基于Authorware7.0的CAI課件《球的表面積》的設計與實現

施永新

（南通高等師范學校，江蘇南通 226100）

基于Authorware7.0的CAI課件《球的表面積》的設計與實現

施永新

（南通高等師范學校，江蘇南通 226100）

Authorware7.0是目前應用最為廣泛的基于流程圖標的交互式多媒體制作軟件，非常適合于開發制作多媒體CAI教學課件。但許多教師不了解用Authorware7.0制作課件的框架結構設計及流程控制，只能制作一些簡單的、線性的助教型課件。文章以課件《球的表面積》為例，提供了一個良好的設計框架及靈活的流程控制，并詳細剖析了用Authorware7.0制作課件的步驟與技巧。

Authorware7.0；多媒體課件；CAI課件；圖標

Authorware7.0是一款使用廣泛、易學易用、交互性強、面向對象、以圖標流程線邏輯為主導、以函數變量為輔助、以動態鏈接庫（DLL）為擴展機制的多媒體工具軟件。它允許開發者使用文字、圖片、動畫、聲音、數字電影等素材來創作交互式的多媒體應用軟件，即使編程能力不高的教師也能快速制作一個多媒體課件。 縱觀市場上許多Authorware7.0的培訓教程，大多是以菜單、工具欄、圖標的基本用法介紹為主，加上一些簡單的應用實例，缺少一個完整的CAI課件的設計與制作技巧的介紹。所以許多教師不了解用Authorware7.0制作課件的程序框架設計及流程控制，徒有好的教學設想，卻不能在課堂教學中實現，只會應用Authorware7.0制作一些簡單的、線性的助教型課件，交互性不強，教師在上課時只能按部就班地按照課件實施教學，到了下一步就不能返回上一步，教學模塊之間不能隨意切換。這與數學課堂教學的靈活變通性、不可預知性和動態生成性相悖。本文以CAI課件《球的表面積》為例，詳細剖析了用Authorware7.0制作交互性強、助教助學兩用型CAI課件的程序框架設計與制作技巧，以期能為廣大教師在制作CAI課件時有所借鑒，起到拋磚引玉的作用。

一、教學設計

CAI多媒體課件能通過文本、圖像、動畫、聲音等方式，創設情境、化靜為動、激發興趣、突破難點，有助于促進學生的“發現”和“探究”學習活動，培養創新思維。球的表面積公式的推導歷來是一個教學難點，因為球面是以半圓的直徑為軸旋轉所成的曲面，它不能展開成平面，因而不能利用展開圖來求球的表面積。那么如何求球的表面積呢？任何一個數學問題的解決都有一個探索過程，這種探索過程實際上就是知識的發生過程。按教材的處理方法是先直接給出引理，再根據引理推導出球的表面積公式。一開始就學 “引理”，順則順矣，對學生來講不啻從天上掉下來似的。到最需要“引理”的時候，才自然地提出輔助問題，并予以解決，對學生今后是一種很有用的訓練。據此認識，本課件教學設計共分教學目標、習舊引新、類比引探、推導公式、鞏固練習、課堂小結、拓展研究、相關知識八個功能模塊。

其中“習舊引新”模塊，在復習圓柱、圓錐、圓臺的側面積公式推導的基礎上，引入球的表面積公式的推導，由于球面是不可展面，不能沿用將側面展開成平面的方法來解決，從而第一次激起學生探究的愿望。

“類比引探”模塊，通過與平面幾何中推導圓面積的公式進行類比，以直代曲，以半圓的內接正折線A1A2……An-1An代替半圓周，再施以旋轉，即求半圓內接正折線旋轉成的球的內接圓臺（圓錐）的側面積的和為近似值，并以三維動畫直觀演示，發現隨著半圓內接正折線的邊數越來越多，旋轉成的球的內接圓臺（圓錐）的側面積的和越來越接近于球的表面積。然后對旋轉成的球的內接圓臺（圓錐）的側面積的和進行探討，在和式 π·l[r1+（r1+r2）+……+（rn-3+rn-2）+rn-2]中，l為各折線段的長，r1、r2……rn-2表示相應圓錐、圓臺的底面半徑，當n→∞時，S正折線→S球。但在上面側面積和式中，r1+（r1+r2）+……+rn-2的值難以確定，且當n→∞時,l→0,探究至此，再次碰壁，從而激發學生進一步探究的愿望。聯想到求圓的面積時用到了邊心距p，那么球的內接圓臺的側面積能否用球心到母線的距離p和圓臺的高h來表示呢？從而去尋找p、h與r、l的關系，最后得出書上的引理:“球面內接圓臺（圓臺上、下底面是球的兩個平行截面）的高為h，球心到母線的距離為p，那么圓臺的側面積為2πph。”

