網(wǎng)絡(luò)CAI軟件開(kāi)發(fā)及其在機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)中的應(yīng)用

甘露　曾馳

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，并且已經(jīng)得到教育界的高度重視。本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的CAI軟件是當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容，而且該款軟件已經(jīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程中得到了成功應(yīng)用，獲得了良好效果。

關(guān)鍵詞：多媒體網(wǎng)絡(luò)；CAI軟件；機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)

中圖分類號(hào)：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2163（2016）01-

Abstract： With the rapid development of science and technology，the applications of Computer Assisted Instruction （CAI） are becoming more and more extensive， which has been highly valued by the educational circles. CAI software developed and designed in this paper Is an important part of the current development of Computer Assisted Instruction， and this software has been successfully applied in the course of mechanical design， ultimatly obtains beneficial effects .

Keywords： multimedia network； CAI software； mechanical design drive

隨著計(jì)算機(jī)信息話和數(shù)字化應(yīng)用熱潮的強(qiáng)勢(shì)來(lái)襲，“全民學(xué)習(xí)時(shí)代”也已隨之開(kāi)啟。與之相適應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)CAI軟件開(kāi)發(fā)即已吸引了研究學(xué)界的關(guān)注與興趣。從目前來(lái)看，CAI軟件研發(fā)數(shù)量仍然較少，而且質(zhì)量也普遍不高，同時(shí)軟件內(nèi)容和教材又基本一致，明顯缺乏時(shí)代特色和創(chuàng)新性。但從時(shí)下最為通行、切大中型的應(yīng)用需求可知，CAI軟件在教學(xué)活動(dòng)中的作用正日趨必要與重要。而結(jié)合已有研發(fā)實(shí)踐調(diào)研后的結(jié)果卻已指出：傳統(tǒng)CAI軟件由于受到行為主義理論約束，機(jī)械練習(xí)、反復(fù)練習(xí)問(wèn)題較為嚴(yán)重，對(duì)學(xué)生構(gòu)建形成完善的知識(shí)體系極為不利[1]。基于此，則應(yīng)對(duì)當(dāng)前CAI軟件實(shí)施深度開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能夠充分保障、并高效促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的CAI軟件。本文即以網(wǎng)絡(luò)CAI軟件開(kāi)發(fā)在機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)中的應(yīng)用為例，針對(duì)這一課題內(nèi)容展開(kāi)如下研究論述。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程

CAI軟件的研制開(kāi)發(fā)更為重要的一點(diǎn)就是要通過(guò)CAI軟件形成新的教學(xué)觀念。用新技術(shù)取代陳舊的課堂模式，為學(xué)生創(chuàng)造更樂(lè)于參與和融入的學(xué)習(xí)氛圍。如此則不僅顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)更使教學(xué)效果也可以得到現(xiàn)實(shí)優(yōu)異的全面改善。在此，將給出機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)過(guò)程具體如下。

1）目標(biāo)分析

目標(biāo)分析是開(kāi)發(fā)CAI軟件的基礎(chǔ)和前提。在這一過(guò)程中需要開(kāi)發(fā)人員對(duì)教學(xué)對(duì)象、環(huán)境、用途以及目標(biāo)等進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠者m性分析，從而確定具體要求。

2）教學(xué)設(shè)計(jì)

詳細(xì)閱讀機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)教材，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整與分配。以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，指定教學(xué)策略，將各單元有機(jī)結(jié)合到一起，構(gòu)建完善的知識(shí)網(wǎng)。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)單元進(jìn)行科學(xué)、合理的劃分，明確各單元內(nèi)容，并為每個(gè)內(nèi)容挑選最佳呈現(xiàn)方式。教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)教師能力的考驗(yàn)，同時(shí)也是最能夠體現(xiàn)教師能力的環(huán)節(jié)。

3）腳本編寫

所謂腳本編寫，就是制定詳盡的設(shè)計(jì)方案，除了單元?jiǎng)澐帧?nèi)容選擇和編寫之外，還包括圖形制作、屏幕美術(shù)設(shè)計(jì)等等。腳本編寫是將復(fù)雜的抽象化思維轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟ň呦蠡挠?jì)算機(jī)軟件的過(guò)渡階段。值得注意的是，在腳本編寫過(guò)程中，還需要開(kāi)發(fā)人員和授課教師的才智互補(bǔ)和全程協(xié)作交流。

