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摘要：本文研究一种CELTS标准的课件制作系统，它以我国部颁CELTS为标准、以XML为文法，为课件建立规范化的描述框架，使得输出的课件具有统一性、标准性和开放性，实现资源的共享和重用。
关键词：网络课件；标准化；CELTS；XML
中图分类号：TP302.1 文献标识码：A
1
概述
1．1课件制作系统的发展现状和研究意义
1．1．1网络课件的作用。网络课件是根据网络教育信息资源的特点，运用各种工具和方法，对网络教育资源进行加工、整理、排列、组合而开发的教学课件。它是网络教育的组成部分，是教学信息的载体。
1．1．2发展现状。我国近年来出现了很多课件制作工具，如方正奥思、课件大师、科利华、洪恩等平台。例如，方正奥思是北大方正开发的可视化、交互式多媒体集成创作工具，具有直观、简便、友好的用户界面。它可以把文本、图形、图像、声音、动画及影像等多媒体素材集成编辑，制作出各种多媒体应用产品。
1．1．3研究目的和意义。本文基于国内外课件制作产品和技术的发展现状，针对其中存在的不足和缺陷，提出了按中国教育信息化技术标准(CELTS)的课件制作系统，提供开放性、实用性、适应性更强的课件制作环境和工具，能提高制作课件的效率，使其得到共享和重用。
2 网络教育标准和XML技术
2．1国内网络标准。可分为通用规范、专用规范和跟踪研究项目，通用规范是标准体系中核心标准集，包括可供教育领域各种层次和对象采纳的网络教育技术标准；专用规范侧重标准在特定行业、层次和领域中的应用；跟踪研究项目主要包括教育技术和学习技术领域前沿研究项目。
2．2国内标准的主要特点：我国的标准体系开发具有借鉴、整合、发展、创新四大特点。
2．3XML技术分析
2．3．1XML的特点。(1)简单性。XML为程序员和文档作者提供了一个友好的环境。XML文档语法包含一个非常小的规则集，使开发者能立刻开始工作。(2)可扩展性。它允许开发者创建“可扩展的”标志集，并对XML进行扩展。(3)开放性。任何人都可以对一个结构良好的XML文档进行语法分析，如果提供了DTD，还可以校验这个文档。
2．3．2XML的语法和结构。每一个XML文档都有其逻辑和物理结构。文档由称为实体的单元组成。一个实体可以引用其他实体，将其包含在文档中。文档开始于“根”，XML文档的所有实体都必须嵌套在根实体中。文档由声明、元素、注释、字符引用和处理指令组成，所有这些都在文档中用显式标记指明。
2．3．3XML的应用步骤。(1)构造XML标记语言。通过DTD或Schema设计标记，以便程序员能正确处理XML文档中的元素。(2)生成XML文档。其数据可能来自数据库或XML文档，也可能来自Web上的其它资源。(3)解析XML文档。可通过使用文档对象模型或简单XML应用编程接口实现。
3 课件的标准化和XML绑定过程
3．1课件页面层。由页面属性信息和页面对象集信息构成。课件页面是课件中的对象容器，页面对象集信息由对象层中的对象、对象之间的关系描述等内容构成。以一个页面对象集元素的子元素来描述一个课件页面引用到的对象资源。
3．2课件对象层。描述构成页面的每一个对象的元数据、对象类型、对象特征等。对象类型包括文本、图像、音频、视频和动画等多种多媒体资源格式。
3．3课件内容包装。使学习对象成为可以在多个应用与学习环境之间进行交换和重用的教学组件，有利于不同教育平台之间进行教育资源共享，减少资源制作成本。
4 课件制作系统架构设计
4．1课件制作系统在电子学习平台中的地位。它既是一个相对独立的子系统，又与相关的子系统集成在一起，共同为电子学习平台的运行起支撑作用。
4．2系统整体架构设计
4．2．1系统需求分析。(1)标准化的数据描述格式：以CELTS为标准、以XML为文法，使得输出的课件具有统一性、标准性和开放性；(2)集成化的课件制作环境：集多媒体资源和素材的编辑、制作、管理、课件的合成和播放为一体，独立制作出效果理想的课件；(3)智能化的资源管理方式：提供与本地或网络教育资源数据库的接口，通过资源管理器对资源进行统一管理；(4)特色化的预制学科对象：预制各类专业、各类学科的课程所需的学习对象；(5)简单化的用户交互界面：提供简单、友好的运行环境和使用界面，提高课件制作的效率。
