基于C++技术的模拟课件开发与应用研究

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  [摘 要]C++语言是基于C语言发展出来的编程语言,继承了C语言的优点,并融入面向对象设计思想,增加了一些新的特性,将虚函数、操作符重载、多重继承、模板、异常处理和命名空间等纳入标准,使其语言能力在C语言的基礎上得到进一步提升,并且能够实现与C语言的兼容,在现代软件开发中应用较为广泛。采用C++技术进行模拟课件的开发,相比于采用Java和C#等语言,可以提升程序的运行性能。C语言和C++语言的开发程序都是直接在机器上运行,不通过虚拟机,因此运行效率较高。而且随着代码量的增加和复杂度的提升,C++语言的优势更加明显。模拟课件的开发质量取决于开发语言的抽象能力,C++语言完成了从面相过程到面相对象的转变,使其语言抽象能力得到质的飞跃,而且多种特性的引入可以使其解决更高层次的软件开发问题。因此,采用C++技术进行模拟课件开发具有较大优势,本文将对C++软件开发技术和模拟课件进行简要介绍,着重探讨基于C++技术的模拟课件开发过程及应用流程,并对模拟课件的应用进行展望,以期促进模拟课件对教育教学辅助能力的提高。
  [关键词]C++技术;模拟课件;开发;应用
  中图分类号:TP311.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)22-0353-02
  前言
  随着计算机技术的快速发展和在教育领域的广泛应用,以计算机教学课件辅助教育教学活动的开展,可以有效丰富课堂教学形式,克服传统教学手段单一、课堂教学内容枯燥等问题,对课堂知识内容进行更加直观、形象的展示,降低学生的理解难度。目前模拟教学课件已经成为现代教育的主要手段之一,开展多媒体教学首先要进行教学课件的开发和制作,因此,课件开发水平和课件质量对多媒体教学质量有至关重要的影响。基于C++技术的模拟教学课件开发,可以充分发挥C++语言的优势,提升模拟课件性能,使其界面美观、操作方便,教师在课堂教学中,只需进行简单的点击和拖动操作,就可以充分展示课件内容,并对字体、画面等进行调节,最大限度的提升模拟课件的应用效果。
  1 C++技术与模拟课件
  1.1 C++技术及其优势
  “C++”属于计算机编程语言的一种,在程序设计以及数据抽象等过程中,一直被广泛应用。与其他编程语言相比,C++语言的应用优势在于具有较强的通用性,将其应用到系统开发过程中,能够有效提高系统开发效率,且支持类、封装以及重载,应用效果显著。具体而言,C++语言的特点如下:(1)C++设计成为静态类型,能够起到与C语言相同的作用,具有广泛的适用性,应用效率高,效果好,支持移植,便利性强。(2)C++语言对程序风格的适应性强,如今已经被广泛应用到了泛型程序设计以及面向对象的程序设计等过程中,体现出了极大的使用价值。(3)采用C++语言完成程序设计,设计者能够根据程序设计需求而对设计方案进行全方位的选择,如选择错误,可随时对方案进行修改。(4)C++语言具有更强的兼容性,从C语言到C++語言,过渡相对简单。除此之外,C++与C语言,还能够实现相互结合,对于程序设计完成效率的提高,能够起到一定的促进作用。(5)C++语言,对程序设计环境的要求低,无需复杂的环境为设计提供支持[1]。
  1.2 模拟课件及其优势
