科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課程電控部分教學(xué)演示動(dòng)畫的設(shè)計(jì)制作與應(yīng)用

李鐵磊 王元昔

摘要：本文全面分析了科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課程的教學(xué)對(duì)象、教學(xué)組織形式的特點(diǎn)，研究了制作教學(xué)演示動(dòng)畫的必要性及可行性。在此基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用多媒體軟件Flash、Photoshop、Pro/E、3D max及Director制作了交互式教學(xué)演示動(dòng)畫并應(yīng)用于教學(xué)，取得了理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)演示；動(dòng)畫制作；實(shí)踐教學(xué)

多媒體教學(xué)不僅是教學(xué)手段現(xiàn)代化的一種體現(xiàn)，更是教學(xué)改革的突破口。實(shí)踐證明，多媒體教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知心理；有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；提高了教學(xué)效率。通過(guò)開(kāi)展多媒體教學(xué)應(yīng)用，可以促進(jìn)教學(xué)觀念與授課形式的變革，促進(jìn)教學(xué)思想與教學(xué)理論的變革，促進(jìn)教學(xué)體制與教學(xué)管理的變革，促進(jìn)教學(xué)模式與教學(xué)方法的變革。隨著多媒體技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用軟件的快速發(fā)展，出現(xiàn)了多種形式的多媒體教學(xué)手段，其中就包括教學(xué)演示動(dòng)畫。

為了使多媒體技術(shù)更好地服務(wù)于具體課程，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)效果的目的，

我們首先要分析課程的教學(xué)對(duì)象和教學(xué)組織形式的特點(diǎn)。

一、科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課程的特點(diǎn)

1.教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)

科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課的教學(xué)對(duì)象從年級(jí)上分是大一、大二的學(xué)生；從專業(yè)上分主體應(yīng)是理工類的學(xué)生，此外還有少量經(jīng)管、人文類的學(xué)生。

對(duì)于大一、大二的理工類學(xué)生，他們還處于基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)階段，專業(yè)課幾乎沒(méi)有接觸。

這時(shí)他們參加選修課很大程度上是出于對(duì)學(xué)生科研立項(xiàng)及業(yè)余科技活動(dòng)的好奇。對(duì)于經(jīng)管、人文類的學(xué)生，他們能參加這門選修課，除了為獲取畢業(yè)所需的學(xué)分外，更多的是為了開(kāi)闊視野，拓寬自己的知識(shí)面?？傊?，科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課教學(xué)對(duì)象的共同特點(diǎn)是，學(xué)習(xí)積極性高，求知欲望強(qiáng)，對(duì)動(dòng)手實(shí)踐、參與業(yè)余科技活動(dòng)具有比較濃厚的興趣；同時(shí)，專業(yè)知識(shí)不成體系，不具備基本科研能力及缺乏經(jīng)驗(yàn)，又使他們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中面臨各種各樣的困難，很容易喪失信心。

2.教學(xué)組織形式的特點(diǎn)

科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課每學(xué)期1-10周開(kāi)課，上課時(shí)間為周六全天，上午理論授課，下午動(dòng)手實(shí)踐。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，每次上課學(xué)生都必須完成一個(gè)完整的教學(xué)模塊，并且教學(xué)模塊之間銜接緊密。以電控部分為例，教學(xué)模塊的設(shè)置順序?yàn)椋褐绷?V電源制作、單片機(jī)最小系統(tǒng)、智能小車驅(qū)動(dòng)板原理與焊接、Protel電路原理圖繪制、C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、流水彩燈控制、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)、直流電機(jī)調(diào)速等。如果學(xué)生在某一個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)問(wèn)題，沒(méi)有掌握全部的知識(shí)點(diǎn)，會(huì)直接影響他下一個(gè)教學(xué)模塊的學(xué)習(xí)。

二、制作教學(xué)演示動(dòng)畫的必要性和可行性

從以上分析可知，在科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課中，教師要幫助學(xué)生在4學(xué)時(shí)的理論授課時(shí)間內(nèi)，理解、記憶盡可能多的知識(shí)點(diǎn)，并在隨后的4學(xué)時(shí)內(nèi)通過(guò)指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)踐，使學(xué)生重現(xiàn)所有知識(shí)點(diǎn)，做到真正掌握。單純依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很難達(dá)到上述目的。例如，在講解直流5V電源制作的教學(xué)模塊中，如果單純依靠電路原理圖，雖然可以使學(xué)生理解每部分電路的基本功能，但很難對(duì)電源波形的變化過(guò)程形成一個(gè)完整、直觀的印象；而且原理圖上的符號(hào)畢竟不是真正的電子元器件，即使學(xué)生掌握了電路原理，但由于不熟悉元器件的特性，在電路焊接時(shí)經(jīng)常無(wú)從下手。如果能在電路原理圖上用元器件實(shí)物照片替代相應(yīng)的符號(hào)，并以動(dòng)畫的形式演示電源波形的變化過(guò)程，上述問(wèn)題就迎刃而解了。

現(xiàn)代多媒體技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用軟件的快速發(fā)展，使我們有足夠的能力將文字、圖片、模型及影像融合在一起，形成一套交互式的教學(xué)演示動(dòng)畫。

三、交互式教學(xué)演示動(dòng)畫的設(shè)計(jì)與制作

下面以直流5V電源制作為例，簡(jiǎn)要敘述交互式教學(xué)演示動(dòng)畫的原理背景、制作方法及演示效果。

直流5V電源制作。直流5V電源的工作原理是，交流220V市電通過(guò)9V變壓器后，進(jìn)入橋式整流電路，電源波形由交流變成直流；220V極性電容起到低通濾波的作用，使波形變化幅值變??；穩(wěn)壓芯片78L05使電源波形穩(wěn)定在直流5V；瓷片電容104起到高次濾波的作用，使電源波形更加平穩(wěn)。

在教學(xué)演示動(dòng)畫主界面上，用元器件實(shí)物圖替換了原理圖中的符號(hào)。在授課過(guò)程中，點(diǎn)擊不同的元器件圖片，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的文字介紹及電源波形圖，按照電流的走向依次點(diǎn)擊，可以使學(xué)生完整、形象的理解直流5V電源的產(chǎn)生機(jī)理。

四、交互式教學(xué)演示動(dòng)畫的應(yīng)用

對(duì)于參加科技創(chuàng)新訓(xùn)練選修課的低年級(jí)同學(xué)，我們的教學(xué)目標(biāo)是讓他們理解最基本的工程概念，掌握最基本的工程方法。如果單純借助于文字、理論公式或工程圖紙，很難讓學(xué)生們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)掌握某一概念或方法的本質(zhì)。交互式教學(xué)演示動(dòng)畫恰恰彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。在教學(xué)中我們將兩者結(jié)合起來(lái)，首先對(duì)基本概念、方法做概述；然后運(yùn)用教學(xué)演示動(dòng)畫分部講解，將理論和實(shí)際效果有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生加深印象；接下來(lái)學(xué)生可以參考演示動(dòng)畫及教材進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，完整地掌握一個(gè)教學(xué)模塊的全部知識(shí)點(diǎn)。

在2010-2011年春季學(xué)期的科技創(chuàng)新訓(xùn)練課程的教學(xué)過(guò)程中，我們將教學(xué)演示動(dòng)畫融入理論授課中，取得了比較理想的教學(xué)效果。參加課程的學(xué)生分為41個(gè)小組，最終有34個(gè)小組完成了所有的教學(xué)環(huán)節(jié)，做出了實(shí)際作品（程控小車），成品率達(dá)到了82.9%。

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