“推導公式”模塊，有了引理作為基礎，通過“以直代曲，無限分割，逐次逼近”的方法，結合三維立體圖形的直觀演示，推導出球的表面積公式S球面=4πR2。

“鞏固練習”模塊，分步展示課本上例題的解答，并給出三維立體圖形，幫助學生理解。另外給出了六道選擇題，每題最多提供2次選擇機會，且每次給出“答對了，請做下一題”或“答錯了，請再想一想”或“兩次答錯，請多努力”的評語，結束時由計算機給出最后的評分結果，體現了良好的智能性。

“拓展研究”模塊，給出了利用三角函數推導球的表面積公式的另一途徑，供學有余力的學生參考，幫助他們開闊解題思路、提高解題能力。

“相關知識”模塊，給出了球面的內接圓錐的側面積公式的證明過程，結合三維動畫演示，給出了球冠的定義和球冠的面積，使課件的功能得以進一步擴展。

二、界面設計

1.片頭片尾設計

課件運行后，首先運行一個3DMAX制作的片頭動畫，一本封面為立體幾何的書緩慢打開，并逐漸遠去，同時由遠及近一個球體轉動著出現在窗口中間，球的表面積幾個字繞球一周，界面如圖1所示，只是中間應為動畫運行后的畫面。單擊“退出”按鈕，先彈出一個標準的Windows消息框，確認是否真的要退出。若選“是”則運行一個3DMAX制作的片尾動畫，界面如圖1所示，中間應是片尾動畫運行后的畫面，展示有關學校名稱、課件作者等信息，單擊鼠標或按任意鍵或動畫運行5秒后退出課件運行。

2.導航界面設計

導航界面如圖1所示，當鼠標移到導航按鈕上時，該導航按鈕變紅色顯示，用鼠標單擊后，按鈕又顯示原來顏色，具有動態效果，并進入相應的教學模塊。

3.教學界面設計

教學界面如圖2所示，用鼠標單擊“下一步”按鈕或按任意鍵，即顯示下一步教學內容。單擊“上一步”按鈕，即可隨時返回上一步顯示的內容。當鼠標移到“上一步”或“下一步”按鈕上時不出現手形光標，則表示在該教學模塊中已到頭或到尾。單擊“音樂”按鈕，可暫停或播放背景音樂。單擊“返回”按鈕，返回課件導航界面，可選擇進入其他教學模塊。單擊“退出”按鈕，彈出標準的Windows消息框，由用戶確認是否真的要退出課件運行。

三、程序框架（見圖3）

四、制作技巧

1.初始化變量的設置

拖一個計算圖標到流程線上，命名為初始化變量，雙擊打開輸入下列語句：

用Authorware7.0制作一個多媒體課件，一般要首先確定文件的屬性，選擇修改→文件→屬性，背景色選黑色，大小選800×600，選項中只勾選屏幕居中。函數Cover（）的作用是課件運行后，遮蓋演示窗口外的畫面。yybf變量用于控制背景音樂的播放，當值為FALSE時播放，當值為TRUE時停止播放。后面四個變量分別用于控制音樂按鈕、返回按鈕、上一步按鈕、下一步按鈕的激活與無效，初始值全設為FALSE，這四個按鈕初始狀態是無效，因為交互類型為熱區域響應，按鈕可見時設為激活，不可見時設為無效，這樣可防止誤操作。

2.課件片頭的設置

拖一個群組圖標到流程線上，命名為課件片頭，雙擊打開群組圖標，在流程線上拖入一個顯示圖標，顯示封面圖片，再拖入一個數字電影圖標，雙擊之，導入片頭動畫，并在屬性框中，選擇計時頁面，在執行方式下拉框中選擇的同時，再拖入一個等待圖標，雙擊之，在屬性框中，只勾選單擊鼠標和按任意鍵。再拖一個擦除圖標，用于擦除片頭動畫。

