代洪濤
【摘要】隨著互聯(lián)網(wǎng)技術與多媒體技術的飛速發(fā)展,通過網(wǎng)絡實現(xiàn)的遠程教育日益得到推廣和普及。那么制作高質(zhì)量的能夠方便的在網(wǎng)絡上運行的教學輔助課件也就成為更好地實現(xiàn)遠程教育的必要條件。JavaScript 是一種基于對象和事件驅(qū)動的腳本語言,基于JavaScript的網(wǎng)絡課件具有快捷方便、交互性強、易于實現(xiàn)的特點。Java 3D 技術是Java 語言在三維領域的擴展,是面向?qū)ο蟮挠嬎銠C語言。它封裝了計算機圖形顯示的許多功能,而且能直接與鼠標功能相連交互式顯示三維模型,能進行圖形的消隱及光照顏色的處理等。
【關鍵詞】網(wǎng)絡課件;Java 3D ;三維模型
0 引言
由于計算機的普及與廣泛運用,多媒體技術應用于教學已經(jīng)成為學校教育不可缺少的部分。使用多媒體進行教學,使得教學過程更加豐富多彩,互聯(lián)網(wǎng)的廣泛運用更使得教與學能夠有機的融合在一起。交互式網(wǎng)絡課件作為一種先進的教學手段正逐步滲透到各個學科,使教學模式、內(nèi)容和形式、課堂教學結(jié)構(gòu)、教育思想和觀念發(fā)生了重大的變化。
1 課件的發(fā)展概況
計算機輔助教學(Computer－Assisted Instruction 簡稱CAI) 是計算機應用于教育領域的主要方面。計算機輔助教學以計算機替代或幫助教師執(zhí)行全部或部分教學任務,模擬教師的教學行為,形成有序的教學信息,向?qū)W習者傳授知識,訓練其技能,達到激發(fā)學習者的學習積極性和主動性,提高教學效率和增強教學效果的目的。
整個計算機輔助教學的發(fā)展過程,大致可分為三個階段。
1.1 功能簡單、程序化、練習式的CAI (上世紀60 年代初—70 年代末)
計算機輔助教學隨著行為主義學習理論提供的教學機器和程序教學的興起而興起。計算機輔助教學的原理受到心理學家B.F.Skinner 的學習機(Learning Machine) 的影響,雖然計算機輔助教學的原理早已形成,但其發(fā)展和普及都深受計算機科技的影響。
1.2 問題求解型CAI 的興起(上世紀70 年代末—80年代末)
人們把學習計算機程序設計作為計算機文化的主要內(nèi)容,認為要了解使用計算機必須要弄懂計算機執(zhí)行的命令、語句。這種思想流行了若干年,對當時我國的計算機教育也有相當大的影響。1978 年Apple II 及1981 年IBM 個人電腦的出現(xiàn)和普及,對CAI 的發(fā)展和普及影響很大。從此以后,大部分的CAI 軟件的運行環(huán)境均以個人電腦為平臺。1984年Apple 公司推出Macintosh 個人電腦,使鼠標開始流行,圖形化用戶界面的運用受到重視。除了個人電腦的日益發(fā)展外,文檔編輯工具的發(fā)展也非常迅速,這些都是促使CAI 蓬勃發(fā)展的有利條件,促使CAI 從此走向?qū)嵱眯缘碾A段。
1.3 基于網(wǎng)絡、各種媒體融合、互動的CAI (上世紀90 年代初—至今)
1991 年, 美國麻省理工學院研究開發(fā)的Athena ,開啟了網(wǎng)絡化CAI 的新紀元。由于多媒體技術的引入,使CAI 更加豐富多彩,互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展,誕生了基于遠程教學的CAI 系統(tǒng),使得基于Internet 的遠程教學開始步入歷史的舞臺。
2 網(wǎng)絡課件
網(wǎng)絡CAI ( Network Based Computer Assisted Instruction —NBCAI) 是學生和教師通過計算機網(wǎng)絡進行課程內(nèi)容的學習、講授、練習和測試?；贐/ S 的CAI 是教師將教學內(nèi)容制成超文本文件,發(fā)布到Internet 或Intranet 的Web 服務器上,學生通過使用Web 瀏覽器,登錄到相應的網(wǎng)站以實現(xiàn)遠程教學內(nèi)容的學習。它的主要優(yōu)點是不受地域的限制,能夠方便地做到資源共享。
基于C/ S 的CAI 是教師和學生通過各自的客戶端軟件,組織教學內(nèi)容和進行課程學習。其優(yōu)點是功能開發(fā)靈活方便、軟件運行速度快。但不足之處是Client 端計算機應裝有特定的Client 端軟件,用戶使用不如基于B/ S 結(jié)構(gòu)的方便。目前基于C/ S的CAI 已不是CAI 的研究重點,有被基于B/ S 的CAI 取代的可能。
3 網(wǎng)絡課件體系結(jié)構(gòu)
體系結(jié)構(gòu)是在需求分析及系統(tǒng)模塊分析以后,必須作出慎重選擇的軟件實現(xiàn)構(gòu)架,它直接決定了系統(tǒng)可采用的軟件開發(fā)工具、素材支持類型等等,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇的好壞,對應用軟件的可修改性、可拓展性、可維護性、開發(fā)速度的快慢等等都有很大的影響。因此在開發(fā)一個項目時,必須對項目各個模塊的系統(tǒng)實現(xiàn)的體系結(jié)構(gòu)作出慎重的研究和選擇。
網(wǎng)絡課件的系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可分為如下三種形式:
(1) 以Dreamweaver , Front Page 等為制作工具,以HTML ,XML 等為輸出的素材集成式的網(wǎng)站開發(fā)方式,被稱為素材集成的系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
(2) 以SQL Server , MySQL 等數(shù)據(jù)庫為操縱對象,以PHP ,ASP ,JSP 等為輸出的動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)方式,被稱為動態(tài)關系數(shù)據(jù)交互式的系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
