學習對象技術(shù)支持下層積式Flash教育軟件的設計與開發(fā)

鐘斌，符傳誼

(海南瓊臺師范高等?？茖W校信息技術(shù)系，海南?？?71127)

學習對象技術(shù)支持下層積式Flash教育軟件的設計與開發(fā)

鐘斌，符傳誼

(海南瓊臺師范高等?？茖W校信息技術(shù)系，海南?？?71127)

為了解決資源重用和減少教育軟件開發(fā)的難度，本文提出了面向?qū)W習對象的層積式教育軟件開發(fā)方法。教師首先在面向?qū)W習對象理論的指導下，分析教育軟件的對象，找到學習對象的各種類型；然后根據(jù)Flash的層積式處理方法構(gòu)建出學習對象庫；最后通過開發(fā)學習者或用戶程序來管理不同層次的學習對象。

創(chuàng)意設計；學習對象；教育軟件；層積式；Flash；ActionScript3.0

一、相關(guān)技術(shù)與理論

1.Flash與ActionScript3.0

Adobe公司開發(fā)的Flash軟件提供了諸如動畫創(chuàng)意設計、動漫游戲、動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)以及多媒體教育軟件開發(fā)等功能，為使用者提供了發(fā)揮豐富想像力和創(chuàng)意的開發(fā)環(huán)境和較強的技術(shù)支持。隨著Flash CS3及其腳本開發(fā)語言的發(fā)布，腳本ActionScript也升級到了ActionScrtipt3.0，它像Java一樣，都是基于ECMA腳本（國際標準程序設計語言）的面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言（OOP）。

在教育軟件開發(fā)平臺多樣化的趨勢下，F(xiàn)lash具有更深入的強大開發(fā)能力。由于能夠集成多媒體資源，F(xiàn)lash擁有優(yōu)秀的媒體支持函數(shù)，它能夠?qū)敫鞣N格式的媒體，如圖形圖像、聲音、視頻、三維動畫等等。除此，F(xiàn)lash本身在動畫功能方面比其他開發(fā)平臺更優(yōu)秀。同時，Action-Script3.0提供了強大的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計開發(fā)能力。在網(wǎng)絡支持方面，F(xiàn)lash也是一款能被用來開發(fā)網(wǎng)頁的程序開發(fā)軟件。由于矢量圖像技術(shù)，文件可以足夠小以至更適合用來開發(fā)基于網(wǎng)頁的教育軟件。在SCORM(可共享內(nèi)容參考模型)標準方面，用Flash開發(fā)的教育軟件能夠進行元數(shù)據(jù)描述，并能根據(jù)SCORM標準對學習內(nèi)容進行打包，同時還能夠在運行的學習管理系統(tǒng)（LMS，Learning Management System）之間進行數(shù)據(jù)傳輸。

2．面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP）

隨著軟件工業(yè)的飛速發(fā)展，軟件系統(tǒng)越來越復雜，軟件開發(fā)的成本也越來越昂貴。在這種情景下產(chǎn)生了面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP），而這越來越成為軟件開發(fā)的主流。面向?qū)ο蟪绦蛟O計中面向?qū)ο蟮乃枷胙由斓杰浖_發(fā)過程的上游和下游，形成了當前的面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O計（OOD）、面向?qū)ο鬁y試（OOT）等，而這些逐漸成為面向?qū)ο筌浖椒?。面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP）的思想主要包括對象、類、數(shù)據(jù)抽象、繼承、動態(tài)綁定、數(shù)據(jù)封裝、多態(tài)和消息傳遞機制等。

3.教育軟件

教育軟件，也被稱為“課件”，是用計算機編輯設計生成的程序及相關(guān)文檔，服務于課程的學與教。它通常由幾種媒體方式構(gòu)成，如文本、圖像、聲音、動畫和視頻等，它是一種專門用于教學的軟件。顯而易見，課件屬于軟件類，同樣存在軟件危機問題，面向?qū)ο笏枷胧墙鉀Q這種危機的關(guān)鍵。

