控制工程技术及MCAI的设计
摘要
本文针对高校工科类本科的控制工程课程涉及的控制工程技术设计并开发了控制工程课程多媒体计算机辅助教学(Multimedia Computer-Assisted
Instruction of Control Engineering Course，CEC-MCAI)软件，它紧密围绕控制工程课程的教学目标和特点，合理地选择设计了教学媒体信息，充分利用了文本、图形、图像、动画、声音等媒体。该软件使原本较为抽象的教学内容条理化和形象化，并通过人机对话引导学生思维向纵深发展；同时，也配合了高校网络教学的开展。
本文主要的研究成果如下：
(1)根据控制工程课程的教学内容与特点，提出了一种MCAI新模式，它结合了认知学徒、计算机支持课堂教学、操作和练习三种传统模式的特点；
(2)针对控制工程课程MCAI软件的使用特点，提出软件结构的设计思想：在其知识结构上选用信息结构型，在控制结构上选用混合控制型的，在内容组织结构上选用复合结构型；
(3)对控制工程课程MCAI软件进行了系统分析(包括需求分析与内容分析)，围绕教学设计与软件工程相结合的软件开发特点，提出总体设计方案，包括教学设计方案和系统结构设计方案；
(4)通过多种渠道收集多媒体素材，包括图形素材、图像素材、声音素材、文本素材以及动画素材等，并进行编辑与加工，完成的软件交互界面具有一致性、适应性、清晰性、敏捷性、容错性、所见即所得等特点；
(5)提出了多媒体著作系统与传统的编程语言系统相结合的开发思路。
选用Director与VB共同开发；
历）利用 VB的多媒体开发技术实现软件中的曲线绘制功能以及习题库
模块的建设，采用DireCtor多媒体技术对MCAI软件系统进行编辑与整合。
This paper develops the Multimedia Computer-Assisted Instruction of Control Engineering Course (CEC-MCAI) courseware which is based on the control engineering techniques of the Control Engineering Course of the undergraduate students of engineering. Surrounding the aims and characteristics of Control Engineering Course, it selects and designs the information of teaching media reasonably, and utilizes adequately medium such as text, graphics, images, animations, audio sound and so on. The courseware makes the abstract content methodical and vivid, and can also lead the students?thoughts to developing in depth. On the other hand, it cooperates the network teaching of colleges and universities.
The main achievements of the paper are listed as follows:
1. According to the teaching content and characteristics of Control Engineering Course, puts forward a new pattern of MCAI, which combines three kinds of conventional pattern: cognitive apprentice, computer-supported teaching, drill and practice;
2. Based on the using traits of the CEC-MCAI courseware, brings forward the design idea: selecting information structure on the knowledge frame, common control structure on the control frame, multiple structure on the organizing frame of content;
3. Analyzes the system of the CEC-MCAI courseware which including the
requirement analysis and the content analysis, and presents the general scheme of CEC-MCAI courseware, which surrounds the development feature of combining the teaching design and the software engineering, including the teaching design scheme and the structure design scheme of the system;
4.After the process of the multimedia materials collected such as graphics, images, audio sound, text, animations and so on, finishes the design of the interface with the feature of consistence, adaptability, definition, celerity, fault tolerance and
WYSWYG;
5.Puts forward the idea of using both the multimedia authoring system and the traditional programming language to develop the CEC-MCAI courseware, and accordingly selects Director and VB;
6.Implements the function of drawing curves and the establishment of exercise database library by using VB, and integrates the system of the CEC-MCAI course by using Director.
Instruction of Control Engineering Course，CEC-MCAI)软件，它紧密围绕控制工程课程的教学目标和特点，合理地选择设计了教学媒体信息，充分利用了文本、图形、图像、动画、声音等媒体。该软件使原本较为抽象的教学内容条理化和形象化，并通过人机对话引导学生思维向纵深发展；同时，也配合了高校网络教学的开展。
本文主要的研究成果如下：
(1)根据控制工程课程的教学内容与特点，提出了一种MCAI新模式，它结合了认知学徒、计算机支持课堂教学、操作和练习三种传统模式的特点；
(2)针对控制工程课程MCAI软件的使用特点，提出软件结构的设计思想：在其知识结构上选用信息结构型，在控制结构上选用混合控制型的，在内容组织结构上选用复合结构型；
(3)对控制工程课程MCAI软件进行了系统分析(包括需求分析与内容分析)，围绕教学设计与软件工程相结合的软件开发特点，提出总体设计方案，包括教学设计方案和系统结构设计方案；
(4)通过多种渠道收集多媒体素材，包括图形素材、图像素材、声音素材、文本素材以及动画素材等，并进行编辑与加工，完成的软件交互界面具有一致性、适应性、清晰性、敏捷性、容错性、所见即所得等特点；
(5)提出了多媒体著作系统与传统的编程语言系统相结合的开发思路。
选用Director与VB共同开发；
历）利用 VB的多媒体开发技术实现软件中的曲线绘制功能以及习题库
模块的建设，采用DireCtor多媒体技术对MCAI软件系统进行编辑与整合。
This paper develops the Multimedia Computer-Assisted Instruction of Control Engineering Course (CEC-MCAI) courseware which is based on the control engineering techniques of the Control Engineering Course of the undergraduate students of engineering. Surrounding the aims and characteristics of Control Engineering Course, it selects and designs the information of teaching media reasonably, and utilizes adequately medium such as text, graphics, images, animations, audio sound and so on. The courseware makes the abstract content methodical and vivid, and can also lead the students?thoughts to developing in depth. On the other hand, it cooperates the network teaching of colleges and universities.
