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手绘草图是一种自然的符合人类纸笔交互习惯的交互方式,适用于表达思想,特别是进行及时的思想捕捉。草图动画具有直观性、动态性的特点,适合于在讨论中支持用户进行想法交流,特别是对形象化的问题以及流程性的问题的交流。随着计算机及网络技术的发展,人们的工作方式正在发生变化,计算机支持的协同工作逐渐被广泛接收。将草图动画技术和计算机支持的协同工作技术进行结合可以有效地支持协同小组中的问题表述和问题讨论。协同草图动画的这种特性使得其很适合应用到教育领域,用于支持互动式的学习。
本文重点研究了协同草图动画中的协同感知技术和冲突解决技术,并将上述技术相结合,设计并开发了基于协同草图技术的互动教学系统,支持课堂中的学生小组互动以及师生互动。
本文的主要工作如下:
1.协同草图动画中的协同感知技术
协同感知效果直接影响着协同系统的可用性以及用户体验。为此本文从协同草图动画的基本操作感知以及发生冲突时的意图冲突感知两方面进行了研究。通过支持列席感知、对象感知、行为感知、变化感知、意图感知实现协同草图动画过程中的良好协同感知,并通过优化数据传输实现感知效果的优化。提供了一种多版本树状视图用来展示协同过程中意图的分歧,帮助用户更好地感知彼此的意图,全局把握协同过程。
2.协同草图动画中的冲突解决技术
冲突解决是所有协同系统的共性问题。本文在协同草图动画的背景下,着重研究了意图冲突的解决方法。给出了一种基于上下文信息的冲突解决方法,根据用户权限信息和历史操作信息计算用户意图值,并自动为用户推荐合理的操作。
3.互动教学系统的设计与实现
在以上研究的基础上,设计并实现了基于协同草图技术的互动教学系统。该系统实现了学生互动小组内的协同解题功能;学生小组管理功能;师生间的课件及习题答案互传功能等。本文中介绍了互动教学系统的总体设计和详细设计以及基本功能,并描述了对系统进行的可用性评估。