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儿童教育软件中的人机交互技术应用研究—儿童音乐教育软件的设计和实现

作　者: 耿瑾
导　师: 戴国忠
学　校: 中国科学院研究生院（软件研究所）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 儿童教育软件 自然交互 实物界面 信息可视化 形象化方法
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


儿童早期教育日益受到教育界人士和广大儿童家长的关注，儿童早期音乐教育是儿童早期教育的重要组成部分，对儿童身心的健康发展有着积极的推动作用。计算机辅助儿童教育具有许多优势，借助计算机的力量，我们可以将教育活动变得更加丰富多彩，生动活泼。 然而目前计算机与人的交互还远未达到和谐自然的水平，人们经常会觉得计算机难以理解和难以操作。人们往往需要花费大量时间来学习使用计算机，这个过程往往是枯燥乏味的。即使人们学会了使用计算机还是经常会觉得它们难以理解，这就给使用者带来很大的挫败感。 儿童的智力还处在发展阶段，让他们长时间进行枯燥的学习不符合他们的身心特点，也不利于他们的健康成长。因此，儿童教育软件必须是容易理解，容易使用，符合儿童的心理特点的。 人机交互的目的就是降低使用者的认知负担，使使用者和计算机能够更自然更和谐地进行交互。本文的研究目标是试图发现如何在儿童教育软件中应用各种交互技术，帮助降低儿童的认知负担，使他们更好更快地理解和学会使用教育软件。 为了达到这个目标，我们分析了现有的各种儿童教育软件交互方式的特点，总结了各研究机构的研究工作，在研究的基础上利用多种交互技术设计了一个原型系统。 在本文中，我们将介绍几种在儿童教育软件中非常有效的交互技术，并讲解在原型系统中对交互技术进行应用的情况。本文还将给出系统的具体设计和实现，并对主要的算法进行介绍。最后给出得出的结论和未来工作的建议。

全文目录


第一章 绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 本论文的工作目标  8-10
  1.3 本文的安排  10-12
第二章 儿童教育理论分析及儿童教育软件特点分析  12-18
  2.1 儿童音乐教育的目的和作用  12-14
  2.2 幼儿心理特征  14-15
  2.3 幼儿教育软件的要求  15-18
第三章 国内外相关工作介绍  18-28
  3.1 国内外儿童音乐教育软件  18-22
    3.1.1 音乐初级知识教育软件  18-19
    3.1.2 钢琴专门训练软件  19
    3.1.3 听音练耳软件  19-20
    3.1.4 虚拟乐器及趣味作曲软件  20-21
    3.1.5 歌谣flash  21-22
  3.2 国外研究机构工作情况  22-28
    3.2.1 Tabletop和Tabletop Jr  22-24
    3.2.2 SearchKids  24-26
    3.2.3 StoryMat和Rosebud  26-28
第四章 人机交互技术介绍  28-32
  4.1 界面比拟和实物界面  28-30
  4.2 信息可视化  30
  4.3 抽象概念形象化  30
  4.4 笔式交互  30-32
第五章 多种交互技术在系统中的应用  32-46
  5.1 交互技术在音乐屋整体界面中的应用  32-34
  5.2 交互技术在音乐屋查询台中的应用  34-36
  5.3 交互技术在虚拟架子鼓中的应用  36-39
  5.4 交互技术在简谱编辑器中的应用  39-44
  5.5 多种交互技术总结  44-46
第六章 关键算法介绍  46-60
  6.1 基于节拍的架子鼓作品查询  46-49
    6.1.1 系统相关介绍  46-47
    6.1.2 算法基本思路  47-48
    6.1.3 算法实现  48-49
  6.2 手写乐谱识别算法  49-60
    6.2.1 预处理  50-56
    6.2.2 字符识别和字符切分  56-60
第七章 儿童音乐屋系统设计与介绍  60-68
  7.1 音乐屋整体界面  60-61
  7.2 音乐屋查询台  61-63
  7.3 虚拟架子鼓  63-65
  7.4 简谱编辑器  65-68
第八章 结论  68-70
参考文献  70-73
发表文章目录  73-74
致谢  74

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