【摘要】随着互联网技术与多媒体技术的飞速发展,通过网络实现的远程教育日益得到推广和普及。那么制作高质量的能够方便的在网络上运行的教学辅助课件也就成为更好地实现远程教育的必要条件。JavaScript是一种基于对象和事件驱动的脚本语言,基于JavaScript的网络课件具有快捷方便、交互性强、易于实现的特点。Java3D技术是Java语言在三维领域的扩展,是面向对象的计算机语言。它封装了计算机图形显示的许多功能,而且能直接与鼠标功能相连交互式显示三维模型,能进行图形的消隐及光照颜色的处理等。
【关键词】网络课件;Java3D;三维模型
0引言
由于计算机的普及与广泛运用,多媒体技术应用于教学已经成为学校教育不可缺少的部分。使用多媒体进行教学,使得教学过程更加丰富多彩,互联网的广泛运用更使得教与学能够有机的融合在一起。交互式网络课件作为一种先进的教学手段正逐步渗透到各个学科,使教学模式、内容和形式、课堂教学结构、教育思想和观念发生了重大的变化。
1课件的发展概况
计算机辅助教学(Computer－AssistedInstruction简称CAI)是计算机应用于教育领域的主要方面。计算机辅助教学以计算机替代或帮助教师执行全部或部分教学任务,模拟教师的教学行为,形成有序的教学信息,向学习者传授知识,训练其技能,达到激发学习者的学习积极性和主动性,提高教学效率和增强教学效果的目的。
整个计算机辅助教学的发展过程,大致可分为三个阶段。
1.1功能简单、程序化、练习式的CAI(上世纪60年代初—70年代末)
计算机辅助教学随着行为主义学习理论提供的教学机器和程序教学的兴起而兴起。计算机辅助教学的原理受到心理学家B.F.Skinner的学习机(LearningMachine)的影响,虽然计算机辅助教学的原理早已形成,但其发展和普及都深受计算机科技的影响。
1.2问题求解型CAI的兴起(上世纪70年代末—80年代末)
人们把学习计算机程序设计作为计算机文化的主要内容,认为要了解使用计算机必须要弄懂计算机执行的命令、语句。这种思想流行了若干年,对当时我国的计算机教育也有相当大的影响。1978年AppleII及1981年IBM个人电脑的出现和普及,对CAI的发展和普及影响很大。从此以后,大部分的CAI软件的运行环境均以个人电脑为平台。1984年Apple公司推出Macintosh个人电脑,使鼠标开始流行,图形化用户界面的运用受到重视。除了个人电脑的日益发展外,文档编辑工具的发展也非常迅速,这些都是促使CAI蓬勃发展的有利条件,促使CAI从此走向实用性的阶段。
1.3基于网络、各种媒体融合、互动的CAI(上世纪90年代初—至今)
1991年,美国麻省理工学院研究开发的Athena,开启了网络化CAI的新纪元。由于多媒体技术的引入,使CAI更加丰富多彩,互联网技术的迅猛发展,诞生了基于远程教学的CAI系统,使得基于Internet的远程教学开始步入历史的舞台。
2网络课件
网络CAI(NetworkBasedComputerAssistedInstruction—NBCAI)是学生和教师通过计算机网络进行课程内容的学习、讲授、练习和测试。基于B/S的CAI是教师将教学内容制成超文本文件,发布到Internet或Intranet的Web服务器上,学生通过使用Web浏览器,登录到相应的网站以实现远程教学内容的学习。它的主要优点是不受地域的限制,能够方便地做到资源共享。
基于C/S的CAI是教师和学生通过各自的客户端软件,组织教学内容和进行课程学习。其优点是功能开发灵活方便、软件运行速度快。但不足之处是Client端计算机应装有特定的Client端软件,用户使用不如基于B/S结构的方便。目前基于C/S的CAI已不是CAI的研究重点,有被基于B/S的CAI取代的可能。
3网络课件体系结构
体系结构是在需求分析及系统模块分析以后,必须作出慎重选择的软件实现构架,它直接决定了系统可采用的软件开发工具、素材支持类型等等,系统结构选择的好坏,对应用软件的可修改性、可拓展性、可维护性、开发速度的快慢等等都有很大的影响。因此在开发一个项目时,必须对项目各个模块的系统实现的体系结构作出慎重的研究和选择。
网络课件的系统实现结构可分为如下三种形式:
(1)以Dreamweaver,FrontPage等为制作工具,以HTML,XML等为输出的素材集成式的网站开发方式,被称为素材集成的系统实现结构。
(2)以SQLServer,MySQL等数据库为操纵对象,以PHP,ASP,JSP等为输出的动态网站开发方式,被称为动态关系数据交互式的系统实现结构。
