于紅英 王知行

[摘要]提出了積件式教學(xué)軟件開發(fā)的基本思路，給出了素材顯示、圖片預(yù)覽，圖片拖動及對象鏈接的實(shí)現(xiàn)方法；建立了內(nèi)容豐富的機(jī)械原理素材庫，并給出利用該軟件制作機(jī)械原理教學(xué)講稿的實(shí)例。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)：積件教學(xué)軟件；開發(fā)

[中圖分類號]G40—057

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[論文編號]1009—8097(2009)13—0219—03

一引言

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)在嘗試與探索中進(jìn)行了多年，其形式也從編制程序發(fā)展到開發(fā)課件，課件也由單機(jī)版發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)版。課件是一個(gè)封閉的軟件系統(tǒng)，它的形式和內(nèi)容完全由課件設(shè)計(jì)者固定下來，教師自己不能加以重組改造。無論多么優(yōu)秀的教育專家和高水平教師設(shè)計(jì)的課件，也只能適用于某一特定教學(xué)情境，無法適應(yīng)千變?nèi)f化的教學(xué)實(shí)際。因此，人們曾設(shè)想能否有這樣一種平臺，教師可以向堆積木(教學(xué)素材)一樣制作自己的講稿，這就導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)新思維——積件式軟件的產(chǎn)生。積件是從課件的經(jīng)驗(yàn)與不足中發(fā)展出來的現(xiàn)代CAI建設(shè)的重要思想。積件(Integrableware)是繼第一代教學(xué)軟件一課件(course-ware)之后的第二代教學(xué)軟件，它不是教學(xué)資源庫和多媒體著作工具的簡單疊加，而是由教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)需要自己組合運(yùn)用的教學(xué)信息和教學(xué)處理策略庫與教學(xué)工作平臺。積件式教學(xué)軟件是由教師根據(jù)教學(xué)需要自己組合多媒體教學(xué)信息資源的教學(xué)軟件系統(tǒng)，它具有靈活性、可重組性、與教材版本無關(guān)性的特點(diǎn)，其使用的前提是有一個(gè)內(nèi)容豐富的多媒體素材庫。目前，已有一些積件軟件系統(tǒng)，但還存在一定的局限性，如文獻(xiàn)中介紹用Authorware制作積件模塊不是很方便，因此，本文研究了在vc++平臺上以Word或Powerpoint為嵌入對象的積件式教學(xué)軟件開發(fā)的基本思路及軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，并以制作機(jī)械原理教學(xué)講稿為例對積件軟件進(jìn)行了應(yīng)用。

二積件式教學(xué)軟件開發(fā)的基本思路

積件式教學(xué)軟件開發(fā)的基本思路是：教師在編輯窗口內(nèi)進(jìn)行文字編輯(與制作PPT講稿或在Word上進(jìn)行文字錄入相同)，通過素材管理窗口找到相應(yīng)的圖片素材，該圖片素材可在預(yù)覽窗口內(nèi)預(yù)覽。通過預(yù)覽。認(rèn)為合適的圖片素材可用鼠標(biāo)將其拖到編輯窗口，然后點(diǎn)擊菜單上的“智能鏈接”命令即可將與該圖片對應(yīng)的動畫(exe動畫，avi動畫或Java動畫)鏈接到圖片上。通過這樣的操作，教師可隨機(jī)地組織素材，定制自己的講稿。積件式教學(xué)軟件需要一個(gè)文字編輯窗口，一個(gè)素材庫窗口和一個(gè)圖片預(yù)覽窗口，因此將本軟件的主界面設(shè)計(jì)成圖1所示的形式。

積件軟件由五個(gè)主要模塊組成，分別是素材庫管理模塊、預(yù)覽模塊、ActiveX文檔模塊、自動化模塊和拖放模塊，這五個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了主界面上三個(gè)窗口的功能，系統(tǒng)的功能模塊如圖2所示。

編輯窗口：編輯窗口主要實(shí)現(xiàn)講稿編輯功能(文字錄入，圖片拖入、圖片鏈接等)和存放講稿的功能，本軟件嵌入大家熟悉的Word或PowerPoint作為編輯軟件。

素材庫窗口：以樹型結(jié)構(gòu)的形式顯示素材庫中的所有素材，與Windows資源管理器的形式相同。素材庫窗口中，樹型目錄下的bmp圖片可在其下面的預(yù)覽窗口內(nèi)進(jìn)行預(yù)覽。對于其它類型的素材，鼠標(biāo)操作無效。

