基于WPF模式自主學習型網絡學習軟件資源平臺的研發

蔡洪濤 黃和 王延紅

(沈陽醫學院計算機教研室,遼寧沈陽 110034)

基于WPF模式自主學習型網絡學習軟件資源平臺的研發

蔡洪濤 黃和 王延紅

(沈陽醫學院計算機教研室,遼寧沈陽 110034)

本文闡述使用微軟的WPF技術建立自主學習型網絡教學軟件資源平臺,為課程教學提供的多媒體課件及課程相關的媒體素材使用方法,引導學生進行自主學習。網絡教學軟件導航設計、交互方式等方面分析WPF技術的應用特點,運用WPF技術解決了教學軟件的開發問題,提高教學軟件的教學效果。

WPF 自主學習 教學軟件 網絡

網絡教學軟件是以計算機及網絡為主要媒介所進行的教學活動,它已成為現代教育技術的重要組成部分,也是高校教學應用的一個重要方面。制作適合教師教學使用的網絡教學軟件資源平臺,促進課程教學快速發展。網絡教學軟件資源平臺就是利用網絡技術建立教學軟件資源庫,使學生在教師指導下進行自主學習的新型教學模式,它將極大地豐富網上教學資源,并且提高教師運用多媒體網絡教學的能力。整個教學過程以學生自主學習為主,教師引導為輔,增加課程的趣味性與知識的擴展性,提高學生學習的興趣與積極性。

1 WFP概述及相關技術

1.1 WPF技術概述

Windows Presentation Foundation(簡稱WPF),它是微軟新一代圖形系統,運行在NET Framework3架構下,為用戶界面2D／3D圖形、文檔和媒體提供了統一的描述和操作方法。基于DirectX9／10技術的WPF不僅帶來了前所未有的3D界面,而且其圖形向量渲染引擎也大大改進了傳統的2D界面。

1.2 XAML界面開發語言

微軟為WPF提供了專門的界面開發語言XAML(可擴展應用程序標記語言),XAML是微軟為構建下一代應用程序界面而創建的一種新的基于XML的描述性語言,它可對WPF程序的所有界面元素進行定制,使得界面描述代碼和程序代碼得以分開,從而構成具有WPF風格的界面,提高了開發效率并有利于團隊開發,最終形成一個組織良好的XML文檔。

1.3 Expression Blend 4+SketchFlow開發軟件

WPF和Silverlight的開發平臺,其中的Sketch Flow是1個插件,可以將多窗口界面(包括動畫、視頻、流文檔界面)整合在一起在桌面或IE中播放,可以將PowerPoint文件導入到屏幕中,它還具有設計反饋功能,是一代交互式教育軟件制作的首選工具。開發工具與建模工具的應用方式,WPF模式使用Blend進行軟件開發,它是一款用于設計桌面和Web應用用戶界面的可視化工具。通過拖拉控件方式創建用戶交互界面；在Blend中包含一款軟件原型建模工具SketchFlow,該工具允許用戶快速開發出專業的項目原型,創建設計原型后,以豐富界面效果。

2 教學軟件資源平臺系統開發

教學軟件資源平臺設計出具有教學過程相適應的教學版塊。這些教學版塊包括“教學課件”、“教學日志”、“互動學習”,“實踐應用”,“作品展示”等版塊,用于管理課程教學軟件件,指導學生實踐。

教學軟件資源平臺能夠存儲主講教師制作基于網絡環境下的交互式課程教學課件。將主講教師所授課程的教學內容通過典型實例以圖片、文字、視頻、屏幕演示等形式制成課件,并上傳到網絡中供所有學生自主學習使用。