4．2．2系统设计思想。(1)C/S模式：主要由客户应用程序、服务器管理程序和中间件组成。客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能；配对的点对点的结构模式，安全性有保证；客户端实现与服务器直接相连，响应速度快，有处理大量信息的能力。(2)面向对象的模块化设计方法：采用模块化的设计方法，选择面向对象的、易于扩展的Delphi编程语言环境，以及Microsoft SQL 2000数据库系统。各个功能模块能较好地协同并相对独立地进行工作及功能扩展。
4．2．3系统开发环境。(1)面向对象：Delphi构建的VCL库中的所有组件都可以被继承以创建新的组件。(2)高效的编译、执行。(3)构建Windows/Linux应用，Delphi与Kylix兼容。(4)与AppServer集成。Delphi通过SIDL与AppServer连接，开发出高性能、具有丰富GUI环境的客户端应用，通过Intemet将AppServer的EJB功能作为遵循业界标准的SOAP/XML Web服务发布到全球。(5)Delphi 7.0提供了对XML的支持，可以通过TXMLDocumem类实现对XML文档的读写，优化了数据交换。
4．3课件管理模块设计
4．3．1(1)在Delphi工程的界面或者数据模块中添加TXML－Document组件。(2)设定TXMLDocument组件的DOMVendor属性，用于指定解析和编辑XML文档的DOM实现。(3)设定ParseOptions属性来配置底层的DOM实现解析XML文档。(4)通过FileName属性指定一个存在的文件，或者通过XML属性指定一个字符串。(5)设定Active属性为真。
4．3．2课件预览和播放。课件播放模块的主要功能是实现对课件XML文件的解析，并以多媒体内容的形式呈现给用户。对于Web解析而言，其结果中甚至包含了用户交互界面，并可能根据需要为解析结果提供显示环境。
4．4页面编辑模块设计
4．4．1页面编辑功能。(1)单个对象编辑。文本处理：实现对文本的字体样式、排版布局等特性的设置。图片处理：有多种格式，还实现对亮度、对比度、透明度、融合度等显示效果的设置，以提高图片的表现能力。学科对象处理：预制了具有专业和课程特色 的学科对象，每种对象均具备可调节性。(2)多个对象编辑。包括：选中、拖动、缩放、旋转，对齐、组合、拷贝、剪切、粘贴、删除等基本功能。为页面中元素加入交互的功能，以实现播放过程中的交互。页面属性编辑：通过预制的各类模板，可以减轻用户制作的工作量，也可接受用户自定义的页面、对象组合为模板。页面效果处理；为页面加入切换效果，增加课件播放时的生动性和艺术性。
4．4．2页面类结构。使用Delphi提供的标准Form作为页面实现载体。页面编辑模块负责实现的主要功能中，对象的添加与修改和页面属性的设置分别由对象编辑模块和页面属性编辑模块完成。对页面上各种对象的统一操作与管理，使用第三方控件TFormDesigner来实现。
4．4．3对象编辑器。(1)文本编辑器设计。可分为纯文本和公式两类，纯文本只包含字符，可利用Delphi的Edit、Memo或Rich Edit等文本编辑框控件直接处理，公式由字符和符号组成，是包含字符文本和符号图形的特殊子对象，在定义文本对象容器时必须考虑让两者兼容。(2)图形对象编辑器设计。教学中需要有实用性和针对性的图形及对图形特殊属性的描述。充分考虑用户需求，实现对图形特殊属性和对特殊图形的绘制。
4．5资源管理模块设计
4．5．1资源库结构。系统采用三层数据库结构，即在普通的数据库结构中加入中间层组件层。中间层完成对数据库与多媒体的交互以及与系统之间的数据传递。中间层完成原在数据模型中的工作，使系统传递效率高。
4．5．2资源管理模式。课件资源分为本地资源与远程资源。在本地资源目录和远程资源目录下的各个子目录中，按照课程知识点结构对文本、图片、声音、视频、动画等其它媒体资源进行分类存储和排列。在本地资源目录下列举所有多媒体资源，提供对象预览、上传、删除和插入功能。用户可直接拖动多媒体对象到编辑页面上添加对象，同时把多媒体资源加入课件资源库。在远程目录下各个子目录中用户操作课件资源库获取多媒体对象，提供预览、条件查询、下载资源等功能。