3.導航按鈕的設置

拖一個交互圖標到流程線上，命名為導航按鈕，拖一個群組圖標到交互圖標右側，命名為教學目標，交互類型選擇按鈕。雙擊按鈕標志，打開屬性框，鼠標選擇手形光標。單擊左側的“按鈕…”，彈出按鈕設置對話框，單擊添加按鈕，彈出按鈕編輯對話框，在左上角狀態欄常規列中選“未按”，再單擊圖案下拉框右邊的導入按鈕，將事先用Photoshop制作好的教學目標（黃色）圖片導入。然后在狀態欄常規列中選擇 “在上”，單擊圖案下拉框右邊的導入按鈕，導入教學目標（紅色）圖片。單擊聲音下拉框右邊的導入按鈕，導入一個音效文件。這樣一個教學目標動態且有音效的按鈕制作完成。依次拖一個群組圖標到交互圖標的右側，同理制作其它導航按鈕。單擊工具欄上的運行按鈕，再選擇調試下拉菜單中的調試窗口，將各導航按鈕按圖1所示的位置放置。

4.教學模塊的設置

一般用Authorware制作的課件，都是用等待圖標，單擊鼠標或按任意鍵后，顯示下一步內容，但不能返回上一步顯示的內容，交互性不強。我們可以使用Authorware的函數和變量，通過上一步、下一步按鈕，實現隨意地向前或向后顯示內容。下面以習舊引新模塊為例，講解具體設置方法。雙擊習舊引新群組圖標，拖一個計算圖標到流程線上，命名為激活按鈕的變量值，雙擊計算圖標，在彈出的輸入框中，輸入下列語句：

用于激活音樂按鈕、返回按鈕。拖入一個顯示圖標，顯示教學界面圖片，再拖入一個顯示圖標，顯示當前模塊的名稱。拖一個框架圖標到流程線上，雙擊框架圖標，刪除里面系統默認的導航面板與交互圖標，然后在右側拖入一個群組圖標，雙擊打開，拖入一個顯示圖標，顯示問題1：“我們前面已學習了圓柱、圓錐、圓臺的側面積，它們是怎么推導的？”特別注意我們將其圖標標題命名為1，單擊鼠標右鍵，選擇計算，在彈出的輸入框中，輸入下列語句：

語句previousicon:=FALSE，使上一步按鈕無效，語句nexticon:=TRUE，使下一步按鈕有效。拖一個等待圖標到流程線上，事件只勾選按任意鍵，再拖一個顯示圖標，標題命名為2，顯示答案：“只要把它們的側面沿著一條母線剪開后展開在平面上，展開圖的面積就是它們的側面積。它們的側面可分別展開為矩形、扇形、扇環。”在其附著計算圖標內輸入下列語句：

語句previousicon:=TRUE，激活上一步按鈕。再拖一個顯示圖標，用于顯示圓柱、圓錐、圓臺以及側面展開成矩形、扇形、扇環的圖片。再拖一個等待圖標，事件只勾選按任意鍵。再拖一個擦除圖標，標題命名為3，用于擦除標題為1、2的顯示圖標，在其附著計算圖標內輸入下列語句：

語句nexticon:=TRUE，激活下一步按鈕。再拖一個移動圖標，雙擊移動圖標，在屬性框中，定時選時間，下面輸入框中輸入2，執行方式選等待直到完成，類型選指向固定路徑的終點，單擊圓柱、圓錐、圓臺以及側面展開成矩形、扇形、扇環的圖片并向上移到合適的位置。再拖一個顯示圖標，顯示問題2：“今天，我們來學習球的表面積，我們能用同樣的辦法解決這個新課題么？”再拖入一個等待圖標，事件只勾選按任意鍵。最后拖入一個顯示圖標，標題命名為4，顯示內容：“不行，因為球面不能展開成平面圖形，所以球的表面積公式無法用展開圖求出。”在其附著計算圖標內輸入下列語句：