2.1 WPF模式的課程教學導航設計

在設計教學內容的時,我們習慣用文字來解釋抽象的概念、原理和實驗現象,學生對其缺乏感性認識,過度依賴教材和教師的講解,缺乏獨立的探索和思考判斷,而去了對的學習興趣。在進行軟件開發時,首先著重對課程體系的教學內容進行課程教學導航設計。利用超文本結構組織信息出現,為學生提供了多種學習路徑。超文本是按照人的聯想思維方式非線性地組織管理信息的一種先進的技術。由于超文本結構信息組織的聯想式和非線性,符合人類的認知規律,所以便于學生進行聯想思維。課程導航在制作時多媒體素材根據WPF使用Media Element標記來顯示不同格式的視頻和音頻,包括rmvb、AVI和 MPG等。這些元素也可與其他XAML元素相組合,控制視頻和音頻的播放。另外,由于超文本結構的信息結構的動態性,學生可以按照自己的目的和認知特點重新組織信息,按照不同的學習路徑進行學習。

2.2 教學內容的動畫設計及動態窗口設計

在教學過程中使用動畫可以動態演示教學內容。在WPF模式下可根據教學需要提供動態顯示絕大部分用戶界面的內置支持。例如,放大和縮小矩形、更改按鈕大小。實現過程與Flashl軟件中Timeline相似,模擬實驗結果、模擬各種現象和數據的變化過程、虛擬各種實驗儀器的效果和各種實驗現象,仿真一些連續變化系統在各種狀態的改變效果。動態窗口實現在重點及難點教學內容教學時進行全過程演示時的必要補充,在課程內容進行設計時從情境窗口,實踐窗口,小結窗口等幾方面進行布局設計,教學過程中使用的其它課程素材同時進行合理規劃。

2.3 基于WPF模式的教育軟件中多媒體信息的體現形式

在設計WPF模式多媒體教育軟件時,應該考慮其所具有的呈現客觀事物的時間順序、空間順序和運動特征的能力。對一些難理解又必掌握的內容,或是在普通條件下無法呈現的信息,通過多媒體素材演示。教師在講解時將一些抽象的概念,復雜的變化過程和運行形式,如果以內容生動、圖像逼真、聲音動聽的多媒體形式生動直觀地模擬出來展現在學生面前,教師一邊翻動PPT,一邊講解,并可以在傳統的黑板上進行相關的公式推導的效果,就能使學生對所學知識快速理解、牢固記憶,從而達到舉一反三的目的。

2.4 交互方式在WPF模式的教育軟件實現方式

目前,傳統的Windows操作系統常用的交互方式以鼠標操作為主,交互方式比較單一。WPF模式提供了豐富的交互方式,將交互方式應用到教育軟件中為師生提供了更加靈活多樣的操作方式。WPF模式主要有三方面的交互:操作交互,信息交互和概念交互。通過WPF制作的交互式教育軟件,讓教師、學生在點擊及拖動等交互的操作過程中以參與者的身份媒體界面的交互來學習知識,在操作交互的基礎上達到學生與所學知識的交互,學生與教師之間信息交互,操作交互和信息交互,讓學生在構建知識點上進行新舊概念的交互,以達到更高的比較理想的學習狀態。利用WPF技術可以制作繪圖題、連線題、解答一些模塊組合的題和需要寫出復雜的公式來解答的題,極大豐富課程教學系統效果。

3 結語

利用微軟推出的WPF新技術,建立教學軟件資源平臺,針對當前教育資源數量多但是交互豐富性有待加強的現狀,可以結合單個學科的教學設計。良好的交互功能能夠對學生在學習過程中遇到的問題給出及時的判斷,教師通過豐富的教學經驗融入到教學軟件中,使其在引導學生進行自主學習,牢固掌握所學的內容的同時,擴充學生學習知識的范圍,提高教學效果。

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中華醫學會醫學教育分會、中國高等教育學會醫學教育專業委員會立項課題研究成果(2012-js-9);沈陽市教育科學“十二五”規劃2014年度(高等教育)立項課題(2014-262)。

蔡洪濤(1975—),男,遼寧沈陽人,副教授,軟件工程碩士,主要研究方向:多媒體技術與網絡應用。