用ＡＳ２．０實現化學課件的“積件”式開發

　　課件在教學中的使用日漸頻繁，但是課件的開發速度卻遠遠跟不上教學的需求。其主要表現是重復開發嚴重，資源不能很好整合。“積件”式課件的開發，在一定程度上解決了這個問題。本文通過一個簡單實例探討在幾個不同的層面實現“重復可積累”式開發，為信息化教學的可持續發展提供思路。
　　
　　相關背景知識
　　
　　軟件危機、OOP語言的產生與基本思想
　　伴隨著軟件產業的蓬勃發展，軟件系統變得越來越復雜，開發成本越來越高，這種軟件開發與維護過程中遇到的一系列嚴重問題被人們稱為“軟件危機”，面向對象程序設計就是在這一大環境中產生的。在面向對象程序設計語言(下文簡稱為OOP語言)產生之后，OOP逐步成為編碼的主流，其中所蘊涵的面向對象的思想不斷向開發過程的上游和下游發展，形成現在的面向對象分析、面向對象設計、面向對象測試等，并一起逐步發展為面向對象軟件開發方法。
　　
　　課件、積件、積件庫
　　課件(Course ware)即“課程軟件”，“為課程的教學或學習而編制的計算機程序及相應的文檔資料”。可見，課件也是軟件的一種，也面臨著“軟件危機”。而“積件”的提出其根本目的是解決課件的“軟件危機”，“積件”的原始意義是像“搭積木”那樣實現課件的制作。積件(Integrable ware)是由教師和學生根據教學需要自己組合運用多媒體教學信息資源的教學軟件系統(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展》，2002年)。積件、課件、素材關系如圖l。
　　
　　從圖1中可以看出，積件可以看作加工了的素材，在浩如煙海的素材中，積件提供了一個緩沖。由積件形成課件比由素材形成課件簡單得多。從積件開發者來看，積件是介干“組件”、“類”和“元件”之間的東西。積件能夠提供一些“功能”，就是“屬性”和“方法”，可以完全實現“動態綁定”、“數據封裝”、“多態性”和“消息傳遞”等功能。積件的這些與OOP相吻合的特性可以使我們使用OOP思想和OOP語言來進行積件創作。
　　
　　化學積件整體規劃
　　
　　我們先從課件的分解人手，看看課件由哪些部分構成，從中分析出可重復使用部分，可重復使用的部分就可以作為積件。課件構成通常如圖2。
　　從圖像構成上觀察，課件利用這些元素構建知識點、安排授課內容。其中，圖表類，練習類、例題類、信息類是所有課件都有的，不僅僅屬于化學積件，而資料類更加接近于“素材”。因此，實驗是我們的化學積件的重要組成部分。我們接下來對化學實驗進行細分，實驗通常由下面部分構成，如圖3。
　　
　　微觀粒子類在網絡上已經有相關開發，本人也有部分作品，這里不再論述。而藥品無論是固體、液體、氣體，除了個別塊狀藥品以外，都有這樣的特點：在化學實驗中不能單獨使用，必須依靠某種容器而使用，其形狀都是依賴容器的形狀，包括實驗現象，無論是液體變色、霧化、結晶、冷凝等現象都與容器有關。綜上所述，化學積件的焦點就是一個“容器類開發”，而其他的實驗器材可以作為容器類的一個特例進行開發。
　　
　　化學容器庫功能層面詳細設計
　　
　　1．圖形庫繪制。圖4顯示了化學實驗中的一些常用器材。
　　Flash自帶的庫面板具有非常好的素材管理功能。庫中我的分類如圖5。
　　其實，這樣一個整理好的素材庫就已經是一個積件庫了。我們完全可以用這樣的積件堆積我們需要的實驗，這就是積件庫的第一個層面——素材層面。
　　2．方法使用說明。實際上，我們可以給這些素材賦予各種功能，也就是積件的第二個層面——對象層面。我以試管的設置溶液功能為例，描述帶參數的命令的使用方法。例如：
　　試管．注入液體(百分比：Number，透明度：Number，顏色：Number，是否有過程：Boolean， 時間：Number)
　　代碼擴號中有5個參數，分別是百分比、透明度、顏色、是否有過程、時間。參數后面的Number表示這個參數是一個數值。百分比為零表示無任何溶液，百分比為100表示溶液滿。透明度是100為不透明，0為完全透明。顏色是一個0—16727215的整數。建議顏色以0 x FFFFFF(十六進制)的形式表示。是否有過程后面的Boolean表示這里填入的只能是"true"或者"false"，簡單用“1”和“0”來替代也可：1表示有過程，0表示沒有過程。如果有過程，就有一個過程的持續時間，即最后一個參數，單位為秒。再如：
　　試管1號．注入液體(50，50，Oxff0000，true，5)
　　這段代碼的意思是：給試管1號注入占試管高度30％的透明度為50的紅色溶液，這個溶液的動畫過程將持續3秒鐘。
　　3．公有方法列表。試管和其他許多玻璃容器一樣都具有相同的功能。我們把這些歸納為一個類，所有的容器都繼承自這個類。為方便教師使用，采用了如下措施簡化接口：①全部中文命令，方便記憶使用。②此類函數沒有返回值，這樣設置主要是為了減少函數使用復雜度。③奉類也沒有設置屬性，控制屬性完全使用函數。
　　
　　積件應用實例
　　
　　最后用截圖展示我使用自己開發的積件制作的一個化學實驗“銀鏡實驗”的功能和結構，總共6個界面。分別是：
　　1．化學儀器藥品，如圖6-1。
　　
　　2．實驗流程圖(圖略)。
　　3．組裝實驗裝置，如圖6-2。
　　4．演示實驗現象(圖略)。
　　5．實驗中的化學反應(圖略)。
　　6．注意事項(圖略)。
　　其中，組裝實驗裝置與演示實驗現象是重點演示內容。在組裝實驗裝置中，必須按照提示窗口所提示的操作步驟進行模擬實驗操作。演示實驗現象效果相對簡單，點擊酒精燈，試管內壁會緩慢地顯示出銀，如圖6-3。
　　
　　總結、應用、展望
　　
　　本文展示的只是筆者利用Flash創建積件庫的設想中的一部分。筆者作為積件庫的設計者與代碼編寫者，對本庫的實用性、可操作性以及積件庫整體規劃進行了大量的思考，分析、偽代碼編寫。拋磚引玉，希望此庫的開發會為課件制作帶來新的思路。本積件庫已經應用到南方出版社出版的《導學大課堂》(書號為：ISBN-7-80701-497-0)系列書的配套光盤(化學)課件制作中。目前已經發行，平均開發時間達到3個／天，可以說極大提高了教師課件的開發進度。
　　總之，積件制作、OOP、Flash、AS2．0都是一個工具，其目的無非是解決課件制作過程中課件需求量與制作效率低下之間的矛盾。我們通過合理地界定積件開發者與積件使用者之間的分工，為“開發者”與“使用者”之間界定了合適的接口和規范。開發與市場相匹配的開發模式，這才是筆者開發積件庫的現實意義，
　　我們相信，先進的編程理念、強大的制作工具、合理的規劃設計、簡單易于理解的接口和依托經濟實體實現利潤，把這些有機整合起來，就一定能夠開創課件制作的全新未來。(作者單位：1山東省淄博市世紀天鴻多媒體研發中心2550862河南省開封教育學院47500