語句nexticon:=FALSE，使下一步按鈕無效。其他教學模塊內的設置方法與此基本相同，關鍵圖標的標題命名可從5開始，向后依次遞推。

5.功能按鈕的設置

（1）上一步與下一步按鈕的設置

拖一個交互圖標到流程線上，放在導航按鈕交互圖標的前面（見圖3），并命名為功能按鈕。拖一個計算圖標到交互圖標的右側，命名為下一步，在交互類型中選擇熱區域響應。雙擊熱區域響應的標志，將熱區域小的虛線長方形蓋到教學界面下一步按鈕的上面，在屬性對話框中，鼠標選擇手形光標，單擊響應標簽，范圍選擇永久，分支下拉框中選返回，激活條件輸入框內輸入nexticon。雙擊下一步計算圖標，輸入下面語句：

再拖一個計算圖標到下一步計算圖標的右側，命名為“上一步”，雙擊上一步熱區域響應標志，將熱區域小的虛線長方形蓋到教學界面上一步按鈕的上面，激活條件輸入框內輸入previousicon，雙擊上一步計算圖標，輸入下面語句：

（2）音樂按鈕的設置

拖一個聲音圖標到流程線上，命名為“背景音樂”（見圖3），雙擊圖標，在屬性框中選擇計時標簽，執行方式下拉框中選 “同時”，播放下拉框中選 “直到為真”，在下面的輸入框內輸入yybf。拖一個計算圖標到上一步計算圖標的右側，命名為音樂。雙擊熱區域響應標志，將熱區域小的虛線長方形蓋到教學界面音樂按鈕的上面，激活條件輸入框中輸入musicicon，雙擊音樂計算圖標，輸入下面語句：

（3）返回按鈕的設置

拖一個計算圖標到音樂計算圖標的右側，命名為“返回”。雙擊熱區域響應標志，將熱區域小的虛線長方形蓋到教學界面返回按鈕的上面，激活條件輸入框中輸入returnicon，雙擊返回計算圖標，輸入下面語句：

（4）退出按鈕的設置

拖一個群組圖標到返回計算圖標的右側，命名為退出。雙擊熱區域響應標志，將熱區域小的虛線長方形蓋到教學界面退出按鈕的上面，雙擊退出群組圖標，選擇窗口→面板→知識對象，在彈出的對話框中選擇消息框并雙擊，這時在流程線上出現一個消息框知識對象并出現一個對話框，單擊next按鈕，在Modality項中選 Application Modal，單擊 next按鈕，在Buttons項中選 Yes、No，單擊 next按鈕，在Icon項中選Question，單擊next按鈕，在Caption/message項中，上面標題輸入退出，下面提示信息輸入真的要退出嗎？單擊next按鈕，在Returned Value項中，為便于書寫與記憶，將=wzMBReturnedValue改為=quit，單擊Done按鈕完成消息框知識對象的屬性設置。在流程線上再拖入一個判斷圖標，命名為“選擇”，在其右側再拖兩個群組圖標，分別命名為“退出課件”與“不退出”。雙擊判斷圖標標志，在彈出的屬性框中，重復下拉框中選不重復，分支下拉框中選計算，并在下面的輸入框中輸入：Test（quit=6,1,2）。雙擊退出課件群組圖標，拖一個顯示圖標到流程線上，用于顯示封底圖片，拖一個數字電影圖標，用于顯示片尾動畫，屬性框中執行方式選同時，拖一個等待圖標，屬性框中事件同時勾選鼠標與按任意鍵，時限輸入框內輸入5，最后拖一個計算圖標到流程線上，雙擊打開并輸入下列語句：

不退出群組圖標內為空，不作任何設置。至此課件《球的表面積》所設計的功能，通過以上設置制作后已基本實現。限于篇幅，各教學模塊內的具體制作在此不再贅述。

6.打包與運行的設置

課件調試完畢后，可將其打包成EXE可執行文件。選擇文件→發布→打包，在彈出的打包文件對話框的下拉列表框中，選擇應用平臺WindowsXP，NT和98不同，同時勾選打包時包含全部內部庫，打包時包含外部之媒體，打包時使用默認文件名，然后單擊保存文件并打包按鈕即可完成課件打包。另外還需將Authorware7.0安裝文件夾下的Xtras文件夾，A7vfw32.xmo、Awim l32.dll、Js32.dll、Vct32161.dll 四 個文件的Authorware擴展函數cover.u32，課件用到的視頻文件與打包后的可執行文件放到同一文件夾中。這樣打包后的可執行文件可在Windows7系統下正常運行。

（編輯：王天鵬）

G434

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1673-8454（2012）12-0064-05