4）素材制作

以編寫完成的腳本作為參照，對(duì)軟件中需要用到的各種素材進(jìn)行制作。具體來(lái)說(shuō)，主要包括圖片、文字、聲音、動(dòng)畫等?？梢越柚鶩lash、3DS max軟件等多媒體軟件對(duì)所需素材進(jìn)行制作和生動(dòng)呈現(xiàn)[2]。

5）程序設(shè)計(jì)

基于教學(xué)目標(biāo)需求，設(shè)計(jì)研發(fā)一款具有多媒體網(wǎng)絡(luò)功能的課件系統(tǒng)程序，建立和教學(xué)內(nèi)容直接相關(guān)的表現(xiàn)媒體的語(yǔ)言接口，最終制成CAI軟件。

對(duì)于CAI軟件制作過(guò)程來(lái)說(shuō)，應(yīng)用工具既是開(kāi)發(fā)觀念的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)行為的現(xiàn)實(shí)提升，可為今后的CAI軟件開(kāi)發(fā)指明了方向。只是需要指出的是，這種方法的使用雖然較為簡(jiǎn)單，但是靈活性明顯偏差。除此之外，還有一種通用方法就是程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。將其與應(yīng)用工具比較后可知，該開(kāi)發(fā)方式的靈活性更強(qiáng)，功能也十分完備，是CAI軟件開(kāi)發(fā)的理想應(yīng)用選擇。本文所給出的CAI軟件就是基于Visual Basic面向?qū)ο蟮目梢暬绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行框架構(gòu)建和整體支持開(kāi)發(fā)完成的。

研究中CAI軟件的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)就是如何將教材內(nèi)容調(diào)控整合并理想提供給學(xué)生，也就是說(shuō)，如何將教材內(nèi)容組織到網(wǎng)頁(yè)中，同時(shí)還要注重CAI軟件功能的優(yōu)化實(shí)施與拓展。基于此，Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)則愈顯突出，用戶可以輕松掌握并利用其定制功能，開(kāi)發(fā)獲得預(yù)期滿意的CAI軟件。在網(wǎng)頁(yè)制作上選擇DHTMT技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)程序腳本語(yǔ)言的成功內(nèi)嵌，而且制作得到的網(wǎng)頁(yè)更具生動(dòng)真實(shí)感，而且呈現(xiàn)良好互動(dòng)效果。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件腳本設(shè)計(jì)

2.1 概述

機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程下屬機(jī)械專業(yè)，具有綜合強(qiáng)效的實(shí)踐性和技術(shù)性要求。也就是說(shuō)，學(xué)習(xí)這門課程除了需要掌握大量的專業(yè)知識(shí)之外，更要具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐能力，能夠?qū)⒄n堂上的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。在以往機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程中，主要是應(yīng)用幻燈片或者是靜態(tài)掛圖等教學(xué)道具。而機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)的知識(shí)卻是情境動(dòng)態(tài)的，從而導(dǎo)致學(xué)生在理解上存在現(xiàn)實(shí)難度。同時(shí)，大多數(shù)教師理論基礎(chǔ)非常扎實(shí)，但是缺少實(shí)踐演練環(huán)節(jié)，從而影響學(xué)生實(shí)踐能力的開(kāi)放式增長(zhǎng)及發(fā)揮。將CAI軟件引入機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程中，即能夠有效解決上述問(wèn)題。

從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件的發(fā)展較為緩慢，與電路設(shè)計(jì)、化工原理等CAI軟件差距也較為明顯。分析這一現(xiàn)象的形成原因主要有兩個(gè)方面：一是機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程在我國(guó)開(kāi)設(shè)得較晚，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件的研究起步也隨之滯后；二是大多數(shù)軟件的開(kāi)發(fā)方式現(xiàn)已落伍陳舊，與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展難獲協(xié)調(diào)。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)狀況，本文介紹的CAI軟件則能適應(yīng)貼合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平，并可滿足大多數(shù)高校機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)課程需要。軟件中不僅包含文件傳輸、網(wǎng)絡(luò)交流等功能，還具有練習(xí)功能[3]。

2.2 腳本設(shè)計(jì)

