基于Director8《自动控制原理》多媒体实验教学课件的制作.doc

基于Director8《自动控制原理》多媒体实验教学课件的制作 卢荣德 陈宗海 杨 丽 丁 垚 （中国科学技术大学自动化系 合肥 230027） 摘要：本文全面地介绍了基于Director8开发的《自动控制原理》多媒体实验教学课件，详细地阐述了该课件的设计目标、实现过程及其关键技术。 关键词：实验教学课件；多媒体；Director8；《自动控制原理》。 引 言 自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。这种变革的深刻影响将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。本教学设计基础是认知学习理论，它是以教育传播过程为对象，采用系统科学方法进行的一种实验教学过程和操作程序。该实验教学软件的教学设计，就是应用系统科学的观点和方法，按照教学目标和教学对象的特点，合理地选择实际教学媒体信息，并在系统中有机地组合，形成优化的教学系统结构。该软件是根据实验教学目标设计的、表现特定的实验内容的教学媒体。它是按照呈现信息、具体实验操作、得出实验结论这样的教学路径完成实验教学任务的。呈现信息主要是呈现实验内容的教学信息，对学生进行感知。具体实验操作主要是对实验内容进行实验操作和演示说明，加强学生对实验教学内容理解和在虚拟实验环境下培养学生动手能力。得出结论主要是对所做实验内容归纳与总结，以便让学生对所做的实验内容从感性上升为理性认识。 在《自动控制原理》实验教学中，经常要给出输入波形、自动控制原理实验电路和输出波形之间的信号变化关系，在具体实验中，往往要求根据输入信号和变化点找到输出信号的对应点以及信号频率、幅值变化的物理含义等，实验前在黑板上难以讲清，实验中因概念模糊又很难动手做好，造成理论与实践在具体操作中难以紧密结合。再者由于《自动控制原理》概念多、特别抽象等特点，使整个实验教学在抽象思维中不直观，学生难以理解和动手操作。若能将其电路特点、信号的物理性质，用高度概括的形式，将电路图用实物部件取代，电路信号转变为声音或可随输入信号变化的动态波形。一方面可大缩短理解时间，另一方面增强实验教学的感染力，使理论与实践在虚拟实验环境中联系得更加紧密，提高学生的实验积极性和创造性，使整个教学效果大大提高。多媒体应用软件Director、3DS Max、Authorware、ToolBook等为实现这种好想法提供了可探索的途径，本课题采用Director8进行制作的。 目标分析 自动控制技术是当今发展较快的学科之一，它是高等院校自动控制工程等专业学生的必修基础课。自动控制原理是一门实践性很强的技术基础课，它不仅要求学生掌握一定的理论知识，而且要求学生能够熟悉常用模拟控制器的功能，具有解决工程实际问题的能力。实验是教学中的实践环节，是实际技能的培养过程。但是实验过程中元器件繁多，内容复杂，因此可以采用计算机辅助教学对《自动控制原理》实验课程进行教学改革，已达到提高实验教学质量的目的。通过计算机辅助教学，可以把这门课程内容通过文本、图形、图像、动画、视频和声音等人们所熟悉媒体信息，把实验教学信息与学生感官联系在一起。将《自动控制原理》实验课程的内容划分为各个不同的任务，还可以将各人物划分为不同的子对象。这样就可以用多媒体教学软件呈现实验教学内容。利用实验教学软件图文并茂、声情交融、讲练结合、正误提示、界面友好以及便于操作等特点，充分调动学生的动手做实验积极性，使学生在实验中真正由被动变为主动，从而有效地提高实验教学质量。 脚本编写 传统的教学软件采用线性结构，由于这种结构只能采取顺序模式，因此限制了学生的思维方式和知识获取。大量的研究表明，人们在获取知识的思维方式是跳跃性的和联想式的。所以针对这种特点，现在教学软件都采用非线性的超媒体结构。超媒体结构包括树状结构和网状结构，若采用树状结构，可以把知识分解成知识点，他们之间并无强制性的联系，可以是孤立的。通过树状结构的组织，当学生阅读时，可以按某种逻辑关系把一部分知识点提取出来，成为有联系的，可以主动地有针对性的阅读。“自动控制原理”多媒体实验教学软件的总体结构设计，如图1所示。 图1 “自动控制原理”实验多媒体教学软件的总体结构图 由于多媒体教学软件是由若干个相对独立的单元组成，每个单元都可用卡片的形式来进行描述，并按照教学过程的先后顺序综合起来进行排序，已形成一定系统。表1是“自动控制原理”实验多媒体教学软件文字稿本卡片如表1所示。 序号 内 容 多媒体类型 呈现方式 1 自控多媒体实验教学课件主界面: A.背景图案；B. 背景音乐；C.进入按钮。 文本、图案、声音、动画 文本+图案+声音+动画