5 课件制作系统实现与应用
5．1系统整体实现。(1)菜单和工具窗口。菜单栏提供文件打开、关闭、保存等系统基本功能选项；工具栏提供与菜单栏相同功能的快捷图标；对象面板列出系统所支持的文本、图片、图形、音频、视频、动画等资源元素材和各种学科特色对象，供用户选择使用。(2)页面和资源窗口。包括页面列表、资源目录和对象列表。页面列表以缩略图的形式显示当前编辑课件的所有页面列表；资源窗口已介绍；对象列表列出当前编辑页面上的所有元素对象，便于页面管理和编辑。(3)页面模板窗口。系统预制各种类型和风格的页面模板，为用户提供不同的页面实现效果，也可接受用户自定义的页面、对象组合为模板。(4)页面编辑窗口。这是整个系统的核心，所有对课件的编辑操作都在此完成。(5)资源搜索结果窗口。列出数据库里在所选择的课程知识点下所有资源的搜索结果。
5．2页面编辑模块实现。页面支持插入外部多媒体资源，还可通过属性编辑器实现对页面内各种对象的添加、编辑、删除等操作。(1)添加和编辑文本。可选择“文本属性”单选框设置文本的对齐方式、行间距；通过对“字体”和“颜色”的选择，设置文本的字形、字号、字色等；通过“导入”，可实现以其它类型文件存储的文本素材的导人。(2)添加图片。可支持对bmp、JPg、gif等多种格式图片的预览和导人。(3)添加和编辑平面几何图形。系统预制各种专业的学科对象及组合图形，并对矢量图提供组合编辑等操作，生成各种复杂符号和图形。(4)添加和编辑立体几何图形。通过修改图形参数列表中的属性值定制满足自己需求的图形。(5)添加和编辑函数图形。系统预制了14种函数对象以供选择。
5．3资源管理模块实现。系统按照课程知识点结构对文本、图片、声音、视频、动画等各种资源分类存储和排列。在本地资源目录下列举所有多媒体资源，提供对象预览、上传、删除和插入功能。用户可以直接拖动多媒体对象到编辑页面上添加对象，同时把多媒体资源加入课件资源库。在远程目录下各个子目录中用户操作课件资源库获取多媒体对象，提供多媒体预览、条件查询、下载资源等功能。
关键词：网络课件；标准化；CELTS；XML
中图分类号：TP302.1 文献标识码：A
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概述
1．1课件制作系统的发展现状和研究意义
1．1．1网络课件的作用。网络课件是根据网络教育信息资源的特点，运用各种工具和方法，对网络教育资源进行加工、整理、排列、组合而开发的教学课件。它是网络教育的组成部分，是教学信息的载体。
1．1．2发展现状。我国近年来出现了很多课件制作工具，如方正奥思、课件大师、科利华、洪恩等平台。例如，方正奥思是北大方正开发的可视化、交互式多媒体集成创作工具，具有直观、简便、友好的用户界面。它可以把文本、图形、图像、声音、动画及影像等多媒体素材集成编辑，制作出各种多媒体应用产品。
1．1．3研究目的和意义。本文基于国内外课件制作产品和技术的发展现状，针对其中存在的不足和缺陷，提出了按中国教育信息化技术标准(CELTS)的课件制作系统，提供开放性、实用性、适应性更强的课件制作环境和工具，能提高制作课件的效率，使其得到共享和重用。
2 网络教育标准和XML技术
2．1国内网络标准。可分为通用规范、专用规范和跟踪研究项目，通用规范是标准体系中核心标准集，包括可供教育领域各种层次和对象采纳的网络教育技术标准；专用规范侧重标准在特定行业、层次和领域中的应用；跟踪研究项目主要包括教育技术和学习技术领域前沿研究项目。
2．2国内标准的主要特点：我国的标准体系开发具有借鉴、整合、发展、创新四大特点。
2．3XML技术分析
2．3．1XML的特点。(1)简单性。XML为程序员和文档作者提供了一个友好的环境。XML文档语法包含一个非常小的规则集，使开发者能立刻开始工作。(2)可扩展性。它允许开发者创建“可扩展的”标志集，并对XML进行扩展。(3)开放性。任何人都可以对一个结构良好的XML文档进行语法分析，如果提供了DTD，还可以校验这个文档。
