電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)

閆麗芳 黃小明 張穎怡

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西西安 710014

電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)

閆麗芳 黃小明 張穎怡

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西西安 710014

從高職院校實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)課程，以DK-1型電空制動(dòng)機(jī)單機(jī)日常實(shí)驗(yàn)課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)為例，著重說明實(shí)訓(xùn)課程課件的設(shè)計(jì)思路及開發(fā)環(huán)境的選擇。

實(shí)訓(xùn)課程；課件設(shè)計(jì)；開發(fā)

實(shí)踐教學(xué)是高職院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必要保證，也是教學(xué)過程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。隨著高職院校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的矛盾日益突出，實(shí)訓(xùn)設(shè)備日顯緊張，搞好實(shí)訓(xùn)環(huán)境建設(shè)的問題顯得非常重要。而利用現(xiàn)代教育技術(shù)，能將聲音、文字、圖形、動(dòng)畫、視頻等素材整合起來，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)和形象、色彩豐富的演示畫面，并能讓學(xué)生主動(dòng)操作，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。因此，開發(fā)實(shí)訓(xùn)多媒體教學(xué)課件，構(gòu)建虛擬教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)有實(shí)時(shí)反饋的參與式訓(xùn)練有助于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開展，提高學(xué)生操作技能。

1 電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)課程面臨的“尷尬”

電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)課程是鐵道機(jī)車車輛專業(yè)的一門主干課程。學(xué)生學(xué)完DK-1型電空制動(dòng)機(jī)的組成、控制關(guān)系以及各部件的結(jié)構(gòu)和作用原理之后有綜合實(shí)訓(xùn)課，要求學(xué)生掌握DK-1型電空制動(dòng)機(jī)日常檢修檢查的基本操作。

實(shí)訓(xùn)課程非常注重學(xué)生操作技能的培養(yǎng)，多采用傳統(tǒng)的“示范+模仿”的教學(xué)模式。而在教學(xué)中存在2個(gè)突出的問題：(1)教師不能深入實(shí)際工作環(huán)境中進(jìn)行示范與演示，這與列車運(yùn)行工作現(xiàn)場(chǎng)有一定的區(qū)別，學(xué)生得不到真實(shí)的體驗(yàn)；(2)電空制動(dòng)機(jī)的操縱需要整個(gè)電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的支持，一般學(xué)校僅有2～3套設(shè)備，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)時(shí)比較集中，不能滿足眾多學(xué)生練習(xí)的需要。

如何讓學(xué)生能夠在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行操練，確保實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，解決這一突出矛盾的辦法是利用多媒體交互技術(shù)的強(qiáng)大功能，開發(fā)一套適合于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的多媒體課件。因此，結(jié)合我院實(shí)際情況，開發(fā)集現(xiàn)場(chǎng)演示、學(xué)生自主練習(xí)為一體的教學(xué)課件非常必要。

2 電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)課件的設(shè)計(jì)

課件開發(fā)的最終目的是為教學(xué)服務(wù)，而好的設(shè)計(jì)思路決定了一個(gè)課件的應(yīng)用價(jià)值。在課件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循其教育性、科學(xué)性及藝術(shù)性原則，從教學(xué)的目的出發(fā)，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而達(dá)到滿意的教學(xué)效果。

2.1 課件教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)，不僅需要通過反復(fù)操作練習(xí)進(jìn)行強(qiáng)化，還需要學(xué)生置身于真實(shí)情境中進(jìn)行技能方面的構(gòu)建。因此，構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境、問題情境，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需求進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，自主測(cè)評(píng)，達(dá)到主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的目的。

電力機(jī)車制動(dòng)機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)課程，屬于動(dòng)作技能領(lǐng)域的教學(xué)，特別適合使用“示范+模仿”的教學(xué)策略。該策略的開展主要步驟是定向—參與性練習(xí)—自主練習(xí)—遷移。因此，該課件設(shè)計(jì)時(shí)，要以學(xué)習(xí)者為主導(dǎo)，學(xué)生需要了解操作規(guī)程；然后進(jìn)行參與性練習(xí)與自主練習(xí)；在遷移階段，不僅能獨(dú)立完成動(dòng)作技能的操作步驟，還能將該技能應(yīng)用于相類似的工作情景。另外，要關(guān)注教師的演示與指導(dǎo)，找準(zhǔn)實(shí)訓(xùn)操作教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，利用多媒體技術(shù)將教學(xué)過程在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。另外還要關(guān)注創(chuàng)設(shè)接近真實(shí)的情景，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義，要建構(gòu)交互式的模擬練習(xí)情景，讓學(xué)生參與練習(xí)，并能實(shí)現(xiàn)即時(shí)反饋。

2.2 課件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了方便實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用，在課件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一要注意結(jié)構(gòu)合理、清晰，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使之在學(xué)習(xí)過程中既能演示又能操作練習(xí)，并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)思維，達(dá)到參與、體驗(yàn)、練習(xí)的目的。二是要便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，學(xué)生操作方便。

