学习对象技术支持下层积式Flash教育软件的设计与开发

2012-09-11钟斌符传谊

中国教育信息化 2012年9期

关键词：面向对象对象课件

钟斌，符传谊

(海南琼台师范高等专科学校信息技术系，海南海口571127)

学习对象技术支持下层积式Flash教育软件的设计与开发

钟斌，符传谊

(海南琼台师范高等专科学校信息技术系，海南海口571127)

为了解决资源重用和减少教育软件开发的难度，本文提出了面向学习对象的层积式教育软件开发方法。教师首先在面向学习对象理论的指导下，分析教育软件的对象，找到学习对象的各种类型；然后根据Flash的层积式处理方法构建出学习对象库；最后通过开发学习者或用户程序来管理不同层次的学习对象。

创意设计；学习对象；教育软件；层积式；Flash；ActionScript3.0

一、相关技术与理论

1.Flash与ActionScript3.0

Adobe公司开发的Flash软件提供了诸如动画创意设计、动漫游戏、动态网站开发以及多媒体教育软件开发等功能，为使用者提供了发挥丰富想像力和创意的开发环境和较强的技术支持。随着Flash CS3及其脚本开发语言的发布，脚本ActionScript也升级到了ActionScrtipt3.0，它像Java一样，都是基于ECMA脚本（国际标准程序设计语言）的面向对象程序设计语言（OOP）。

在教育软件开发平台多样化的趋势下，Flash具有更深入的强大开发能力。由于能够集成多媒体资源，Flash拥有优秀的媒体支持函数，它能够导入各种格式的媒体，如图形图像、声音、视频、三维动画等等。除此，Flash本身在动画功能方面比其他开发平台更优秀。同时，Action-Script3.0提供了强大的面向对象的程序设计开发能力。在网络支持方面，Flash也是一款能被用来开发网页的程序开发软件。由于矢量图像技术，文件可以足够小以至更适合用来开发基于网页的教育软件。在SCORM(可共享内容参考模型)标准方面，用Flash开发的教育软件能够进行元数据描述，并能根据SCORM标准对学习内容进行打包，同时还能够在运行的学习管理系统（LMS，Learning Management System）之间进行数据传输。

2．面向对象程序设计（OOP）

随着软件工业的飞速发展，软件系统越来越复杂，软件开发的成本也越来越昂贵。在这种情景下产生了面向对象程序设计（OOP），而这越来越成为软件开发的主流。面向对象程序设计中面向对象的思想延伸到软件开发过程的上游和下游，形成了当前的面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象测试（OOT）等，而这些逐渐成为面向对象软件方法。面向对象程序设计（OOP）的思想主要包括对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态和消息传递机制等。

3.教育软件

教育软件，也被称为“课件”，是用计算机编辑设计生成的程序及相关文档，服务于课程的学与教。它通常由几种媒体方式构成，如文本、图像、声音、动画和视频等，它是一种专门用于教学的软件。显而易见，课件属于软件类，同样存在软件危机问题，面向对象思想是解决这种危机的关键。

4.从积件到学习对象

积件是根据教师与学生的需要，将教学信息、教学管理数据库和平台进行集成并能够运用。在积件中，整个课的内容被分成几个独立的课件，就像建筑用的砖块，其中之一能够进行过程的演示、历史的回顾、问题的解释或描述等。教师能够根据他们的实际需要，自由组合这些小课件并生成自己需要的课件，就像砌砖一样。

教育资源的研究起始于积件的理论，它使教育资源的共享思想非常流行。但积件只是在观念形态方面进行原则上的讨论，原因在于它的一些固有的缺陷和在实际操作中没有通用的标准。因此，它不能有效地在工程层次上促进教育资源的共享，也不能真正地让它进化到更高的阶段。

在21世纪，学习对象技术越来越受到国际教育技术领域的关注。学习对象，作为学习技术的标准，已经广泛地被当前国际教育技术界所接受，它比积件在思想上要更优秀。在教育技术国际领域，学习对象技术与架构是教育资源共享与重用的通用参考。

学习对象是一种重用的任何事物，它能够被用来支持数字学习资源建设。学习对象的显著特征在于它的数字化、重用性和学习过程的支持。学习对象最明显的特性是重用性，这是IEEE集LOM（学习对象元数据）标准意图的早期目标。只有确保教育软件的最大重用，才能取得广泛的高质量的教育资源网络共享。同普通学习内容比较，这种学习内容具有可访问性、适应性、持久性、耐用性、互操作性、重用性等。通过依照某种聚合规范，学习对象技术打包与聚合学习内容，使它成为完整、独立可共享内容对象（SCO），它可以根据某种内容包装（CP）而被打包，以便于资源能够在不同的学习管理系统（LMS）之间被共享和传输。