4.從積件到學習對象

積件是根據(jù)教師與學生的需要，將教學信息、教學管理數(shù)據(jù)庫和平臺進行集成并能夠運用。在積件中，整個課的內(nèi)容被分成幾個獨立的課件，就像建筑用的磚塊，其中之一能夠進行過程的演示、歷史的回顧、問題的解釋或描述等。教師能夠根據(jù)他們的實際需要，自由組合這些小課件并生成自己需要的課件，就像砌磚一樣。

教育資源的研究起始于積件的理論，它使教育資源的共享思想非常流行。但積件只是在觀念形態(tài)方面進行原則上的討論，原因在于它的一些固有的缺陷和在實際操作中沒有通用的標準。因此，它不能有效地在工程層次上促進教育資源的共享，也不能真正地讓它進化到更高的階段。

在21世紀，學習對象技術(shù)越來越受到國際教育技術(shù)領域的關(guān)注。學習對象，作為學習技術(shù)的標準，已經(jīng)廣泛地被當前國際教育技術(shù)界所接受，它比積件在思想上要更優(yōu)秀。在教育技術(shù)國際領域，學習對象技術(shù)與架構(gòu)是教育資源共享與重用的通用參考。

學習對象是一種重用的任何事物，它能夠被用來支持數(shù)字學習資源建設。學習對象的顯著特征在于它的數(shù)字化、重用性和學習過程的支持。學習對象最明顯的特性是重用性，這是IEEE集LOM（學習對象元數(shù)據(jù)）標準意圖的早期目標。只有確保教育軟件的最大重用，才能取得廣泛的高質(zhì)量的教育資源網(wǎng)絡共享。同普通學習內(nèi)容比較，這種學習內(nèi)容具有可訪問性、適應性、持久性、耐用性、互操作性、重用性等。通過依照某種聚合規(guī)范，學習對象技術(shù)打包與聚合學習內(nèi)容，使它成為完整、獨立可共享內(nèi)容對象（SCO），它可以根據(jù)某種內(nèi)容包裝（CP）而被打包，以便于資源能夠在不同的學習管理系統(tǒng)（LMS）之間被共享和傳輸。

二、面向?qū)W習對象的層積式開發(fā)模型

從長期教育軟件的開發(fā)來看，一線教師是教育軟件開發(fā)的最主要力量。然而，由于對Flash技術(shù)的有限專長與該技術(shù)的更新，許多一線教師遠離而且不能涉及教育軟件的開發(fā)，而這造成許多優(yōu)秀教育觀念不能在教育軟件中反映?；贔lash軟件，建構(gòu)一個面向?qū)W習對象的二級開發(fā)平臺，能夠減少教育軟件開發(fā)的困難同時提高資源的重用性。

1.學習對象的層級分類

從用戶的角度來看，學習對象是介于素材與課件之間的材料。對課件來說，學習對象是素材；對素材來說，學習對象是小的課件。學習對象、課件和素材之間的關(guān)系如圖1所示。學習對象被看成是能夠處理和打包的素材，它有某種程度的智能。學習對象能夠像砌磚用的磚塊一樣能用來構(gòu)建所需要的課件。

圖1 學習對象、課件與素材之間的關(guān)系

從學習對象開發(fā)者的觀點來看，學習對象是一種對象，與具有某些屬性與方法的Flash組件（帶有參數(shù)的符號和外部接口）相似。學習對象不僅僅是一段聲音或一張圖片，學習對象能提供某些函數(shù)，這些函數(shù)是為開發(fā)者提供的對象的屬性和方法。然而，學習對象的開發(fā)沒有組件開發(fā)那樣嚴格，不會具有繼承、數(shù)據(jù)抽象等屬性，但完全具有動態(tài)綁定、數(shù)據(jù)封裝、多態(tài)、消息傳遞等屬性。

符合OOP的學習對象具有的獨一無二特性是能夠使開發(fā)者開發(fā)出使用OOP思想和OOP語言的學習主題。學習主題從某種基本意義上來說，是多媒體素材的集成，這些多媒體素材是看得見的和可工作的。它首先從課件的組成部分開始，研究是哪些內(nèi)容構(gòu)成課件，以便于分析學習主題的形式。以化學課件為例，其組成如圖2所示。