綜上可知，腳本設(shè)計(jì)的質(zhì)量將直接關(guān)系到CAI軟件教學(xué)效果。反過(guò)來(lái)說(shuō)就是，一個(gè)成功的CAI軟件必然具備一個(gè)優(yōu)秀的腳本。腳本除了要將各種內(nèi)容排列位置進(jìn)行美觀表示，還要體現(xiàn)課件的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方法幾特點(diǎn)。總而言之，腳本設(shè)計(jì)既要重視細(xì)節(jié)，又要統(tǒng)籌全局。

機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI腳本必須要和該門課程的教學(xué)內(nèi)容和核心思想緊密結(jié)合，而由于機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)的特殊性，CAI軟件中必然包含大量圖片和動(dòng)畫。腳本設(shè)計(jì)就是需要將圖片、動(dòng)畫等進(jìn)行核實(shí)施現(xiàn)代創(chuàng)意組合。作為開(kāi)發(fā)人員應(yīng)當(dāng)樹(shù)立清晰認(rèn)知，要明確意識(shí)到CAI軟件只是一種輔助教學(xué)手段，并不能取代教師的位置。在編寫腳本時(shí)，具體則需要遵循以下原則：

1）將課件進(jìn)行有效表示。CAI軟件屬于信息系統(tǒng)。從總體上來(lái)說(shuō)，CAI軟件應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)教學(xué)信息和控制信息。在一幀框面中，則可將教學(xué)信息、學(xué)習(xí)者應(yīng)答及判斷、軟件運(yùn)行情況等實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整展示；

2）給出各種指示。腳本應(yīng)當(dāng)表達(dá)各種指示和要求。也就是說(shuō)，制作者通過(guò)閱讀腳本即可明白使用者的需求，從而采取科學(xué)的技術(shù)路線；

3）便于維護(hù)和開(kāi)發(fā)。腳本不僅要考慮如何制作課件，還應(yīng)當(dāng)考慮今后的維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)。由于CAI軟件應(yīng)用時(shí)間多會(huì)較長(zhǎng)，因此，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)也要獲得足夠重視。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)CAI軟件實(shí)現(xiàn)

1、課件知識(shí)結(jié)構(gòu)劃分

機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)軟件中傳動(dòng)件的知識(shí)結(jié)構(gòu)劃分主要是依據(jù)高等院校的常用教材，同時(shí)又響應(yīng)在參考其它機(jī)械設(shè)計(jì)教材和教學(xué)軟件的基礎(chǔ)上執(zhí)行和完成劃分的。

3.2 框面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)初始，可將框面分為左右兩個(gè)部分。左側(cè)為目錄，能夠讓使用者直觀了解到這門課程可分解為幾個(gè)單元，以及每個(gè)單元的包含內(nèi)容。章標(biāo)題下還設(shè)置有隱藏目錄，打開(kāi)隱藏目錄就可以看到各章節(jié)中包含哪幾個(gè)小節(jié)以及每個(gè)小節(jié)的具體內(nèi)容。右側(cè)為知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)部分，比如點(diǎn)擊左側(cè)“第一章”、“第一節(jié)”后，右側(cè)框面將顯示該節(jié)的特色內(nèi)容。之所以做到左側(cè)目錄，右側(cè)知識(shí)點(diǎn)的安排，只是為了符合人眼的瀏覽和觀看習(xí)慣?，F(xiàn)以“多媒體網(wǎng)絡(luò)課件界面”為例，給出其實(shí)際編排如圖1所示。

研究設(shè)計(jì)中，課件文本主要可分為有標(biāo)題、文字說(shuō)明和可觸發(fā)事件文本三種，每種文本的制作方式各不相同，具體分析論述如下。

1）標(biāo)題文本

標(biāo)題文本的重點(diǎn)在于字體和風(fēng)格，常用類別主要選取如下：

斜體； 粗體； 下劃線；_{下標(biāo)；^{上標(biāo)；}}

用于更改字體大小和顏色。

屬性中，SIZE定義大??；屬性COLOR定義顏色，而顏色則以RGB十六進(jìn)制數(shù)字或16種顏色名定義。

現(xiàn)實(shí)中慣用的風(fēng)格定義則可表述為如下標(biāo)識(shí)符：

一般強(qiáng)調(diào)，通常用斜體；特別強(qiáng)調(diào)，通常用黑體[4]。

2）文字說(shuō)明文本

文字說(shuō)明文本除了要控制字體風(fēng)格以外，還需要控制版面位置。版面位置需要用塊定位和CSS方式來(lái)獲得控制和實(shí)現(xiàn)。其中，塊表示符