一種“零距離”感的網絡教學工具的應用開發

摘要：網絡教學作為一種廣泛應用的教學方式，教學中可實時并快捷地演示各種教學用的輔材，實時展示教師的教學過程及教學儀態，實現師生的“零距離”交互，是提高教學質量至關重要的舉措。在Windows操作系統上，通過對avicap32.dll采集USB攝像頭捕獲的圖像并播放的應用研究，分析了黑屏、藍屏以及彈出視頻源等問題出現的狀態，提出了相應的解決方法。為了體現網絡線上教學課程的實時性并明確教學目標，設計了時間及教學主題展示功能。

關鍵詞：Windows;avicap32;網絡教學;零距離

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A

文章編號：1006-8228（2020）09-84-04

The development and application of a network teaching tool with "zero distance" feeling

Zou Yun

（Chengdu Textile College， Chengdu， Sichuan 611731，China）

Abstract： Network teaching is a widely used teaching method. In teaching， it can demonstrate all kinds of auxiliary materials.show teachers' teaching process and teaching manners in real-time. and realize the 'zero distance" interaction between teachers andstudents. which are the most important measures to improve teaching quality. In Windows operation system.through the research onthe application of avicap32.dll to collect and play the image captured by USB camera， this paper analyzes the status of blackscreen. blue screen and pop-up video source， and puts forward the corresponding solutions. In order to reflect the real-time natureof online course teaching and clarify the teaching objectives， the time and teaching theme display function is designed.

Key words： Windows; avicap32; network teaching; zero-distance

0引言

網絡教學作為實現教學目標的一種教學模式，不僅能有效帶動學生的積極性，而且符合現代教育發展的趨勢[1]，通過網絡等通訊方式實施遠程面對面的交互式教學，師生均可獲得較好的教學體驗[2]。眾多學者研究表明，教師形象在教學視頻中的出現，有助于營造“類課堂”的教學氛圍，增強課程的代入感，提高學習者的專注度[3]，教學視頻中，有教師呈現比無教師呈現的學習效果要好[4]，解決由于遠程教育中的教師和學生是處于準分離狀態而存在的諸如學習時會產生孤獨、厭學的狀態[5]等缺陷，通過實物演示、語言描繪、聲像同步等途徑，讓學生主動學習。

然而，在條件受限的網絡教學之線上教學中，圖片、文檔、音頻、視頻等教學用材，前期可以融入到教學課件中，但是，課件融入不了實物模型的實時展示以及教師教學中根據教學氛圍需求的實時演示。在具備較好的教學條件時，雖然可以借助于攝影等手段結合軟件切換操作來完成線上演示等教學活動，但教師在切換軟件時，可能速度慢，出錯多，且難以熟練操作各種攝錄像器件。由于這些問題的存在，滿足不了教學交互處于方便、快速和即時性狀態以及在交互中快速受益[6]的教學要求，而且也不能在課堂教學過程中有效吸引、維持學生的注意力[7]，形成了達到即情即景教學的一種障礙。

本文陳述了一種基于Windows操作系統，使用delphi7.0、VB6.0作為開發平臺，調用win32函數庫中的avicap32.dll采集USB攝像頭捕獲的圖像并實時播放的教學工具的開發及使用方法。開發過程中，解決黑屏、藍屏以及彈出視頻源需手動操作等影響使用的問題，并設計了當前時間顯示、課程主題提示及視頻前置等功能，實時展示教師的教學過程及教學儀態，形成多維度的感官刺激，抓住學生的注意力，營造出師生之間“零距離”感的教學氛圍。

1開發中存在的問題

avicap32是Windows API應用程序接口模塊，常用于截取攝像頭視頻。但是，在運行利用avicap32.dll采集USB攝像頭捕獲的圖像并實時播放的軟件時，可能產生黑屏、藍屏以及彈出視頻源等現象，影響教學活動的順利開展。同時，一般的教學平臺不具備教學人員輸入所需要的教學主題內容、時間明確顯示以及視頻前置等功能。

1.1黑屏

avicap32在基于Windows系統（特別是win8.1系統）對攝像頭視頻獲取過程中，存在黑屏現象。通過對利用avicap32獲取視頻程序的運行過程分析，產生黑屏現象的原因是SendMessage（hWndC，WM—CAP—DRIVER_CONNECT，0，0）不成功。

