摘 要：隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域也得到廣泛地應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的教育方式。本文使用多種媒體開發(fā)工具開發(fā)了機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)多媒體系統(tǒng)。使用Authorware完成系統(tǒng)的主要開發(fā)工作，使用Photoshop完成圖像、圖片的加工處理，使用Flash制作形象生動的交互式動畫，再配以Windows Paint等其它工具輔助開發(fā)。充分發(fā)揮了多媒體中聲、圖、文、動并茂的特點，生動地表達(dá)了維修車的教學(xué)內(nèi)容，使抽象枯燥的教學(xué)方式向形象生動的教學(xué)方式轉(zhuǎn)化。

　　關(guān) 鍵 詞：多媒體技術(shù)、CAI課件、交互式動畫、計算機(jī)輔助教學(xué)1.機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)系統(tǒng)的分析與定位

　　1.1 任務(wù)分析

　　本課題的任務(wù)是以中國兵器工業(yè)第二0三研究所提出的《PHL96-300機(jī)電設(shè)備檢測維修車操作使用教材》為藍(lán)本，開發(fā)MCAI多媒體教學(xué)系統(tǒng)。在開發(fā)系統(tǒng)之前，作者仔細(xì)理解教材內(nèi)容的含義以及各檢測維修設(shè)備的操作使用方法，并觀摩實際操作過程。找出教材的重點難點，和不易理解或有歧義的地方重點解決。

　　1.2 教學(xué)對象分析

　　維修戰(zhàn)士一般具有高中及高中以上文化程度，具有一定的學(xué)習(xí)能力，但抽象和發(fā)散思維能力有一定的欠缺。維修戰(zhàn)士經(jīng)過了艱苦的軍隊磨練，具有較強(qiáng)的意志，學(xué)習(xí)塌實，認(rèn)真負(fù)責(zé)。教學(xué)系統(tǒng)本身傳授的是一種操作技能，屬于具體概念為主，這尤其是對維修戰(zhàn)士這樣的缺乏一定抽象思維能力的學(xué)習(xí)者來說是一個有利因素。因此，可以把本系統(tǒng)教學(xué)對象的學(xué)習(xí)風(fēng)格確定為具體-序列型。

　　1.3 系統(tǒng)開發(fā)工具的分析與選擇

　　在多媒體著作工具里，比較有特色的是由MacroMedia公司推出的Authorware。Authorware是目前在世界上使用面非常廣的一個多媒體制作工具，在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過比較研究，決定選用Authorware作為實現(xiàn)《機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)系統(tǒng)》的基本開發(fā)工具(也即集成平臺)。目前一般將媒體創(chuàng)作工具分為文本、圖形、圖像、聲音、視頻、動畫、數(shù)據(jù)庫這幾種類型。經(jīng)過權(quán)衡利弊，以及自己的情況，選擇了使用Word2000，F(xiàn)lashMX，Photoshop6.0，Animatorhe和Adobe公司的Premiere。

　　1.4 系統(tǒng)分析結(jié)果

　　通過深入分析與比較，已經(jīng)大體對系統(tǒng)的開發(fā)形式和框架結(jié)構(gòu)做出了規(guī)定，主要是以CD-ROM為載體，在日常培訓(xùn)時使用。以Authorware為集成平臺，以最新流行的、使用方便的、與Authorware有良好接口的通用工具軟件進(jìn)行多媒體素材處理和制作，采用講解演示型教學(xué)模式的框面型課件類型的MCAI教學(xué)系統(tǒng)。

　　2. 機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示，共分為三大模塊：機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)內(nèi)容模塊、武器系統(tǒng)簡介模塊和專家系統(tǒng)使用模塊，機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)內(nèi)容模塊是系統(tǒng)的核心。本系統(tǒng)的工作是培訓(xùn)維修戰(zhàn)士怎樣使用維修車內(nèi)的檢測維修儀器儀表，所以專用設(shè)備子模塊又是這些模塊里的重點。專用設(shè)備包括多種儀器儀表，在專用設(shè)備模塊，將對這些設(shè)備一一介紹。

