李天鵬 姚 愷 魏華男

陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū) 河北石家莊 050003

為了切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)改革勢(shì)在必行，作為教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一的教學(xué)手段革新也越來(lái)越受到重視。教育部曾多次指出：積極應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)是教育改革和發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。將多媒體技術(shù)引入到教學(xué)過程中，才能構(gòu)建現(xiàn)代化的課堂，使教育內(nèi)容與時(shí)代共進(jìn)，真正提高教育教學(xué)質(zhì)量。多媒體技術(shù)引入教學(xué)，也就是利用多媒體進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，不是替代教師教學(xué)，而是增強(qiáng)教師的教學(xué)效果。所謂多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是指利用多媒體計(jì)算機(jī)，綜合處理和控制符號(hào)、語(yǔ)言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多媒體信息，把多媒體的各個(gè)要素按教學(xué)要求進(jìn)行有機(jī)組合并通過屏幕或投影機(jī)投影顯示出來(lái)，同時(shí)按需要加上聲音的配合，以及使用者與計(jì)算機(jī)之間的人機(jī)交互操作，完成教學(xué)或訓(xùn)練過程[1]。

目前，在裝備類課程教學(xué)過程中，或是開展裝備演示、裝備操作等實(shí)踐教學(xué)，或是利用多媒體開展裝備原理教學(xué)，兩者之間很少進(jìn)行交叉互動(dòng)，缺少裝備與多媒體交互操作，一定程度上導(dǎo)致裝備實(shí)踐與原理教學(xué)脫節(jié)的問題。為了提高裝備類課程教學(xué)質(zhì)量，開展裝備與多媒體交互演示系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“交互演示系統(tǒng)”)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)裝備與多媒體之間的“超鏈接”，使教師在裝備類課程中運(yùn)用多媒體教學(xué)更加方便、自然，有利于學(xué)生在課堂上與裝備、多媒體進(jìn)行互動(dòng)交流。

1 交互演示系統(tǒng)功能組成

交互演示系統(tǒng)主要由掌上操控模塊、無(wú)線通訊模塊、軟件接口模塊、條碼管理模塊和條碼打印模塊五部分組成，該系統(tǒng)功能模塊組成如下。

1.1 掌上操控模塊

主要功能是系統(tǒng)控制，由條碼掃描模塊、上翻頁(yè)按鍵、下翻頁(yè)按鍵、激光按鍵、條碼掃描按鍵、開始/停止按鍵等組成。

1.2 無(wú)線通訊模塊

主要功能是通過掌上操控模塊操作向計(jì)算機(jī)發(fā)送指令，由掌上操控模塊的發(fā)射器與計(jì)算機(jī)端的接收器組成。

1.3 軟件接口模塊

主要功能是將接收到的指令發(fā)送給多媒體并對(duì)多媒體進(jìn)行控制，由無(wú)線收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)掌上操控模塊與多媒體通訊的DLL接口組成。

1.4 條碼管理模塊

主要功能是管理多媒體信息條碼的編輯、記錄和打印，由條碼管理系統(tǒng)組成。

1.5 條碼打印模塊

主要功能是多媒體信息的條碼制作，由條碼打印機(jī)、打印紙控制組成。

交互演示系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示。

圖1 交互演示系統(tǒng)組成示意圖

2 交互演示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)控制、通信和條碼打印等功能，交互演示系統(tǒng)硬件主要由掌上操控設(shè)備、無(wú)線通信設(shè)備和條碼打印設(shè)備三部分組成。

2.1 掌上操控設(shè)備

掌上操控設(shè)備有上下翻頁(yè)、激光、條碼掃描、開始/停止等按鍵，大小與市場(chǎng)上的翻頁(yè)器相當(dāng)。能夠兼容Windows XP、Win7/8/10，蘋果、安卓等操作系統(tǒng)以及各種翻頁(yè)格式的文件。采用影像式采集技術(shù)能夠識(shí)別4mil及以上條碼，條碼可識(shí)別最低對(duì)比度為28%的反差。條碼識(shí)別角度范圍為左右偏轉(zhuǎn)角度72°，上下偏轉(zhuǎn)角度82°，解碼速度最高可達(dá)300次/秒。條碼掃描成功有聲音提示，并將指令自動(dòng)上傳到計(jì)算機(jī)。

2.2 無(wú)線通信設(shè)備

無(wú)線通信設(shè)備為掌上操控設(shè)備與裝載有多媒體文件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交互提供橋梁，考慮到數(shù)據(jù)通信的安全性、距離性等特點(diǎn)，采用藍(lán)牙4.0通訊功能，控制多媒體的最遠(yuǎn)空曠距離可達(dá)100米，即使有障礙物阻擋，也可達(dá)到幾十米。

2.3 條碼打印設(shè)備

條碼打印設(shè)備可打印一維條碼、二維碼，條碼格式可以定制，條碼信息可以包括中文、字母、數(shù)字等信息。

3 交互演示系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)交互、條碼管理等功能，交互演示系統(tǒng)軟件主要由軟件接口程序和條碼管理程序兩部分組成。