  模拟课件属于课件形式的一种,要求将计算机应用到课件设计过程中,在应用相应C++技术完成对课件的开发的前提下,使渡自然现象以及社会科学等领域运行规律的模拟的功能能够有效实现,使教学内容能够更加直观的体现,属于新型课件类型的一种。与传统课件相比,模拟课件可帮助学习者更加快速、更加准确的认识并掌握规律,对于教学效率以及教学质量的提高,具有积极意义,与信息化社会的要求相符合。模拟课件的特点,主要体现在以下方面:(1)科学性强:模拟课件下,模拟的形式以及所模拟的内容,具有较强的一致性,两种能够达到客观的统一,具有较强的科学性。(2)有利于培养学生的全面素质:将模拟课件应用到教学过程中,对于学生动机、兴趣以及情感等非智力因素的培养效果的改善,能够起到一定的促进作用。模拟型课件,能够将声音以及文字等同时呈现在学生眼前,教学的可视性极大增强,能够使学生在眼、耳并用的情况下,积极思考,对于学生记忆力以及自我学习能力的提升具有重要价值。(3)有利于突出教学重点:将模拟课件应用到教学过程中,能够将抽象化的知识具体化。可将空间立体化的概念,通过图像的方式呈现,能够有效提高学生对知识的理解能力,提高教学效率[2]。
  2 基于C++技术的模拟课件开发与应用
  2.1 基于C++技术的模拟课件的开发
  基于C++技术进行教学软件包和CAI课件的开发,首先要对开发环境进行设计。C++语言中的动态存储分配函数的返回值是一个void型的指针变量,指向抽象类型数据,在C标准中规定,将其赋值给其他指针变量,要进行强制类型转转。在一些时候需要将函数输出值以字符串的形式进行返回,这时就需要进行格式控制,使用“printf()”函数进行格式转换。可以利用形似的合并语句代替“printf()”函数,例如“sprintf(),strcat()”,通过这种方式进行字符串的转换和输出。使用MFC库时,字符串对象可以直接复制给CString对象实例,通过以上工作,得到C的标准程序版本,可以在C++开发环境中使用[3]。
  接下来进行类的创建和模板的使用,使用C语言编写教学软件包的核心模块,C语言的灵活性和可一致性较高,开发更为高效,是软件开发中使用最广泛的语言之一。采用VC/MFC对教学软件包的系统界面进行开发,以简洁和方便操作为原则,并采用C++面向对象的编程思想,组织类与类之间的关系。模板化编程是C++软件开发的主要特点之一,通过对函数模板、对象模板的应用,可以使软件编程更加规范、结构更加清晰,而且方便扩展。在类的设计过程中,应从教学课件开发的整体需求出发,充分考虑系统的性能和功能需求,使用C++虚拟函数实现软件包功能,利用其多态性简化开发过程。   首先建立一个公共基础类,用于封装所有模型都需要的属性和方法,即class CItemBase:public CObject。然后建立各个私有类,用于定义和声明每个模型的私有属性方法。比如“class CItem1:public CItemBase”。建立CModalDataDlg类型的CDialog类,用于接收建模时的数据。建立CUseModalDlg类型的CDialog类,用于接受模型使用时的数据。建立CDisplayWnd类型的CWnd类,用于显示模型结果。建立CMyDoc类型的CDocument类,用于对模型动作进行管理。建立CMathMethodView类型的CHtmlView类,用于显示模型方法。建立CSourceCodeView类型的CHtmlView类,用于显示模型实现代码。完成主要类的设计和建立后,进行模板设计。所有模型采用同一模板,并根据自身需要,对模板进行改写。采用“CItemXX:CItemXX()”函数对模型数据进行初始化。采用“CDisplayWnd::CDisplayWnd()”函数对模型结果进行显示。显示窗口应符合以下要求:(1)模型结果的显示应位于窗口顶层;(2)输入时如果使用到模型数据,且为非顶层窗口时,该窗口不能关闭;(3)使用后记过的显示也应位于顶层窗口;(4)窗口大小不能随意调整[4]。
  采用上述方式进行模拟课件开发的优点是可扩展能力强,各个模型都是从同一模板中派生出来的,并且在CItemBase类中声明了各个模型的基础属性和方法,通过继承CItemBase类可以直接获得这些基础属性和方法,使模拟课件开发的效率得到极大提升。
  2.2 基于C++技术的模拟课件的应用
  2.2.1 基于C++技术的模拟课件的应用流程
  基于C++技术所开发的模拟课件的应用流程如图1。
