“機電一體化技術”課程多媒體教學資源建設

莫玲 張勤 姚屏 馬博

摘? ?要：多媒體教學作為當今信息化教學手段之一，在現代化高等學校教育中有著重要作用。文章結合“機電一體化技術”課程的知識特點，針對中高職學生的學習能力和特點，利用Flash，Photoshop等軟件制作教學動畫、圖片并制作教學視頻，使用Authorware軟件將多媒體教學資源整合。本設計內容主要包括教學大綱、教學教案、課件、實驗課程的設計、教學動畫、教學視頻和題庫。

關鍵詞：機電一體化技術;多媒體;教學資源;Authorware

“機電一體化技術”課程是我國高等教育機電類和機械類專業的基礎和核心課程，該課程以理論為主、實踐為輔，內容涉及的概念及基礎知識點較多。隨著機電一體化技術高速發展，其應用幾乎遍及所有加工制造領域[1-2]。

本文研究和調查了機電一體化技術相關文獻及課程資源開發與實踐案例，調查發現大部分課程資源存在內容空泛、無具體教案、缺少師生互動和缺少形象動畫展示等不足之處。針對上述現象，本文針對“機電一體化技術”教學資源庫進行了開發和建設，對教學資源和基礎知識點進行了重新整合，側重實踐和理論相結合的模式對“機電一體化技術”進行課堂教學改革。利用多媒體技術，制作形象的動畫和微課視頻，提高學生學習興趣，讓學生更好地學習本門課程。

1? ? 多媒體教學形式與形勢

目前，許多中職、大專和高等院校對機電一體化的發展和應用展開了大量調研工作，開設了有機電一體化專業，如機電一體化技術、機械工程、機械設計制造及其自動化等專業。

現如今，我國關于機電一體化技術課程的資源開發有多種形式，如慕課、微課及網絡課程等，這使得“機電一體化技術”課程使用率高，有利于學生更便捷地學習這門課程。但由于課程數量多，質量參差不齊。筆者對慕課、微課及網絡課程現狀進行分析，總結了其課程模式優、缺點。

1.1? 慕課

隨著計算機網絡和信息技術的發展，在線教育越來越多地出現在人們視野里，學生可利用課外學習時間在線學習更多知識。以慕課為代表的大型開放式網絡課程（Massive Open Online Courses，MOOC）是利用信息技術創建的一種在線學習型課程網站，其發展勢頭猛烈。國內許多高校紛紛跟進，清華大學、北京大學、復旦大學、上海交通大學等大學分別加入MOOC平臺，開發了屬于自己的教學平臺，如清華大學的“學堂在線”，上海交通大學的“好大學在線”等。慕課匯聚了諸多高校的優質課程資源，可讓學生學習更多、更好的知識。但是，現階段慕課也存在許多弊端，如缺少學習成果的認證;在線學習效果不佳，中職學生由于自制能力欠佳，學習的過程開小差易導致學習效果不佳;課程與實際需求脫節，慕課多數來源于高校，其課程學術性較強，中高職學生學習基礎比較薄弱，對學術性較強的知識理解能力一般，從而導致學不懂。

1.2? 微課

微課是指課堂教學視頻或課例片段，同時，包含與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔助性教學資源，這些教學資源以一定組織關系和呈現方式共同“營造”了一個半結構化、主題式的資源單元應用“小環境”。因此，“微課”既有別于傳統、單一的資源類型教學課例、教學課件、教學設計、教學反思等教學資源，又是在此基礎上所繼承和發展起來的一種新型教學資源。目前，主流的課程都是以在學校上課的形式完成課程教學，但是這種傳統上課方式存在一定局限性，每節課講授的知識點較固定，可能會摻入一些不重要的知識點。隨著互聯網和攝影剪輯技術的發展，微課以一種全新的課堂方式出現在人們學習生活中。

由于國內微課建設多數以行政命令推動、競賽評比引領為主，而不是真正發自一線教學的“內需”（如利用微課幫助學生自主學習，支持課前預習或輔助課堂教育及開展翻轉課堂）。多數微課是為了參加教學獎項評選，滿足一個通用評分標準或吸引評委的眼球，而不是為了滿足教師本人的教學實際需求和學生的個性化學習，或為了真正解決教學過程中實際存在的問題而去制作。微課內容短小精悍、使用方便、能滿足碎片化學習需要、表現形式豐富多樣、能夠充分發揮多媒體視聽覺的吸引力而廣受追捧。微課中的知識重點都是經過精簡后呈現給學生，可讓學生在學習同一類知識時節約時間。但是，微課教學時間短，缺少豐富的內容，中職學生和高職學生部分注意力薄弱，易讓學生學不到知識點。本論文利用多種軟件，通過有針對性的教學設計，整合“機電一體化技術”課程資源，提高中高職學生對“機電一體化技術”學習興趣。