3.1 軟件接口程序

軟件接口程序采用Windows ActiveX技術(shù)建立一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)模塊，主要控制通信和多媒體。計(jì)算機(jī)接收到掌上操控設(shè)備的指令后，通過DLL模塊操控多媒體文檔，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體的控制，包括多媒體的啟動(dòng)、打開、關(guān)閉、播放、暫停、上一頁(yè)、下一頁(yè)等功能。

3.2 條碼管理程序

條碼管理程序采用專業(yè)的條碼標(biāo)簽設(shè)計(jì)打印軟件，具有標(biāo)簽編輯功能，通過建立的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)條碼進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)條碼的格式編輯、記錄、打印等功能。條碼管理程序界面如圖2所示。圖中①標(biāo)簽格式設(shè)置，②打印預(yù)覽，③打印，④選取，⑤條碼，⑥文字，⑦線條，⑧斜線，⑨矩形，⑩圖片，?數(shù)據(jù)，?選定數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)主要是記錄入庫(kù)的條碼信息、條碼與多媒體的關(guān)聯(lián)信息，方便對(duì)條碼信息、多媒體頁(yè)面的增添、刪減及再關(guān)聯(lián)等。

圖2 條碼管理程序界面

為了方便在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作與適應(yīng)，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)端交互演示系統(tǒng)操作界面(如圖3所示)。

圖3 計(jì)算機(jī)端交互演示系統(tǒng)操作界面

4 交互演示系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用

交互演示系統(tǒng)是多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段在裝備類課程教學(xué)過程中的一種全新嘗試，可應(yīng)用于課堂教學(xué)、實(shí)踐訓(xùn)練和實(shí)裝觀摩等領(lǐng)域。

4.1 課堂教學(xué)應(yīng)用

裝備類課程課堂教學(xué)過程中，多采用裝備模型進(jìn)行授課。由于受到了現(xiàn)有多媒體軟件(例如PPT)的固定順序限制，教師在講解裝備模型過程中，可能會(huì)越過其中幾頁(yè)P(yáng)PT，講解下面的內(nèi)容，不僅會(huì)造成教學(xué)體系的中斷，而且會(huì)導(dǎo)致教師被PPT牽著鼻子走，不利于教師對(duì)于相關(guān)內(nèi)容的靈活掌握。交互演示系統(tǒng)的應(yīng)用，提前在裝備模型各部分進(jìn)行條碼標(biāo)識(shí)，通過系統(tǒng)進(jìn)行裝備與多媒體關(guān)聯(lián)，教師授課過程只需按照自己的思路，對(duì)裝備模型進(jìn)行講解，當(dāng)遇到需要PPT進(jìn)行展示時(shí)，用手中的操控設(shè)備掃描裝備上的條碼，投影中的PPT會(huì)跳至相關(guān)頁(yè)面，不會(huì)造成授課過程中斷，教師的授課思路不會(huì)受到PPT的限制。

4.2 實(shí)踐訓(xùn)練應(yīng)用

在裝備類課程實(shí)踐訓(xùn)練過程中，以裝備操作使用、故障排除為主進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生的感官認(rèn)知和動(dòng)手能力得到提升，有利于盡快適應(yīng)崗位工作需求。但也存在一些問題。例如訓(xùn)練過程中，學(xué)生對(duì)于裝備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理前期沒有掌握透徹，想根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行再學(xué)習(xí)，只能通過翻閱專業(yè)書籍、尋找相關(guān)資源的方式進(jìn)行。交互演示系統(tǒng)的應(yīng)用，提前在裝備實(shí)物各部分進(jìn)行條碼標(biāo)識(shí)，通過系統(tǒng)進(jìn)行裝備與多媒體管理，那么學(xué)生訓(xùn)練過程中有結(jié)構(gòu)原理疑問時(shí)，用手中的操控設(shè)備掃描裝備上的條碼，平板電腦中的PPT會(huì)跳至相關(guān)頁(yè)面，學(xué)生可以對(duì)照多媒體進(jìn)行相關(guān)問題的再學(xué)習(xí)，不會(huì)造成訓(xùn)練過程中斷，提高了實(shí)踐訓(xùn)練效果。

4.3 實(shí)裝觀摩應(yīng)用

裝備類課程實(shí)裝觀摩過程中，以裝備外觀為主進(jìn)行講解，使學(xué)生對(duì)裝備的整體情況有一定的了解，擴(kuò)展了學(xué)生的視野。交互演示系統(tǒng)的應(yīng)用不僅保持了實(shí)裝觀摩過程的流暢性，而且有利于學(xué)生提問的現(xiàn)場(chǎng)解答和原理演示。利用手中的操控設(shè)備掃描裝備上的條碼，裝備上方的投影會(huì)跳至相關(guān)頁(yè)面，使觀摩過程更加立體、有效，方便了學(xué)生對(duì)實(shí)裝的深入認(rèn)識(shí)。