《汽车电工电子技术》是高职高专院校汽车类专业的一门重要的专业基础课程。通过本课程学习,使学生掌握汽车工程技术人员必须具备的电工及电子技术基础理论、基本知识和基本技能。该课程传统教学方式一般把整个教学过程分为理论教学和实验教学两个阶段,而这两个阶段无论是从概念、空间、时间和方式上,都是两个相对独立的过程。这样很容易使学生产生思维上的分离,从而造成事倍功半的结果。因此,在CAI系统设计中,结合多媒体教学的优越性和先进性,寻找教学改革的创新点,选择一种突破性的多媒体教学方法便成为重中之重。
汽车电工电子技术多媒体教学软件系统设计的先进性主要表现在以下几个方面:
(1)新的方法并非是对其他方法的摒弃,而是一种继承与创新。它在表现形式上基本继承了以往演示型和操练型CAI教学方法的特点和优点,并在整个教学过程中,融入了40余个经典虚拟实验教学实例。其动态表现性,是一般理论教学所不及的。
(2)新的方法是理论与实践的紧密结合。根据我国教育事业的现状,大多数高校由于人力资源以及物质资源的限制,不可能完全实现所有课程的实验室教学。在这种情况下,教师不可能做到一边讲解,一边演示。学生在学习的过程中,只能通过自己的思维想象,描绘出所学知识的物理模型。虚拟实验成功的将理论与实践有效的结合起来,使教师的教学过程更加形象、生动。
(3)新的方法与课外实验优势互补。虚拟实验并非是对普通实验教学的代替,而是一种补充,是建立在更好的理解理论知识的目的之上。它更像是一种动画,来动态的描述电子电路的动态工作过程,使理论知识更加形象化。
1 汽车电工电子技术多媒体教学软件总体设计与软件原型实现
软件总体设计是设计过程中最重要的一环,它是形成软件设计总体思路的过程,决定了后续开发的方方面面,软件设计过程所要遵循的所有原则,都要在这一阶段得到充分体现。所谓软件原型设计,就是选择一个相对完整的教学单元,设计出一个教学单元的软件原型。通过原型设计,确定软件的总体风格、界面、导航风格、素材的规格以及脚本编写的内容。原型设计是总体设计的一个重要组成部分,而总体设计又依托原型设计来实现,二者密不可分。
首先我们确定软件的主要开发工具为AUTHORWARE 7.0。AUTHORWARE 7.0是美国MacroMedia公司出品的多媒体开发软件,可以开发多种多媒体作品,世界公认领先的开发多媒体教学产品的工具。其主要特点体现在基于流程线和图标的开发形式,制作课件如同搭积木,支持丰富的媒体,直接调用文本、图片、声音、视频,集成于一个独立的应用程序。丰富的外部插件的支持,使AUTHORWARE的功能显得更加强大,这些外部插件一般包括UCD(扩展函数库)、Xtras(过渡效果或扩展函数库)、KO(可自主开发的知识对象)、控件(如ActiveX控件)等。
然后根据AUTHORWARE 7.0的特点与软件工程模块化的设计要求,把软件分成五个相对独立的模块(根据教材的实际情况分成多少项目或章就分为多少模块)。而其中每一个模块就是一个相对完整的教学单元,所以在进行原型设计之前我们要考虑的就是如何把这五个模块有机的联合起来。在这里只要灵活利用AUTHORWARE 7.0的一个内部函数就可以解决这个问题。
程序代码如下:
JumpFile(FileLocation^"the first.a6r","result,edwin"),以此类推。
软件原型设计可以分为总体风格界面设计、导航设计、素材与脚本组织等几个阶段。原型设计结束后,应在一定范围内征求意见,尤其是征求最终用户(学生)的意见,并根据征求的意见进行修订,以达到最优化的目的,减少后续开发过程中修订的工作量。
(1)总体风格界面设计。
选择一个有一定色差的主色调,显示图像一定不能对学生的视觉造成很强冲击。页面分三个部分,上面为导航区以显示“汽车电工电子技术”及所在项目标题,左方为功能选择区,中间为目录内容区。
软件内容页面,是软件最后一级页面。该页面去掉了功能区,并加入了底部的导航条,并且在上方的导航区内,导航指示已经深入到小节。由于在多媒体教学过程中,教学软件要在有限的可显示空间内给予学生足够大的信息量,尽量避免页面不停的切换使屏幕闪动,所以将功能区舍去,并将导航区缩小,以提供足够的空间显示内容。
