CourseLab快制網絡課件在Arduino教學中的應用探索

康瑛 田川

摘要：結合開放教育對學生的要求以及現今單片機教學的客觀狀況，提出在單片機課程的學習中引入Arduino，提高學生的學習積極性。同時在在教學過程中應用CourseLab快制網絡課件開發Arduino課程，滿足學生自主化學習需要。

關鍵詞：CourseLab；Arduino；課件；開發

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2015）11-0057-01

《單片機技術》一直是國家開放大學機械制造與自動化（專科）的一門專業基礎課，雖然近年內已對其進行了多輪的課程改革，但是因為單片機學習本身的枯燥性并且對動手能力要求比較高，改革的成效一直不大。針對這種情況，引入Arduino課程，并結合課程特點，應用CourseLab快制網絡課件對課程進行開發，就顯得尤為重要了。

一、在機電類課程中引入Arduino的重要性

Arduino是由意大利一名教師Massimo Banzi與一名西班牙芯片工程師David Cuartielles合作設計，其最初的目的就是給學生提供一個便宜好用的微控制器平臺。Arduino由一個基于單片機的開放源碼硬件平臺和開發環境組成。該系統的最大特點就是使得單片機系統的設計模塊化，學生可以更多的考慮想要完成的作品的作用，而不是卡在繁復的硬件連接以及軟件編寫，它適合用做交互式系統的設計。《單片機技術》的課程一般安排在第四學期開設，在這時學生們已經完成了C語言以及數字電路、模擬電路、傳感器等相關知識的學習，為課程的理解與掌握打下基礎，但是由于單片機學習的本身的枯燥性，需要知道每個模塊的定義及功能，以及如何實現，大量的理論知識增加了學習的難度和枯燥性，學生課后不愿意再去花時間學習和應用，興趣度不高。而Arduino的學習則完全不存在這些問題，在實際應用過程中，學生可以很快的把自己的想法通過一個簡單的裝置表現出來，而且低廉的價格和較低的入門門檻，使得更多的學生愿意在課后花時間將自己的創意實現。同時，由于Arduino是基于單片機開發的，學習Arduino也可以促進學生對《單片機技術》課程的理解和學習，同時把前面學期學到的機械、電子電路、計算機等課程的相關知識進行融會貫通，真正實現電大對滿足企業要求的應用性人才的培養。

二、CourseLab快制工具介紹

由俄國WebSoft公司開發的快制工具CourseLab深受如今廣大教師的歡迎。主要是由于它大部分功能都是可以免費使用的，還有著極富趣味性的可插入動畫人物對話情景，同時因為操作界面以及菜單導航結構都與經常使用的PowerPoint很相似，對于計算機操作技能不是特別高的教師同樣具有易上手性。這次課件的開發就是選用CourseLab快制工具進行的。

在使用CourseLab進行課件制作的過程中，通過它的編輯界面可以看到，CourseLab將常用的一些空間都統一集中在對象庫中，并且可以通過拖拽方式，利用鼠標直接將所需的控件添加到編輯窗口中，使得文字、圖片、動畫、FLASH、超鏈接等元素的插入變得非常方便。對象屬性的設置也不需要很高的編程能力，通過在控件上雙擊鼠標，就可以進入彈出界面對相關屬性進行設置，操作過程簡單明了。在人物對話情景設置中，可以把錄制的聲音導入，同時根據語速調整人物對話文字的顯示時間，并且對話人物有著豐富的面部表情，可以根據不同的情景進行設置，可選擇的人物形象也比較多，制作的課件生動活潑。與學生進行交互的測試和評估單元，通過六類題型創建測試題目，包括單項選題目、多項選題、填空題、排序題、數字填空題和連線匹配題，題目形式豐富多樣，可以在每道題接到過程中給出解答，或者在題目錢不解答完畢后給出得分及分析，通過預設的學生和教師信息，可以將分數直接上傳至責任教師郵箱，同時記錄學生的學習過程，方便相互交流。題目解答完畢后，學生也可以進入相關章節進行重復學習，更加有針對性。課程的打包和發布符合AICC或SCORM標準，可以發布為CD-ROM、HTML以及可導入的LMS的課程包等相關形式，滿足課程的需要。

