學(xué)科教育論文-化工單元操作多媒體CAI課件的開(kāi)發(fā)摘要本文介紹了利用多媒體開(kāi)發(fā)工具Authorware制作化工單元操作多媒體CAI課件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)改進(jìn)化工原理教學(xué)方法及CAI課件的制作都有較好的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞多媒體CAIAuthorware化工單元操作1引言多媒體CAI(ComputerAidedInstruction)能把文字、圖象、聲音、動(dòng)畫、視頻等眾多媒體的信息集于一體，向?qū)W生提供一個(gè)豐富多彩、生動(dòng)友好、方便靈活的人機(jī)交互界面，使學(xué)生的各個(gè)感官能夠同時(shí)接收到教學(xué)信息，易于學(xué)生理解接受。同時(shí)，結(jié)合多媒體計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，把一些課堂黑板上較難表達(dá)的問(wèn)題，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上多樣化的表現(xiàn)方式演示出來(lái)，減輕了教師的工作量。使用多媒體CAI不僅減少了傳統(tǒng)的課時(shí)定額，而且有效地提高了教學(xué)效果。任何一種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程都是由若干單元操作及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程組合而成的，所以單元操作是化工類及相關(guān)專業(yè)人員必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)，它也是化工原理課程的主要內(nèi)容。它所研究的對(duì)象是化工生產(chǎn)過(guò)程及其設(shè)備(包括設(shè)備的構(gòu)造、作用原理及操作現(xiàn)象等)，這些內(nèi)容往往有很強(qiáng)的直觀、具體形象的教學(xué)要求，使用粉筆、黑板和教師的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)是相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。采用多媒體技術(shù)制作的單元操作CAI課件可以直觀生動(dòng)地表達(dá)單元操作設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作過(guò)程，演示豐富的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使化工原理的教與學(xué)都達(dá)到事半功倍的效果。2Authorware的編程風(fēng)格目前，多媒體軟件的開(kāi)發(fā)一般有兩條途徑：一是利用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如VisualC+、VisualBasic、Delphi、Java等；二是采用多媒體創(chuàng)作工具，如AuthorwareProfessional、Toolbook、MicromediaDirector等。我們采用美國(guó)Micromedia公司的AuthorwareProfessional作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。AuthorwareProfessional是基于Windows操作系統(tǒng)的多媒體制作軟件，它的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境具有強(qiáng)大的用戶交互能力。Authorware提供了豐富的文字、圖形、聲音、動(dòng)畫、影像等多媒體制作工具庫(kù)，另外它還有內(nèi)容豐富、功能廣泛的系統(tǒng)函數(shù)和變量，因而用它能開(kāi)發(fā)出生動(dòng)活潑的交互式多媒體應(yīng)用程序，選用Authorware作多媒體教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)工具是比較理想的。它的功能特點(diǎn)主要有：(1)面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境(2)多種媒體高效集成(3)超文本和超媒體的綜合利用(4)豐富的交互方式與變量函數(shù)(5)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作3.1素材準(zhǔn)備多媒體CAI的多媒體元素主要由文本、圖象、聲音、動(dòng)畫和影像組成，CAI的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該是從單個(gè)多媒體元素的分別處理到各個(gè)元素的合成過(guò)程，所謂素材的準(zhǔn)備可以理解為多媒體元素的預(yù)處理設(shè)計(jì)。文本的編輯可以采用各種標(biāo)準(zhǔn)的字處理程序進(jìn)行,最后保存為TXT或RTF格式的文件導(dǎo)入Authorware中，或?qū)⑽谋疽詧D形的方式導(dǎo)入。也可以直接用Authorware顯示圖標(biāo)中的文本工具編輯。軟件中所需的裝飾圖片從專業(yè)圖庫(kù)中獲取或用掃描儀掃描到計(jì)算機(jī)中，然后用PhotoShop進(jìn)一步加工所得。