里至今還沒有根本解決的問題。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)方法來說，除了軟件設(shè)計(jì)方法所涉及的概念定義，最主要的內(nèi)容是設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具。因此，對(duì)于傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法存在的問題的尋找，主要是從傳統(tǒng)教育軟件的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具的角度考慮。傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法所存在的問題有：沒有融入教育思想，沒有關(guān)于設(shè)計(jì)效率的考慮，不包含對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，難以適應(yīng)需求變化，難以解決軟件重用，沒有關(guān)于設(shè)計(jì)人員和環(huán)境設(shè)置的考慮等問題。關(guān)于傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法中存在的問題，如圖6：圖6：傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法存在的問題傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)所使用的方法依然是普通軟件的設(shè)計(jì)方法：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法（Structured Design）和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)法(ObjectOriented Design)[30]。因此在設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中，沒有融入教育思想，以指導(dǎo)教育軟件的設(shè)計(jì)。若是在教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中融入教育思想，那么在這種融入了教育思想的方法的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出來的內(nèi)容，也會(huì)更加適合教育者和學(xué)習(xí)者的使用，從而使教育軟件達(dá)到最佳的教育效果。在傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中，沒有用于考慮設(shè)計(jì)效率的內(nèi)容，僅僅是通過對(duì)問題，任務(wù)或系統(tǒng)的一步一步細(xì)化分解，來設(shè)計(jì)軟件。但至于如何來優(yōu)化這些步驟，以使設(shè)計(jì)達(dá)到一個(gè)最佳的效果，在設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中并沒有涉及。所謂設(shè)計(jì)效率的提高，不僅僅是對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)間的縮短，更是對(duì)于設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。尤其是對(duì)于教育軟件來說，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量就意味著提高教育軟件的教育效果，而這，也正是教育軟件開發(fā)所追求的目標(biāo)。若是在教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中加入有關(guān)提高設(shè)計(jì)效率的內(nèi)容，不僅能夠加快整個(gè)教育軟件的設(shè)計(jì)過程，從而提高整個(gè)軟件的開發(fā)效率，降低成本，而且能夠提高教育軟件的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高教育效果，也為教育軟件的編碼實(shí)現(xiàn)打下了良好的基礎(chǔ)，從而提高整個(gè)軟件的開發(fā)質(zhì)量。傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟中，主要是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并不包含對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因此，在用傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)教育軟件的過程中，還要專門對(duì)于教育軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)教育軟件系統(tǒng)來說，如果沒有數(shù)據(jù)的輸入與輸出，這個(gè)教育軟件系統(tǒng)就是無用的，是單純的資源和時(shí)間的浪費(fèi)。因此，輸入的數(shù)據(jù)和輸出的數(shù)據(jù)對(duì)于一個(gè)教育軟件系統(tǒng)來說是十分重要的。進(jìn)而，輸入的數(shù)據(jù)和輸出的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義與設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)好的教育軟件設(shè)計(jì)來說至關(guān)重要。