珠算仿真与教学系统 ——应用于 PC端珠算教学系统的设计与开发开题报告.doc

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1、厦门大学软件学院《毕业设计（论文）》开题报告学生姓名班级学号指导教师姓名职称所在单位厦门大学软件学院毕业设计（论文）题目珠算仿真与教学系统——应用于PC端的珠算教学模块设计一、本研究课题的科学依据和意义（包括科学意义，国内外研究概况、水平和发展趋势，学术思想，理论依据）————————————————————————————————————1、背景介绍：（1）珠算、珠心算的历史渊源：中国的算盘是最古老的计算工具，是一种没有存储设备的简易计算机[1]。珠算在我国具有三千多年悠久的历史，其源头可追溯到两汉以远，从宋朝开始珠算逐步替代筹算，至明代而独领风骚，一度成为我国数学发展的主流，

2、并流传远至海外[2]。经过上千年的发展，珠算已经构成了一种文化现象，成为中华传统数学文化中的一块瑰宝，是一项影响深远的非物质文化遗产[1]。“珠心算”是珠算和心算结合的产物，其兴起于上世纪80年代，并在开发幼儿和少年智利潜能的教学试验中取得了巨大的成功[3]。珠心算的基本方法是：珠算导入，大脑拨珠[4]。就是在熟练珠算的基础上，在大脑中建立算盘影像，逐渐学会脑算拨珠，由浅入深、从低到高、先慢后块，逐步达到速算的目的[5]。（2）计算机辅助教学的应用背景计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction)，简称CAI，它广义上指计算机在教育领域内的广泛应用，具体

3、包括在教学、研究、管理等等项目中以各种方式使用计算机减少工作量的现代化辅助手段；一般意义上的计算机辅助教学则是指教师使用电脑作为教学媒体，为学生提供一个学习环境的新模式改良，学生通过与计算机的交互对话进行学习的一种教学形式，即我们平时所说的多媒体辅助教学。（3）智能手机的应用背景智能手机是相对于普通通信手机而言的，这里可以做一个简单的比喻，我们把普通手机当成是一个单片机，而智能手机就相当于一台多媒体电脑。但智能手机又不同于PDA手机，她既具备普通手机小巧的身材，又同时能胜任智能软件的处理工作，可谓是麻雀虽小，五脏俱全。（4）珠算软件的研究概况：珠算既有横梁穿档的算盘，又有一套完善

4、的算法和口诀[4]。前者相当于现代电子计算机的硬件，后者相当于软件。许多研究工作表明，电子计算机与珠算有许多相似之处[6]。珠算集输入、储存、运算、输出为一体[7]。珠算和电子计算机计算都有算法，存在着系统上的相似、算法语言上的相应、计算程序上的相当[8]。学习珠算，可以形象地理解电子计算机原理。电子计算机的使用算法和珠算算法，都是一种机械化的算法，可以彼此借鉴，相得益彰[9，10]。但遗憾的是，目前推出的与珠算相关软件产品还是很罕见的，相关的研究也并不是很多。比较有应用价值的只有，电子工业部第３３研究所太原西迪计算机公司和太原财政局联合研制成功的中国珠算技术等级试题库计算机自动

5、生成系统软件[11]，以及一款由日本出品的《算盘DS》珠算游戏，可以支持联机。2、应用现状：进入21世纪以来，随着电子技术的发展，珠算在计算领域内的范围大为缩小，但并不意味着其将逐步被淘汰，反而其还有着强盛持久的生命力。“珠心算”教学的出现，更是珠算文化的一项创新发展，具有开发儿童智力潜能的强大功效，并取得了计算器所达不到的效果[12]。珠算文化也一直得到政府相关部门的大力支持，并通过一些大型的技术交流和研讨会产生重大的国际性的影响，2002年还在北京成立了世界珠算心算联合会[13，14]。其实，珠算文化与计算机技术是可以并行不悖的，其深厚的科学价值尚未被人们完全认识，还有很大的

6、开发空间和应用价值[15]。3、存在的问题：珠算有着辉煌的历史，但是当前，随着计算器的广泛应用以及电脑的普及，珠算进入了发展的一个新阶段。虽然和电脑以及计算器相比，珠算有速度较慢，需要学习过程以及无法做到随时计算等等缺憾，但是，随着珠心算的提出和发展，对于一个熟练的，经过系统培训的珠心算学习者来说，他可以有和计算器不相上下的速度以及随时随地速算的方便快捷，应该说，运用电脑强大的计算能力和人机互动技术将电脑和珠算以及珠心算有机的结合起来，通过教学使得用户掌握珠心算口诀进而学会珠心算的速算到对珠算的普及[15]。这是珠算当前发展的突破之举。但正如前文所提，在电脑与珠算，珠心算的结合上

7、，市面上还没有一个很好的，成熟的解决方案，而对于珠算的仿真模拟，也是寥寥无几。这在很大程度上制约了珠心算的普及。４、系统目标：（1）总体目标：本系统的总体目标在于建立一个全面而完善的珠算模拟程序，体现珠算和珠心算算法，并可以移植到手机平台上，集各种多媒体手段于一身的珠算仿制系统。另外，还有一个重要的目标，是可以在教育教学中得到推广，使珠算这项中华民族智慧的结晶通过现代计算机辅助手段得到继续的弘扬和发展。（2）我们的具体目标如下：1.在计算机上模拟出算盘的运行状态，可以通过计算机外