基于Camtasia Studio的城軌車載信號系統維護課程微課設計與制作

【摘 要】本文從城軌車載信號系統維護課程的特點和教學目標出發，提出引入微課教學方法，分析城軌車載信號系統維護課程的內容，提取重點和難點作為學習模塊，利用PPT 軟件和Camtasia Studio屏幕錄像專家進行微課視頻制作。

【關鍵詞】Camtasia Studio PPT軟件 CBTC系統 微課

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）04C-0092-03

隨著信息技術的發展，在教育教學領域的應用越來越廣泛，教育教學的理念和技術出現了新的變革，微課作為教育教學信息化的一種新的網絡學習方式，整合了學科教學和信息化技術，在國內外已經迅速發展起來。教學課程微課的設計、開發與應用已經成為信息化教學的熱議話題之一，城軌車載信號系統維護課程作為城市軌道交通控制專業的核心課，制作優秀的微課進行輔助教學，對提高教學效率是非常有意義的。

城軌車載信號系統維護課程的教學利用事先制作好的教學視頻，形成數據庫，這些視頻簡短而完整，圍繞某個較難理解的知識點或者實踐操作環節而制作微課。發布到網上后，供學生預習和課后隨時隨地自主學習，在課堂上教師還可以利用微課組織各式各樣的教學活動，開拓學生的思維，激發學生的興趣，調動學生的積極性，加深學生對課程內容特別是重點難點的理解，減少教師的輔導工作，真正做到教學以學生為主體，從而提高教學效率。

微課制作的方法很多，目前應用較多的主要有手機拍攝、攝像機拍攝、可汗學院模式、屏幕軟件錄制等模式。城軌車載信號系統維護課程的理論教學微課采用的是Microsoft Offices 2010版PPT軟件和屏幕錄像專家Camtasia Studio V8進行錄制。本文以課程教學中的重點和難點內容“CBTC系統工作原理”為例，研究課程微課的設計與制作。

一、城軌車載信號系統維護課程介紹

（一）課程性質

城軌車載信號系統維護是城市軌道交通控制專業的一門重要的專業核心課。主要講授有關城市軌道交通車載信號設備與維護的基本內容，車載測速定位技術，車地信息交換系統，車載ATP系統、車載ATO系統、車載信號設備的故障診斷和維護方法以及CBTC系統車載信號設備。

（二）課程目標

通過教學，學生學完本課程可以了解城市軌道交通車載設備的基本組成結構和功能；掌握城市軌道交通列車測速設備、測速和定位技術的原理和應用；掌握城市軌道交通車載ATP系統組成、結構以及工作原理和應用；掌握城市軌道交通車載ATO系統組成、結構以及工作原理和應用；掌握車載信號設備的故障診斷和維護方法；掌握CBTC系統的結構、功能和工作原理；能夠全面地了解城市軌道交通車載信號設備，為進行實際系統設備的維護和管理奠定一定的基礎，并培養學生在面臨城市軌道交通控制領域的基本問題時解決問題的思維方式。

（三）城軌車載信號系統維護課程內容的結構

城軌車載信號系統維護是一門實踐性很強的應用型課程，學生必須在理論和實踐教學中培養車載信號系統的基礎知識的掌握、車載ATP設備和車載ATO設備的綜合應用和維護能力。

城軌車載信號系統維護課程內容共分為五個部分，分別為城市軌道交通ATP系統、城市軌道交通ATO系統、車載測速和定位技術、車載信號設備、CBTC系統車載信號設備等，城市軌道交通ATP系統重點講解ATP系統的功能、車載ATP速度控制方式、車載ATP系統車門控制技術和過程；城市軌道交通ATO系統重點講解ATO系統的組成和主要功能、ATO系統的基本工作原理、駕駛模式的轉換方法和條件；車載測速和定位技術城市軌道交通測速技術基礎、車載測速設備的組成和結構；車載信號設備重點講解車載ATP、ATO模塊功能、車載ATP接口、車載MMI人機界面和操作方法、車地信息交換系統設備的組成和功能、掌握車載ATP/ATO的故障分析和處理；CBTC系統車載信號設備重點講解CBTC系統原理、車載信號設備的結構和功能。

二、城軌車載信號系統維護課程微課制作

（一）Camtasia Studio軟件

Camtasia Studio是美國Tech Smith公司出品的一款功能強大的錄屏及編輯軟件，能實現音視頻編輯，錄制、視頻編輯、視頻剪輯、視頻菜單制作、視頻劇場、視頻播放等功能，界面友好，易于學習，是廣大微課制作者常用的工具。

（二）針對課程內容，設計出制作微課的方案

根據課程的結構和課堂教學中較難解決的重難點，合理選擇微課制作的內容，形成微課系列。本研究將城軌車載信號系統維護課程的重點、難點分解成5個相對獨立的學習模塊作為微課制作的主要內容，分別是“ATP系統的結構”“ATO系統的工作原理”“CBTC系統的工作原理”“車載信號設備的故障診斷”等。本文以“CBTC系統的工作原理”為例，對這模塊的教學目的、過程及課件進行設計，課件制作采用Microsoft Offices 2010版PPT軟件制作成動畫的形式，思路清晰、結構完整、簡單易懂和趣味性強，目的是調動學習者興趣和積極性，加強對CBTC系統原理的理解和應用，充分發揮微課實用和易用的特點。

（三）建立城軌車載信號系統維護課程微課資源庫

微課是新近流行的新型教學模式，具有短小精悍的特點，時間短，時空限制小，內容精練，結構完整，學習效率高，適用于集體教學，同時可以進行個別網絡重復學習。城軌車載信號系統維護課程將“ATP系統的結構”“ATO系統的工作原理”“CBTC系統的工作原理”“車載信號設備的故障診斷”等模塊的知識制作成微課后，全部發布到學校網站學習專欄上，整合成資源庫，實時在線共享，且根據學習反饋和討論更新微課視頻，提供給學生在線學習和下載，進行隨時隨地自主學習，提高教學效率。