為此，以DK-1型電空制動(dòng)機(jī)單機(jī)日常實(shí)驗(yàn)課件為例，圍繞實(shí)訓(xùn)操作流程，從學(xué)生了解、體驗(yàn)、實(shí)踐、測(cè)驗(yàn)4個(gè)自主性的環(huán)節(jié)分別設(shè)計(jì)了課件說明、操作規(guī)程、視頻演示、模擬訓(xùn)練、自我測(cè)驗(yàn)5個(gè)主要部分。課件說明介紹該實(shí)驗(yàn)的意義、目的，學(xué)習(xí)者從中可以了解該實(shí)驗(yàn)的重要性及實(shí)訓(xùn)要求、實(shí)訓(xùn)目標(biāo)；操作規(guī)程也要求學(xué)生了解操作工具、工作位、操作準(zhǔn)備和注意事項(xiàng)；視頻演示部分通過自主觀看現(xiàn)場(chǎng)視頻演示的方式進(jìn)行體驗(yàn)，體驗(yàn)真實(shí)的工作環(huán)境；模擬練習(xí)則是動(dòng)手實(shí)踐的環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者可以操縱電空制動(dòng)控制器、空氣制動(dòng)閥手柄，在各個(gè)工作位間的順序轉(zhuǎn)化。自我測(cè)驗(yàn)用于自主檢測(cè)，并能在線統(tǒng)計(jì)成績(jī)，及時(shí)得到反饋。

2.3 課件交互設(shè)計(jì)

課件的交互方式是指學(xué)習(xí)者與課件(機(jī)器)之間交互信息的組織形式或語言方式，也稱為人機(jī)交互方式。常用的人機(jī)交互方式有：文本輸入、對(duì)話框?qū)υ挕⒉藛渭夹g(shù)、命令語言、表單技術(shù)、查詢語言、自然語言、圖形方式及直接操縱等。為了提高學(xué)生的參與度，真正實(shí)現(xiàn)操縱練習(xí)，筆者設(shè)計(jì)了直接操縱的交互方式。DK-1型電空制動(dòng)機(jī)單機(jī)日常實(shí)驗(yàn)課件通過一個(gè)完全仿真的自主操作型Flash來完成。2個(gè)閘把操作時(shí)配有現(xiàn)場(chǎng)操作聲音，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)可以體驗(yàn)真實(shí)的場(chǎng)景，在操作失誤時(shí)會(huì)及時(shí)提示。在學(xué)生模擬練習(xí)過程中，可以從頭開始操作，返回上一操作位即可進(jìn)行下一步操作。

對(duì)測(cè)驗(yàn)評(píng)判要進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，確定了與學(xué)習(xí)者對(duì)話的方式，及時(shí)提示正誤。測(cè)驗(yàn)時(shí)，需要點(diǎn)擊提交按鈕方可計(jì)入測(cè)驗(yàn)成績(jī)；點(diǎn)擊上一步實(shí)現(xiàn)不同題目間的切換，當(dāng)提交完畢后可以對(duì)測(cè)試題目進(jìn)行判斷，題目測(cè)完可以查看總成績(jī)及檢測(cè)自己的測(cè)驗(yàn)。

2.4 課件界面設(shè)計(jì)

界面設(shè)計(jì)即對(duì)屏幕上將要顯示的信息的布局進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括主菜單、不同級(jí)別的操作按鈕、教學(xué)信息的顯示背景、翻頁和消屏方式等。

結(jié)合DK-1型電空制動(dòng)機(jī)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要以機(jī)車圖片、制動(dòng)機(jī)操作現(xiàn)場(chǎng)為素材的課件背景，合理地選擇教學(xué)媒體信息，充分利用文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等媒體。如可以將具有機(jī)車制動(dòng)特色相關(guān)的課件動(dòng)畫片頭吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

導(dǎo)航策略的設(shè)計(jì)要確定課件的主菜單或子菜單，以及屏幕內(nèi)各要素間的跳轉(zhuǎn)關(guān)系，屏幕之間的跳轉(zhuǎn)關(guān)系，確定屏幕內(nèi)菜單的返回，屏幕向結(jié)束的跳轉(zhuǎn)關(guān)系。用于高職實(shí)訓(xùn)課件設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)航要清晰、便捷，每部分都有返回主菜單的按鈕。其翻頁和消屏方式不宜過于花哨，防止喧賓奪主，簡(jiǎn)單即可。

3 課件開發(fā)環(huán)境及關(guān)鍵技術(shù)

為了使課件在制作中更好地體現(xiàn)課件設(shè)計(jì)思路，選擇合適的課件開發(fā)和整合工具非常重要。在課件開發(fā)環(huán)境上要選擇功能強(qiáng)大的課件整合工具，能集成音頻、視頻、動(dòng)畫、圖片、文本等多種素材。在課件制作時(shí)，突破關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)課件設(shè)計(jì)的要求。