(3)以多媒体数据库为操纵对象,以Authorware,Director等为开发平台,集多种媒体及控制为一体的动态多媒体网站开发方式,被称为动态多媒体集成与交互式的系统实现结构。本系统主要采用第二种系统结构进行设计。充分利用Java的3D功能,构建一个三维演示的网络课件。
4系统的实现
多媒体素材包括文字(Text)、图形图像(ImageAndGraphics)、音频(Audio)、视频(Video)、动画(Animation)。多媒体课件的质量与素材直接相关。
4.1二维动画的实现
处理图形图像的软件最常用的有Photoshop,CorelDraw,Photostyle,Firework等,Flash是常用的动画制作软件。Flash不仅能导入图形、图像、声音、视频、三维动画等各种媒体,它本身又是功能强大的动画制作软件,还具备完善的面向对象的程序设计,实现多媒体课件各种类型的交互功能。用Flash开发的多媒体课件体积小,便于在网络上播放和交流。
在动画中充分利用Flash的Action语句实现动画的交互式播放。例如在“动作面板”中分别定义三个按钮的动作脚本如下:
“播放”按钮的动作脚本:
On(release)
{play();}
“停止”按钮的动作脚本:
On(release)
{stop();}
“退出”按钮的动作脚本:
On(release)
{fscommand(“quit”);}
要实现通过影片剪辑进行交互,例如在课件中要实现物体的拖动、物体的复制、改变物体的属性、位置、大小、颜色、透明度等等代码如下:
OnClipEvent(load)
{This1onPress()=function();}
4.2三维模型的实现
对于基本几何形体的实现,在Java3D的工具包中提供了一些已经编写好的基本形体,如Box,Cone,Cylinder和Sphere等,这些类包含在com.sunj3d.utils.geometry包中,编程时可以调用这些基本形体,去构建新的形体。
对于复杂的三维形体的实现,Java3D可以调用其它格式的三维图形文件来获得复杂形体。对于复杂三维图形,大多由CAD软件生成,CAD图形文件在设计过程中已经大量存在,应充分利用这些资源,尤其是与三维动画制作软件3DMax的结合。
4.3声音的实现
Java3D中通过Sound类来使用声音。Sound类是一个抽象类,定义了其它声音子类的公共属性,包括声音数据、声音强度的增益系数、结束方式标志、播放次数、声音状态、有效范围、优先级和静音播放标志等属性。
4.4交互式的实现
交互性能对于网络三维课件来说是至关重要的,Java3D的交互性应用主要有三类Behavior。第一类是利用Java的事件处理模型,第二类是利用Java3D的包中提供的Utility对象,第三类是定义自己的Behavior对象。使用Java平台,采用SQLServer,MySQL等数据库作为后台数据库,使用JDBC实现与数据库的连接,大大节约了系统的访问时间。
4.5课件网络化的实现
为了使Java3D制作的课件能在互联网上自由运行,首先要安装好相应的插件,然后将开发的Javaapplet应用程序嵌入到HTML中运行。当这个HTML页面被浏览时,会自动检查客户端是否具有Java及Java3D的运行环境,如果该环境尚未安装,将自动从指定的网站上下载并安装,如果已经安装则载入该Java程序。
代码如下:
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>课件名称<TITLE>
</HEAD>
<BODYBGCOLOR=“#000000”>
<APPLETalign=middlecode=“demo1class”
width=800height=600>
</APPLET>
</BODY>
</HTML>
5系统的管理
从教学的角度上看,用户可以分为教师和学生两种类型。从管理的角度来说,还应该有系统管理员,对这个系统进行管理和维护。不同的用户赋予不同的权限才能保证系统安全稳定的运行。用户每次登录时系统对其进行验证,如果验证错误,则要求用户重新登录。如果验证通过,则取得该用户的权限级别,将所有该权限级别下能访问的URL用session封装后返回,生成动态的用户页面。用户在登录对话框中输入自己的用户名和密码,提交后由login.jsp进行处理,login.jsp在数据库中查找,如果找到符合条件的用户名和密码,就会初始化一些变量,并将页面导向主页;如果输入的用户名和密码不存在,就会提示错误信息。
6结束语
基于JavaScript的网络课件设计,可使我们制作出交互性强、方便使用、设计模板化的课件。JavaScript脚本设计简单, |
