網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的數(shù)理公式解決方案

1、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的數(shù)理公式解決方案網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的數(shù)理公式解決方案ApracticalwayofdealingwiththeissueofrepresentingmathfmulaontheWeb雷春雷春李素端李素端湖北省鄂育教育信息網(wǎng)有限公司武漢漢聲電腦有限公司Email:環(huán)境下數(shù)理公式的編輯、傳輸、顯示及可重用性問題是教學(xué)資源建設(shè)過程中的重要技術(shù)之一。本文論述了一種基于XML、ActiveX、JAVA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)理公式解決方案——

2、Fmula1.0，它有效地解決了網(wǎng)絡(luò)上數(shù)百種公式的編輯、顯示及可重用問題。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源公式編輯公式編輯1引言引言實(shí)施現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程，形成開放式教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系，能充分利用和優(yōu)化教育資源，普及與提高全民素質(zhì)，降低教育成本。其核心是教學(xué)資源建設(shè)。數(shù)理公式以簡(jiǎn)練、形象、直觀的符號(hào)來表述概念和理論，常用于描述規(guī)律或某一問題的具體解決過程，是數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科內(nèi)容的一種重要表達(dá)方式。它本身是一種重要的教

3、學(xué)資源，同時(shí)又是廣泛意義的教學(xué)資源建設(shè)中的重要一環(huán)。所以它必須具備編輯制作過程的簡(jiǎn)易性、傳輸?shù)目旖菪院褪褂眠^程中的可重用性等特點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的逐步普及以及教育網(wǎng)站的增多，網(wǎng)絡(luò)上數(shù)理公式的應(yīng)用越來越普遍，但從數(shù)理公式的應(yīng)用情況來看，還沒有具備以上特點(diǎn)。目前通行的做法主要是利用其他的軟件做好公式，然后生成圖片，再使用網(wǎng)頁(yè)制作軟件做到網(wǎng)頁(yè)中。這樣的過程，不僅開發(fā)工序復(fù)雜，傳輸效率低，而且可重用性也得不到解決。只要公式中有任何一個(gè)小的改動(dòng)，就

4、需要重新執(zhí)行上面的工序來制作圖片。究其原因，主要在于數(shù)理公式資源使用了圖片作為它的實(shí)現(xiàn)形式。2對(duì)問題的分析對(duì)問題的分析采用圖片這種表現(xiàn)形式之所以無法做到可重用，是因?yàn)閳D片這種形式不能體現(xiàn)數(shù)理公式的內(nèi)在組成規(guī)律。但這種組成規(guī)律是客觀存在的，它的表現(xiàn)在于：公式的具體內(nèi)容雖然千變?nèi)f化，但萬變不離其宗，其內(nèi)容組成元素是固定的，也是可以進(jìn)行科學(xué)的分類。如公式：和。它們代表了兩個(gè)不?badxx2dxcax?2同的積分，但在內(nèi)容的組成上，都是由積分符

5、號(hào)，積分上限、積分下限和被積式組成。由于它是實(shí)現(xiàn)可重用的關(guān)鍵，使得編輯以圖片形式表現(xiàn)的公式資源在實(shí)現(xiàn)上是非常復(fù)雜的，往往還不如重新開發(fā)。要想實(shí)現(xiàn)公式資源的可重用，需要采用別的表現(xiàn)形式。以前采用圖片作為公式資源的表現(xiàn)形式有其客觀原因：（1）圖片是網(wǎng)絡(luò)通用的一種媒介，使得公式資源能以圖片為載體，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。做到較好的通用性和共享性。（2）目前還沒有更好的網(wǎng)絡(luò)數(shù)理公式解決方案。因此需要采用一種方式，它要能體現(xiàn)數(shù)理公式的內(nèi)在組成規(guī)律，使公式

6、資源能夠做到可重用，又要能保持使用圖片的優(yōu)點(diǎn)。XML(ExtensibleMarkupLanguage，可擴(kuò)展的標(biāo)記語(yǔ)言)的出現(xiàn)，幫我們解決了這一問題。XML和HTML(HypertextMarkupLanguage)超文本標(biāo)記語(yǔ)言一樣，都是SGML(StardGeneralizeMarkupLanguage)——一種通用標(biāo)記語(yǔ)言的子集。但XML是一種元標(biāo)記語(yǔ)言，有著巨大的伸縮性與靈活性，能夠針對(duì)特定的應(yīng)用定義自己的標(biāo)記語(yǔ)言，其應(yīng)用前景