　　2.2 系統(tǒng)教學(xué)過程設(shè)計

　　系統(tǒng)采用橫向展開和層次分解組合形式。橫向展開即平行的教學(xué)順序，適用于表現(xiàn)那些內(nèi)容相對獨立，可以分類、分塊的教學(xué)內(nèi)容。層次分解便于表達(dá)那些需要由淺入深地認(rèn)識客觀規(guī)律的教學(xué)內(nèi)容。這種教學(xué)順序，各部分教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，不是時間上前后發(fā)展的順序，而是一個由表及里、由淺入深的關(guān)系。

　　

 

　　圖2.1 教學(xué)系統(tǒng)MCAI總體結(jié)構(gòu)圖

　　2.3 系統(tǒng)教學(xué)信息組織形式的設(shè)計

　　多媒體教學(xué)系統(tǒng)軟件的信息組織結(jié)構(gòu)多采用非線性的超文本結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)正是采用超文本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的思想來組織教學(xué)信息的。本課件的教學(xué)信息組織形式注重知識的分模塊表現(xiàn)。在本教學(xué)系統(tǒng)中采用了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來組織教學(xué)信息，這樣可以使用戶自由瀏覽整個系統(tǒng)，容易實現(xiàn)各知識模塊的自由跳轉(zhuǎn)。

　　2.4 系統(tǒng)交互設(shè)計及實現(xiàn)

　　如圖2.2所示，一個典型的交互循環(huán)包括交互圖標(biāo)、響應(yīng)類型符號、響應(yīng)分支路徑符號、響應(yīng)圖標(biāo)四個部分。通過熱區(qū)域響應(yīng)、按鈕響應(yīng)、文本響應(yīng)、超文本鏈接和導(dǎo)航圖標(biāo)的綜合使用完成了本系統(tǒng)的交互任務(wù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的導(dǎo)航管理。

　　

 

　　圖2.2 交互流程線圖

　　2.5 系統(tǒng)界面設(shè)計及實現(xiàn)

　　本系統(tǒng)使用了一個下拉式菜單，來轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)其它知識模塊。窗口的設(shè)計時，考慮到數(shù)量不宜太多，窗口大小合適等原則，本系統(tǒng)統(tǒng)一使用一個風(fēng)格的界面。本系統(tǒng)在圖標(biāo)和按鈕的設(shè)計中一個大特色就是系統(tǒng)使用統(tǒng)一風(fēng)格的圖標(biāo)和按鈕，使使用者避免“舉步惟艱”的感覺，避免大的風(fēng)格變化。

　　3.模塊的實現(xiàn)及所用的關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 模塊的實現(xiàn)

　　系統(tǒng)主模塊：首先定義系統(tǒng)運行在屏幕的位置，將內(nèi)容顯示在屏幕的中間。在流程線上加入一個運算圖標(biāo)，雙擊打開編輯窗口，并輸入以下語句。語句里使用四個系統(tǒng)變量ScreenWidth、ScreenHeight、WindowHeight和WindowWidth。其中WindowHeight是演示窗口的高度，WindowWidth的演示窗口的寬度。

　　user_ScreenWidth := ScreenWidth --取得屏幕的寬的分辨率

　　user_ScreenHeight := ScreenHeight --取得屏幕的高的分辨率

　　newTop := INT((user_ScreenHeight-WindowHeight)/2)

　　newLeft := INT((user_ScreenWidth-WindowWidth)/2)

　　MoveWindow(newTop,newLeft) Cover()

　　MoveWindow()系統(tǒng)函數(shù)將演示窗口放置在屏幕的中間， Cover()函數(shù)使演示窗口覆蓋屏幕，系統(tǒng)總流程如圖3.1所示:

　　

 

　　圖3.1 系統(tǒng)總框架圖

　　系統(tǒng)開始前有一個使用Flash制作的片頭見圖3.2。

　　在主框架里，片頭播放完畢后，開始運行一個Flash制作的主系統(tǒng)界面，里面包括了《機(jī)電設(shè)備檢測維修車教學(xué)系統(tǒng)》各知識塊的超文本鏈接，可以轉(zhuǎn)到相應(yīng)的知識單元。為了增加系統(tǒng)的人性化，系統(tǒng)使用一個mp3格式的背景音樂，達(dá)到寓教于樂的效果。創(chuàng)建菜單也是一個重要的組成部分，使用一個創(chuàng)建菜單的框架將所有關(guān)于創(chuàng)建菜單的運算圖標(biāo)都包含在里面，其菜單見圖3.3所示。