圖2 化學課件實例

從圖2可以看出，課件包括各種學習主題類型，如表格、練習、實例、信息、數(shù)據(jù)、實驗、活動、過程等。通過使用這些學習對象，課件構(gòu)建出知識點，安排教與學的內(nèi)容。其中，表格、練習、實例、信息是學習對象類型，它們能夠被大多數(shù)課件所處理。學習對象的信息類型與素材相近，學習對象的實驗類型是科學課件的重要組成部分。如果學習對象的實驗類型是片段，可視化效果就有所增強。學習對象的實驗類型組成如圖3所示。

圖3 學習對象的實驗類型

請注意無論是固體、液體、氣體（除了大劑量的專業(yè)藥品外），化學制品都有這些特征：化學制品不能單獨使用，它們依賴于使用的容器。如果沒有實驗現(xiàn)象，液體原子化、結(jié)晶、去色、壓縮，所有都和容器有關(guān)。因此，“容器類型”學習對象是開發(fā)焦點，其他實驗儀器能夠服務于作為所開發(fā)的容器類型的專門案例。

2.學習對象庫開發(fā)

第一層級的“容器類型”學習對象開發(fā)是累積庫。通過使用Flash繪圖工具，可以畫出各種類型的化學實驗容器和實驗儀器；然后使用Flash的符號庫來分類和管理。不帶有封裝與對象接口的學習對象的累積類型與原始素材相近。但它能實現(xiàn)基本的可重用的資源。課件開發(fā)者能夠使用這種可重用的學習對象來構(gòu)建所需要的虛擬實驗情景。

第二層級的“容器類型”學習開發(fā)是對象庫。在累積庫的基礎上，它賦予累積對象多樣化的函數(shù)。例如，一個酒精燈能夠與兩個簡單函數(shù)聯(lián)系起來：點燃和熄滅。這兩個函數(shù)能夠通過定義兩種方法（點燃函數(shù)：fire_y()和熄滅函數(shù)：fire_n()）來實現(xiàn)。在任何情況下，對一個酒精燈對象（對象名為lamp_1），它的執(zhí)行順序為：

Lamp_1.fire_y();

對象名為alcohol lamp_1將在它自身上增加火苗。

Lamp_1,fire_n();

對象名為alcohol lamp_1將熄滅。

例如下面的代碼能夠通過單擊酒精燈控制它自己的點燃和熄滅。

Lamp_1.onPress=function(){

Lamp_1.fire_y();}

它的功能是在用戶單擊對象名為lamp_1的酒精燈時執(zhí)行點燃命令。對用戶，酒精燈是一個封裝的學習對象，它只需要知道它的函數(shù)功能（屬性和方法）并調(diào)用。函數(shù)是通過學習對象開發(fā)者來實現(xiàn)的。

3．學習對象廣播程序

學習對象的相關(guān)標準推薦使用XML（Extensible Markup Language，可擴展標記語言）作為它的實現(xiàn)技術(shù)，使用XML來描述元數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)——進而描述學習對象?；赬ML（E4X）的ECMAScript的支持，ActionScript 3.0支持XML。通過使用Flash來設計廣播過程，運用XML文檔來描述所有層級的學習對象，通過ActionScript3.0來調(diào)用XML文檔中的數(shù)據(jù)，根據(jù)某種結(jié)構(gòu)和策略來顯示學習對象。

三、結(jié)論

本文提出了面向?qū)W習對象的新思路和創(chuàng)意方法，它不僅能提供足夠的學習對象函數(shù)而且降低二次開發(fā)的難度。然后為用戶與開發(fā)者定義了合適的接口與規(guī)范，有助于教育軟件的設計與開發(fā)。☉

[1]黎加厚.從課件到積件：我國學校課堂計算機輔助教學的新發(fā)展[J].中國電化教育,1997.

[2]余勝泉,楊現(xiàn)民.辨析“積件”、“學習對象”與“學習活動”——教育資源共享的新方向[J].中國電化教育,2007.

[3]David A,Wiley.Connecting learning objects to instruction design theory.http://reusability.org/read/chapters/wiley.doc,1998

[4]謝幼如.多媒體教育軟件的設計[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999.

[5]繆亮.課件導航策略與分析[J].中國信息技術(shù)教育,2009.

[6]黃劍麗.關(guān)于多媒體教學軟件的開發(fā)設計和實踐[J].電化教育研究,2001.

（編輯：金冉）

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