积件式教学软件的开发及其在教学中的应用

于红英 王知行

[摘要]提出了积件式教学软件开发的基本思路，给出了素材显示、图片预览，图片拖动及对象链接的实现方法；建立了内容丰富的机械原理素材库，并给出利用该软件制作机械原理教学讲稿的实例。

[关键词]计算机辅助教学：积件教学软件；开发

[中图分类号]G40—057

[文献标识码]A

[论文编号]1009—8097(2009)13—0219—03

一引言

计算机辅助教学已经在尝试与探索中进行了多年，其形式也从编制程序发展到开发课件，课件也由单机版发展到网络版。课件是一个封闭的软件系统，它的形式和内容完全由课件设计者固定下来，教师自己不能加以重组改造。无论多么优秀的教育专家和高水平教师设计的课件，也只能适用于某一特定教学情境，无法适应千变万化的教学实际。因此，人们曾设想能否有这样一种平台，教师可以向堆积木(教学素材)一样制作自己的讲稿，这就导致了计算机辅助教学新思维——积件式软件的产生。积件是从课件的经验与不足中发展出来的现代CAI建设的重要思想。积件(Integrableware)是继第一代教学软件一课件(course-ware)之后的第二代教学软件，它不是教学资源库和多媒体著作工具的简单叠加，而是由教师和学生根据教学需要自己组合运用的教学信息和教学处理策略库与教学工作平台。积件式教学软件是由教师根据教学需要自己组合多媒体教学信息资源的教学软件系统，它具有灵活性、可重组性、与教材版本无关性的特点，其使用的前提是有一个内容丰富的多媒体素材库。目前，已有一些积件软件系统，但还存在一定的局限性，如文献中介绍用Authorware制作积件模块不是很方便，因此，本文研究了在vc++平台上以Word或Powerpoint为嵌入对象的积件式教学软件开发的基本思路及软件开发的关键技术，并以制作机械原理教学讲稿为例对积件软件进行了应用。

二积件式教学软件开发的基本思路

积件式教学软件开发的基本思路是：教师在编辑窗口内进行文字编辑(与制作PPT讲稿或在Word上进行文字录入相同)，通过素材管理窗口找到相应的图片素材，该图片素材可在预览窗口内预览。通过预览。认为合适的图片素材可用鼠标将其拖到编辑窗口，然后点击菜单上的“智能链接”命令即可将与该图片对应的动画(exe动画，avi动画或Java动画)链接到图片上。通过这样的操作，教师可随机地组织素材，定制自己的讲稿。积件式教学软件需要一个文字编辑窗口，一个素材库窗口和一个图片预览窗口，因此将本软件的主界面设计成图1所示的形式。

积件软件由五个主要模块组成，分别是素材库管理模块、预览模块、ActiveX文档模块、自动化模块和拖放模块，这五个模块实现了主界面上三个窗口的功能，系统的功能模块如图2所示。

编辑窗口：编辑窗口主要实现讲稿编辑功能(文字录入，图片拖入、图片链接等)和存放讲稿的功能，本软件嵌入大家熟悉的Word或PowerPoint作为编辑软件。

素材库窗口：以树型结构的形式显示素材库中的所有素材，与Windows资源管理器的形式相同。素材库窗口中，树型目录下的bmp图片可在其下面的预览窗口内进行预览。对于其它类型的素材，鼠标操作无效。

预览窗口：当用户选择素材库中的bmp图片素材时，预览窗口给出其相对应图片的预览。

三素材库的建立

积件由积件库和积件组合平台两部分构成，积件教学软件运行的基础是一个内容丰富的素材库。现以建立机械原理素材库为例说明建库的方法。素材库中的素材分为四种类型，它们分别是扩展名为“avi”的动画、扩展名为“bmp”的图片、扩展名为“exe”的可执行文件和Java动画(包括一系列文件)。每一类文件的文件名按章号、图号及节号命名，如F08 02 01.avi表示第8章第1节图2。Java动画比较特殊，它可能由多个文件组成。所以将与该动画相关的文件放在一个文件夹中，文件夹的名称按章号、图号及节号命名，如F05 10 04表示第5章第4节图10的文件夹，文件夹内的文件命名可不作特殊规定。为便于软件的开发，按图3所示的目录结构建立素材库。

分别将四类素材放到图3所示的相应目录中即可完成素材库的建立。需要说明的是，素材库在使用时与教材版本无关，但在建立时候最好先以某一教材为基础建立，然后再添加其它来源的素材。新加素材的命名可在前述命名的基础上，再在节号的后边加一个标志，如在节号后加一个“r”以表示此图是基础教材以外的图。另外，素材在使用时，操作者只对bmp图片进行操作，对其它三类素材不进行操作(由软件自动完成链接)，所以需对除bmp图片以外的三类素材建立一个与之对应的bmp图片，该图片与相应动画的文件名(或文件夹名)同名，只是扩展名不同。

四积件式教学软件开发的关键技术

本文采用面向对象的软件开发方法，并采用支持面向对象技术的vc++集成开发环境来开发积件式教学软件，同时也应用到了组件程序的开发方法。下面介绍软件开发的关键技术。

1积件组合平台的开发

积件式教学软件利用了ActiveX文档技术将Microsoft Word和PowerPoint嵌入到本软件的编辑窗口作为编辑软件。在此基础上利用自动化(Automation)技术在积件软件和Microsoft Word或PowerPoint之间进行通信。

