摘要：在闡述了網(wǎng)絡(luò)化教育的必然趨勢(shì)以及當(dāng)前在線文字編輯器在數(shù)學(xué)公式錄入與顯示的困難現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，綜合比較了幾種常用的在Web上錄入數(shù)學(xué)公式的方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，提出一種以kindeditor在線文本編輯器為平臺(tái)的在線數(shù)學(xué)公式錄入的簡(jiǎn)便方法，最后給出了具體實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：kindeditor；網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)；在線數(shù)學(xué)公式；實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）16-3775-04

信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為核心的信息技術(shù)已經(jīng)成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具，而隨著網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的深入發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化教育已經(jīng)漸漸成為了現(xiàn)代教育的一個(gè)特征。如何快速、高效的實(shí)現(xiàn)理工科教學(xué)中數(shù)理公式的錄入與顯示，成為了目前研究的重點(diǎn)。目前，對(duì)于在Web上錄入和顯示數(shù)學(xué)公式的解決方案基本有如下幾種[1]

1） 圖片法。 Web發(fā)布者先通過MathType、offic等客戶端公式編輯器來(lái)編輯公式并將其轉(zhuǎn)換為圖片格式（一般是GIF或者JPG），然后嵌入到HTML網(wǎng)頁(yè)中，最后，客戶端的瀏覽器通過顯示圖片方式來(lái)表達(dá)數(shù)學(xué)公式。這種方式的主要缺點(diǎn)：制作公式和調(diào)用公式不是在同一頁(yè)面進(jìn)行，需要額外生成公式圖片的步驟，增加了錄入公式的難度；更改公式則必須重新繪制公式的圖片，增大了工作量。

2） 基于MathML標(biāo)記語(yǔ)言的應(yīng)用。 MathML是W3C組織制定的一種基于XML語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)標(biāo)記語(yǔ)言（Mathemaical Markup Language， MathML）。 MathML語(yǔ)言主要從表現(xiàn)（Presentation）和內(nèi)容（Content）兩個(gè)維度來(lái)定義各種數(shù)學(xué)符號(hào)和公式。表現(xiàn)標(biāo)記是從數(shù)學(xué)表達(dá)式的顯示形式來(lái)描述數(shù)學(xué)公式；而內(nèi)容標(biāo)記是從數(shù)學(xué)表達(dá)式本身的內(nèi)在含義進(jìn)行描述數(shù)學(xué)公式的 。這種方式的主要缺點(diǎn)：MathML數(shù)學(xué)標(biāo)記語(yǔ)言相對(duì)復(fù)雜，不便于普通用戶輸入，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的用戶體驗(yàn)。基于該缺點(diǎn)，目前較為常用的解決方案有MathML+WebEQ、ASCIIMathML轉(zhuǎn)換程序，前者的設(shè)計(jì)思想是基于插件WebEQ開發(fā)包提供的編輯動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)應(yīng)用程序進(jìn)行解析，后者的設(shè)計(jì)思想是在網(wǎng)頁(yè)上插入一段JavaScript代碼，將網(wǎng)頁(yè)中的TeX指令自動(dòng)轉(zhuǎn)換成MathML表現(xiàn)標(biāo)記語(yǔ)言，再返回給支持MathML標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器識(shí)別和顯示。這兩種方式的缺點(diǎn)主要有：WebEQ的顯示是基于javaApplet技術(shù)，故在顯示數(shù)學(xué)公式的瀏覽器必須先裝載javaApplet插件，會(huì)一定程度上影響頁(yè)面的顯示速度，同時(shí)安全性不高，易被木馬植入；ASCIIMathML則需要用戶在本地保留js文件，同樣會(huì)限制頁(yè)面加載速度，同時(shí)對(duì)于不同瀏覽器支持的程度不一。

3） 專用的數(shù)學(xué)公式的瀏覽器插件。 有些公式為了配合本公司數(shù)學(xué)軟件或者數(shù)學(xué)網(wǎng)站，自己定義了數(shù)學(xué)公式的表示方式，通常使用一些簡(jiǎn)單的標(biāo)記語(yǔ)言。訪問者要觀看這些數(shù)學(xué)公式，必須下載和安裝該公式的瀏覽器插件才能正常觀看。這種方式的主要缺點(diǎn)：公式復(fù)用性差；軟件獨(dú)立性差；安全性不高。

4） 使用LaTex。 LaTex是一套基于習(xí)慣性書寫四維的數(shù)學(xué)公式表示方式，一些大的軟件公司開發(fā)出一些專用的LaTex瀏覽器插件，通過這種方式，瀏覽器可以直接觀看嵌入在HTML中的公式符號(hào)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是LaTex文檔的操作簡(jiǎn)單，復(fù)用性好，用戶體驗(yàn)好。缺點(diǎn)是必須基于插件的方式，對(duì)于用戶而言存在安全思考。

通過以上幾種方式的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，用戶體驗(yàn)和安全性是我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)必須首要考慮的問題。而本文提出的解決方案——網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)數(shù)學(xué)公式輸入正是基于這樣的認(rèn)識(shí)。