對(duì)于教育軟件來說，使用的主體是學(xué)生，決定了輸入的信息也是關(guān)于學(xué)生的信息，一個(gè)教育軟件的好壞取決于對(duì)于學(xué)生信息的處理，因此，數(shù)據(jù)對(duì)于教育軟件來說尤為重要。又因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)互相影響，關(guān)系緊密，因此，能夠?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合起來，是最佳的選擇。因而，教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中應(yīng)該包含對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于，傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具較為固定，因此，傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法很難適應(yīng)用戶需求的變化。當(dāng)用某一個(gè)教育軟件設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)教育軟件系統(tǒng)時(shí)，若系統(tǒng)設(shè)計(jì)到一半，突然用戶需求發(fā)生了變化，那么，就需要使用教育軟件設(shè)計(jì)方法來重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，既推遲了軟件設(shè)計(jì)進(jìn)度，又在時(shí)間，人力和資源上都造成了浪費(fèi)，增加了教育軟件開發(fā)成本。若傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中能夠存在靈活性，當(dāng)用戶需求發(fā)生變化時(shí)，能夠靈活應(yīng)變，既確保了軟件開發(fā)的進(jìn)度，又能保證所開發(fā)的軟件滿足用戶的需求。尤其是在教育軟件的設(shè)計(jì)過程中，由于教育領(lǐng)域的不斷變化與發(fā)展，教育者或是學(xué)生的需求都在不斷變化，因此對(duì)于需求的修改也是不可避免的，這時(shí)就需要教育軟件設(shè)計(jì)方法的靈活性來支持教育者或是學(xué)生需求的變化。傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具難以解決軟件重用的問題。軟件重用在軟件開發(fā)過程中有很重要的地位。軟件重用不僅能夠提高軟件開發(fā)效率，而且還能夠提高軟件開發(fā)的靈活性，降低開發(fā)成本。而軟件是否能夠重復(fù)使用，取決于軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是在軟件設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)下生成的。因此，若是軟件設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容中能夠考慮到軟件重用的因素，那么對(duì)于軟件重用的實(shí)施就會(huì)更加容易了。而且對(duì)于教育軟件來說，主要是開發(fā)教育資源軟件，自學(xué)輔助軟件，教學(xué)輔助軟件，教務(wù)輔助軟件，教學(xué)支撐軟件，行政管理軟件等幾類軟件。因此，在同一類教育軟件（比如教育資源軟件）下，教育軟件的開發(fā)具有共同的部分。所以，軟件重用對(duì)于教育軟件的開發(fā)尤其具有重要的意義。進(jìn)而，在教育軟件設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容中考慮軟件重用是十分必要的。傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法中的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技術(shù)或工具中，沒有關(guān)于設(shè)計(jì)人員和環(huán)境設(shè)置的考慮。在影響教育軟件設(shè)計(jì)的眾多因素中，設(shè)計(jì)人員與設(shè)計(jì)環(huán)境對(duì)于教育軟件設(shè)計(jì)的影響十分巨大?，F(xiàn)在，軟件開發(fā)對(duì)于開發(fā)人員的要求越來越傾向于具有多學(xué)術(shù)背景的開發(fā)人員。因?yàn)槭菍?duì)于教育軟件的設(shè)計(jì)，所以，在設(shè)計(jì)人員的選取上應(yīng)該選擇具有教育領(lǐng)域?qū)W術(shù)背景的軟件設(shè)計(jì)人員。因?yàn)椋哂薪逃I(lǐng)域?qū)W術(shù)背景的設(shè)計(jì)人員能夠更加清楚教育軟件的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在哪里，從而提高教育軟件的質(zhì)量。若是不能做到啟用具有教育領(lǐng)域?qū)W術(shù)背景的設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該在設(shè)計(jì)組中加入教育領(lǐng)域的專家。通過教育軟件設(shè)計(jì)人員與教育領(lǐng)域的專家緊密合作來進(jìn)行教育軟件的設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到事半功倍的設(shè)計(jì)效果。而一個(gè)好的環(huán)境對(duì)于教育軟件的設(shè)計(jì)來說也是至關(guān)重要的。簡單來說，若是設(shè)計(jì)人員在一個(gè)非常嘈雜的環(huán)境下進(jìn)行教育軟件的設(shè)計(jì)，是不可能設(shè)計(jì)出好的教育軟件的。