而對(duì)于單元操作中的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、流程圖等需用Windows中的畫筆或AutoCAD繪制，形成特定的圖象文件。另外還要剪輯一些背景音樂(lè)，錄制解說(shuō)詞，用3DSMAX制作有關(guān)動(dòng)畫。3.2程序設(shè)計(jì)將文本、圖象、聲音、動(dòng)畫等素材庫(kù)制作完成以后，利用Authorware獨(dú)特的編程特點(diǎn)進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)程序功能。下面以“機(jī)械分離”部分為例加以說(shuō)明。3.2.1軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，“機(jī)械分離”部分的結(jié)構(gòu)流程如圖(1)中所示。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)性和擴(kuò)充性，流程圖中的四個(gè)模塊在內(nèi)容上基本獨(dú)立，每個(gè)模塊利用超文本對(duì)象建立定向鏈接，而在模塊內(nèi)部也是同樣的邏輯結(jié)構(gòu)。這樣，用戶就可方便靈活地進(jìn)入課件的部分，實(shí)現(xiàn)它們之間的隨意跳轉(zhuǎn)。3.2.2超文本和超媒體鏈接要達(dá)到教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)顯示，實(shí)現(xiàn)符合信息傳播方式的跳轉(zhuǎn)，就需要用到超文本和超媒體技術(shù)。超文本和超媒體鏈接實(shí)際包含兩層含義：其一是能夠從一種媒體信息鏈接到另一媒體信息；其二是媒體的呈現(xiàn)方式是非連續(xù)、非線性的，節(jié)點(diǎn)的鏈接不僅可以是順序的單支路跳轉(zhuǎn)，也可以是多支路的交叉跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。在Authorware中，利用Navigate圖標(biāo)和Framework圖標(biāo)可實(shí)現(xiàn)超文本和超媒體鏈接，此時(shí)需掌握兩個(gè)重點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)和鏈。節(jié)點(diǎn)稱為頁(yè)，由Framework圖標(biāo)來(lái)管理，而鏈接由Navigate圖標(biāo)管理。Navigate圖標(biāo)主要用來(lái)做圖標(biāo)與圖標(biāo)間的跳轉(zhuǎn)，即從A圖標(biāo)轉(zhuǎn)移到B圖標(biāo)執(zhí)行，且圖標(biāo)所做的“程序執(zhí)行轉(zhuǎn)移”必須限制在Framework圖標(biāo)里的頁(yè)與頁(yè)之間。“機(jī)械分離”部分的程序流程圖如圖2所示。3.2.3交互設(shè)計(jì)化工單元操作CAI課件要求教學(xué)時(shí)，運(yùn)行過(guò)程中可以控制其實(shí)際的進(jìn)程，也即能夠按教師的教學(xué)節(jié)奏和進(jìn)度運(yùn)行程序。對(duì)一些疑難問(wèn)題，可以隨時(shí)返回到相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講解。因此課件應(yīng)該有良好的交互性。圖1中的箭頭方向表示了軟件一定程度的交互性，而更加詳細(xì)的交互性還需另外設(shè)計(jì)。交互設(shè)計(jì)要從用戶的使用角度出發(fā)，引導(dǎo)用戶在輕松的界面環(huán)境中按照用戶的思維進(jìn)行瀏覽和跳轉(zhuǎn)。Authorware在交互方面具有強(qiáng)大的功能和豐富的內(nèi)容，除了一般的按鈕、菜單、鼠標(biāo)和鍵盤響應(yīng)之外，還有點(diǎn)按及觸摸區(qū)域、點(diǎn)按物體、移動(dòng)物體、滿足設(shè)定條件、輸入文本及限時(shí)、限次等。每種交互都有相應(yīng)變量被調(diào)用或賦值，如EntryText、JudgeString、ObjectClicked等。Authorware中的交互性以交互圖標(biāo)為基礎(chǔ)，配以其它圖標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.3應(yīng)用軟件的生成在Authorware環(huán)境下開(kāi)發(fā)的多媒體CAI課件可以脫離Authorware環(huán)境直接在Windows環(huán)境下運(yùn)行。Authorware提供的打包功能，可以很容易地將CAI課件打包生成.EXE文件，使它成為獨(dú)立的應(yīng)用程序，在Windows下安裝使用。4結(jié)束語(yǔ)化工單元操作多媒體CAI課件具有如下特點(diǎn)：(1)表現(xiàn)形式豐富多彩文本、圖形、動(dòng)畫、音頻等媒體的集成使學(xué)生更易理解和接受，視聽(tīng)結(jié)合，手、眼、耳并用的特點(diǎn)，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率。(2)人機(jī)對(duì)話功能使學(xué)生能夠參與控制，針對(duì)個(gè)人的不同情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，也能增進(jìn)