預(yù)覽窗口：當(dāng)用戶選擇素材庫中的bmp圖片素材時(shí)，預(yù)覽窗口給出其相對應(yīng)圖片的預(yù)覽。

三素材庫的建立

積件由積件庫和積件組合平臺兩部分構(gòu)成，積件教學(xué)軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)是一個(gè)內(nèi)容豐富的素材庫。現(xiàn)以建立機(jī)械原理素材庫為例說明建庫的方法。素材庫中的素材分為四種類型，它們分別是擴(kuò)展名為“avi”的動畫、擴(kuò)展名為“bmp”的圖片、擴(kuò)展名為“exe”的可執(zhí)行文件和Java動畫(包括一系列文件)。每一類文件的文件名按章號、圖號及節(jié)號命名，如F08 02 01.avi表示第8章第1節(jié)圖2。Java動畫比較特殊，它可能由多個(gè)文件組成。所以將與該動畫相關(guān)的文件放在一個(gè)文件夾中，文件夾的名稱按章號、圖號及節(jié)號命名，如F05 10 04表示第5章第4節(jié)圖10的文件夾，文件夾內(nèi)的文件命名可不作特殊規(guī)定。為便于軟件的開發(fā)，按圖3所示的目錄結(jié)構(gòu)建立素材庫。

分別將四類素材放到圖3所示的相應(yīng)目錄中即可完成素材庫的建立。需要說明的是，素材庫在使用時(shí)與教材版本無關(guān)，但在建立時(shí)候最好先以某一教材為基礎(chǔ)建立，然后再添加其它來源的素材。新加素材的命名可在前述命名的基礎(chǔ)上，再在節(jié)號的后邊加一個(gè)標(biāo)志，如在節(jié)號后加一個(gè)“r”以表示此圖是基礎(chǔ)教材以外的圖。另外，素材在使用時(shí)，操作者只對bmp圖片進(jìn)行操作，對其它三類素材不進(jìn)行操作(由軟件自動完成鏈接)，所以需對除bmp圖片以外的三類素材建立一個(gè)與之對應(yīng)的bmp圖片，該圖片與相應(yīng)動畫的文件名(或文件夾名)同名，只是擴(kuò)展名不同。

四積件式教學(xué)軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

本文采用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法，并采用支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)的vc++集成開發(fā)環(huán)境來開發(fā)積件式教學(xué)軟件，同時(shí)也應(yīng)用到了組件程序的開發(fā)方法。下面介紹軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。

1積件組合平臺的開發(fā)

積件式教學(xué)軟件利用了ActiveX文檔技術(shù)將Microsoft Word和PowerPoint嵌入到本軟件的編輯窗口作為編輯軟件。在此基礎(chǔ)上利用自動化(Automation)技術(shù)在積件軟件和Microsoft Word或PowerPoint之間進(jìn)行通信。

ActiveX文檔包容器可將ActiveX文檔服務(wù)程序以嵌入方式合并到自己的文檔中，并使它總處于實(shí)地激活狀態(tài)。本積件軟件是一個(gè)包容器程序。它可以包容任何ActiveX文檔服務(wù)程序，如Microsoft Word和PowerPoint等。為了實(shí)現(xiàn)本積件軟件與ActiveX文檔對象的交互，并且集合一些功能，還必須利用ActiveX文檔對象的自動化功能，主要是Word和PowerPoint文檔對象的自動化功能，這便是自動化模塊的主要功能。自動化和ActiveX文檔一樣都是COM對象的應(yīng)用。

2素材顯示的實(shí)現(xiàn)

素材庫窗口完成素材庫中文件名的顯示。在軟件開發(fā)過程中，它對應(yīng)于積件庫管理模塊。積件庫管理模塊主要通過了CDirTreeCtrl類實(shí)現(xiàn)對素材庫中文件名的顯示，表1是CDirTreeCtrl類的主要函數(shù)。

3圖片預(yù)覽的實(shí)現(xiàn)

由于運(yùn)行Windows的任何計(jì)算機(jī)都可以處理DIB位圖，它通常存儲在BMP文件中，或者作為資源存儲在程序的EXE和DLL文件中，所以本積件軟件素材庫中的位圖選用DIB位圖。

CDib類主要實(shí)現(xiàn)了BMP圖象的預(yù)覽，其根據(jù)BMP圖象的格式進(jìn)行預(yù)覽。表2顯示了CDib幾個(gè)重要的成員函數(shù)。其中，AttachMapFile是最主要的成員函數(shù)，它接收由用戶在素材庫窗口選中的文件BMP文件，并將其顯示在預(yù)覽窗口中。

后邊的六個(gè)函數(shù)都由它調(diào)用。

4圖片拖放的實(shí)現(xiàn)

積件教學(xué)軟件是積件庫和積件組合平臺有機(jī)的結(jié)合。通過拖放圖片使之與Word或PowerPoint服務(wù)程序進(jìn)行交互。拖放功能的實(shí)現(xiàn)是建立在統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)DT(Uniform Data Transfer)基礎(chǔ)上的。

