一種“零距離”感的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具的應(yīng)用開發(fā)

摘要：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為一種廣泛應(yīng)用的教學(xué)方式，教學(xué)中可實時并快捷地演示各種教學(xué)用的輔材，實時展示教師的教學(xué)過程及教學(xué)儀態(tài)，實現(xiàn)師生的“零距離”交互，是提高教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要的舉措。在Windows操作系統(tǒng)上，通過對avicap32.dll采集USB攝像頭捕獲的圖像并播放的應(yīng)用研究，分析了黑屏、藍(lán)屏以及彈出視頻源等問題出現(xiàn)的狀態(tài)，提出了相應(yīng)的解決方法。為了體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)課程的實時性并明確教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計了時間及教學(xué)主題展示功能。

關(guān)鍵詞：Windows;avicap32;網(wǎng)絡(luò)教學(xué);零距離

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)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(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)模式，不僅能有效帶動學(xué)生的積極性，而且符合現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢[1]，通過網(wǎng)絡(luò)等通訊方式實施遠(yuǎn)程面對面的交互式教學(xué)，師生均可獲得較好的教學(xué)體驗[2]。眾多學(xué)者研究表明，教師形象在教學(xué)視頻中的出現(xiàn)，有助于營造“類課堂”的教學(xué)氛圍，增強(qiáng)課程的代入感，提高學(xué)習(xí)者的專注度[3]，教學(xué)視頻中，有教師呈現(xiàn)比無教師呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)效果要好[4]，解決由于遠(yuǎn)程教育中的教師和學(xué)生是處于準(zhǔn)分離狀態(tài)而存在的諸如學(xué)習(xí)時會產(chǎn)生孤獨、厭學(xué)的狀態(tài)[5]等缺陷，通過實物演示、語言描繪、聲像同步等途徑，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

然而，在條件受限的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之線上教學(xué)中，圖片、文檔、音頻、視頻等教學(xué)用材，前期可以融入到教學(xué)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(xué)中根據(jù)教學(xué)氛圍需求的實時演示。在具備較好的教學(xué)條件時，雖然可以借助于攝影等手段結(jié)合軟件切換操作來完成線上演示等教學(xué)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(xué)交互處于方便、快速和即時性狀態(tài)以及在交互中快速受益[6]的教學(xué)要求，而且也不能在課堂教學(xué)過程中有效吸引、維持學(xué)生的注意力[7]，形成了達(dá)到即情即景教學(xué)的一種障礙。

本文陳述了一種基于Windows操作系統(tǒng)，使用delphi7.0、VB6.0作為開發(fā)平臺，調(diào)用win32函數(shù)庫中的avicap32.dll采集USB攝像頭捕獲的圖像并實時播放的教學(xué)工具的開發(fā)及使用方法。開發(fā)過程中，解決黑屏、藍(lán)屏以及彈出視頻源需手動操作等影響使用的問題，并設(shè)計了當(dāng)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(xué)過程及教學(xué)儀態(tài)，形成多維度的感官刺激，抓住學(xué)生的注意力，營造出師生之間“零距離”感的教學(xué)氛圍。

1開發(fā)中存在的問題

avicap32是Windows API應(yīng)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(chǎn)生黑屏、藍(lán)屏以及彈出視頻源等現(xiàn)象，影響教學(xué)活動的順利開展。同時，一般的教學(xué)平臺不具備教學(xué)人員輸入所需要的教學(xué)主題內(nèi)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(tǒng)（特別是win8.1系統(tǒng)）對攝像頭視頻獲取過程中，存在黑屏現(xiàn)象。通過對利用avicap32獲取視頻程序的運行過程分析，產(chǎn)生黑屏現(xiàn)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(tǒng)中的攝像頭處于未啟用狀態(tài)，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(xiàn)這種現(xiàn)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(guān)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(shù)的情況，不利于方便、快捷地進(jìn)入教學(xué)狀態(tài)。

1.3藍(lán)屏

藍(lán)屏（圖2）也是利用avicap32獲取視頻時出現(xiàn)的一種故障。經(jīng)過測試，藍(lán)屏是在已經(jīng)成功開啟攝像頭的情況下，再次進(jìn)行攝像頭開啟而出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不影響教學(xué)需要，但是，需要手工關(guān)閉藍(lán)屏界面，增加了操作的復(fù)雜程度，不利于提供整潔、美觀的教學(xué)界面，影響教、學(xué)效果。

1.4主題及授課時間顯示

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

1.5視頻前置

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)儀態(tài)被遮擋，中斷師生實時的“零距離”狀態(tài)。因而，視像頭攝制的視頻應(yīng)該始終處于屏幕的最前端，即攝像頭視頻前置。

2軟件開發(fā)

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

Delphi7.0開發(fā)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(jìn)行變化，label在線顯示當(dāng)前時間。

VB6.0設(shè)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(shè)計中完成。

視頻開啟設(shè)計中，需要解決啟動中的黑屏狀態(tài)。在對攝像頭進(jìn)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(tài)。

連接狀態(tài)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(jié)果作為判定的依據(jù)。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(huán)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(diào)用now函數(shù)，并通過formatdatetime轉(zhuǎn)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(zhí)行文件（如：camhead.exe）。

2.2軟件開啟

軟件開啟、教學(xué)課程的主題輸入（圖5）、藍(lán)屏規(guī)避、視頻前置、視頻源彈窗自動關(guān)閉等功能在VB程序設(shè)計中完成。

軟件開啟時，首先調(diào)用InputBox函數(shù)，輸入教學(xué)課程的主題。通過FindWindow（vbNuIIString， " "）獲得啟動的視頻顯示的form的句柄，進(jìn)而SetWindowTexthWordWnd，" "完成教學(xué)主題的設(shè)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(xiàn)藍(lán)屏狀態(tài)。

在程序設(shè)計中，未避免頻繁彈出視頻源彈窗，采用while循環(huán)，通過FindWindow、GetWindowThread-Processld、OpenProcess、TerminateProcess、CloseHandle等完成關(guān)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(jī)運行速度，控制while循環(huán)周期，防止出現(xiàn)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(xiàn)。

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(zhí)行文件（如：opencam.exe）。

3軟件應(yīng)用

教學(xué)中，可以結(jié)合錄屏、開放的網(wǎng)絡(luò)視頻或者網(wǎng)絡(luò)會議等軟件應(yīng)用。

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

視頻展示位置，可以根據(jù)需要移動到一個合適的地方。

在學(xué)生端，可以看到教學(xué)在教學(xué)過程中的神態(tài)，以及教師展示的教學(xué)模型或其他的教學(xué)輔材，如圖7。

4總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為一種廣泛應(yīng)用的教學(xué)方式，如能減弱師生之間的距離感，增強(qiáng)學(xué)生注意力，就可以促進(jìn)教學(xué)進(jìn)程的有效推進(jìn)。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，采用該教學(xué)工具，實現(xiàn)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(xué)體驗的網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)模式，進(jìn)行多維度、多視角呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，降低師生物理空間的分離感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及教師教學(xué)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(yīng)用。并且，通過改善計算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)條件，集成已有的各類教學(xué)工具，可以進(jìn)一步提高教學(xué)載體的外在與內(nèi)在質(zhì)量，提升教學(xué)成效。

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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(xué)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(xué)法、信息化技術(shù)。