基于Authorware7.0的CAI课件《球的表面积》的设计与实现

施永新

（南通高等师范学校，江苏南通 226100）

基于Authorware7.0的CAI课件《球的表面积》的设计与实现

施永新

（南通高等师范学校，江苏南通 226100）

Authorware7.0是目前应用最为广泛的基于流程图标的交互式多媒体制作软件，非常适合于开发制作多媒体CAI教学课件。但许多教师不了解用Authorware7.0制作课件的框架结构设计及流程控制，只能制作一些简单的、线性的助教型课件。文章以课件《球的表面积》为例，提供了一个良好的设计框架及灵活的流程控制，并详细剖析了用Authorware7.0制作课件的步骤与技巧。

Authorware7.0；多媒体课件；CAI课件；图标

Authorware7.0是一款使用广泛、易学易用、交互性强、面向对象、以图标流程线逻辑为主导、以函数变量为辅助、以动态链接库（DLL）为扩展机制的多媒体工具软件。它允许开发者使用文字、图片、动画、声音、数字电影等素材来创作交互式的多媒体应用软件，即使编程能力不高的教师也能快速制作一个多媒体课件。 纵观市场上许多Authorware7.0的培训教程，大多是以菜单、工具栏、图标的基本用法介绍为主，加上一些简单的应用实例，缺少一个完整的CAI课件的设计与制作技巧的介绍。所以许多教师不了解用Authorware7.0制作课件的程序框架设计及流程控制，徒有好的教学设想，却不能在课堂教学中实现，只会应用Authorware7.0制作一些简单的、线性的助教型课件，交互性不强，教师在上课时只能按部就班地按照课件实施教学，到了下一步就不能返回上一步，教学模块之间不能随意切换。这与数学课堂教学的灵活变通性、不可预知性和动态生成性相悖。本文以CAI课件《球的表面积》为例，详细剖析了用Authorware7.0制作交互性强、助教助学两用型CAI课件的程序框架设计与制作技巧，以期能为广大教师在制作CAI课件时有所借鉴，起到抛砖引玉的作用。

一、教学设计

CAI多媒体课件能通过文本、图像、动画、声音等方式，创设情境、化静为动、激发兴趣、突破难点，有助于促进学生的“发现”和“探究”学习活动，培养创新思维。球的表面积公式的推导历来是一个教学难点，因为球面是以半圆的直径为轴旋转所成的曲面，它不能展开成平面，因而不能利用展开图来求球的表面积。那么如何求球的表面积呢？任何一个数学问题的解决都有一个探索过程，这种探索过程实际上就是知识的发生过程。按教材的处理方法是先直接给出引理，再根据引理推导出球的表面积公式。一开始就学 “引理”，顺则顺矣，对学生来讲不啻从天上掉下来似的。到最需要“引理”的时候，才自然地提出辅助问题，并予以解决，对学生今后是一种很有用的训练。据此认识，本课件教学设计共分教学目标、习旧引新、类比引探、推导公式、巩固练习、课堂小结、拓展研究、相关知识八个功能模块。

其中“习旧引新”模块，在复习圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式推导的基础上，引入球的表面积公式的推导，由于球面是不可展面，不能沿用将侧面展开成平面的方法来解决，从而第一次激起学生探究的愿望。

“类比引探”模块，通过与平面几何中推导圆面积的公式进行类比，以直代曲，以半圆的内接正折线A1A2……An-1An代替半圆周，再施以旋转，即求半圆内接正折线旋转成的球的内接圆台（圆锥）的侧面积的和为近似值，并以三维动画直观演示，发现随着半圆内接正折线的边数越来越多，旋转成的球的内接圆台（圆锥）的侧面积的和越来越接近于球的表面积。然后对旋转成的球的内接圆台（圆锥）的侧面积的和进行探讨，在和式 π·l[r1+（r1+r2）+……+（rn-3+rn-2）+rn-2]中，l为各折线段的长，r1、r2……rn-2表示相应圆锥、圆台的底面半径，当n→∞时，S正折线→S球。但在上面侧面积和式中，r1+（r1+r2）+……+rn-2的值难以确定，且当n→∞时,l→0,探究至此，再次碰壁，从而激发学生进一步探究的愿望。联想到求圆的面积时用到了边心距p，那么球的内接圆台的侧面积能否用球心到母线的距离p和圆台的高h来表示呢？从而去寻找p、h与r、l的关系，最后得出书上的引理:“球面内接圆台（圆台上、下底面是球的两个平行截面）的高为h，球心到母线的距离为p，那么圆台的侧面积为2πph。”

