“机电一体化技术”课程多媒体教学资源建设

莫玲 张勤 姚屏 马博

摘   要：多媒体教学作为当今信息化教学手段之一，在现代化高等学校教育中有着重要作用。文章结合“机电一体化技术”课程的知识特点，针对中高职学生的学习能力和特点，利用Flash，Photoshop等软件制作教学动画、图片并制作教学视频，使用Authorware软件将多媒体教学资源整合。本設计内容主要包括教学大纲、教学教案、课件、实验课程的设计、教学动画、教学视频和题库。

关键词：机电一体化技术;多媒体;教学资源;Authorware

“机电一体化技术”课程是我国高等教育机电类和机械类专业的基础和核心课程，该课程以理论为主、实践为辅，内容涉及的概念及基础知识点较多。随着机电一体化技术高速发展，其应用几乎遍及所有加工制造领域[1-2]。

本文研究和调查了机电一体化技术相关文献及课程资源开发与实践案例，调查发现大部分课程资源存在内容空泛、无具体教案、缺少师生互动和缺少形象动画展示等不足之处。针对上述现象，本文针对“机电一体化技术”教学资源库进行了开发和建设，对教学资源和基础知识点进行了重新整合，侧重实践和理论相结合的模式对“机电一体化技术”进行课堂教学改革。利用多媒体技术，制作形象的动画和微课视频，提高学生学习兴趣，让学生更好地学习本门课程。

1    多媒体教学形式与形势

目前，许多中职、大专和高等院校对机电一体化的发展和应用展开了大量调研工作，开设了有机电一体化专业，如机电一体化技术、机械工程、机械设计制造及其自动化等专业。

现如今，我国关于机电一体化技术课程的资源开发有多种形式，如慕课、微课及网络课程等，这使得“机电一体化技术”课程使用率高，有利于学生更便捷地学习这门课程。但由于课程数量多，质量参差不齐。笔者对慕课、微课及网络课程现状进行分析，总结了其课程模式优、缺点。

1.1  慕课

随着计算机网络和信息技术的发展，在线教育越来越多地出现在人们视野里，学生可利用课外学习时间在线学习更多知识。以慕课为代表的大型开放式网络课程（Massive Open Online Courses，MOOC）是利用信息技术创建的一种在线学习型课程网站，其发展势头猛烈。国内许多高校纷纷跟进，清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学等大学分别加入MOOC平台，开发了属于自己的教学平台，如清华大学的“学堂在线”，上海交通大学的“好大学在线”等。慕课汇聚了诸多高校的优质课程资源，可让学生学习更多、更好的知识。但是，现阶段慕课也存在许多弊端，如缺少学习成果的认证;在线学习效果不佳，中职学生由于自制能力欠佳，学习的过程开小差易导致学习效果不佳;课程与实际需求脱节，慕课多数来源于高校，其课程学术性较强，中高职学生学习基础比较薄弱，对学术性较强的知识理解能力一般，从而导致学不懂。

1.2  微课

微课是指课堂教学视频或课例片段，同时，包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，这些教学资源以一定组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此，“微课”既有别于传统、单一的资源类型教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源，又是在此基础上所继承和发展起来的一种新型教学资源。目前，主流的课程都是以在学校上课的形式完成课程教学，但是这种传统上课方式存在一定局限性，每节课讲授的知识点较固定，可能会掺入一些不重要的知识点。随着互联网和摄影剪辑技术的发展，微课以一种全新的课堂方式出现在人们学习生活中。

由于国内微课建设多数以行政命令推动、竞赛评比引领为主，而不是真正发自一线教学的“内需”（如利用微课帮助学生自主学习，支持课前预习或辅助课堂教育及开展翻转课堂）。多数微课是为了参加教学奖项评选，满足一个通用评分标准或吸引评委的眼球，而不是为了满足教师本人的教学实际需求和学生的个性化学习，或为了真正解决教学过程中实际存在的问题而去制作。微课内容短小精悍、使用方便、能满足碎片化学习需要、表现形式丰富多样、能够充分发挥多媒体视听觉的吸引力而广受追捧。微课中的知识重点都是经过精简后呈现给学生，可让学生在学习同一类知识时节约时间。但是，微课教学时间短，缺少丰富的内容，中职学生和高职学生部分注意力薄弱，易让学生学不到知识点。本论文利用多种软件，通过有针对性的教学设计，整合“机电一体化技术”课程资源，提高中高职学生对“机电一体化技术”学习兴趣。

