基于Java的教学演示系统的设计与实现_刘建伟

Design and Implementation of Teaching Demonstration System Based on Java
LIU Jian-wei
（School of Science, Xi'an Technological University, Xi'an 710032）
Abstract: According to the problems of multimedia courseware and program demonstration, designs and implements teaching demonstration system. Integrates multimedia courseware and program demonstration into the system and thus combines theory and practice to better understanding teaching content. The system can improve teaching effect and teaching efficiency, at the same time it has good scalability.
Runtime r = Runtime.getRuntime(); // 运行时的环境实例 Process proc = r.exec(strJavac); // 执行 Javac 命令
同时，错误的信息输出到输出控制平台窗口，部分 代码如下：
InputStream stderr = proc.getErrorStream(); InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(stderr); BufferedReader br = new BufferedReader(inputStreamReader); String line = null; while ((line = br.readLine()) ! = null) setAreaOutput(line + "\n");
图 1 教学演示系统运行界面
2 系统实现的关键技术 2.1 JTree
使 用 TreeNode 构 造 JTree 树 ， 主 要 使 用 DefaultMutableTreeNode 类。 用于显示文件的目录层次。 同时 对于选择的文件（节 点 ）进 行 是 事 件 响 应 ，例 如 treeNodesChanged （TreeModeEvent） 方 法 ， 对 于 文 件 夹 下 的 子 文件夹和文件采用递归的方法产生树目录。 2.2 面板
计目的。
4 结语
该教学演示系统适合使用 Java 语言进行算法演示 的课程，当然也可以推广到其他算法语言课程。 该系统 能够较好地展示课件和程序，实现了课件的多屏显示，
课件与程序代码的同步显示、运行等，帮助学生更好地 理解课堂教学内容，同时节约了教学时间，提高了教学 效率，课堂教学效果得到有效改善，同时也方便于学生 自学。
开发案例
文 章 编 号 ：1007-1423（2013）27-0065-03
DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2013.27.017
基于 Java 的教学演示系统的设计与实现 *
刘建伟
（西安工业大学理学院， 西安 710032)
摘 要： 针对目前教学中多媒体课件的不足和程序的演示不能同步等问题， 设计制作教学演示系 统，该系统将程序演示和多媒体课件有机融合并同步显示，将理论和实践紧密结合，更好地 帮助学生理解课堂教学内容，有效改善课堂效果和提高教学效率，同时具有良好的可扩充 性。
2.4 课件
目前课件主要采用将幻灯片转化为图像文件进行 显示，不足的是增加了制作动画的成本。 对于幻灯片主 要在两个窗口显示， 中间窗口最右边显示是当前幻灯 片， 左边显示的是刚刚播放的幻灯片。 定义一个变量 pptIndex 指示幻灯片播放的顺序。
2.5 同步
为实现从文件资源管理平台打开的文件和打开对 话框打开的文件显示不冲突问题， 设置了静态变量 fileFullPath、fileParentPath、fileName（相当于全局变量）， 分别用于保存文件的全路径、父路径、文件名。
密结合，它改变了多媒体课件教学手段的局限性，使教 学更加灵活, 提高了课堂的教学效率，同时该系统也有 利于学生自学能力的培养。
1 系统设计
1.1 系统的体系设计 模型-视图-控制器（Model-View-Controller，MVC）模
型是面向对象设计中经典的模型之一， 该教学演示系 统主要采用 MVC 体系结构。 Java 语言是目前比较流行 的编程语言，使用 Java Swing 技术，把图形组件的外观 与其内容和操控分离开，实现不同观感的即插即用。
* 基金项目：西安工业大学教学改革研究项目（No. 13JGY28） 收稿日期：2013-07-23 修稿日期：2013-08-13 作 者 简 介 ：刘 建 伟 （1980-），男 ，河 南 周 口 人 ，讲 师 ，硕 士 ，研 究 方 向 为 医 学 图 像 处 理