“推导公式”模块，有了引理作为基础，通过“以直代曲，无限分割，逐次逼近”的方法，结合三维立体图形的直观演示，推导出球的表面积公式S球面=4πR2。

“巩固练习”模块，分步展示课本上例题的解答，并给出三维立体图形，帮助学生理解。另外给出了六道选择题，每题最多提供2次选择机会，且每次给出“答对了，请做下一题”或“答错了，请再想一想”或“两次答错，请多努力”的评语，结束时由计算机给出最后的评分结果，体现了良好的智能性。

“拓展研究”模块，给出了利用三角函数推导球的表面积公式的另一途径，供学有余力的学生参考，帮助他们开阔解题思路、提高解题能力。

“相关知识”模块，给出了球面的内接圆锥的侧面积公式的证明过程，结合三维动画演示，给出了球冠的定义和球冠的面积，使课件的功能得以进一步扩展。

二、界面设计

1.片头片尾设计

课件运行后，首先运行一个3DMAX制作的片头动画，一本封面为立体几何的书缓慢打开，并逐渐远去，同时由远及近一个球体转动着出现在窗口中间，球的表面积几个字绕球一周，界面如图1所示，只是中间应为动画运行后的画面。单击“退出”按钮，先弹出一个标准的Windows消息框，确认是否真的要退出。若选“是”则运行一个3DMAX制作的片尾动画，界面如图1所示，中间应是片尾动画运行后的画面，展示有关学校名称、课件作者等信息，单击鼠标或按任意键或动画运行5秒后退出课件运行。

2.导航界面设计

导航界面如图1所示，当鼠标移到导航按钮上时，该导航按钮变红色显示，用鼠标单击后，按钮又显示原来颜色，具有动态效果，并进入相应的教学模块。

3.教学界面设计

教学界面如图2所示，用鼠标单击“下一步”按钮或按任意键，即显示下一步教学内容。单击“上一步”按钮，即可随时返回上一步显示的内容。当鼠标移到“上一步”或“下一步”按钮上时不出现手形光标，则表示在该教学模块中已到头或到尾。单击“音乐”按钮，可暂停或播放背景音乐。单击“返回”按钮，返回课件导航界面，可选择进入其他教学模块。单击“退出”按钮，弹出标准的Windows消息框，由用户确认是否真的要退出课件运行。

三、程序框架（见图3）

四、制作技巧

1.初始化变量的设置

拖一个计算图标到流程线上，命名为初始化变量，双击打开输入下列语句：

用Authorware7.0制作一个多媒体课件，一般要首先确定文件的属性，选择修改→文件→属性，背景色选黑色，大小选800×600，选项中只勾选屏幕居中。函数Cover（）的作用是课件运行后，遮盖演示窗口外的画面。yybf变量用于控制背景音乐的播放，当值为FALSE时播放，当值为TRUE时停止播放。后面四个变量分别用于控制音乐按钮、返回按钮、上一步按钮、下一步按钮的激活与无效，初始值全设为FALSE，这四个按钮初始状态是无效，因为交互类型为热区域响应，按钮可见时设为激活，不可见时设为无效，这样可防止误操作。

2.课件片头的设置

拖一个群组图标到流程线上，命名为课件片头，双击打开群组图标，在流程线上拖入一个显示图标，显示封面图片，再拖入一个数字电影图标，双击之，导入片头动画，并在属性框中，选择计时页面，在执行方式下拉框中选择的同时，再拖入一个等待图标，双击之，在属性框中，只勾选单击鼠标和按任意键。再拖一个擦除图标，用于擦除片头动画。