1.3? 網絡課程

專業教學資源庫是我國著力建設項目之一，核心是網絡課程。由于互聯網的發達，人們可以上網查找資料、學習知識。網絡課程是將教學資源以網絡形式呈現，而不像傳統上課形式，現在存在對網絡課程重開發、輕管理的現象，教育研究者注重網絡課程的開發與設計，輕視網絡課程的現象也需要加強管理，網絡課程中也會存在數量多、質量差的現象。現如今的網絡課程多、應用性程度不高，多數課堂是理論性知識，缺少一些實際性內容。網絡課程多數以傳統教學為模板，以老師為主導，缺少學生主體，整個課堂缺少互動性，學生自主查看、學習容易、枯燥心理。比較慕課、微課和網絡課程這如表1所示。

2? ? “機電一體化技術”多媒體教學資源制作

在學習機電一體化技術這門課程前，需要制作該門課程的一個總體框架，本文利用思維導圖的形式把“機電一體化技術”這門課程的主要內容進行框架化設計，可以使學生在學習前對本門課程有個概況了解。“機電一體化技術”思維導圖如圖1所示。

思維導圖是一種將思維形象化的方法。眾所周知，放射性思考是人類大腦的自然思考方式，每一種進入大腦的資料，無論是感覺、記憶或想法，包括文字、數字、符碼、香氣、食物、線條、顏色、意象、節奏、音符等都可成為一個思考中心，并由此中心向外發散出成千上萬的關節點，每一個關節點代表與中心主題的一個連結，而每一個連結又可以成為另一個中心主題，再向外發散出成千上萬的關節點，呈現出放射性立體結構，而這些關節的連結可以視為人類的記憶，如同大腦中的神經元一樣互相連接，構成個人的思維數據庫。

本文利用軟件XMind 8進行思維導圖繪制，思維導圖用于引導思維，本課程資源建設思維導圖用于建設本課程的知識內容框架。“機電一體化技術”知識框架的構造步驟：首先，要建立一個模板體系。其次，引出6條章節線，在這6章中插入主題和子主題的關系，把本課程的知識內容輸入;最后，生產出一張知識框架總圖，可讓學生在接觸這門課程前有一個知識框架體系的了解，明確這門課程需要學習什么[3]。

2.1? 課程大綱與學時

教學大綱指學校每門學科的教學綱要，根據教學計劃，以綱要形式規定一門課程教學內容的文件。課程大綱包括本門課程教學目的、任務、教學內容、重點和難點、教學進度及教學法上基本要求等。教學大綱還包括參考書目、教學儀器、直觀教具等提示。列入教學大綱的教材重點和難點，一般應是學生必須達到的最低標準。教學大綱是編寫教科書和教師教學的主要依據，也是檢查和評定學生學業成績和衡量教師教學質量的重要標準。

傳統學校的機電一體化技術課程教學大綱內容比較集成，不夠細化。課程教學大綱設計內容包括課程基本信息、課程的性質、目的和任務、課程教學目標、學時分配、教學手段與方法、考核方式、考核內容及成績評定。本課程的教學大綱每個內容都將其細化，深入到每一個細節中，將傳統教學大綱細化。

2.2? 教學手段與方法

課程“機電一體化技術”是一門以講解技術為主的課程，涉及理論知識頗多，還需要用實驗手段加以輔導。本課程采用板書、課件演示、多媒體、視頻來教學。板書主要是板書出主要和重點的知識點，一般與講解相結合。課件演示是將課程變得形象生動，課件中多增加實際實例圖片，增強學生學習興趣。本課程多媒體教學是通過播放動畫，讓機電一體化結構、組合動起來，讓中高職學生能通過直觀、形象的動畫讓自己更好地掌握知識、理解知識。視頻教學是通過播放一些讓學生感興趣、對本節課程有幫助的視頻，作為課程引入。視頻播放可改善課程的枯燥性，引導學生集中注意，使課程富有生動性。

本課程的教學方法可以采用講授法、討論法、案例教學法、實驗法、參觀法、練習法。基于本課程的知識體系，高校學生多以理論為主，中職學生多以實操為主。教學一些重要知識，如機電一體化對機械系統的基本要求，可運用討論法，讓學生分組討論，提升自己本有的認知水平。案例教學法同樣適用本課程，本課程與實際聯系較緊密，用案例教學法可讓學生對一些抽象性的概念有一定的形象理解。當然，在一堂課中采用練習法過渡一些知識點，也能讓學生思維有一定的放松時間。當一節課學習完，通過練習來鞏固本節課知識，讓學生的記憶保持較好。

2.3? 多媒體素材制作

2.3.1? 動畫的制作

由于本課程涉及理論知識較多，知識點較抽象，如傳感器工作原理介紹，若單獨地利用教科書解釋書面內容，學生可能只是簡單了解，難以深刻理解工作原理。這時，需要制作動畫讓傳感器的工作原理形象起來，學生通過形象化動畫能理解和掌握該工作原理。