2．3．2XML的语法和结构。每一个XML文档都有其逻辑和物理结构。文档由称为实体的单元组成。一个实体可以引用其他实体，将其包含在文档中。文档开始于“根”，XML文档的所有实体都必须嵌套在根实体中。文档由声明、元素、注释、字符引用和处理指令组成，所有这些都在文档中用显式标记指明。
2．3．3XML的应用步骤。(1)构造XML标记语言。通过DTD或Schema设计标记，以便程序员能正确处理XML文档中的元素。(2)生成XML文档。其数据可能来自数据库或XML文档，也可能来自Web上的其它资源。(3)解析XML文档。可通过使用文档对象模型或简单XML应用编程接口实现。
3 课件的标准化和XML绑定过程
3．1课件页面层。由页面属性信息和页面对象集信息构成。课件页面是课件中的对象容器，页面对象集信息由对象层中的对象、对象之间的关系描述等内容构成。以一个页面对象集元素的子元素来描述一个课件页面引用到的对象资源。
3．2课件对象层。描述构成页面的每一个对象的元数据、对象类型、对象特征等。对象类型包括文本、图像、音频、视频和动画等多种多媒体资源格式。
3．3课件内容包装。使学习对象成为可以在多个应用与学习环境之间进行交换和重用的教学组件，有利于不同教育平台之间进行教育资源共享，减少资源制作成本。
4 课件制作系统架构设计
4．1课件制作系统在电子学习平台中的地位。它既是一个相对独立的子系统，又与相关的子系统集成在一起，共同为电子学习平台的运行起支撑作用。
4．2系统整体架构设计
4．2．1系统需求分析。(1)标准化的数据描述格式：以CELTS为标准、以XML为文法，使得输出的课件具有统一性、标准性和开放性；(2)集成化的课件制作环境：集多媒体资源和素材的编辑、制作、管理、课件的合成和播放为一体，独立制作出效果理想的课件；(3)智能化的资源管理方式：提供与本地或网络教育资源数据库的接口，通过资源管理器对资源进行统一管理；(4)特色化的预制学科对象：预制各类专业、各类学科的课程所需的学习对象；(5)简单化的用户交互界面：提供简单、友好的运行环境和使用界面，提高课件制作的效率。
4．2．2系统设计思想。(1)C/S模式：主要由客户应用程序、服务器管理程序和中间件组成。客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能；配对的点对点的结构模式，安全性有保证；客户端实现与服务器直接相连，响应速度快，有处理大量信息的能力。(2)面向对象的模块化设计方法：采用模块化的设计方法，选择面向对象的、易于扩展的Delphi编程语言环境，以及Microsoft SQL 2000数据库系统。各个功能模块能较好地协同并相对独立地进行工作及功能扩展。
4．2．3系统开发环境。(1)面向对象：Delphi构建的VCL库中的所有组件都可以被继承以创建新的组件。(2)高效的编译、执行。(3)构建Windows/Linux应用，Delphi与Kylix兼容。(4)与AppServer集成。Delphi通过SIDL与AppServer连接，开发出高性能、具有丰富GUI环境的客户端应用，通过Intemet将AppServer的EJB功能作为遵循业界标准的SOAP/XML Web服务发布到全球。(5)Delphi 7.0提供了对XML的支持，可以通过TXMLDocumem类实现对XML文档的读写，优化了数据交换。
4．3课件管理模块设计
4．3．1(1)在Delphi工程的界面或者数据模块中添加TXML－Document组件。(2)设定TXMLDocument组件的DOMVendor属性，用于指定解析和编辑XML文档的DOM实现。(3)设定ParseOptions属性来配置底层的DOM实现解析XML文档。(4)通过FileName属性指定一个存在的文件，或者通过XML属性指定一个字符串。(5)设定Active属性为真。
4．3．2课件预览和播放。课件播放模块的主要功能是实现对课件XML文件的解析，并以多媒体内容的形式呈现给用户。对于Web解析而言，其结果中甚至包含了用户交互界面，并可能根据需要为解析结果提供显示环境。
4．4页面编辑模块设计