　　

 

　　圖3.2 片頭動畫　　　　 　　　圖3.3 完成的菜單功能

　　Authorware提供了系統(tǒng)函數(shù)，包括創(chuàng)建菜單的函數(shù)。在創(chuàng)建菜單的圖標(biāo)里使用兩個運算圖標(biāo)，一個創(chuàng)建菜單，一個安裝菜單掛鉤，其程序語句如下所示：

　　menu:= mCreatePopupMenu() -- create menu

　　wxczlmenu:= mCreatePopupMenu() -- 創(chuàng)建維修車縱覽子菜單

　　mAppendMenu(wxczlmenu , 0 , 11 , "第一頁")

　　………………………略……………………………………

　　mAppendMenu(menu , 16 , fcmenu , "方艙及附屬設(shè)備")

　　mAppendMenu(menu , 16 , qtmenu , "其它設(shè)備及安全手冊")

　　mMenuHookOn( WindowHandle ) ――安裝菜單掛鉤

　　在交互圖標(biāo)里放置包含了其他知識單元的框架、和一個退出按鈕，這個按鈕使用一個運算圖標(biāo)，其語句為：mMenuHookOff() mDestroyMenu(menu) Uncover() Quit(0) 這其中包括對菜單的銷毀處理和屏幕恢復(fù)處理以及調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)退出。

　　其它模塊的設(shè)計使用了相同的設(shè)計思想，如圖3.4所示模塊的結(jié)構(gòu)，首先有兩個演示圖標(biāo)，一個顯示背景，一個顯示知識對象。接著是一個交互圖標(biāo)，在交互圖標(biāo)里包含下層知識內(nèi)容的框架，及本頁的控制。圖3.4中的紫色部分為所有下層框架所共有的。

　　

 

　　圖3.4 從模塊的設(shè)計

　　1. 菜單響應(yīng)，顯示菜單的語句如下：

　　mTrackPopupMenu(menu,0,WindowLeft+265，WindowTop+533,0,WindowHandle,0)

　　當(dāng)發(fā)生點擊菜單按鈕事件時，此函數(shù)用來顯示系統(tǒng)主框架定義的菜單。在菜單響應(yīng)運算圖標(biāo)里首先使用mGetLastMenuID()取得選擇的菜單項的ID，再使用GoTo()將系統(tǒng)流程轉(zhuǎn)到選擇的知識內(nèi)容處。響應(yīng)菜單運算圖標(biāo)的程序語句如下：

　　lastmenuid:=mGetLastMenuID()

　　if lastmenuid=11 then GoTo(IconID@"維修車縱覽") end if

　　………………………………略…………………………………………

　　if lastmenuid=71 then GoTo(IconID@"其它設(shè)備及安全手冊") end if

　　1. 放暫停及音量控制

　　在用戶界面上，始終有一個對聲音的控制按鈕用來播放和停止播放背景音樂，注意此處使用了 變量A：=~變量A 的語句，這樣就可以使電擊按鈕時，播放和停止播放交替響應(yīng)。

　　MediaPause(IconID@"秋日的私語",~Checked@"播放/暫停304")

　　Checked@"播放/暫停304":=~Checked@"播放/暫停304"

　　使用Authorware的系統(tǒng)函數(shù)來調(diào)用Windows提供的聲音控制API進(jìn)行音量控制。具體方法是首先使用getsdirectory()函數(shù)取得操作系統(tǒng)的系統(tǒng)路徑，然后使用Find()函數(shù)測試其使用版本，不同版本，操作系統(tǒng)的聲音控制面板的程序(sndvo132.exe)路徑不一樣。源程序如下：

　　winpath:=getosdirectory() --獲取系統(tǒng)路徑

　　--調(diào)用Windows本身的聲音控制面板

　　if Find("98",OSVersion)>0|Find("Me",OSVersion)>0 then

　　JumpOutReturn(winpath^"\sndvol32.exe") else

　　JumpOutReturn(winpath^"\system32"^"\sndvol32.exe") end if

　　2. 上一步、下一步及回首頁的實現(xiàn)

　　以上三個功能都對應(yīng)一個熱區(qū)響應(yīng)的運算圖標(biāo)和一個顯示提示，當(dāng)鼠標(biāo)移動到它上面時就會有一個提示文字。運算圖標(biāo)里對應(yīng)了相應(yīng)的操作，及使用GoTo(IconID@"圖標(biāo)名稱")語句將流程轉(zhuǎn)移到需要的地方。

　　4.2 所使用的關(guān)鍵技術(shù)

　　本系統(tǒng)使用了Authorware自身的OLE技術(shù)，將信息量比較大的對象作為外部連接對象，如圖片、聲音、數(shù)字電影等，這樣可以減少程序的執(zhí)行代碼，提高程序執(zhí)行效率。另一方面，對于信息量較小，經(jīng)常使用的對象使用了嵌入技術(shù)，這樣將知識內(nèi)容嵌入到執(zhí)行程序中，使其管理方便。

　　庫是設(shè)計圖標(biāo)的集合，能節(jié)省儲存空間，避免重復(fù)勞動，還做到了程序與數(shù)據(jù)分離，便于對系統(tǒng)的更新。本系統(tǒng)建立了一個系統(tǒng)教學(xué)庫，以提高項目開發(fā)效率。

　　使用一個運算圖標(biāo)將程序轉(zhuǎn)到電影播放框架圖標(biāo)，電影播放框架圖標(biāo)如圖

　　3.5所示。幾個運算圖標(biāo)的程序語句如下：

　　Rate:=7 --初始化運算圖標(biāo)

　　Rate:=7 MediaPlay(IconID@"原理演示電影") --播放運算圖標(biāo)

　　MediaPause(IconID@"原理演示電影",pause) --暫停運算圖標(biāo)

　　pause:=~pause once:=~once

　　if once then Rate:=15 end if --快進(jìn)運算圖標(biāo)

　　if ~once then Rate:=7 end if

　　GoTo(IconID@"閉鎖力工作原理") --返回運算圖標(biāo)

　　使用Rate變量來存儲幀播放速率，pause自定義變量存儲停止按鈕點擊的邏輯值。使用MediaPlay()和MediaPause()系統(tǒng)函數(shù)控制電影的播放與暫停。

　　

 

　　圖3.5 數(shù)字電影框架

　　5. 系統(tǒng)的測試與打包發(fā)行

　　多媒體系統(tǒng)具有特殊性，其測試主要集中在人機(jī)交互的測試，增加用戶測試環(huán)節(jié)的時間開銷。在測試使用期間發(fā)現(xiàn)錯誤或缺陷再進(jìn)行修改，調(diào)試。在進(jìn)行發(fā)行設(shè)置時，系統(tǒng)發(fā)行成可以獨立運行的程序;開發(fā)設(shè)計時導(dǎo)入的外部素菜不打包在程序里，提高程序的速度。考慮到安全問題和本系統(tǒng)要集成到多管火箭炮故障診斷專家系統(tǒng)里面。所以，選擇只發(fā)行CD-ROM版，而不再發(fā)行網(wǎng)絡(luò)版。

　　6.結(jié) 論

　　本論文的主要成果如下：從理論上探討了MCAI學(xué)習(xí)理論與多媒體技術(shù)之間的關(guān)系，提出一個MCAI系統(tǒng)的開發(fā)思路;有針對性的提出并實現(xiàn)了一個網(wǎng)狀教學(xué)信息組織結(jié)構(gòu);巧妙而綜合地利用Authoware的交互功能，完成了本系統(tǒng)的交互設(shè)計，使本系統(tǒng)的交互性達(dá)到了一個相當(dāng)?shù)乃�平�?/p>

　　本系統(tǒng)還可以在以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)：使用庫、ODBC、ActiveX和知識對象技術(shù)建立一個自測題庫;進(jìn)一步突出本教材的重點和難點;進(jìn)一步提高系統(tǒng)界面的宜人性。

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