  通过图1可以看出,基于C++技术所开发的模拟课件的应用,需经过以下流程:(1)根据教学目标,在基于C++技术所开发的模拟课件的基础上,对课件内容进行设计,通过对网络资源的应用,丰富课件内容,模拟并演示新的场景。(2)学生通过对模拟场景的观察,获得感性材料,形成对知识的初步印象。(3)教师提问,学生根据对模拟场景的理解作出判断,加深对有关知识的理解。(4)教师作出解释说明,使学生的思维得到升华,使教学效率得以提升。(5)在上述流程中,教师需通过对学生理解效果的观察,考虑是否更换模拟课件,以确保学生的学习效率,能够得到最大程度的提升。
  2.2.2 基于C++技术的模拟课件的应用技巧
  模拟课件应用的主要价值在于吸引学生的注意力,促进学生的课堂知识内容的思考,降低理解难度,帮助学生更好的吸收课堂教学内容。本文以一个小课件功能的开发与应用为例,具体探讨基于C++技术进行模拟课件开发与应用的技巧。该课件主要实现一个控制霓虹灯闪烁的功能,为提高对学生的西一里,采用AVI动画格式,主要采用两种扫描方式,分别为交替扫描和逐渐扫描。交替扫描采用圆形灯泡,逐渐扫描采用矩形灯管。两种方式都可以改变闪烁位置并无限循环下去。可以让学生随心所欲的控制霓虹灯颜色和扫描速度,并调整当前时间作为标准,根据课堂需要打开或关闭背景音乐。通过这些细节化的功能设计与应用,提升课件的展现效果,激发学生的学习兴趣与探索欲望[5]。
  3 注意事项及发展展望
  3.1 基于C++技术的模拟课件开发注意事项
  基于C++技术的模拟课件的开发,应注意以下问题:(1)需通过环境设计,获取C++的标准程序版本,确保其能够在C++环境下被有效使用,为模拟课件的开发奠定基础。(2)程序开发过程中,应注意从全局的角度入手,确定最优的面向对象的程序设计方案,在从基础上,完成对类的设计,以为C++虚拟函数软件包的建立提供保证。(3)软件开发完成之后,可采用实验的方法,评估模拟课件的应用效果,确保基于C++技术所开发的模拟课件,能够被真正的应用的到教学过程中。(4)将C++技术所开发的模拟课件应用到教学过程中,对于教学效率的提升具有积极意义,为进一步吸引学生的兴趣,可通过对网上资源的利用,提高课件设计的丰富性,在C++技术的支持下,使模拟课件的应用效果达到最好。
  3.2 基于C++技术的模拟课件的发展展望
  C++语言,是目前应用最为广泛的语言,具有应用灵活性强,以及类的继承性显著的特点,以该技术为基础所开发的软件,在使用功能以及使用范围方面,都具有较大的优势。教学软件的开发目的,在于為课堂教学以及上机实验等过程提供支持,在应用C++技术的前提下所开发的模拟课件,能够有效提高教学的层次性,具有较高的应用价值。就目前的情况看,基于C++技术所开发的模拟课件的应用,仍处于初级阶段,C++技术与教育领域的融合,也同样处于发展过程中,鉴于模拟课件的应用效果已经得到了证实,因此,未来的教育领域以及计算机领域,应进一步加强对C++技术以及模拟课件有关问题的研究,对C++技术进行优化,使技术在软件开发方面的优势,能够达到进一步的凸显,以此为依靠,进一步加强对模拟型课件的开发,降低开发以及应用成本,使该类型课件的应用范围得到拓展,以逐渐代替传统的教学方法以及教学设备,成为新型的教学手段,为教学效率的提升提供更好的保证。
  结束语
  总而言之,模拟课件的开发与应用是现代教育技术的主要形式,可以有效改善课堂教学状况,丰富教学形式,通过表现力丰富的教学课件,帮助学生降低知识理解难度,强化记忆,加深理解,使课堂教学效率得到有效提升。本文主要探讨了基于C++语言的模拟课件的开发与应用,其主要优势在于可扩展性强,可以极大提升教学课件的开发效率,减轻教師开展多媒体教学时的课件准备负担。有利于促进模拟课件教学资源的发展,使课件建设水平更进一步。同时也可以证明,C++语言是一种适用于模拟教学课件开发的软件开发语言。
  参考文献
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