三、《Aduino簡介》網絡課件制作

在這里以Arduino系列課程中的第一章《Arduino簡介》的制作過程為例，說明網絡快制課件的開發過程。

（一）總體結構設計

總體結構設計主要是根據教學理念和教學方法，以教學目標、內容以及和學生的交互方式為引導來進行整體設計，在總體結構設計中主要要體現新的教改成果，具有規范性、邏輯性和條理性。《Arduino簡介》根據課程的性質，主要以學生為中心，充分發揮學生的主觀能動性，以“興趣”為導向，發揮網絡課程課內外結合的特點，激發學生主動利用課外時間進行項目開發的積極性，達到課程目標。

（二）教學內容的確定

教學內容共分為四個部分：第一部分為理論部分，首先對Arduino的開發背景、主要特點等進行介紹；第二部分為案例展示，通過一些新奇有趣的Arduino案例引起學生學習的興趣；第三部分為主要功能的講解，主要是介紹Arduino平臺，包括硬件和軟件兩部分，以及面包板、LED、電阻、傳感器等其他元器件；第四部分則是通過一個實例，帶領學生共同完成一個Arduino作品，是同學們真正領略Arduino的魅力。

（三）素材的準備

主要包括兩個方面的內容：腳本的撰寫和素材的收集制作。在腳本的撰寫環節主要是把需要講解的內容都用文字撰寫出來，包括文字中需要插入的圖片、聲音、動畫、超鏈接等信息都要有所體現，本課程中，文字以簡明扼要為主，體現網絡課件的特點，多采用動畫、圖形等形式，生動活潑。素材的準備則是包括圖形的設計、案例的收集、聲音和視頻的錄制等環節。圍繞具體的教學環節，采取諸如文字講解、聲音敘述、動畫展示、視頻表現等多種教學方式，全方位的展現教學內容，實現教學目標。

（四）功能實現

主要是通過快制工具CourseLab來對既定功能進行實現。充分利用CourseLab的素材庫和相關多媒體體現教學內容，第一部分理論部分采取圖文結合以及配合動畫人物講解的形式實現；第二部分主要是文字介紹以及插入案例的超鏈接；第三部分通過圖文、動畫的形式對Arduino平臺進行講解；第四部分則主要是通過錄制的視頻，并在視屏中設置斷點，引出問題，來帶領學生一同完成Arduino作品。整個功能實現包括內容層級的確定、各部分內容的相互鏈接、課程內容的展示、功能按鈕的選擇、頁面框架的制定等內容。

在《單片機技術》課程中引入Arduino，并結合一定的編程、模電、數電、傳感器的知識進行項目設計，通過課程實踐提高學生的動手能力，提高了學生的學習積極性，同時也為單片機以及后續相關課程的學習奠定了基礎。而在教學過程中應用CourseLab快制網絡課件開發Arduino系列課程滿足了學生個性化學習的需要，使學習過程脫離時間空間的限制，使用多媒體手段形象的展示了Arduino項目開發的各個環節及注意點，供課后學生反復學習，并通過網絡監控學生的學習狀態并對學生的問題提供實時的解答，整體教學效果良好，可以滿足培養適應企業發展要求的創新性人才的教學需要。

（作者單位：1.西安廣播電視大學；2.中國重型機械研究院股份公司）

參考文獻：

[1]施智雄.Arduino在大學工科教學中應用探索[J].西昌學院學報·自然科學版，2012，12：50-53.

[2]蔡睿妍.Arduino的原理及應用[J].電子設計工程，2012，8：155-157.endprint