教學軟件開發結合了軟件工程領域與教學設計領域，遵循采用工程化的開發過程、思想、方法及工具。作為一種為教學過程提供服務的工程化計算機軟件類產品，教學軟件在功能實現上離不開相應的教學策略與教學設計過程，從而適應新型教學體制和信息化的教學模式。探討運用軟件工程的技術和方法，開發并維護教學軟件已經成為未來軟件開發的一個熱點研究方向。

1 教學軟件的定義

教學軟件可以定義為教師通過課前事先設計(制作)完畢，在基于多媒體或網絡課堂環境下，以自動或手動播放的方式為實現一定的教學目標、教學策略和教學過程設計，充分利用符號、文字、聲音、圖形圖像等多種信息媒體描述的電子教學材料，也稱為多媒體教學軟件。從技術實現層面看，教學軟件是達到以交互式綜合處理圖、文、聲、像等信息媒體，圖文并茂展現教學內容的一類計算機軟件程序；從反映內容層面看，教學軟件體現出相應教學策略，依據教師教學理論和學生學習認知心理，針對教學目標及教學對象特點，合理選取與設計教學信息媒體并進行有機組合，從而形成并優化教學結構的一種教學系統。近年來，如參考文獻[1-2]等把必須在相應軟件環境下運行，由某種格式的計算機可執行文件(如PowerPoint環境下運行的.ppt文件)制作出來的多媒體課件也稱為教學軟件。

2 教學軟件特點分析

作為具有特定教學內容和教學策略的計算機教學程序，教學軟件開發離不開工程化開發思想。基于現代化信息教學技術的環境下，其在功能上需實現教學目標、實施教學過程設計和信息媒體制作過程。參考文獻[3-8]均指出教學軟件開發過程中所具有的雙重屬性：(1)軟件自身功能屬性：包括軟件的可靠性、可維護性、可移植性等各種質量屬性；(2)教學屬性：教學軟件以教學為主，需充分體現出現代化信息技術環境中教學內容、教學理念、教學設計以及教學策略等。教學屬性需要在以下三個方面得到體現。

2.1 教學策略與教學設計過程

教學軟件利用多媒體信息來表達教學內容，表現某一知識點信息，為達到某一層次的教學目標而設計、選擇各種媒體信息。首先，作為一種“學習環境”和“認知工具”，表面上體現為功能模塊的設計與開發，實質上蘊涵著以符合使用者相應認知心理、思維習慣和學習需要的教學目標分析與設計、學習過程的設計、教學軟件內容的組織等[3]；其次，教學軟件中所涉及到的多媒體信息的選擇與組織、系統結構、教學案例程序、學習導航、問題設置、診斷評價等方式需要反映出一定的教學策略和教學過程；最后，教學軟件所蘊含的教學理念往往以細微的細節體現，比如軟件界面的布局、主題目錄的陳列方式、各瀏覽頁面間的位置關系等都可能對教學效果產生影響。

2.2 人機交互界面因素

從教育的角度，交互是指學習者在學習過程中，為主動完成當前知識的意義建構，而與學習環境之間發生的相互交流與相互作用[4]。對于大多數學生自學輔助類教學軟件，學生通過交互界面進行人機交互作用，使教學軟件交互界面成為學生和計算機進行信息交換的“走廊”。尤其在多媒體教學軟件系統中，人機交互界面的形式包括有多種類別的圖標、菜單、按鈕、窗口、快捷鍵等，交互風格可以體現為文本命令輸入、下拉菜單選擇、直接點擊按扭等形式。實踐證明，用戶界面窗口風格保持一致、菜單與鍵盤命令并存、信息顯示格式與數據輸入格式協調等一系列科學的人機交互設計原則更受到學生的青睞，提高了學習興趣。

2.3 學習反饋與評價

教學軟件中需要設置一些問題或習題作為形成性練習，提問學生并及時要求學生做出反應，通過問題的提出與回答，強化了學生的思考或操作能力，同時教師可以真實了解學生的學習情況。通過對教學軟件作出相應的評價，使學生知識得到鞏固。對于學生的學習反映，教學軟件也要做出相應反饋，達到及時指出錯誤、肯定正確、給出評價信息等功能，使學生加深理解，鞏固學習能力。

綜上所述，教學軟件開發過程的特殊性體現在軟件系統自身功能屬性和教學屬性兩方面。與普通商業性軟件開發過程不同，教學軟件需要由軟件設計師、程序編寫員、教育心理專家、學科教師、美工編輯人員等共同參與完成開發過程。教學軟件從用戶需求層面上體現為采用了軟件工程思想的功能模塊化設計與開發流程，但是從使用領域層面上卻蘊含著符合學生認知過程的教學策略、教學目標分析與設計、教學內容組織等[5]。由于同時包含兩方面因素，開發之初難以描述其完整的需求分析，開發控制難度較大。

3 教學軟件開發過程模型探討

與商業性軟件一樣，教學軟件遵循從產品開始到被淘汰的軟件生存周期，需要借助軟件開發模型直觀表達。教學軟件的應用離不開學科教師與學生。一方面學科教師應具備較好地把握教學策略與方法的能力，需要參與開發過程中；另一方面針對教學軟件使用的評價及反饋方面又離不開學生，軟件本身需要在反饋中不斷得到完善。近些年，國內已有學者對教學軟件特點進行深入研究，一致提出教學軟件的開發歷經反復化過程，適合采用原型或螺旋模型開發。

3.1 教學軟件原型開發模型

該模型由廣東技術師范學院谷震離教授在其參考文獻[6]中提出，如圖1所示。主要依據教學軟件在設計與實現過程中需要傳遞出的圖形、文本、音頻、視頻、動畫等各種多媒體元素信息，并在教學設計過程中對各種多媒體元素信息進行細化。整個模型主要包含教學設計與系統設計、腳本編寫、創意設計、多媒體元素的制作與編輯、編輯合成與測試評價共6個關鍵步驟，強調在多媒體元素的制作與編輯步驟中可以對不同的媒體素材及程序設計部分(包括初步設計與詳細設計)可以進行并行處理。原型開發模型顯著的特點還在于多媒體評價人員(包括學習者、教育學專家、心理學專家等)可以共同參與各種多媒體元素的非線性開發過程，較好地解決了教學軟件開發過程中的教學屬性的復雜性問題。