ActiveX文档包容器可将ActiveX文档服务程序以嵌入方式合并到自己的文档中，并使它总处于实地激活状态。本积件软件是一个包容器程序。它可以包容任何ActiveX文档服务程序，如Microsoft Word和PowerPoint等。为了实现本积件软件与ActiveX文档对象的交互，并且集合一些功能，还必须利用ActiveX文档对象的自动化功能，主要是Word和PowerPoint文档对象的自动化功能，这便是自动化模块的主要功能。自动化和ActiveX文档一样都是COM对象的应用。

2素材显示的实现

素材库窗口完成素材库中文件名的显示。在软件开发过程中，它对应于积件库管理模块。积件库管理模块主要通过了CDirTreeCtrl类实现对素材库中文件名的显示，表1是CDirTreeCtrl类的主要函数。

3图片预览的实现

由于运行Windows的任何计算机都可以处理DIB位图，它通常存储在BMP文件中，或者作为资源存储在程序的EXE和DLL文件中，所以本积件软件素材库中的位图选用DIB位图。

CDib类主要实现了BMP图象的预览，其根据BMP图象的格式进行预览。表2显示了CDib几个重要的成员函数。其中，AttachMapFile是最主要的成员函数，它接收由用户在素材库窗口选中的文件BMP文件，并将其显示在预览窗口中。

后边的六个函数都由它调用。

4图片拖放的实现

积件教学软件是积件库和积件组合平台有机的结合。通过拖放图片使之与Word或PowerPoint服务程序进行交互。拖放功能的实现是建立在统一数据传输UDT(Uniform Data Transfer)基础上的。

COM的统一数据传输建立在结构化存储技术基础之上，它通过一个“数据对象”来表达要传输的数据信息。因此，统一数据传输技术的核心在于数据对象的定义和实现。剪贴板和OLE拖放都是统一数据传输的典型应用。本文采用OLE拖放的内部机制进行图片的拖放。OLE拖放可以把一个数据对象从提供方拖动到接收方，其过程如下：用户在数据对象提供方的应用程序窗口中选择一个数据对象，用鼠标点中此对象，然后按住鼠标左键把对象拖动到接收方应用程序窗口中，再松开鼠标左键，即完成拖动过程。表3给出了Vc++开发环境下视类“CView”中支持拖放的函数。

5对象链接

开发积件教学软件平台的目的是方便教师快速地制作出个性化的讲稿。制作讲稿时，通常需要大量的动画。无论是Word还是PowerPoint，嵌入动画的常用方法是将一幅图片与一个动画文件链接到一起。制作讲稿时，教师通常需自己寻找动画素材，自己制作图片，然后手工进行链接。有了本积件软件后，教师可在素材库中选择图片素材，将其拖动到编辑窗口，然后再选择菜单命令可直接将与该图片对应的动画文件链接起来。程序在执行链接之前，首先将被链接的文件及与之相关的文件复制到用户当前的目录，从而教师在上课时不用携带整个素材库，只需携带少量素材即可。使用积件软件和素材库，教师不必费心去收集动画素材，选择图片素材后，软件自动将图片与动画进行链接，简化了讲稿的制作过程。

五积件式教学软件在教学中的应用

利用本文所述的技术开发的积件式教学软件与教材内容和教材版本无关，只要按本文的要求建立起素材库，就可用本软件制作讲稿。

目前，我们建立了以哈尔滨工业大学王知行教授主编的《机械原理》为基础教材的素材库。下面以制作机械原理讲稿为例，介绍用本软件制作讲稿的步骤：

1启动积件软件；

2选择要嵌入的对象(Word或PowerPoint)：

3在编辑窗口录入文字；

4用鼠标在素材显示窗口选择图片名，同时预览窗口内显示该图片：教师检查预览窗口内的图片，如果认为该图片合适，则用鼠标将其拖动到编辑窗口内；

5点击菜单上的“链接”“智能链接”完成图片与动画的自动链接；

6保存讲稿：

7移出嵌入对象，退出积件软件。

图4给出了利用本积件软件制作机械原理教学讲稿的实例。图中，文字录入与Word和PowerPoint的文字录入相同；按序号①所示，进行图片选择，选中一个图片名的同时在预览窗口内出现该图片的预览；按序号②所示，将图片从预览窗口拖动到编辑窗口：按序号③所示，选择菜单上的“智能链接”命令，链接成功后，按序号④所示显示“已完成链接”提示框；点“确定”按钮完成动画与图片的链接。按相同的方法选择其它的图片，并进行动画链接，同时进行相应的文字编辑。这样教师可按自己的意愿制作个性化的讲稿，且讲稿的制作过程非常简单方便。

六结论

本文研究了积件式教学软件开发的关键技术：给出了以树型结构显示素材、BMP图片预览，基于统一数据传输的图片拖动及对象链接的实现方法，并以这些技术为基础开发了通用的积件式教学软件平台，建立了内容丰富的机械原理素材库，并给出利用本软件系统制作讲稿的步骤和制作机械原理教学讲稿的实例。积件式软件与教材内容无关，与教材版本无关，大大方便了教师制作自己具有特色的讲稿。通过制作实例可以看出：本软件系统工作可靠，操作方便。

参考文献

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