(2)导航设计。
导航系统是衡量一个多媒体教学软件成功与否的关键,是软件的生命线。一个成熟的导航系统把整个软件连接成一个有机的整体,为用户提供最清晰、最快捷的服务是导航系统设计的出发点和根本点。传统的多媒体教学软件的导航系统就是指,从软件的顶级目录到最后一级页面的逐步连接,然后再从最后一级页面到顶级目录的逐步返回。在汽车电工电子技术教学软件的导航设计中,继续沿用了这样的传统导航模式。通过框架中的交互图标实现了导航功能,这里只用到了三个导航图标,并自行添加了一个计算图标以实现退出的功能。返回功能是通过一个简单的“GoTo”语句实现的,如“GoTo(IconID@"bg1")”。
(3)素材与脚本组织。
素材与脚本的编写是关系到整个软件开发效率与开发质量的关键。所以对脚本的编写和素材的准备也要有明确的计划,如素材要求、准备内容、准备进度及时间限制等。每一个教学单元都有以下几个部分:教学内容、教学目的、教学重点、参考资料、动态试验等。并且,内容是多形式的,根据具体的知识要求采用文本、声音、图像、动画等多种表现形式。
2 软件主程序的开发
用AUTHORWARE 7.0开发工具进行的多媒体教学软件的开发是一项集创造性、复杂性、灵活性、枯燥性为一体的综合性工作。在总体设计中我们提到为了缩短软件开发周期把整个软件以五个项目划分为五个独立模块。
2.1 软件功能区的程序设计
软件功能区包括教学目的、参考书目、课间休息、重点提示、动态模拟、返回和退出七个功能子模块。AUTHORWARE 7.0是以图标为基础的多媒体软件制作工具,在这种工具中数据是以对象或事件的顺序来组织的,并以流程图为干,将各种图表、声音、控制按钮等一个个连接在流程图中,形成完整的系统。该软件的各模块采用框架结构设计,采用交互图标的按钮响应、热区相应、热物体响应和时间响应等交互功能。采用AUTHORWARE本身的动画图标、显示图标以及计算图标的编程功能实现动画效果,模拟实验操作步骤和实验现象。软件设计各模块相对独立,方便修改及扩展。
2.2 软件内容区的程序设计
在软件内容区的制作中设计了多个框架,以实现汽车电工电子技术课程从项目到任务再到各个知识点的目录级划分。首先将一个工作项目的总体内容(分为各个工作任务作为一级目录)用显示图标显示,在它之后用一个框架图标和群组图标将各工作任务内容分开。比如一个工作项目包含四个工作任务,就用四个群组图标,每个群组图标代表一个任务。进入每个群组图标显示的是每个工作任务的主要内容,分为任务描述、任务目标、理论知识、任务实施和任务测评五个部分,仍然用框架图标和群组图标将各个部分分别显示。其中用到函数作为各工作任务及各个部分的跳转。在这里值得注意的是在每一个框架分支上的第一个群组图标应设为空,以使程序到此中断,等待鼠标选择响应。另外,内容设计中,为突出电子电路图的工作特性,软件使用AUTHORWARE与FLASH的动画效果为其增加了多个交互特性。
3 汽车电工电子技术课程虚拟实验的实现
汽车电工电子技术课程的特点是内容多、电路图多、更新快、实践性强。课程的突出困难在于电路的许多现象和特性只有在实验中才能看到,但受基础设施的限制,不可能随时对理论课讲到的电路做实验。因此,在汽车电工电子技术教学系统中嵌入了基于JAVA的电子电路动态模拟实例,充分利用了计算机模拟仿真的特性,使传统的静态式教学从困境中摆脱出来。可使该课程在教与学的过程中,随时随地对涉及的典型电路进行模拟,观测电路的工作原理及输出结果。模拟实例是作为Web中的一部分同其它成分(如图片、文字等)一起显示出来。所不同的是,Java applet需要将JAVA编译之后的字节码文件(也叫类文件)传送到浏览器。
4 结语
从现代教学设计理念出发,我们对《汽车电工电子技术》课程多媒体教学软件的设计进行了探索,积累了一些实践经验,也取得了一些成效。但是,探索和尝试是初步的,软件设计上还有一些地方需要完善,仍需不断进步,期待与大家一起探索。
参考文献
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