三、“CBTC系統的工作原理”微課設計與制作

（一）CBTC系統的工作原理

CBTC系統是基于無線通信的列車運行控制系統，當列車在線路上運行時，前行列車B基于光電測速傳感器和多普勒雷達，連續計算列車位置，將列車實時位置和占用通過車載無線設備傳輸到軌旁無線設備，軌旁無線設備傳輸到DTS設備，DTS設備傳輸到區域控制器，區域控制器設備計算沖突點，這個沖突點到前行列車的車尾，給出移動授權，然后將沖突點和移動授權通過DTS設備和軌旁無線設備傳輸到車載，后續列車的車載信號設備通過無線設備接收到沖突點和移動授權，車載CBTC設備ATP和ATO計算安全曲線和列車運行曲線，優化列車運行，對列車運行進行防護，保證與前行列車之間的安全間隔，保證列車安全。

（二）PPT課件制作

采用Microsoft Offices 2010版PPT軟件做錄屏動畫，PPT課件選用詩情畫意的設計模板作為背景，城市軌道交通CBTC系統設備分為地面設備和車載設備，地面設備又分為室內設備和軌旁設備，室內設備有DTS設備，畫出三臺計算機示意，區域控制用機箱表示，軌旁設備包括軌道電路和軌旁無線設備，分別以軌道區段間隔和無線發射臺圖形表示，在版面的中間采用綠色的橫線分隔開室內和軌旁設備，在軌道上繪制兩列列車A和B，B為前行列車、A為追蹤列車，車載信號設備放置在車上，主要繪制了車載CBTC系統和車載無線通信設備，車載CBTC系統包括ATP系統和ATO系統，為了能實現列車向右運行的效果，采用軌道沿直線向左移動的方式，用箭頭移動表示信息傳輸的流向，用表示沖突點信息的流向，用標注顯示CBTC系統工作原理的每個步驟。

（三）微課視頻的制作

制作好PPT課件的動畫之后，在電腦屏幕上同時打開Camtasia Studio視頻錄像軟件和PPT課件，選擇全屏錄制模式，分辨率設置為1024×768，調整好錄屏界面的大小和位置，全屏放映PPT課件動畫，點擊錄制按鈕之后，開始錄制，用鼠標點擊使動畫中的標注文字按講解的步驟出現，數據流向和沖突點信息流向也隨之動作，講解的內容為CBTC系統的工作原理，講解時注意節奏和語氣，使教學過程生動有趣。視頻錄制完成后，要進行必要的處理和加工，使用Camtasia Studio軟件完成剪輯和合成等工作，根據講解內容添加字幕，使字幕和講解的聲音同步，播放時間調整到8分鐘，從而提高微課視頻的質量，增強微課視頻的教學效果，然后單擊“Produce and share”按鈕，導出為“MP4”視頻格式的文件。

（四）少量配音讀錯的處理方法

“CBTC系統的工作原理”微課錄制完后，檢查時發現講解CBTC系統設備組成時有讀錯的地方，為了提高錄制的效率，采用了使錯讀部分的錄音靜音，然后加入語音旁白的方法，具體操作如下：

1.單擊軌道上方“voice narration”按鈕，錄屏軟件窗口界面左上角出現如圖2所示的界面。

2.音視頻共有2個軌道，單擊所在軌道“軌道2”后面類似于查看圖表的“關閉關閉跟蹤禁用內容”按鈕，此時軌道2的內容變為灰色，進入不可操作狀態。

3.再單擊圖2中的帶紅點的“開始錄制”按鈕，重新進行正確的錄音，單擊“停止錄制”結束錄音，彈出保存音頻文件的窗口，保存格式為.wav，此時多出一個新的軌道3，如圖4所示。

4.單擊“軌道2”的“打開打開跟蹤啟用內容”按鈕，軌道2的音視頻內容便進入可編輯狀態，選中軌道2中讀錯的錄音，移動軌道3正確的錄音到讀錯的錄音以外的區域，如圖5所示，單擊菜單欄中的“工具”菜單“音頻”菜單項，點擊“靜音”按鈕，選中的讀錯音頻便可消除，將軌道3上.wav格式的正確錄音拖回到需要修改錄音的位置，如圖6所示，這樣CBTC系統設備組成部分讀錯錄音便配上正確的錄音，此方法還可以用于其它配音讀錯的處理。

城軌車載信號系統維護是城市軌道交通控制專業必不可少的一門核心課程，為地鐵信號系統的車載信號設備維護崗位人才培養起到非常重要的作用，該門課程內容較多，涉及計算機技術、通信技術和自動控制技術，比較抽象難懂，學生的學習理解難度較大。通過深入分析城軌車載信號系統維護課程的特點和教學目標，結合高職院校高素質技能型人才的要求，分解課程內容學習模塊的重難點內容，制作微課視頻，建立微課資源庫，并發布到網上，提供給學生自主學習，實現了信息化教學方式與傳統教學方式相結合，提高了教學效果。

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[3]劉建國.淺析微課制作方法[J].數碼世界，2016（11）

[4]繆小玲.基于微課制作的高職《前廳服務與管理》課程教學設計[J].時代農機，2016（9）

【基金項目】2016年度廣西高校中青年教師基礎能力提升項目“城市軌道交通車載ATO控制器實驗裝置的研制”（KY2016YB763）

【作者簡介】陶漢卿（1983— ），男，廣西欽州人，碩士，柳州鐵道職業技術學院講師，研究方向：智能交通系統。

（責編 丁 夢）