科技創新訓練選修課程電控部分教學演示動畫的設計制作與應用

李鐵磊 王元昔

摘要：本文全面分析了科技創新訓練選修課程的教學對象、教學組織形式的特點，研究了制作教學演示動畫的必要性及可行性。在此基礎上綜合運用多媒體軟件Flash、Photoshop、Pro/E、3D max及Director制作了交互式教學演示動畫并應用于教學，取得了理想的教學效果。

關鍵詞：教學演示；動畫制作；實踐教學

多媒體教學不僅是教學手段現代化的一種體現，更是教學改革的突破口。實踐證明，多媒體教學符合學生的認知心理；有利于激發學生的學習積極性；提高了教學效率。通過開展多媒體教學應用，可以促進教學觀念與授課形式的變革，促進教學思想與教學理論的變革，促進教學體制與教學管理的變革，促進教學模式與教學方法的變革。隨著多媒體技術及相關應用軟件的快速發展，出現了多種形式的多媒體教學手段，其中就包括教學演示動畫。

為了使多媒體技術更好地服務于具體課程，達到優化教學內容、提升教學效果的目的，

我們首先要分析課程的教學對象和教學組織形式的特點。

一、科技創新訓練選修課程的特點

1.教學對象的特點

科技創新訓練選修課的教學對象從年級上分是大一、大二的學生；從專業上分主體應是理工類的學生，此外還有少量經管、人文類的學生。

對于大一、大二的理工類學生，他們還處于基礎課的學習階段，專業課幾乎沒有接觸。

這時他們參加選修課很大程度上是出于對學生科研立項及業余科技活動的好奇。對于經管、人文類的學生，他們能參加這門選修課，除了為獲取畢業所需的學分外，更多的是為了開闊視野，拓寬自己的知識面。總之，科技創新訓練選修課教學對象的共同特點是，學習積極性高，求知欲望強，對動手實踐、參與業余科技活動具有比較濃厚的興趣；同時，專業知識不成體系，不具備基本科研能力及缺乏經驗，又使他們在實踐過程中面臨各種各樣的困難，很容易喪失信心。

2.教學組織形式的特點

科技創新訓練選修課每學期1-10周開課，上課時間為周六全天，上午理論授課，下午動手實踐。根據教學計劃，每次上課學生都必須完成一個完整的教學模塊，并且教學模塊之間銜接緊密。以電控部分為例，教學模塊的設置順序為：直流5V電源制作、單片機最小系統、智能小車驅動板原理與焊接、Protel電路原理圖繪制、C51程序設計基礎、流水彩燈控制、舵機驅動、直流電機調速等。如果學生在某一個環節上出現問題，沒有掌握全部的知識點，會直接影響他下一個教學模塊的學習。

二、制作教學演示動畫的必要性和可行性

從以上分析可知，在科技創新訓練選修課中，教師要幫助學生在4學時的理論授課時間內，理解、記憶盡可能多的知識點，并在隨后的4學時內通過指導動手實踐，使學生重現所有知識點，做到真正掌握。單純依靠傳統的教學方法，很難達到上述目的。例如，在講解直流5V電源制作的教學模塊中，如果單純依靠電路原理圖，雖然可以使學生理解每部分電路的基本功能，但很難對電源波形的變化過程形成一個完整、直觀的印象；而且原理圖上的符號畢竟不是真正的電子元器件，即使學生掌握了電路原理，但由于不熟悉元器件的特性，在電路焊接時經常無從下手。如果能在電路原理圖上用元器件實物照片替代相應的符號，并以動畫的形式演示電源波形的變化過程，上述問題就迎刃而解了。

現代多媒體技術及相關應用軟件的快速發展，使我們有足夠的能力將文字、圖片、模型及影像融合在一起，形成一套交互式的教學演示動畫。

三、交互式教學演示動畫的設計與制作

下面以直流5V電源制作為例，簡要敘述交互式教學演示動畫的原理背景、制作方法及演示效果。

直流5V電源制作。直流5V電源的工作原理是，交流220V市電通過9V變壓器后，進入橋式整流電路，電源波形由交流變成直流；220V極性電容起到低通濾波的作用，使波形變化幅值變小；穩壓芯片78L05使電源波形穩定在直流5V；瓷片電容104起到高次濾波的作用，使電源波形更加平穩。

在教學演示動畫主界面上，用元器件實物圖替換了原理圖中的符號。在授課過程中，點擊不同的元器件圖片，會出現相應的文字介紹及電源波形圖，按照電流的走向依次點擊，可以使學生完整、形象的理解直流5V電源的產生機理。

四、交互式教學演示動畫的應用

對于參加科技創新訓練選修課的低年級同學，我們的教學目標是讓他們理解最基本的工程概念，掌握最基本的工程方法。如果單純借助于文字、理論公式或工程圖紙，很難讓學生們在很短的時間內掌握某一概念或方法的本質。交互式教學演示動畫恰恰彌補了傳統教學方法的不足。在教學中我們將兩者結合起來，首先對基本概念、方法做概述；然后運用教學演示動畫分部講解，將理論和實際效果有機結合，使學生加深印象；接下來學生可以參考演示動畫及教材進行動手實踐，完整地掌握一個教學模塊的全部知識點。

在2010-2011年春季學期的科技創新訓練課程的教學過程中，我們將教學演示動畫融入理論授課中，取得了比較理想的教學效果。參加課程的學生分為41個小組，最終有34個小組完成了所有的教學環節，做出了實際作品（程控小車），成品率達到了82.9%。

【參考文獻】

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