3.导航按钮的设置

拖一个交互图标到流程线上，命名为导航按钮，拖一个群组图标到交互图标右侧，命名为教学目标，交互类型选择按钮。双击按钮标志，打开属性框，鼠标选择手形光标。单击左侧的“按钮…”，弹出按钮设置对话框，单击添加按钮，弹出按钮编辑对话框，在左上角状态栏常规列中选“未按”，再单击图案下拉框右边的导入按钮，将事先用Photoshop制作好的教学目标（黄色）图片导入。然后在状态栏常规列中选择 “在上”，单击图案下拉框右边的导入按钮，导入教学目标（红色）图片。单击声音下拉框右边的导入按钮，导入一个音效文件。这样一个教学目标动态且有音效的按钮制作完成。依次拖一个群组图标到交互图标的右侧，同理制作其它导航按钮。单击工具栏上的运行按钮，再选择调试下拉菜单中的调试窗口，将各导航按钮按图1所示的位置放置。

4.教学模块的设置

一般用Authorware制作的课件，都是用等待图标，单击鼠标或按任意键后，显示下一步内容，但不能返回上一步显示的内容，交互性不强。我们可以使用Authorware的函数和变量，通过上一步、下一步按钮，实现随意地向前或向后显示内容。下面以习旧引新模块为例，讲解具体设置方法。双击习旧引新群组图标，拖一个计算图标到流程线上，命名为激活按钮的变量值，双击计算图标，在弹出的输入框中，输入下列语句：

用于激活音乐按钮、返回按钮。拖入一个显示图标，显示教学界面图片，再拖入一个显示图标，显示当前模块的名称。拖一个框架图标到流程线上，双击框架图标，删除里面系统默认的导航面板与交互图标，然后在右侧拖入一个群组图标，双击打开，拖入一个显示图标，显示问题1：“我们前面已学习了圆柱、圆锥、圆台的侧面积，它们是怎么推导的？”特别注意我们将其图标标题命名为1，单击鼠标右键，选择计算，在弹出的输入框中，输入下列语句：

语句previousicon:=FALSE，使上一步按钮无效，语句nexticon:=TRUE，使下一步按钮有效。拖一个等待图标到流程线上，事件只勾选按任意键，再拖一个显示图标，标题命名为2，显示答案：“只要把它们的侧面沿着一条母线剪开后展开在平面上，展开图的面积就是它们的侧面积。它们的侧面可分别展开为矩形、扇形、扇环。”在其附着计算图标内输入下列语句：

语句previousicon:=TRUE，激活上一步按钮。再拖一个显示图标，用于显示圆柱、圆锥、圆台以及侧面展开成矩形、扇形、扇环的图片。再拖一个等待图标，事件只勾选按任意键。再拖一个擦除图标，标题命名为3，用于擦除标题为1、2的显示图标，在其附着计算图标内输入下列语句：

语句nexticon:=TRUE，激活下一步按钮。再拖一个移动图标，双击移动图标，在属性框中，定时选时间，下面输入框中输入2，执行方式选等待直到完成，类型选指向固定路径的终点，单击圆柱、圆锥、圆台以及侧面展开成矩形、扇形、扇环的图片并向上移到合适的位置。再拖一个显示图标，显示问题2：“今天，我们来学习球的表面积，我们能用同样的办法解决这个新课题么？”再拖入一个等待图标，事件只勾选按任意键。最后拖入一个显示图标，标题命名为4，显示内容：“不行，因为球面不能展开成平面图形，所以球的表面积公式无法用展开图求出。”在其附着计算图标内输入下列语句：

