井亞鵲 楊百龍 徐東輝 潘蕾 張峰干

摘 要：圍繞“通信原理”多媒體教材設(shè)計與應(yīng)用，系統(tǒng)分析了多部獲獎多媒體教材的構(gòu)成及特點，構(gòu)建了教材資源庫，設(shè)計了教材結(jié)構(gòu)框架，給出了具體制作過程，總結(jié)了本教材特色亮點。

關(guān)鍵詞：通信原理；多媒體教材；結(jié)構(gòu)框架

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）04-0080-03

Abstract： Many award-winning multimedia teaching material composition and characteristics are analyzed， based on the design and application of multimedia teaching materials of the communication principle course. The teaching material resources library is constructed， the structure of the teaching materials are designed， and the specific production process is listed. Finally， the characteristics of this textbook highlights are summed up.

Keywords： communication principle； multimedia teaching materials； structure frame

多媒體教材是以文字、圖像、聲音及視頻等形式來表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，以計算機存貯技術(shù)為載體的一種程序化的電教教材。它利用現(xiàn)有的多媒體技術(shù)來展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容生動、直觀，更容易理解[1]。其特點是界面豐富多樣，可隨機點擊進入；其優(yōu)勢是方便、靈活，展現(xiàn)了以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的雙向互動式教學(xué)模式。由于通信原理課程內(nèi)容抽象，公式繁瑣、概念多，即使學(xué)員在課堂上理解掌握了基本原理與概念，但過一段時間以后，很多概念又會混淆，并且很難形成通信系統(tǒng)的概念，不能達到預(yù)期的教學(xué)效果。為了使抽象內(nèi)容具體化，重點概念系統(tǒng)化，通信過程直觀化，方便學(xué)員課后自學(xué)及進行網(wǎng)絡(luò)課程教育，課程組編寫了通信原理多媒體教材。下面，筆者就設(shè)計制作“通信原理”多媒體教材的過程，談?wù)劯邢肱c體會。

一、收集整理相關(guān)資料，構(gòu)建教材資源庫

豐富的課程資源是建設(shè)多媒體教材的基本支撐，也是開展多媒體教材建設(shè)的首要任務(wù)。在收集整理課程資源時，要注意將不同資源分門別類，建設(shè)多個資源庫，方便后期資源調(diào)用和教材制作，提高教材設(shè)計制作效率[2]。在通信原理多媒體教材建設(shè)中，根據(jù)課程特點和教學(xué)需要分別建設(shè)了圖片、動畫、視頻、實驗、試題、教材等多個資源庫。首先，在教學(xué)準(zhǔn)備過程中，為了將通信原理知識與實際通信設(shè)備應(yīng)用相結(jié)合，拍攝了大量的通信設(shè)備圖片，為了說明實際通信過程中各種噪聲的來源及其在時域與頻域中分布特點，下載大量的噪聲實例圖片，將這些圖片整理建成圖片庫；其次，為了方便學(xué)員理解相關(guān)知識點，圍繞模擬調(diào)制、模擬信號數(shù)字化、基帶傳輸、頻帶傳輸?shù)戎饕獌?nèi)容制作了大量的二維Flash動畫，將這些動畫組成動畫庫；再次，為了了解國內(nèi)外著名大學(xué)通信原理課程地教學(xué)情況，學(xué)習(xí)其他老師的先進教學(xué)方法，下載了部分具有鮮明特色的外校著名教授講課視頻，對其進行認(rèn)真分析研究，吸取各位老師地教學(xué)專長，結(jié)合自己的教學(xué)實踐經(jīng)驗及對知識的理解，形成具有鮮明的個性特點的教學(xué)模式；為了學(xué)員了解通信的發(fā)展史，下載了包括無線通信、衛(wèi)星通信、移動通信及未來通信等相關(guān)內(nèi)容的視頻資料，并建立視頻資料庫；通信原理課程不僅僅是一門工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)員掌握通信的基本原理、概念和基本知識，還旨在培養(yