網絡CAI軟件開發及其在機械設計傳動中的應用

甘露　曾馳

摘要：隨著科學技術的快速發展，計算機輔助教學（CAI）的應用也越來越廣泛，并且已經得到教育界的高度重視。本文設計開發的CAI軟件是當前計算機輔助教學發展的重要內容，而且該款軟件已經在機械設計傳動課程中得到了成功應用，獲得了良好效果。

關鍵詞：多媒體網絡；CAI軟件；機械設計傳動

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著計算機信息話和數字化應用熱潮的強勢來襲，“全民學習時代”也已隨之開啟。與之相適應，網絡CAI軟件開發即已吸引了研究學界的關注與興趣。從目前來看，CAI軟件研發數量仍然較少，而且質量也普遍不高，同時軟件內容和教材又基本一致，明顯缺乏時代特色和創新性。但從時下最為通行、切大中型的應用需求可知，CAI軟件在教學活動中的作用正日趨必要與重要。而結合已有研發實踐調研后的結果卻已指出：傳統CAI軟件由于受到行為主義理論約束，機械練習、反復練習問題較為嚴重，對學生構建形成完善的知識體系極為不利[1]。基于此，則應對當前CAI軟件實施深度開發，設計實現能夠充分保障、并高效促進學生成長的CAI軟件。本文即以網絡CAI軟件開發在機械設計傳動中的應用為例，針對這一課題內容展開如下研究論述。

1 機械設計傳動CAI軟件開發過程

CAI軟件的研制開發更為重要的一點就是要通過CAI軟件形成新的教學觀念。用新技術取代陳舊的課堂模式，為學生創造更樂于參與和融入的學習氛圍。如此則不僅顯著提升了學生的學習積極性，同時更使教學效果也可以得到現實優異的全面改善。在此，將給出機械設計傳動CAI軟件開發實現過程具體如下。

1）目標分析

目標分析是開發CAI軟件的基礎和前提。在這一過程中需要開發人員對教學對象、環境、用途以及目標等進行適當的普適性分析，從而確定具體要求。

2）教學設計

詳細閱讀機械設計傳動教材，對教學內容進行精細的調整與分配。以教學目標為基礎，指定教學策略，將各單元有機結合到一起，構建完善的知識網。同時，還應當對教學單元進行科學、合理的劃分，明確各單元內容，并為每個內容挑選最佳呈現方式。教學設計過程是對教師能力的考驗，同時也是最能夠體現教師能力的環節。

3）腳本編寫

所謂腳本編寫，就是制定詳盡的設計方案，除了單元劃分、內容選擇和編寫之外，還包括圖形制作、屏幕美術設計等等。腳本編寫是將復雜的抽象化思維轉變為特定具象化的計算機軟件的過渡階段。值得注意的是，在腳本編寫過程中，還需要開發人員和授課教師的才智互補和全程協作交流。

4）素材制作

以編寫完成的腳本作為參照，對軟件中需要用到的各種素材進行制作。具體來說，主要包括圖片、文字、聲音、動畫等。可以借助Flash、3DS max軟件等多媒體軟件對所需素材進行制作和生動呈現[2]。

5）程序設計

基于教學目標需求，設計研發一款具有多媒體網絡功能的課件系統程序，建立和教學內容直接相關的表現媒體的語言接口，最終制成CAI軟件。

對于CAI軟件制作過程來說，應用工具既是開發觀念的轉變，同時也是開發行為的現實提升，可為今后的CAI軟件開發指明了方向。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言開發。將其與應用工具比較后可知，該開發方式的靈活性更強，功能也十分完備，是CAI軟件開發的理想應用選擇。本文所給出的CAI軟件就是基于Visual Basic面向對象的可視化程序設計語言進行框架構建和整體支持開發完成的。

研究中CAI軟件的開發重點就是如何將教材內容調控整合并理想提供給學生，也就是說，如何將教材內容組織到網頁中，同時還要注重CAI軟件功能的優化實施與拓展。基于此，Visual Basic程序設計語言的優勢則愈顯突出，用戶可以輕松掌握并利用其定制功能，開發獲得預期滿意的CAI軟件。在網頁制作上選擇DHTMT技術，通過該技術能夠實現程序腳本語言的成功內嵌，而且制作得到的網頁更具生動真實感，而且呈現良好互動效果。

2 機械設計傳動CAI軟件腳本設計

2.1 概述

機械設計傳動課程下屬機械專業，具有綜合強效的實踐性和技術性要求。也就是說，學習這門課程除了需要掌握大量的專業知識之外，更要具備相當的實踐能力，能夠將課堂上的理論知識應用到實踐中去。在以往機械設計傳動課程中，主要是應用幻燈片或者是靜態掛圖等教學道具。而機械設計傳動的知識卻是情境動態的，從而導致學生在理解上存在現實難度。同時，大多數教師理論基礎非常扎實，但是缺少實踐演練環節，從而影響學生實踐能力的開放式增長及發揮。將CAI軟件引入機械設計傳動課程中，即能夠有效解決上述問題。

從目前來看，國內機械設計傳動CAI軟件的發展較為緩慢，與電路設計、化工原理等CAI軟件差距也較為明顯。分析這一現象的形成原因主要有兩個方面：一是機械設計傳動課程在我國開設得較晚，因此，機械設計傳動CAI軟件的研究起步也隨之滯后；二是大多數軟件的開發方式現已落伍陳舊，與當前技術發展難獲協調。針對這一現實狀況，本文介紹的CAI軟件則能適應貼合當前技術發展水平，并可滿足大多數高校機械設計傳動課程需要。軟件中不僅包含文件傳輸、網絡交流等功能，還具有練習功能[3]。

2.2 腳本設計

綜上可知，腳本設計的質量將直接關系到CAI軟件教學效果。反過來說就是，一個成功的CAI軟件必然具備一個優秀的腳本。腳本除了要將各種內容排列位置進行美觀表示，還要體現課件的設計要求、設計方法幾特點。總而言之，腳本設計既要重視細節，又要統籌全局。

機械設計傳動CAI腳本必須要和該門課程的教學內容和核心思想緊密結合，而由于機械設計傳動的特殊性，CAI軟件中必然包含大量圖片和動畫。腳本設計就是需要將圖片、動畫等進行核實施現代創意組合。作為開發人員應當樹立清晰認知，要明確意識到CAI軟件只是一種輔助教學手段，并不能取代教師的位置。在編寫腳本時，具體則需要遵循以下原則：

1）將課件進行有效表示。CAI軟件屬于信息系統。從總體上來說，CAI軟件應當充分體現教學信息和控制信息。在一幀框面中，則可將教學信息、學習者應答及判斷、軟件運行情況等實現一個完整展示；

2）給出各種指示。腳本應當表達各種指示和要求。也就是說，制作者通過閱讀腳本即可明白使用者的需求，從而采取科學的技術路線；

3）便于維護和開發。腳本不僅要考慮如何制作課件，還應當考慮今后的維護和二次開發。由于CAI軟件應用時間多會較長，因此，這一點在設計時也要獲得足夠重視。

3 機械設計傳動CAI軟件實現

1、課件知識結構劃分

機械設計教學軟件中傳動件的知識結構劃分主要是依據高等院校的常用教材，同時又響應在參考其它機械設計教材和教學軟件的基礎上執行和完成劃分的。

3.2 框面設計

設計初始，可將框面分為左右兩個部分。左側為目錄，能夠讓使用者直觀了解到這門課程可分解為幾個單元，以及每個單元的包含內容。章標題下還設置有隱藏目錄，打開隱藏目錄就可以看到各章節中包含哪幾個小節以及每個小節的具體內容。右側為知識點呈現部分，比如點擊左側“第一章”、“第一節”后，右側框面將顯示該節的特色內容。之所以做到左側目錄，右側知識點的安排，只是為了符合人眼的瀏覽和觀看習慣。現以“多媒體網絡課件界面”為例，給出其實際編排如圖1所示。

研究設計中，課件文本主要可分為有標題、文字說明和可觸發事件文本三種，每種文本的制作方式各不相同，具體分析論述如下。

1）標題文本

標題文本的重點在于字體和風格，常用類別主要選取如下：

斜體； 粗體； 下劃線；_{下標；^上標；}

用于更改字體大小和顏色。

屬性中，SIZE定義大小；屬性COLOR定義顏色，而顏色則以RGB十六進制數字或16種顏色名定義。

現實中慣用的風格定義則可表述為如下標識符：

一般強調，通常用斜體；特別強調，通常用黑體[4]。

2）文字說明文本

文字說明文本除了要控制字體風格以外，還需要控制版面位置。版面位置需要用塊定位和CSS方式來獲得控制和實現。其中，塊表示符