Flash CS6是用于制作動畫和多媒體內容的軟件，將一些元器件整合，賦予元器件一些動作，使原來抽象的內容變得形象化。Flash CS6也是一個交互式軟件，能增進老師與學生的交流，能使原本枯燥的課堂增加一些有趣性，讓學生在活躍的課堂氣氛里掌握知識[4]。

Flash CS6軟件制作的操作界面在傳統工作區狀態下，用戶界面主要由5個主要部分組成：菜單欄、工具面板、時間軸、舞臺、屬性設置面板，如圖2所示。

制作動畫的原理：制作補間動畫，又叫中間幀動畫、漸變動畫，建立起始和結束的畫面，中間部分由軟件自動生成，省去了中間動畫制作的復雜過程，這是Flash軟件的優勢，補間動畫是Flash中最常用的動畫效果。如圖3所示，利用該軟件制作一個動畫，介紹直動式開關的工作原理。制作該動畫的步驟為：首先，把直動式開關的組成元件繪制出來，本動畫元件制作利用互聯網檢索相關圖片;其次，使用Photoshop CS6摳圖;最后，導入Flash舞臺。導入到舞臺時，開始起始畫面，通過第65幀上敲入一個關鍵幀，再把推桿移到需要的位置，中間建立傳統補間，動畫制作完成。

為了讓動畫能及時暫停和播放，需要在一個圖層添加動作，使動畫在第一幀和最后一幀停止。但是這個動畫不會動，要使它能動起來，就需要在另一個圖層增加播放和暫停按鈕，賦予按鈕play和stop動作。

2.3.2? 圖片的制作

“機電一體化技術”課程涉及許多實際案例，為更好地展示給學生，使學生清楚了解，需要前期在網上收集相關圖片，經過PS技術修剪、加工。使用Flash CS6制作時所需要元件可以通過Photoshop CS6進行摳圖，最后保存為PNG格式。圖4為低頻透射式渦流傳感器原理介紹，制作動畫需要摳出3部分元件，最后保存PNG格式，導入到舞臺后是圖片形式，由于是PNG格式，導入舞臺中元件器底層是透明的，元器件之間不會產生覆蓋。

2.4? 多媒體教學資源整合

設計完教學大綱、教案、課件、動畫、視頻和題庫后，利用Authorware7.0軟件把上述文件整合成一體，最后生成一個脫離Authorware制作環境運行的一個.exe的文件。

Authorware軟件是一種解釋型、基于流程的圖形編程語言。Authorware被用于創建互動程序，整合了聲音、文本、圖形、簡單動畫及數字電影。程序開始時，新建一個“流程圖”，通過直觀流程圖表示用戶程序結構。用戶可增加并管理文本、圖形、動畫、聲音及視頻，可開發各種交互、導航作用的各種鏈接、按鈕、菜單[5-6]。

多媒體教學資源整合具體步驟：首先，設計一個如圖5所示Authorware界面。其次，添加交互按鈕把每一個內容放在按鈕上，形成下一層，根據按鈕文本把相應內容放置在下一層里。最后，在內容層添加一個框架和群組，可以隨時點擊按鈕返回或進入下一頁。

在進行教案課件資源整合時，采用函數計算設置內容板塊，輸入生成后，產生效果如圖6所示，把課件每個章節知識內容導入對應模塊。當所有內容導入完成后，生成一個可執行.exe文件，供學生自主學習，內容包括：教案課件、教學大綱、教學動畫和教學視頻等。

整合課件時，首先，設計一個背景圖片和目錄，如圖7所示，增加顯示圖標和目錄。然后，在目錄上運用函數，設置章節內容，添加框架，將每一章題目放置在群組圖標中，如圖8所示。

當對應每章節群組圖標雙擊進入時，可以添加本章每小節的內容，如圖9所示。最后，可將PPT鏈接到每節內容。

3? ? 結語

本文對“機電一體化技術”課程多媒體教學資源建設進行研究和分析，總結和歸納了本課程在實際教學過程中的多媒體教學資源制作軟件和制作方法。改進傳統教學資源，旨在增強教學靈活性和生動性，提升學生學習興趣和積極性，讓學生更為直觀地理解和掌握課程知識點。

[參考文獻]

[1]徐琳，李伯全.“機械工程測試技術”課程教學改革的研究與現狀[J].中國電力教育，2014（29）：49-50.

[2]姜媛媛，郝嬌，高興軍.機械工程測試技術教學改革方法初探[J].大學教育，2016（2）：96-97.

[3]許同樂.機械工程測試技術[M].北京：機械工業出版社，2015.

[4]張佳麗.FlashCS6中文版動畫制作標準教程[M].北京：中國青年出版社，2013.

[5]張運林.Authorware課件制作實用教程[M].北京：北京大學出版社，2011.

[6]劉林.基于Authorware的交互并可擴展的多媒體課件設計[J].網絡安全技術與應用，2014（9）：185-186.