The main achievements of the paper are listed as follows:
1. According to the teaching content and characteristics of Control Engineering Course, puts forward a new pattern of MCAI, which combines three kinds of conventional pattern: cognitive apprentice, computer-supported teaching, drill and practice;
2. Based on the using traits of the CEC-MCAI courseware, brings forward the design idea: selecting information structure on the knowledge frame, common control structure on the control frame, multiple structure on the organizing frame of content;
3. Analyzes the system of the CEC-MCAI courseware which including the
requirement analysis and the content analysis, and presents the general scheme of CEC-MCAI courseware, which surrounds the development feature of combining the teaching design and the software engineering, including the teaching design scheme and the structure design scheme of the system;
4.After the process of the multimedia materials collected such as graphics, images, audio sound, text, animations and so on, finishes the design of the interface with the feature of consistence, adaptability, definition, celerity, fault tolerance and
WYSWYG;
5.Puts forward the idea of using both the multimedia authoring system and the traditional programming language to develop the CEC-MCAI courseware, and accordingly selects Director and VB;
6.Implements the function of drawing curves and the establishment of exercise database library by using VB, and integrates the system of the CEC-MCAI course by using Director.
引文
[1] 陈祥光，陈涛．控制系统计算机仿真CAI软件的研制．计算机应用研究，1999，5：69～71．
[2] 李元华，谷廷坤，周灿林．CAI课件编播系统的研究与实现．微型电脑应用，1999，10：48～49．
[3] 马国强，王晓娟．用Authorware 5.0制作MCAI课件的设计与实现．电脑开发与应用，2000，6：27～29．
[4] 顾君忠．多媒体技术的发展现状与趋势．微型电脑应用，1999，3：6～10．
[5] URL: http://www, dexn.top263.net.
[6] 侯晓霞，郭晓俐．基于认知学习理论的多媒体CAI课件设计．微电子学与计算机，1999，3：21～24
[7] 王国军，陈松乔．自动控制理论发展综述．微型机与应用，2000，6：4～7．
[8] 杨武，韩逢庆，李红梅．多媒体教学软件开发方法的探讨．计算机系统应用，1999，6：23～25．
[9] Hans-Rueiger Pfister et al. The Metaphor of Virtual Rooms in the Cooperative Learning Environment Clear. Proc. Of First International Workshop on Co-operative Buildings (CoBuid'98), Springer, 1998.
[10] Frank Halasz, Mayer Schwartz. The Dexter Hypertext Reference Model. Comm.ACM, Vol.37, No.2, Feb. 1994.
[11] 曹秋良，马智亮，山田健太郎(日)．工程试验课程计算机辅助学习系统开发环境的研制．计算机应用与软件，2000，4．
[12] Christian Falkowski. A Room Management System. Proc. Of First International Workshop on Co-operative Buildings (CoBuid'98), Springer, 1998.
[13] 高丽华．多媒体 CAI课件的开发过程及方法研究．微型电脑应用，2000，5：9～10．
[14] 梁其俊，张永相，徐霖，吴荣珍．控制工程基础．重庆大学出版社．1995．
[15] 周治平．多媒体CAI及其程序设计．微型电脑应用，1999，3：11～13．
[16] 杨燕，王锋．多媒体《数据结构》CAI系统开发．计算机应用研究，1999，5：74～75．
[17] 熊艳，胡义，陈宇．工程制图CAI系统(组合体部分)的设计与实现．机械，2000，1：31～32．
[18] 侯晓霞，董莉敏．认知型CAI课件教学模式的研究．电化教学研究，1998，5．
[19] 刘曙光，费培燕等．控制系列课程多媒体CAI课件设计与相关技术．微型电脑应用，2000，3：45～48．
[20] 李洪霞，吴荣珍，黄中南．控制工程多媒体CAI系统的设计与实现．机械增刊，2000，3：149～150．
[21] 黄领，陈良宽．多媒体创作工具Authorware及其在开发《Internet循序渐进》中的应用．微型电脑应用，2000，4：45～47．
[22] 许芸，谢忠利．Director多媒体大导演．清华大学出版社，1996．
[23] 傅平，张卫东，周美玉．仿真技术在CAI软件开发中的应用．计算机应用研究，1999，5：72～73．
[24] 霍宏，桂字蕾，胡福乔．用Director开发交互式多媒体教学软件．计算机工程，1999，10：75～76．
[25] Michael H.Coen. A Prototype Intelligent Environment. Proc. Of First International Workshop on Co-operative Buildings (CoBuid’98), Springer, 1998
[26] 王向阳，王峰．VB多媒体应用程序的设计与实现．微计算机应用，1998，3．
[27] 王国强，李家富，张宏林等．Visual Basic 6.0多媒体编程技术．人民邮电出版社，2000
[28] 程水英，陈鹏举，武传华，程乾．用VB开发多媒体教学软件实践谈．微型电脑应用，2000，4：55～56．
[29] 李富平，莫春柳．用VB开发制图课件中的图形处理技术．微计算机应用，1999，5．
[30] 郭焕海．在VB数据库编程中使用集合对象．微计算机应用，2000，3．
[31] 周宏生．VB中的数据库输入设计技术．微计算机应用，2000，5：298～301．
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[34] 张崇喜．素质教育口语课堂教学改革．教育理论与实践，1998，6：36～40．
[35] 傅秀芬等．基于WWW的交互式网络课件系统的开发技术．计算机工程与应用，1998，8．
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