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开发案例
页功能、课件的定位功能、课件的显示方式功能等。 （3）程序代码的管理平台 该平台的主要功能为：文件的打开、保存、另存为、
关闭、打印、撤销、恢复、剪切、复制、粘贴、查找和替换、 全选、时间和日期、自动换行、字体、颜色等记事本常见 功能。
（4）编译运行的管理平台 该平台的主要功能为：程序文件的编译和运行。 （5）帮助平台 该平台的主要功能为：系统的介绍、帮助说明和检 查更新等。 另外还有其他小的功能，例如刷新功能、工具栏和 状态栏的显示、系统退出功能、系统托盘等。 1.3 系统的界面设计 基于界面友好、 易用、 易维护的原则进行界面设 计，该系统界面设计主要包括菜单栏、工具栏、文件目 录显示面板、文件详细信息显示面板、课件显示面板、 代码显示面板、程序运行结果显示面板、状态栏显示面 板等，布局上采用上、左中右、下显示方式。 教学演示系 统运行界面效果具体见图 1。
使 用 JPanel、JScrollPanel、JSplitPanel， 同 时 加 入 JTextArea 组件，并进行面板之间的相互嵌套，实现界面 设计。 2.3 编译运行
将 JDK 中的命令（Javac，Java）嵌入到程序代码中， 实现窗口的可视化编译运行。 部分重要代码如下：
strJavac = "cmd /c javac " + new String (fileFullPath); // fileFullPath 为文件的全路径
另外代码的编辑等操作借鉴了记事本技术。
3 系统测试
该 系 统 运 行 时 要 设 置 一 下 环 境 变 量 calsspath、 path，根 据 JDK(Java Development Kit) 安 装 目 录 进 行 修
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改，具体为： 用 户 变 量 calsspath = .;% JAVA_HOME% \lib\dt.
jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar; 系 统 变 量 JAVA_HOME = C:\Program Files\Ja-
va\jdk1.7.0_02 path = “ 系 统 预 设 path;” + % JAVA_HOME%
\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin\ 通过相关人员进行功能测试，运行良好，达到了设
Keywords: Multimedia Courseware; Integration; Teaching Demonstration System
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参考文献 [1]朗波． Java 语 言程 序 语 言设 计(第 二版)[M]． 北 京 ：清 华 大 学
出 版 社 ，2010 [2]Curtis HK Tsang，Clarence SW Lau,Ying K Leung. 面 向 对 象
技 术— ——使 用 VP-UML 实 现 图 到 代 码 的 转 换 [M]． 杨 明 军 译． 北京：清华大学出版社，2007 [3]核 心 研 究 室 ，林 智 扬 ，范 明 翔 等．深 入 浅 出 Java Swing 程 序 设计[M]． 北京：中国铁道出版社，2005
1.2 系统的功能设计
该系统主要分为五个功能模块平台： 文件资源管 理器平台、多媒体课件的管理平台、程序代码的管理平 台、编译运行的管理平台、帮助平台。
（1）文件目录的资源管理平台 该平台的主要功能为： 文件目录的展开和收起功 能、文件的新建、重命名、删除功能、显示文件和文件的 基本信息功能等。 （2）多媒体课件的管理平台 该平台的主要功能为：课件的显示功能、课件的翻
对于与编程相关的课程， 如果在课件中嵌入了程 序代码，但是看不到程序语言的运行结果，特别是想修 改代码，让学生看到变化的魅力。 许多教师引入了语言 集 成 开 发 环 境 例 如 Microsoft Visual Studio 2008、Eclipse 等参与教学，现场演示程序 ，但 会 浪 费 一 些 宝 贵 的教学时间，同时与课件的切换，造成学生眼花缭乱， 教学效果不是很好，因此，如何将多媒体课件和程序演 示有机融合是该教学演示系统的核心问题。 该教学演 示系统能够实现课件的分屏显示、 课件和代码分屏同 步显示和代码的直接编辑运行， 利于理论和实践的紧
// fileParentPath 文 件 的 父 路 径 ，fileName 文 件 的 全 称 （例 如 HelloWorld.java）
strJava = "cmd /c java -classpath "+ fileParentPath+ " "+ fileName.substring(0,fileName.indexOf("."));