题目：基于HTML5的算法动画开发库及其教学应用

算法是计算机相关专业的重要基础课程，其教学难点在于算法的抽象性和动态性，初学者往往不易掌握。算法动画以直观的图形来表示算法的动态执行过程，可以帮助学生更好地理解算法，从上个世纪八十年代开始就得到研究和业内诸多关注，先后出现了多种算法动画软件形式，其中早期的BALSA，Tango等系列系统影响较大，论文引用率在600次以上。 近年来，算法动画系统向Web化、轻量级、易于使用方面发展，但现有系统在教学方面还存在着一些问题，如需要安装插件、开发基础要求高、可视化编辑较弱等。针对这些问题，基于最新的HTML5标准，论文设计实现了一种可视化的算法动画开发库，开发库包含了算法动画的常用元素，将动画过程以时间线脚本序列的方式来组织，用户以可视化的方式在线编辑脚本序列，在此基础上，开展了教学应用探索。论文的主要工作包括： 1. 设计实现了算法动画开发库的函数库和存储模块。函数库包括绘图模块和动画生成模块两部分，其中绘图模块基于HTML5 canvas和JavaScript提供了主要动画元素和效果的类库，动画生成模块进一步把这些类封装成绘制框架和函数。动画内容的存储使用数据库和文件存储相结合的方式，数据库存储动画的属性信息，文件存储动画的完整脚本和缩略图文件。 2. 研究了算法动画开发库的可视化实现方法。设计了基于时间线脚本序列的动画编辑方法，使脚本序列与算法动画步骤相对应。可视化编辑器在时间线脚本序列的基础上实现了创建动画、修改动画、运动效果、动画管理、动画展示和动画统计等6个功能模块，其中运动效果模块在绘图模块的基础上扩展了编辑路径运动、物理特性运动、函数运动等特殊动画效果。 在前两方面工作的基础上，论文设计并实现了基于算法动画开发库的教学应用“新手画呀”网站，提供了可视化编辑器在线编辑算法动画，通过动画标签、动画与文档的关联和评论等功能丰富了教学辅助手段。该应用在《多媒体技术》、《人机交互》、《网络虚拟环境技术》等4门课程的实际教学中使用了一学期，访问量已达到10530次，提交作品317份，反馈表明该应用能够激发学习兴趣，为算法学习提供了一种新的途径。