康瑛 田川

摘要：結(jié)合開放教育對學(xué)生的要求以及現(xiàn)今單片機(jī)教學(xué)的客觀狀況，提出在單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)中引入Arduino，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)在在教學(xué)過程中應(yīng)用CourseLab快制網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)Arduino課程，滿足學(xué)生自主化學(xué)習(xí)需要。

關(guān)鍵詞：CourseLab；Arduino；課件；開發(fā)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-9214（2015）11-0057-01

《單片機(jī)技術(shù)》一直是國家開放大學(xué)機(jī)械制造與自動化（?？疲┑囊婚T專業(yè)基礎(chǔ)課，雖然近年內(nèi)已對其進(jìn)行了多輪的課程改革，但是因?yàn)閱纹瑱C(jī)學(xué)習(xí)本身的枯燥性并且對動手能力要求比較高，改革的成效一直不大。針對這種情況，引入Arduino課程，并結(jié)合課程特點(diǎn)，應(yīng)用CourseLab快制網(wǎng)絡(luò)課件對課程進(jìn)行開發(fā)，就顯得尤為重要了。

一、在機(jī)電類課程中引入Arduino的重要性

Arduino是由意大利一名教師Massimo Banzi與一名西班牙芯片工程師David Cuartielles合作設(shè)計(jì)，其最初的目的就是給學(xué)生提供一個(gè)便宜好用的微控制器平臺。Arduino由一個(gè)基于單片機(jī)的開放源碼硬件平臺和開發(fā)環(huán)境組成。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是使得單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊化，學(xué)生可以更多的考慮想要完成的作品的作用，而不是卡在繁復(fù)的硬件連接以及軟件編寫，它適合用做交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?！秵纹瑱C(jī)技術(shù)》的課程一般安排在第四學(xué)期開設(shè)，在這時(shí)學(xué)生們已經(jīng)完成了C語言以及數(shù)字電路、模擬電路、傳感器等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，為課程的理解與掌握打下基礎(chǔ)，但是由于單片機(jī)學(xué)習(xí)的本身的枯燥性，需要知道每個(gè)模塊的定義及功能，以及如何實(shí)現(xiàn)，大量的理論知識增加了學(xué)習(xí)的難度和枯燥性，學(xué)生課后不愿意再去花時(shí)間學(xué)習(xí)和應(yīng)用，興趣度不高。而Arduino的學(xué)習(xí)則完全不存在這些問題，在實(shí)際應(yīng)用過程中，學(xué)生可以很快的把自己的想法通過一個(gè)簡單的裝置表現(xiàn)出來，而且低廉的價(jià)格和較低的入門門檻，使得更多的學(xué)生愿意在課后花時(shí)間將自己的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于Arduino是基于單片機(jī)開發(fā)的，學(xué)習(xí)Arduino也可以促進(jìn)學(xué)生對《單片機(jī)技術(shù)》課程的理解和學(xué)習(xí)，同時(shí)把前面學(xué)期學(xué)到的機(jī)械、電子電路、計(jì)算機(jī)等課程的相關(guān)知識進(jìn)行融會貫通，真正實(shí)現(xiàn)電大對滿足企業(yè)要求的應(yīng)用性人才的培養(yǎng)。

二、CourseLab快制工具介紹

由俄國WebSoft公司開發(fā)的快制工具CourseLab深受如今廣大教師的歡迎。主要是由于它大部分功能都是可以免費(fèi)使用的，還有著極富趣味性的可插入動畫人物對話情景，同時(shí)因?yàn)椴僮鹘缑嬉约安藛螌?dǎo)航結(jié)構(gòu)都與經(jīng)常使用的PowerPoint很相似，對于計(jì)算機(jī)操作技能不是特別高的教師同樣具有易上手性。這次課件的開發(fā)就是選用CourseLab快制工具進(jìn)行的。

在使用CourseLab進(jìn)行課件制作的過程中，通過它的編輯界面可以看到，CourseLab將常用的一些空間都統(tǒng)一集中在對象庫中，并且可以通過拖拽方式，利用鼠標(biāo)直接將所需的控件添加到編輯窗口中，使得文字、圖片、動畫、FLASH、超鏈接等元素的插入變得非常方便。對象屬性的設(shè)置也不需要很高的編程能力，通過在控件上雙擊鼠標(biāo)，就可以進(jìn)入彈出界面對相關(guān)屬性進(jìn)行設(shè)置，操作過程簡單明了。在人物對話情景設(shè)置中，可以把錄制的聲音導(dǎo)入，同時(shí)根據(jù)語速調(diào)整人物對話文字的顯示時(shí)間，并且對話人物有著豐富的面部表情，可以根據(jù)不同的情景進(jìn)行設(shè)置，可選擇的人物形象也比較多，制作的課件生動活潑。與學(xué)生進(jìn)行交互的測試和評估單元，通過六類題型創(chuàng)建測試題目，包括單項(xiàng)選題目、多項(xiàng)選題、填空題、排序題、數(shù)字填空題和連線匹配題，題目形式豐富多樣，可以在每道題接到過程中給出解答，或者在題目錢不解答完畢后給出得分及分析，通過預(yù)設(shè)的學(xué)生和教師信息，可以將分?jǐn)?shù)直接上傳至責(zé)任教師郵箱，同時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，方便相互交流。題目解答完畢后，學(xué)生也可以進(jìn)入相關(guān)章節(jié)進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)，更加有針對性。課程的打包和發(fā)布符合AICC或SCORM標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)布為CD-ROM、HTML以及可導(dǎo)入的LMS的課程包等相關(guān)形式，滿足課程的需要。