(3) 以多媒體數(shù)據(jù)庫為操縱對象, 以Authorware ,Director 等為開發(fā)平臺,集多種媒體及控制為一體的動態(tài)多媒體網(wǎng)站開發(fā)方式,被稱為動態(tài)多媒體集成與交互式的系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)主要采用第二種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設計。充分利用Java 的3D 功能,構(gòu)建一個三維演示的網(wǎng)絡課件。
4 系統(tǒng)的實現(xiàn)
多媒體素材包括文字( Text ) 、圖形圖像( Image And Graphics) 、音頻(Audio) 、視頻(Video) 、動畫(Animation) 。多媒體課件的質(zhì)量與素材直接相關。
4.1 二維動畫的實現(xiàn)
處理圖形圖像的軟件最常用的有Photoshop ,CorelDraw , Photostyle , Firework 等, Flash 是常用的動畫制作軟件。Flash 不僅能導入圖形、圖像、聲音、視頻、三維動畫等各種媒體,它本身又是功能強大的動畫制作軟件,還具備完善的面向?qū)ο蟮某绦蛟O計,實現(xiàn)多媒體課件各種類型的交互功能。用Flash 開發(fā)的多媒體課件體積小,便于在網(wǎng)絡上播放和交流。
在動畫中充分利用Flash 的Action 語句實現(xiàn)動畫的交互式播放。例如在“動作面板”中分別定義三個按鈕的動作腳本如下:
“播放”按鈕的動作腳本:
On (release)
{play ( ) ;}
“停止”按鈕的動作腳本:
On (release)
{stop ( ) ;}
“退出”按鈕的動作腳本:
On (release)
{fscommand(“quit”) ;}
要實現(xiàn)通過影片剪輯進行交互,例如在課件中要實現(xiàn)物體的拖動、物體的復制、改變物體的屬性、位置、大小、顏色、透明度等等代碼如下:
OnClip Event (load)
{ This1onPress() = function () ;}
4.2 三維模型的實現(xiàn)
對于基本幾何形體的實現(xiàn),在J ava 3D 的工具包中提供了一些已經(jīng)編寫好的基本形體,如Box ,Cone , Cylinder 和Sphere 等, 這些類包含在com.sunj3d.utils.geometry 包中,編程時可以調(diào)用這些基本形體,去構(gòu)建新的形體。
對于復雜的三維形體的實現(xiàn),Java 3D 可以調(diào)用其它格式的三維圖形文件來獲得復雜形體。對于復雜三維圖形,大多由CAD 軟件生成,CAD 圖形文件在設計過程中已經(jīng)大量存在,應充分利用這些資源,尤其是與三維動畫制作軟件3D Max 的結(jié)合。
4.3 聲音的實現(xiàn)
Java 3D 中通過Sound 類來使用聲音。Sound類是一個抽象類,定義了其它聲音子類的公共屬性,包括聲音數(shù)據(jù)、聲音強度的增益系數(shù)、結(jié)束方式標志、播放次數(shù)、聲音狀態(tài)、有效范圍、優(yōu)先級和靜音播放標志等屬性。
4.4 交互式的實現(xiàn)
交互性能對于網(wǎng)絡三維課件來說是至關重要的,Java 3D 的交互性應用主要有三類Behavior。第一類是利用Java 的事件處理模型,第二類是利用Java 3D 的包中提供的Utility 對象,第三類是定義自己的Behavior 對象。使用Java 平臺,采用SQLServer,MySQL等數(shù)據(jù)庫作為后臺數(shù)據(jù)庫, 使用JDBC 實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接,大大節(jié)約了系統(tǒng)的訪問時間。
4.5 課件網(wǎng)絡化的實現(xiàn)
為了使J ava 3D 制作的課件能在互聯(lián)網(wǎng)上自由運行,首先要安裝好相應的插件,然后將開發(fā)的Java applet 應用程序嵌入到HTML 中運行。當這個HTML 頁面被瀏覽時,會自動檢查客戶端是否具有Java 及Java 3D 的運行環(huán)境,如果該環(huán)境尚未安裝,將自動從指定的網(wǎng)站上下載并安裝,如果已經(jīng)安裝則載入該J ava 程序。
代碼如下:
< HTML >
< HEAD >
< TITL E > 課件名稱< TITL E >
< / HEAD >
<BODY BGCOLOR =“ # 000000”>
< APPL ET align = middle code =“demo1class”
width = 800 height = 600 >
< / APPL ET >
< / BODY>
< / HTML >
5 系統(tǒng)的管理
從教學的角度上看,用戶可以分為教師和學生兩種類型。從管理的角度來說,還應該有系統(tǒng)管理員,對這個系統(tǒng)進行管理和維護。不同的用戶賦予不同的權(quán)限才能保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。用戶每次登錄時系統(tǒng)對其進行驗證,如果驗證錯誤,則要求用戶重新登錄。如果驗證通過,則取得該用戶的權(quán)限級別,將所有該權(quán)限級別下能訪問的URL 用session 封裝后返回,生成動態(tài)的用戶頁面。用戶在登錄對話框中輸入自己的用戶名和密碼,提交后由login.jsp 進行處理,login.jsp 在數(shù)據(jù)庫中查找,如果找到符合條件的用戶名和密碼,就會初始化一些變量,并將頁面導向主頁;如果輸入的用戶名和密碼不存在,就會提示錯誤信息。
6 結(jié)束語
基于JavaScript 的網(wǎng)絡課件設計,可使我們制作出交互性強、方便使用、設計模板化的課件。JavaScript 腳本設計簡單,