7、無人表示懷疑，也是未來的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。一圖2Fmula1.0系統(tǒng)層次圖（1）公式編輯部分采用JAVA技術(shù)，并提供接口供ActiveX調(diào)用。這一部分主要實(shí)現(xiàn)4個(gè)方面的技術(shù)處理：①編輯模塊實(shí)現(xiàn)鍵盤和鼠標(biāo)及其他事件的處理，主要用來讀取和處理用戶從鍵盤和鼠標(biāo)輸入的各種字符和指令。②無限次的嵌套功能，可實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜公式的輸入與編輯；復(fù)雜的公式均可由簡(jiǎn)單的公式經(jīng)過若干類復(fù)合而生成。③對(duì)字庫(kù)中的特殊符號(hào)的處理，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤所不能輸入的數(shù)學(xué)專用字

8、符的顯示。④對(duì)公式的解析和接口字符串的生成。生成ActiveX能解析的字符串如下：HEIGHT、LEFT、TOP、WIDTH和BackCol等都是HTML能接受的參數(shù)，主要用于定義公式在瀏覽器中的位置、字體、顏色和背景等。（2）公式顯示部分使用ActiveX控件技術(shù)，ActiveX控件解析能力強(qiáng)，生成的代碼短小精悍。易于下載。由于要用到許多特殊符號(hào)，因此自帶字庫(kù)（標(biāo)準(zhǔn)TRUETYPE）。本部分主要由以下幾個(gè)模塊組成：①初始化模塊接受外部

9、參數(shù)，包括字體，顏色，大小，公式信息字符串等，并傳遞給ActiveX控件，另外還進(jìn)行設(shè)置顯示字庫(kù)，自注冊(cè)動(dòng)態(tài)庫(kù)，初試化環(huán)境變量和安全設(shè)置等工作。②用戶接口模塊主要是引出接口屬性和方法屬性由一個(gè)屬性表組成它可以設(shè)置包擴(kuò)顯示字符串等一系列參數(shù)方法可由外部程序(包括腳本)調(diào)用能夠動(dòng)態(tài)改變顯示內(nèi)容顏色等.③解析顯示模塊公式控件的核心，本程序采用邊解析邊顯示的方法。④異常處理模塊對(duì)異常事件，包括安全設(shè)置限制，字庫(kù)安裝不正確，用戶輸入?yún)?shù)以及調(diào)用錯(cuò)

10、誤等一系列異常事件處理。4.3公式語(yǔ)言的選取公式語(yǔ)言的選取公式語(yǔ)言的選取也是設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。由于XML有如前所述的各種優(yōu)點(diǎn)，并且考慮到發(fā)展趨勢(shì)和擴(kuò)展性，我們認(rèn)為我們所需要的語(yǔ)言正是應(yīng)該基于XML的。目前世界上已經(jīng)存在一種基于XML的用于描述數(shù)學(xué)公式的語(yǔ)言，即W3C的數(shù)學(xué)工作組開發(fā)的數(shù)學(xué)標(biāo)記語(yǔ)言（MathematicalMarkupLanguage，MathML）。MathML是一種用于數(shù)學(xué)方程的XML應(yīng)用，它包含兩套規(guī)范：一套是基

11、于邏輯的，它將數(shù)學(xué)公式按照一定的層次，完全按樹形結(jié)構(gòu)展開，最底層的那一部分都對(duì)應(yīng)于一個(gè)基本的公式標(biāo)記，；另一套是基于頁(yè)面描述的，就像Post一樣，詳細(xì)刻畫公式顯現(xiàn)的所有細(xì)節(jié)。這兩套規(guī)范都是極其復(fù)雜的。MathML試圖處理幾乎所有的教育、科學(xué)、工程、商業(yè)、經(jīng)濟(jì)和統(tǒng)計(jì)學(xué)上的要求，這就決定了它必須包羅萬象，極其復(fù)雜。一個(gè)公式如果用MathML來表達(dá)，將非常龐大。開發(fā)一個(gè)支持MathML的工具將是一個(gè)巨大的工程。而且MathML本身也仍處于發(fā)展