COM的統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸建立在結(jié)構(gòu)化存儲技術(shù)基礎(chǔ)之上，它通過一個(gè)“數(shù)據(jù)對象”來表達(dá)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。因此，統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的核心在于數(shù)據(jù)對象的定義和實(shí)現(xiàn)。剪貼板和OLE拖放都是統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡湫蛻?yīng)用。本文采用OLE拖放的內(nèi)部機(jī)制進(jìn)行圖片的拖放。OLE拖放可以把一個(gè)數(shù)據(jù)對象從提供方拖動到接收方，其過程如下：用戶在數(shù)據(jù)對象提供方的應(yīng)用程序窗口中選擇一個(gè)數(shù)據(jù)對象，用鼠標(biāo)點(diǎn)中此對象，然后按住鼠標(biāo)左鍵把對象拖動到接收方應(yīng)用程序窗口中，再松開鼠標(biāo)左鍵，即完成拖動過程。表3給出了Vc++開發(fā)環(huán)境下視類“CView”中支持拖放的函數(shù)。

5對象鏈接

開發(fā)積件教學(xué)軟件平臺的目的是方便教師快速地制作出個(gè)性化的講稿。制作講稿時(shí)，通常需要大量的動畫。無論是Word還是PowerPoint，嵌入動畫的常用方法是將一幅圖片與一個(gè)動畫文件鏈接到一起。制作講稿時(shí)，教師通常需自己尋找動畫素材，自己制作圖片，然后手工進(jìn)行鏈接。有了本積件軟件后，教師可在素材庫中選擇圖片素材，將其拖動到編輯窗口，然后再選擇菜單命令可直接將與該圖片對應(yīng)的動畫文件鏈接起來。程序在執(zhí)行鏈接之前，首先將被鏈接的文件及與之相關(guān)的文件復(fù)制到用戶當(dāng)前的目錄，從而教師在上課時(shí)不用攜帶整個(gè)素材庫，只需攜帶少量素材即可。使用積件軟件和素材庫，教師不必費(fèi)心去收集動畫素材，選擇圖片素材后，軟件自動將圖片與動畫進(jìn)行鏈接，簡化了講稿的制作過程。

五積件式教學(xué)軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

利用本文所述的技術(shù)開發(fā)的積件式教學(xué)軟件與教材內(nèi)容和教材版本無關(guān)，只要按本文的要求建立起素材庫，就可用本軟件制作講稿。

目前，我們建立了以哈爾濱工業(yè)大學(xué)王知行教授主編的《機(jī)械原理》為基礎(chǔ)教材的素材庫。下面以制作機(jī)械原理講稿為例，介紹用本軟件制作講稿的步驟：

1啟動積件軟件；

2選擇要嵌入的對象(Word或PowerPoint)：

3在編輯窗口錄入文字；

4用鼠標(biāo)在素材顯示窗口選擇圖片名，同時(shí)預(yù)覽窗口內(nèi)顯示該圖片：教師檢查預(yù)覽窗口內(nèi)的圖片，如果認(rèn)為該圖片合適，則用鼠標(biāo)將其拖動到編輯窗口內(nèi)；

5點(diǎn)擊菜單上的“鏈接”“智能鏈接”完成圖片與動畫的自動鏈接；

6保存講稿：

7移出嵌入對象，退出積件軟件。

圖4給出了利用本積件軟件制作機(jī)械原理教學(xué)講稿的實(shí)例。圖中，文字錄入與Word和PowerPoint的文字錄入相同；按序號①所示，進(jìn)行圖片選擇，選中一個(gè)圖片名的同時(shí)在預(yù)覽窗口內(nèi)出現(xiàn)該圖片的預(yù)覽；按序號②所示，將圖片從預(yù)覽窗口拖動到編輯窗口：按序號③所示，選擇菜單上的“智能鏈接”命令，鏈接成功后，按序號④所示顯示“已完成鏈接”提示框；點(diǎn)“確定”按鈕完成動畫與圖片的鏈接。按相同的方法選擇其它的圖片，并進(jìn)行動畫鏈接，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的文字編輯。這樣教師可按自己的意愿制作個(gè)性化的講稿，且講稿的制作過程非常簡單方便。

六結(jié)論

本文研究了積件式教學(xué)軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)：給出了以樹型結(jié)構(gòu)顯示素材、BMP圖片預(yù)覽，基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D片拖動及對象鏈接的實(shí)現(xiàn)方法，并以這些技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)了通用的積件式教學(xué)軟件平臺，建立了內(nèi)容豐富的機(jī)械原理素材庫，并給出利用本軟件系統(tǒng)制作講稿的步驟和制作機(jī)械原理教學(xué)講稿的實(shí)例。積件式軟件與教材內(nèi)容無關(guān)，與教材版本無關(guān)，大大方便了教師制作自己具有特色的講稿。通過制作實(shí)例可以看出：本軟件系統(tǒng)工作可靠，操作方便。

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