4．4．1页面编辑功能。(1)单个对象编辑。文本处理：实现对文本的字体样式、排版布局等特性的设置。图片处理：有多种格式，还实现对亮度、对比度、透明度、融合度等显示效果的设置，以提高图片的表现能力。学科对象处理：预制了具有专业和课程特色 的学科对象，每种对象均具备可调节性。(2)多个对象编辑。包括：选中、拖动、缩放、旋转，对齐、组合、拷贝、剪切、粘贴、删除等基本功能。为页面中元素加入交互的功能，以实现播放过程中的交互。页面属性编辑：通过预制的各类模板，可以减轻用户制作的工作量，也可接受用户自定义的页面、对象组合为模板。页面效果处理；为页面加入切换效果，增加课件播放时的生动性和艺术性。
4．4．2页面类结构。使用Delphi提供的标准Form作为页面实现载体。页面编辑模块负责实现的主要功能中，对象的添加与修改和页面属性的设置分别由对象编辑模块和页面属性编辑模块完成。对页面上各种对象的统一操作与管理，使用第三方控件TFormDesigner来实现。
4．4．3对象编辑器。(1)文本编辑器设计。可分为纯文本和公式两类，纯文本只包含字符，可利用Delphi的Edit、Memo或Rich Edit等文本编辑框控件直接处理，公式由字符和符号组成，是包含字符文本和符号图形的特殊子对象，在定义文本对象容器时必须考虑让两者兼容。(2)图形对象编辑器设计。教学中需要有实用性和针对性的图形及对图形特殊属性的描述。充分考虑用户需求，实现对图形特殊属性和对特殊图形的绘制。
4．5资源管理模块设计
4．5．1资源库结构。系统采用三层数据库结构，即在普通的数据库结构中加入中间层组件层。中间层完成对数据库与多媒体的交互以及与系统之间的数据传递。中间层完成原在数据模型中的工作，使系统传递效率高。
4．5．2资源管理模式。课件资源分为本地资源与远程资源。在本地资源目录和远程资源目录下的各个子目录中，按照课程知识点结构对文本、图片、声音、视频、动画等其它媒体资源进行分类存储和排列。在本地资源目录下列举所有多媒体资源，提供对象预览、上传、删除和插入功能。用户可直接拖动多媒体对象到编辑页面上添加对象，同时把多媒体资源加入课件资源库。在远程目录下各个子目录中用户操作课件资源库获取多媒体对象，提供预览、条件查询、下载资源等功能。
5 课件制作系统实现与应用
5．1系统整体实现。(1)菜单和工具窗口。菜单栏提供文件打开、关闭、保存等系统基本功能选项；工具栏提供与菜单栏相同功能的快捷图标；对象面板列出系统所支持的文本、图片、图形、音频、视频、动画等资源元素材和各种学科特色对象，供用户选择使用。(2)页面和资源窗口。包括页面列表、资源目录和对象列表。页面列表以缩略图的形式显示当前编辑课件的所有页面列表；资源窗口已介绍；对象列表列出当前编辑页面上的所有元素对象，便于页面管理和编辑。(3)页面模板窗口。系统预制各种类型和风格的页面模板，为用户提供不同的页面实现效果，也可接受用户自定义的页面、对象组合为模板。(4)页面编辑窗口。这是整个系统的核心，所有对课件的编辑操作都在此完成。(5)资源搜索结果窗口。列出数据库里在所选择的课程知识点下所有资源的搜索结果。
5．2页面编辑模块实现。页面支持插入外部多媒体资源，还可通过属性编辑器实现对页面内各种对象的添加、编辑、删除等操作。(1)添加和编辑文本。可选择“文本属性”单选框设置文本的对齐方式、行间距；通过对“字体”和“颜色”的选择，设置文本的字形、字号、字色等；通过“导入”，可实现以其它类型文件存储的文本素材的导人。(2)添加图片。可支持对bmp、JPg、gif等多种格式图片的预览和导人。(3)添加和编辑平面几何图形。系统预制各种专业的学科对象及组合图形，并对矢量图提供组合编辑等操作，生成各种复杂符号和图形。(4)添加和编辑立体几何图形。通过修改图形参数列表中的属性值定制满足自己需求的图形。(5)添加和编辑函数图形。系统预制了14种函数对象以供选择。
5．3资源管理模块实现。系统按照课程知识点结构对文本、图片、声音、视频、动画等各种资源分类存储和排列。在本地资源目录下列举所有多媒体资源，提供对象预览、上传、删除和插入功能。用户可以直接拖动多媒体对象到编辑页面上添加对象，同时把多媒体资源加入课件资源库。在远程目录下各个子目录中用户操作课件资源库获取多媒体对象，提供多媒体预览、条件查询、下载资源等功能。