1 Kindeditor與LaTex

1.1 KindEditor 在線可視化編輯器[2]

KindEditor是一套開源的HTML可視化編輯器，主要用于讓用戶在網(wǎng)站上獲得所見即所得編輯效果，兼容IE、Firefox、Chrome、Safari、Opera等主流瀏覽器。KindEditor使用JavaScript腳本語(yǔ)言編寫，可以無(wú)縫的與Java、.NET、PHP、ASP等程序接合，Kindeditor是基于功能插件的設(shè)計(jì)理念，所有功能都是插件，可根據(jù)需求增減功能，因此，KindEditor非常適合在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、CMS、商城、論壇、博客、Wiki、電子郵件等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上使用，2006年7月首次發(fā)布2.0以來(lái)，KindEditor依靠出色的用戶體驗(yàn)和領(lǐng)先的技術(shù)不斷擴(kuò)大編輯器市場(chǎng)占有率，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)成為最受歡迎的編輯器之一。

1.2 LaTeX

LaTex是一種基于TEX的排版系統(tǒng)，由美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)家萊斯利蘭伯特在20世紀(jì)80年代初開發(fā)，利用LaTex可以使沒有任何排版經(jīng)驗(yàn)和編程知識(shí)的人快速構(gòu)建出高質(zhì)量的科技或者數(shù)學(xué)文檔。由于其對(duì)復(fù)雜數(shù)學(xué)符號(hào)等的完善支持，成為當(dāng)今最主流的復(fù)雜公式的一種實(shí)現(xiàn)方式。該文正是基于LaTex的圖形化輸入而實(shí)現(xiàn)的在線公式編輯器。

2 在線數(shù)學(xué)公式輸入的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 設(shè)計(jì)

LaTex公式編輯器強(qiáng)大的“所見即所得”公式編輯能力，對(duì)于完全沒有接觸過Tex語(yǔ)言的普通用戶都能實(shí)現(xiàn)快速的輸入公式，其簡(jiǎn)便性不言而喻；而Kindeditor在線編輯器以其友好的用戶界面和便捷的功能插件接口，為二次開發(fā)者設(shè)計(jì)自定義功能提供了方便。而要實(shí)現(xiàn)文本編輯器便捷輸入公式的目的，必須將這兩者有效的結(jié)合起來(lái)。實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)編輯器，該文的設(shè)計(jì)思路是：1）在工具欄上設(shè)計(jì)一個(gè)插入公式的自定義圖標(biāo)，使其作為公式編輯和插入的接口；2）設(shè)計(jì)一個(gè)頁(yè)面加載LaTex編輯器，使其能完成所見即所得的公式輸入功能，自動(dòng)獲取公式圖片的HTML代碼并能傳遞該值。

3 在線公式編輯器的應(yīng)用及改進(jìn)

網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)中，交流是必不可少的部分，然而，目前大多數(shù)的系統(tǒng)都采用一般的文本編輯器來(lái)供用戶進(jìn)行文本編輯，這樣的編輯器在完成一些簡(jiǎn)單的文字輸入固然沒有大礙，但是無(wú)法滿足數(shù)理學(xué)科的基本需求。在此，筆者將Kindeditor進(jìn)行公式輸入的改進(jìn)，使其能夠基本滿足數(shù)理學(xué)科領(lǐng)域中對(duì)公式輸入的要求。加之Kindeditor的可移植性強(qiáng)，只需簡(jiǎn)單修改就可以將該編輯器應(yīng)用到數(shù)學(xué)論壇、作業(yè)系統(tǒng)等需要在線編輯公式的場(chǎng)所。此外，基于Kindeditor的設(shè)計(jì)理念，還可以作如下的改進(jìn)：以Kindeditor為平臺(tái)的公式編輯器可根據(jù)用戶自身工作特點(diǎn)、便捷等需求定制帶有個(gè)人特色的公式編輯器。一方面可以方便工作需求，另一方面可適當(dāng)減小公式編輯器的大小以進(jìn)一步提高加載速度。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)化教育的快速發(fā)展，在線輸入數(shù)理公式已成為一種迫切的需求。該文在綜合比較了當(dāng)下幾種常用的公式輸入方法的優(yōu)缺點(diǎn)后提出了以kindeditor在線編輯器為平臺(tái)的基于latex的數(shù)學(xué)公式編輯的在線實(shí) 現(xiàn)方法，為解決復(fù)雜公式的在線編輯提供了相對(duì)簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)方法，與其他幾種方式相比，該文提出的方法在頁(yè)面加載速度和用戶體驗(yàn)兩個(gè)方面都有很大的提升，而進(jìn)一步優(yōu)化用戶體驗(yàn)，豐富編輯器功能以及提高性能依舊是今后研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 歐陽(yáng)辰. 數(shù)學(xué)公式與Web[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2001，37（17）：89-92.

[2] Kindeditor. 官方網(wǎng)[EB/OL]. http：//www.kindsoft.net/.