若是，設(shè)計(jì)人員深處教育軟件的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行教育軟件的設(shè)計(jì)，能夠與用戶進(jìn)行比較多的溝通與交流，深入了解用戶的需求，及時(shí)地接收關(guān)于需求的變化，那么在這種環(huán)境下設(shè)計(jì)出的教育軟件能夠更好的滿足用戶的需求，達(dá)到一個(gè)很好的教育效果。因此，在教育軟件設(shè)計(jì)方法中應(yīng)該考慮到關(guān)于設(shè)計(jì)人員的分配和設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置，以便能夠開發(fā)出高質(zhì)量的教育軟件。 創(chuàng)意方向研究 創(chuàng)意計(jì)算概念的闡述以及功能描述創(chuàng)意方向，顧名思義，是指創(chuàng)意的方向，沿著某一方向進(jìn)行創(chuàng)意的意思。而對(duì)于“方向”的具體含義上文已經(jīng)做了詳細(xì)說明，是指傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法中存在的問題。因此，對(duì)于創(chuàng)意方向的研究，實(shí)際上是指關(guān)于創(chuàng)意計(jì)算能夠解決哪些傳統(tǒng)教育軟件設(shè)計(jì)方法中存在的問題的研究。要想研究創(chuàng)意方向，首先就要先對(duì)創(chuàng)意計(jì)算的具體含義有一個(gè)深入的了解。創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)直觀的解釋是：通過一個(gè)創(chuàng)意的方法來進(jìn)行計(jì)算。“創(chuàng)意”最原始的意思是“新的”和“有用的”，而在創(chuàng)意計(jì)算中的具體意思是：跨學(xué)科（interdisciplinary），即用其它學(xué)科（例如物理，化學(xué)，藝術(shù)或設(shè)計(jì)）學(xué)科中的思想，理論，規(guī)律或方法來做計(jì)算。而 “計(jì)算”在軟件工程領(lǐng)域是指：軟件開發(fā)。因而，創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)在軟件工程領(lǐng)域是指：用其它學(xué)科（例如物理，化學(xué)，藝術(shù)或設(shè)計(jì)）學(xué)科中的思想，理論，規(guī)律或方法來開發(fā)軟件[23]。因此創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)的研究旨在通過跨學(xué)科，為軟件開發(fā)注入新的活力，解決軟件開發(fā)中存在的問題。創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)的研究是為軟件開發(fā)服務(wù)。創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)來源于英國德蒙福特大學(xué)（De Montfort University）技術(shù)系(Faculty of Technology)的楊洪戟教授的一個(gè)假設(shè)：通常情況下，人們都在研究如何利用計(jì)算機(jī)軟件來輔助其他學(xué)科的發(fā)展，例如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，計(jì)算機(jī)輔助藝術(shù)。反過來，其它學(xué)科應(yīng)該也能夠輔助計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展。在軟件工程領(lǐng)域中，始終存在著至今無法解決的問題。既然這些問題在軟件工程領(lǐng)域內(nèi)無法解決，那么，超出軟件工程領(lǐng)域之外，深入到其他領(lǐng)域中，用其他學(xué)科中的思想，理論，規(guī)律或方法是否能夠解決這些問題呢？通過先鋒者們（例如IOCT）的研究與實(shí)踐，證實(shí)了這一假設(shè)的價(jià)值。其他學(xué)科的理論，思想，規(guī)律或方法能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件的開發(fā)注入軟件工程領(lǐng)域所沒有的新的活力。用其他學(xué)科的思想解決軟件工程領(lǐng)域里無法解決的問題就是“跨學(xué)科”的意義所在。因此，誕生了創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)這個(gè)新興研究領(lǐng)域。本文所選取的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科（Product Design）中的思想，理論，規(guī)律或方法。因此，在本文中，創(chuàng)意計(jì)算(Creative Computing)的具體含義是用產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科中的思想，理論，規(guī)律或方法來開發(fā)軟件。之所以選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科（Product Design）是因?yàn)椋河?jì)算機(jī)軟件從某種意義上來說也是一個(gè)“產(chǎn)品”。不同的是，計(jì)算機(jī)軟件是虛擬的，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品是實(shí)體的?；谶@個(gè)特點(diǎn)，兩個(gè)學(xué)科應(yīng)該有相通的地方。例如兩個(gè)學(xué)科都要進(jìn)行需求分析，而且，需求分析在兩個(gè)學(xué)科中都占有很重要的地位。既然兩個(gè)學(xué)科