1.3  网络课程

专业教学资源库是我国着力建设项目之一，核心是网络课程。由于互联网的发达，人们可以上网查找资料、学习知识。网络课程是将教学资源以网络形式呈现，而不像传统上课形式，现在存在对网络课程重开发、轻管理的现象，教育研究者注重网络课程的开发与设计，轻视网络课程的现象也需要加强管理，网络课程中也会存在数量多、质量差的现象。现如今的网络课程多、应用性程度不高，多数课堂是理论性知识，缺少一些实际性内容。网络课程多数以传统教学为模板，以老师为主导，缺少学生主体，整个课堂缺少互动性，学生自主查看、学习容易、枯燥心理。比较慕课、微课和网络课程这如表1所示。

2    “机电一体化技术”多媒体教学资源制作

在学习机电一体化技术这门课程前，需要制作该门课程的一个总体框架，本文利用思维导图的形式把“机电一体化技术”这门课程的主要内容进行框架化设计，可以使学生在学习前对本门课程有个概况了解。“机电一体化技术”思维导图如图1所示。

思维导图是一种将思维形象化的方法。众所周知，放射性思考是人类大脑的自然思考方式，每一种进入大脑的资料，无论是感觉、记忆或想法，包括文字、数字、符码、香气、食物、线条、颜色、意象、节奏、音符等都可成为一个思考中心，并由此中心向外发散出成千上万的关节点，每一个关节点代表与中心主题的一个连结，而每一个连结又可以成为另一个中心主题，再向外发散出成千上万的关节点，呈现出放射性立体结构，而这些关节的连结可以视为人类的记忆，如同大脑中的神经元一样互相连接，构成个人的思维数据库。

本文利用软件XMind 8进行思维导图绘制，思维导图用于引导思维，本课程资源建设思维导图用于建设本课程的知识内容框架。“机电一体化技术”知识框架的构造步骤：首先，要建立一个模板体系。其次，引出6条章节线，在这6章中插入主题和子主题的关系，把本课程的知识内容输入;最后，生产出一张知识框架总图，可让学生在接触这门课程前有一个知识框架体系的了解，明确这门课程需要学习什么[3]。

2.1  课程大纲与学时

教学大纲指学校每门学科的教学纲要，根据教学计划，以纲要形式规定一门课程教学内容的文件。课程大纲包括本门课程教学目的、任务、教学内容、重点和难点、教学进度及教学法上基本要求等。教学大纲还包括参考书目、教学仪器、直观教具等提示。列入教学大纲的教材重点和难点，一般应是学生必须达到的最低标准。教学大纲是编写教科书和教师教学的主要依据，也是检查和评定学生学业成绩和衡量教师教学质量的重要标准。

传统学校的机电一体化技术课程教学大纲内容比较集成，不够细化。课程教学大纲设计内容包括课程基本信息、课程的性质、目的和任务、课程教学目标、学时分配、教学手段与方法、考核方式、考核内容及成绩评定。本课程的教学大纲每个内容都将其细化，深入到每一个细节中，将传统教学大纲细化。

2.2  教学手段与方法

课程“机电一体化技术”是一门以讲解技术为主的课程，涉及理论知识颇多，还需要用实验手段加以辅导。本课程采用板书、课件演示、多媒体、视频来教学。板书主要是板书出主要和重点的知识点，一般与讲解相结合。课件演示是将课程变得形象生动，课件中多增加实际实例图片，增强学生学习兴趣。本课程多媒体教学是通过播放动画，让机電一体化结构、组合动起来，让中高职学生能通过直观、形象的动画让自己更好地掌握知识、理解知识。视频教学是通过播放一些让学生感兴趣、对本节课程有帮助的视频，作为课程引入。视频播放可改善课程的枯燥性，引导学生集中注意，使课程富有生动性。

本课程的教学方法可以采用讲授法、讨论法、案例教学法、实验法、参观法、练习法。基于本课程的知识体系，高校学生多以理论为主，中职学生多以实操为主。教学一些重要知识，如机电一体化对机械系统的基本要求，可运用讨论法，让学生分组讨论，提升自己本有的认知水平。案例教学法同样适用本课程，本课程与实际联系较紧密，用案例教学法可让学生对一些抽象性的概念有一定的形象理解。当然，在一堂课中采用练习法过渡一些知识点，也能让学生思维有一定的放松时间。当一节课学习完，通过练习来巩固本节课知识，让学生的记忆保持较好。

2.3  多媒体素材制作

2.3.1  动画的制作

由于本课程涉及理论知识较多，知识点较抽象，如传感器工作原理介绍，若单独地利用教科书解释书面内容，学生可能只是简单了解，难以深刻理解工作原理。这时，需要制作动画让传感器的工作原理形象起来，学生通过形象化动画能理解和掌握该工作原理。