三、《Aduino簡介》網(wǎng)絡(luò)課件制作

在這里以Arduino系列課程中的第一章《Arduino簡介》的制作過程為例，說明網(wǎng)絡(luò)快制課件的開發(fā)過程。

（一）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)教學(xué)理念和教學(xué)方法，以教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容以及和學(xué)生的交互方式為引導(dǎo)來進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要要體現(xiàn)新的教改成果，具有規(guī)范性、邏輯性和條理性?！禔rduino簡介》根據(jù)課程的性質(zhì)，主要以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以“興趣”為導(dǎo)向，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程課內(nèi)外結(jié)合的特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生主動利用課外時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)的積極性，達(dá)到課程目標(biāo)。

（二）教學(xué)內(nèi)容的確定

教學(xué)內(nèi)容共分為四個(gè)部分：第一部分為理論部分，首先對Arduino的開發(fā)背景、主要特點(diǎn)等進(jìn)行介紹；第二部分為案例展示，通過一些新奇有趣的Arduino案例引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；第三部分為主要功能的講解，主要是介紹Arduino平臺，包括硬件和軟件兩部分，以及面包板、LED、電阻、傳感器等其他元器件；第四部分則是通過一個(gè)實(shí)例，帶領(lǐng)學(xué)生共同完成一個(gè)Arduino作品，是同學(xué)們真正領(lǐng)略Arduino的魅力。

（三）素材的準(zhǔn)備

主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：腳本的撰寫和素材的收集制作。在腳本的撰寫環(huán)節(jié)主要是把需要講解的內(nèi)容都用文字撰寫出來，包括文字中需要插入的圖片、聲音、動畫、超鏈接等信息都要有所體現(xiàn)，本課程中，文字以簡明扼要為主，體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課件的特點(diǎn)，多采用動畫、圖形等形式，生動活潑。素材的準(zhǔn)備則是包括圖形的設(shè)計(jì)、案例的收集、聲音和視頻的錄制等環(huán)節(jié)。圍繞具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，采取諸如文字講解、聲音敘述、動畫展示、視頻表現(xiàn)等多種教學(xué)方式，全方位的展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（四）功能實(shí)現(xiàn)

主要是通過快制工具CourseLab來對既定功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。充分利用CourseLab的素材庫和相關(guān)多媒體體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，第一部分理論部分采取圖文結(jié)合以及配合動畫人物講解的形式實(shí)現(xiàn)；第二部分主要是文字介紹以及插入案例的超鏈接；第三部分通過圖文、動畫的形式對Arduino平臺進(jìn)行講解；第四部分則主要是通過錄制的視頻，并在視屏中設(shè)置斷點(diǎn)，引出問題，來帶領(lǐng)學(xué)生一同完成Arduino作品。整個(gè)功能實(shí)現(xiàn)包括內(nèi)容層級的確定、各部分內(nèi)容的相互鏈接、課程內(nèi)容的展示、功能按鈕的選擇、頁面框架的制定等內(nèi)容。

在《單片機(jī)技術(shù)》課程中引入Arduino，并結(jié)合一定的編程、模電、數(shù)電、傳感器的知識進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過課程實(shí)踐提高學(xué)生的動手能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也為單片機(jī)以及后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。而在教學(xué)過程中應(yīng)用CourseLab快制網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)Arduino系列課程滿足了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要，使學(xué)習(xí)過程脫離時(shí)間空間的限制，使用多媒體手段形象的展示了Arduino項(xiàng)目開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)及注意點(diǎn)，供課后學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)，并通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)并對學(xué)生的問題提供實(shí)時(shí)的解答，整體教學(xué)效果良好，可以滿足培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)發(fā)展要求的創(chuàng)新性人才的教學(xué)需要。

（作者單位：1.西安廣播電視大學(xué)；2.中國重型機(jī)械研究院股份公司）

參考文獻(xiàn)：

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