二、面向学习对象的层积式开发模型

从长期教育软件的开发来看，一线教师是教育软件开发的最主要力量。然而，由于对Flash技术的有限专长与该技术的更新，许多一线教师远离而且不能涉及教育软件的开发，而这造成许多优秀教育观念不能在教育软件中反映。基于Flash软件，建构一个面向学习对象的二级开发平台，能够减少教育软件开发的困难同时提高资源的重用性。

1.学习对象的层级分类

从用户的角度来看，学习对象是介于素材与课件之间的材料。对课件来说，学习对象是素材；对素材来说，学习对象是小的课件。学习对象、课件和素材之间的关系如图1所示。学习对象被看成是能够处理和打包的素材，它有某种程度的智能。学习对象能够像砌砖用的砖块一样能用来构建所需要的课件。

图1 学习对象、课件与素材之间的关系

从学习对象开发者的观点来看，学习对象是一种对象，与具有某些属性与方法的Flash组件（带有参数的符号和外部接口）相似。学习对象不仅仅是一段声音或一张图片，学习对象能提供某些函数，这些函数是为开发者提供的对象的属性和方法。然而，学习对象的开发没有组件开发那样严格，不会具有继承、数据抽象等属性，但完全具有动态绑定、数据封装、多态、消息传递等属性。

符合OOP的学习对象具有的独一无二特性是能够使开发者开发出使用OOP思想和OOP语言的学习主题。学习主题从某种基本意义上来说，是多媒体素材的集成，这些多媒体素材是看得见的和可工作的。它首先从课件的组成部分开始，研究是哪些内容构成课件，以便于分析学习主题的形式。以化学课件为例，其组成如图2所示。

图2 化学课件实例

从图2可以看出，课件包括各种学习主题类型，如表格、练习、实例、信息、数据、实验、活动、过程等。通过使用这些学习对象，课件构建出知识点，安排教与学的内容。其中，表格、练习、实例、信息是学习对象类型，它们能够被大多数课件所处理。学习对象的信息类型与素材相近，学习对象的实验类型是科学课件的重要组成部分。如果学习对象的实验类型是片段，可视化效果就有所增强。学习对象的实验类型组成如图3所示。

图3 学习对象的实验类型

请注意无论是固体、液体、气体（除了大剂量的专业药品外），化学制品都有这些特征：化学制品不能单独使用，它们依赖于使用的容器。如果没有实验现象，液体原子化、结晶、去色、压缩，所有都和容器有关。因此，“容器类型”学习对象是开发焦点，其他实验仪器能够服务于作为所开发的容器类型的专门案例。

2.学习对象库开发

第一层级的“容器类型”学习对象开发是累积库。通过使用Flash绘图工具，可以画出各种类型的化学实验容器和实验仪器；然后使用Flash的符号库来分类和管理。不带有封装与对象接口的学习对象的累积类型与原始素材相近。但它能实现基本的可重用的资源。课件开发者能够使用这种可重用的学习对象来构建所需要的虚拟实验情景。

第二层级的“容器类型”学习开发是对象库。在累积库的基础上，它赋予累积对象多样化的函数。例如，一个酒精灯能够与两个简单函数联系起来：点燃和熄灭。这两个函数能够通过定义两种方法（点燃函数：fire_y()和熄灭函数：fire_n()）来实现。在任何情况下，对一个酒精灯对象（对象名为lamp_1），它的执行顺序为：

Lamp_1.fire_y();

对象名为alcohol lamp_1将在它自身上增加火苗。

Lamp_1,fire_n();

对象名为alcohol lamp_1将熄灭。

例如下面的代码能够通过单击酒精灯控制它自己的点燃和熄灭。

Lamp_1.onPress=function(){

Lamp_1.fire_y();}

它的功能是在用户单击对象名为lamp_1的酒精灯时执行点燃命令。对用户，酒精灯是一个封装的学习对象，它只需要知道它的函数功能（属性和方法）并调用。函数是通过学习对象开发者来实现的。

3．学习对象广播程序

学习对象的相关标准推荐使用XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言）作为它的实现技术，使用XML来描述元数据和结构——进而描述学习对象。基于XML（E4X）的ECMAScript的支持，ActionScript 3.0支持XML。通过使用Flash来设计广播过程，运用XML文档来描述所有层级的学习对象，通过ActionScript3.0来调用XML文档中的数据，根据某种结构和策略来显示学习对象。