1.2彈出視頻源

啟動攝像頭過程中，盡管系統中的攝像頭處于未啟用狀態，但是，如果未能成功打開諸如USB攝像頭，則會彈出圖1所示的視頻源界面。出現這種現象以后，通過不斷點擊確定按鈕（也可點擊取消按鈕或者右上角的“×”），在某次點擊后，可能啟動攝像頭，視頻源界面才能關閉。盡管可以啟動并使用攝像頭，但是這種啟動攝像頭的不確定點擊次數的情況，不利于方便、快捷地進入教學狀態。

1.3藍屏

藍屏（圖2）也是利用avicap32獲取視頻時出現的一種故障。經過測試，藍屏是在已經成功開啟攝像頭的情況下，再次進行攝像頭開啟而出現的一種現象。這種現象不影響教學需要，但是，需要手工關閉藍屏界面，增加了操作的復雜程度，不利于提供整潔、美觀的教學界面，影響教、學效果。

1.4主題及授課時間顯示

攝像頭攝取圖像進行視頻顯示時，凸顯的授課主題，可以幫助學生清楚正在進行的教學活動。實時時間顯示，教師可以準確控制授課進度，有效掌握授課中各項互動教學活動開展的節奏，形成高效、有序的教、學過程。

1.5視頻前置

網絡教學中，可能使用到多種軟件。在各種軟件使用過程中，不能因為軟件的切換使教師的教學儀態被遮擋，中斷師生實時的“零距離”狀態。因而，視像頭攝制的視頻應該始終處于屏幕的最前端，即攝像頭視頻前置。

2軟件開發

以Windows系統為開發平臺;Delphi7.0借助于avicap32開啟視頻;VB6.0用于輸入教學課程的主題信息、啟動視頻顯示及視頻前置。

Delphi7.0開發的攝像頭視頻界面（圖3），主要控件包括一個用于視頻顯示的panel，一個用于時間顯示的label。panel可以伴隨顯示界面進行變化，label在線顯示當前時間。

VB6.0設計的軟件啟動界面（圖4），控件為二個Command，其中，“啟動攝像頭”按鈕打開攝像頭開啟程序。

2.1視頻開啟及時間顯示

視頻開啟及時間顯示在Delphi7.0程序設計中完成。

視頻開啟設計中，需要解決啟動中的黑屏狀態。在對攝像頭進行操作過程中，如果成功連接、開啟了攝像頭，就可以避免黑屏狀態。

連接狀態可以直接判定是否成功開始攝像頭。利用SendMessage（hWndC， WM_CAP_DRIVER_CONNECT.0，0）的運行結果作為判定的依據。如果SendMessage（hWndC， WM_CAP_DRIVER_CONNECT，0，0））>0，則表示連接成功，攝像頭開啟。否則，采用while do循環連接，直到攝像頭連接成功。

其基本方法即：“while （SendMessage（hWndC，WM_CAP_DRIVER_CONNECT.0，0））=0 do;”。

攝像頭開啟基本程序如下： hWndC：=capCreateCaptureWindowA（My Own Capture

Window， WS_CHILD or WS_VISIBLE， Panell. Left，

Panell.Top+l. Panell. Width， Panell. Height，

Mycameraeditor01.Handle，0）; if hWndC<>0 then

begin

SendMessage（hWndC.

WM_CAP_SET_CALLBACK_VIDEOSTREAM，O，O）;

SendMessage（hWndC，

WM_CAP_SET_CALLBACK_ERROR，O，O）; SendMessage（hWndC，

WM_CAP_SET_CALLBACK_STATUSA， 0， 0）; while（SendMessage（hWndC，

WM_CAP_DRIVER_CONNECT， 0， 0））=0 do ; SendMessage（hWndC，WM_CAP_SET_SCALE，1，0）; SendMessage（hWndC，

WM_CAP_SET_PREVIEWRATE， 66， 0）; SendMessage（hWndCJWM_CAP_SET_OVERLAY，1，O）; SendMessage（hWndC，WM_CAP SET_PREVIEW，1.O）;end;

通過調用now函數，并通過formatdatetime轉換為字符串，重置為label的caption。即：[labell.Caption：=formatdatetime（'YYYY年MM月DD日hh時nn分ss秒'，now（））;]。