3.1 課件開發(fā)環(huán)境

DK-1型電空制動(dòng)機(jī)單機(jī)日常實(shí)驗(yàn)課件主要采用Adobe Captivate，F(xiàn)lash制作工具制作。Captivate軟件是Macromedia公司出品的一款錄制屏幕、制作Flash模擬軟件交互操作的工具，支持在課件中加入自定的文字說明、音效(旁白、背景音樂及聲音效果)、視頻、Flash動(dòng)畫、文字動(dòng)畫、超級(jí)鏈接及更多項(xiàng)目，還可根據(jù)需要添加個(gè)性化的測(cè)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生回答情況給予相應(yīng)的反饋信息，最終統(tǒng)計(jì)測(cè)驗(yàn)的得分情況，輕松實(shí)現(xiàn)交互式的模擬教學(xué)。

Captivate能輸出交互式SWF文件格式的作品，Captivate制作的課件對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境要求低，運(yùn)行播放簡(jiǎn)便。具有文件小、分辨率高的特點(diǎn)，是一個(gè)高效便捷的課件制作工具，并可用Captivate輕松建立具有遠(yuǎn)距離互動(dòng)教學(xué)功能的E-learning內(nèi)容，如制作完全互動(dòng)問答投影片和可自定的隨堂測(cè)驗(yàn)課件等。該課件將各種素材按照課件腳本進(jìn)行整合，制作了交互式測(cè)驗(yàn)題。生成的課件可以很容易地發(fā)布成一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的課件，并能生成在線網(wǎng)頁，使用IE瀏覽器就可以播放，允許跨平臺(tái)使用。

3.2 課件關(guān)鍵技術(shù)

圖片是課件中不可缺少的元素。電空制動(dòng)機(jī)日常實(shí)驗(yàn)課件中的圖片采用數(shù)碼相機(jī)拍攝其實(shí)物，并通過網(wǎng)絡(luò)等形式收集圖片素材，利用Photoshop進(jìn)行處理。

視頻在我院鐵道部機(jī)車司機(jī)培訓(xùn)基地的機(jī)車上拍攝，攝制了機(jī)車的真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作演示。采集后的視頻經(jīng)過Pinical進(jìn)行后期編輯，制作了一個(gè)“五步閘”實(shí)驗(yàn)的完整操作視頻和5個(gè)分步操作視頻演示，并發(fā)布為Captivate支持的FLV格式的視頻文件。現(xiàn)場(chǎng)音頻錄制完成后利用Gold wave軟件進(jìn)行剪輯，將多個(gè)操作步驟的音頻文件獨(dú)立制作成MP3格式。

動(dòng)畫均采用Flash制作。其中片頭動(dòng)畫比較簡(jiǎn)單，多為形狀漸變、位置漸變，模擬練習(xí)中的動(dòng)畫采用Flash script制作。利用“鼠標(biāo)跟隨”的技術(shù)制作了電空制動(dòng)控制器及空氣制動(dòng)閥兩個(gè)手柄的操作；每個(gè)操作完成后的聲音文件。

交互式練習(xí)題采用Adobe Captivate制作，制作出的習(xí)題基于人機(jī)交互模式，會(huì)自動(dòng)新增互動(dòng)計(jì)分和指導(dǎo)意見回饋，判斷學(xué)習(xí)者的表現(xiàn)。且操作極為簡(jiǎn)易，不需要任何編程或設(shè)計(jì)的技巧。根據(jù)學(xué)生回答情況給予相應(yīng)的反饋信息，最終統(tǒng)計(jì)測(cè)驗(yàn)的得分情況，以促進(jìn)學(xué)生熟悉和鞏固學(xué)習(xí)成果。

4 結(jié)束語

簡(jiǎn)明實(shí)用的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課件，可以使實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和練習(xí)更為形象直觀，評(píng)價(jià)手段更為靈活。學(xué)生置身于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，其建構(gòu)的知識(shí)與解決實(shí)際問題之間的差距將縮小，知識(shí)的遷移能力也大大提高。同時(shí)也方便學(xué)校在辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的情況下讓學(xué)生能夠在虛擬的實(shí)訓(xùn)環(huán)境中進(jìn)行操練，確保實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的提高。但對(duì)于實(shí)訓(xùn)教學(xué)來說，僅停留在操作練習(xí)這一環(huán)節(jié)上還是不夠的，今后應(yīng)開發(fā)更多適用該課程的實(shí)訓(xùn)課件，完善實(shí)訓(xùn)的模擬評(píng)測(cè)環(huán)節(jié)，并進(jìn)一步在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中加以推廣和應(yīng)用。

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The electric locomotive brake courseware design and development

Yan Lifang, Huang Xiaoming, Zhang Yingyi
Xi'an railway vocational & technical institute, Xi'an, 710014, China

This article illustrated a way to design the courseware of training course, and how to choose the courseware development environment based on the characteristics from the training course in higher vocational colleges, combined with the "awkward" about the training course electric locomotive brake, explain DK-1 electro-pneumatic brakes single daily test courseware design and development by examples.

training course; courseware; design development

2011-03-10 稿件編號(hào)：1103070

閆麗芳，碩士，助理工程師。黃小明，本科，工程師，主任。張穎怡，本科，工程師。