Flash CS6是用于制作动画和多媒体内容的软件，将一些元器件整合，赋予元器件一些动作，使原来抽象的内容变得形象化。Flash CS6也是一个交互式软件，能增进老师与学生的交流，能使原本枯燥的课堂增加一些有趣性，让学生在活跃的课堂气氛里掌握知识[4]。

Flash CS6软件制作的操作界面在传统工作区状态下，用户界面主要由5个主要部分组成：菜单栏、工具面板、时间轴、舞台、属性设置面板，如图2所示。

制作动画的原理：制作补间动画，又叫中间帧动画、渐变动画，建立起始和结束的画面，中间部分由软件自动生成，省去了中间动画制作的复杂过程，这是Flash软件的优势，补间动画是Flash中最常用的动画效果。如图3所示，利用该软件制作一个动画，介绍直动式开关的工作原理。制作该动画的步骤为：首先，把直动式开关的组成元件绘制出来，本动画元件制作利用互联网检索相关图片;其次，使用Photoshop CS6抠图;最后，导入Flash舞台。导入到舞台时，开始起始画面，通过第65帧上敲入一个关键帧，再把推杆移到需要的位置，中间建立传统补间，动画制作完成。

为了让动画能及时暂停和播放，需要在一个图层添加动作，使动画在第一帧和最后一帧停止。但是这个动画不会动，要使它能动起来，就需要在另一个图层增加播放和暂停按钮，赋予按钮play和stop动作。

2.3.2  图片的制作

“机电一体化技术”课程涉及许多实际案例，为更好地展示给学生，使学生清楚了解，需要前期在网上收集相关图片，经过PS技术修剪、加工。使用Flash CS6制作时所需要元件可以通过Photoshop CS6进行抠图，最后保存为PNG格式。图4为低频透射式涡流传感器原理介绍，制作动画需要抠出3部分元件，最后保存PNG格式，导入到舞台后是图片形式，由于是PNG格式，导入舞台中元件器底层是透明的，元器件之间不会产生覆盖。

2.4  多媒体教学资源整合

设计完教学大纲、教案、课件、动画、视频和题库后，利用Authorware7.0软件把上述文件整合成一体，最后生成一个脱离Authorware制作环境运行的一个.exe的文件。

Authorware软件是一种解释型、基于流程的图形编程语言。Authorware被用于创建互动程序，整合了声音、文本、图形、简单动画及数字电影。程序开始时，新建一个“流程图”，通过直观流程图表示用户程序结构。用户可增加并管理文本、图形、动画、声音及视频，可开发各种交互、导航作用的各种链接、按钮、菜单[5-6]。

多媒体教学资源整合具体步骤：首先，设计一个如图5所示Authorware界面。其次，添加交互按钮把每一个内容放在按钮上，形成下一层，根据按钮文本把相应内容放置在下一层里。最后，在内容层添加一个框架和群组，可以随时点击按钮返回或进入下一页。

在进行教案课件资源整合时，采用函数计算设置内容板块，输入生成后，产生效果如图6所示，把课件每个章节知识内容导入对应模块。当所有内容导入完成后，生成一个可执行.exe文件，供学生自主学习，内容包括：教案课件、教学大纲、教学动画和教学视频等。

整合课件时，首先，设计一个背景图片和目录，如图7所示，增加显示图标和目录。然后，在目录上运用函数，设置章节内容，添加框架，将每一章题目放置在群组图标中，如图8所示。

当对应每章节群组图标双击进入时，可以添加本章每小节的内容，如图9所示。最后，可将PPT链接到每节内容。

3    结语

本文对“机电一体化技术”课程多媒体教学资源建设进行研究和分析，总结和归纳了本课程在实际教学过程中的多媒体教学资源制作软件和制作方法。改进传统教学资源，旨在增强教学灵活性和生动性，提升学生学习兴趣和积极性，让学生更为直观地理解和掌握课程知识点。

[参考文献]

[1]徐琳，李伯全.“机械工程测试技术”课程教学改革的研究与现状[J].中国电力教育，2014（29）：49-50.

[2]姜媛媛，郝娇，高兴军.机械工程测试技术教学改革方法初探[J].大学教育，2016（2）：96-97.

[3]许同乐.机械工程测试技术[M].北京：机械工业出版社，2015.

[4]张佳丽.FlashCS6中文版动画制作标准教程[M].北京：中国青年出版社，2013.

[5]张运林.Authorware课件制作实用教程[M].北京：北京大学出版社，2011.

[6]刘林.基于Authorware的交互并可扩展的多媒体课件设计[J].网络安全技术与应用，2014（9）：185-186.