通過編譯，形成可執行文件（如：camhead.exe）。

2.2軟件開啟

軟件開啟、教學課程的主題輸入（圖5）、藍屏規避、視頻前置、視頻源彈窗自動關閉等功能在VB程序設計中完成。

軟件開啟時，首先調用InputBox函數，輸入教學課程的主題。通過FindWindow（vbNuIIString， " "）獲得啟動的視頻顯示的form的句柄，進而SetWindowTexthWordWnd，" "完成教學主題的設置。

視頻啟動后，主啟動界面隱藏，并退出，從而防止再次開啟攝像頭，避免出現藍屏狀態。

在程序設計中，未避免頻繁彈出視頻源彈窗，采用while循環，通過FindWindow、GetWindowThread-Processld、OpenProcess、TerminateProcess、CloseHandle等完成關閉彈出的視頻源窗口，直到攝像頭開啟。同時，綜合考慮視覺反映時間、計算機運行速度，控制while循環周期，防止出現屏幕閃動。

視頻前置功能，通過程序Setwindowpos（Mycam-eraeditor01.Handle. HWND_TOPMOST，Mycameraedi-tor01. Left， Mycameraeditor01. top， Mycameraeditor01.width. MycameraeditorOl.Height，0）實現。

基本程序如下：

Dim hWordWnd As OLE_HANDLE， hPid As

OLE_HANDLE， hProcess As OLE_HANDLE

Shell App.Path&"＼camhead.exe"

hWordWnd=FindWindow（vbNuIIString，“視頻源”）

Sleep 300

While hWordWnd>0

GetWindowThreadProcessld hWordWnd， hPid

hProcess=OpenProcess（PROCESS—TERMINATE，

False， hPid）

TerminateProcess hProcess，1

CloseHandle hProcess

Sleep 300

Shell App.Path&"＼camhead.exe"

hWordWnd=FindWindow（vbNuIIString，”視頻源”）WendhWordWnd=FindWindow（vbNuIIString， "usbCamera"）lf hWordWnd>0 Then SetWindowText hWordWnd， strtopicMe.HideSleep 10000Unload Me

通過編譯，形成可執行文件（如：opencam.exe）。

3軟件應用

教學中，可以結合錄屏、開放的網絡視頻或者網絡會議等軟件應用。

在開啟錄屏等軟件后，雙擊opencam. exe，輸入課程主題內容，確定開始視頻后，即可進入到視頻展示狀態。在教師端顯示如圖6所示。

視頻展示位置，可以根據需要移動到一個合適的地方。

在學生端，可以看到教學在教學過程中的神態，以及教師展示的教學模型或其他的教學輔材，如圖7。

4總結

網絡教學作為一種廣泛應用的教學方式，如能減弱師生之間的距離感，增強學生注意力，就可以促進教學進程的有效推進。在網絡教學中，采用該教學工具，實現師生之間實時、快捷地交流，使演示、講授、討論等具有一種親臨其境的場景感，形成具有線下教學體驗的網絡線上教學模式，進行多維度、多視角呈現教學內容，降低師生物理空間的分離感，提高學生學習興趣以及教師教學效果。本文采用的方法簡單，無特殊的硬件條件要求，易于使用與推廣，線上、線下自由應用。并且，通過改善計算機以及網絡條件，集成已有的各類教學工具，可以進一步提高教學載體的外在與內在質量，提升教學成效。

參考文獻（References）：

[1]葉曉晨.基于J2EE的網絡教學平臺的分析與設計[J].現代電子技術，2019.42（18）：60-64

[2]汪學均，視頻互動同步課堂教學效果實驗研究[J].現代教育技術，2017.27（2）：47-53

[3]徐鵬.教學視頻中教師畫面的形式因素分析[J].現代教育技術，2018.28（3）：75-81

[4]曹建霞，傅安娜，王銳等.教學視頻中教師￡現方式對學習者社會存在感和學習效果的影響[J].現代教育技術，2017.27（7）：73-79

[5]騰艷楊，社會臨場感研究綜述[J].現代教育技術，2013.23（3）：64-70

[6]方舟.遠程教學的零距離狀態——遠程學習支持服務的目標取向[J]，電化教育研究，2004.1.總第129期：55-58

[7]劉斌.網絡信息安全課堂教學中吸引學生注意力的方法研究[J].內蒙古大學學報（自然科學版），2013.44（4）：9-12

收稿日期：2020-05-18

基金項目：四川省教育廳2017年度教育科研課題——理實共晉教學法的研究（2017）

作者簡介：鄒云（1968-），男，四川射洪人，碩士，副教授，主要研究方向：高職教學法、信息化技術。