语句nexticon:=FALSE，使下一步按钮无效。其他教学模块内的设置方法与此基本相同，关键图标的标题命名可从5开始，向后依次递推。

5.功能按钮的设置

（1）上一步与下一步按钮的设置

拖一个交互图标到流程线上，放在导航按钮交互图标的前面（见图3），并命名为功能按钮。拖一个计算图标到交互图标的右侧，命名为下一步，在交互类型中选择热区域响应。双击热区域响应的标志，将热区域小的虚线长方形盖到教学界面下一步按钮的上面，在属性对话框中，鼠标选择手形光标，单击响应标签，范围选择永久，分支下拉框中选返回，激活条件输入框内输入nexticon。双击下一步计算图标，输入下面语句：

再拖一个计算图标到下一步计算图标的右侧，命名为“上一步”，双击上一步热区域响应标志，将热区域小的虚线长方形盖到教学界面上一步按钮的上面，激活条件输入框内输入previousicon，双击上一步计算图标，输入下面语句：

（2）音乐按钮的设置

拖一个声音图标到流程线上，命名为“背景音乐”（见图3），双击图标，在属性框中选择计时标签，执行方式下拉框中选 “同时”，播放下拉框中选 “直到为真”，在下面的输入框内输入yybf。拖一个计算图标到上一步计算图标的右侧，命名为音乐。双击热区域响应标志，将热区域小的虚线长方形盖到教学界面音乐按钮的上面，激活条件输入框中输入musicicon，双击音乐计算图标，输入下面语句：

（3）返回按钮的设置

拖一个计算图标到音乐计算图标的右侧，命名为“返回”。双击热区域响应标志，将热区域小的虚线长方形盖到教学界面返回按钮的上面，激活条件输入框中输入returnicon，双击返回计算图标，输入下面语句：

（4）退出按钮的设置

拖一个群组图标到返回计算图标的右侧，命名为退出。双击热区域响应标志，将热区域小的虚线长方形盖到教学界面退出按钮的上面，双击退出群组图标，选择窗口→面板→知识对象，在弹出的对话框中选择消息框并双击，这时在流程线上出现一个消息框知识对象并出现一个对话框，单击next按钮，在Modality项中选 Application Modal，单击 next按钮，在Buttons项中选 Yes、No，单击 next按钮，在Icon项中选Question，单击next按钮，在Caption/message项中，上面标题输入退出，下面提示信息输入真的要退出吗？单击next按钮，在Returned Value项中，为便于书写与记忆，将=wzMBReturnedValue改为=quit，单击Done按钮完成消息框知识对象的属性设置。在流程线上再拖入一个判断图标，命名为“选择”，在其右侧再拖两个群组图标，分别命名为“退出课件”与“不退出”。双击判断图标标志，在弹出的属性框中，重复下拉框中选不重复，分支下拉框中选计算，并在下面的输入框中输入：Test（quit=6,1,2）。双击退出课件群组图标，拖一个显示图标到流程线上，用于显示封底图片，拖一个数字电影图标，用于显示片尾动画，属性框中执行方式选同时，拖一个等待图标，属性框中事件同时勾选鼠标与按任意键，时限输入框内输入5，最后拖一个计算图标到流程线上，双击打开并输入下列语句：

不退出群组图标内为空，不作任何设置。至此课件《球的表面积》所设计的功能，通过以上设置制作后已基本实现。限于篇幅，各教学模块内的具体制作在此不再赘述。

6.打包与运行的设置

课件调试完毕后，可将其打包成EXE可执行文件。选择文件→发布→打包，在弹出的打包文件对话框的下拉列表框中，选择应用平台WindowsXP，NT和98不同，同时勾选打包时包含全部内部库，打包时包含外部之媒体，打包时使用默认文件名，然后单击保存文件并打包按钮即可完成课件打包。另外还需将Authorware7.0安装文件夹下的Xtras文件夹，A7vfw32.xmo、Awim l32.dll、Js32.dll、Vct32161.dll 四 个文件的Authorware扩展函数cover.u32，课件用到的视频文件与打包后的可执行文件放到同一文件夹中。这样打包后的可执行文件可在Windows7系统下正常运行。

（编辑：王天鹏）

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1673-8454（2012）12-0064-05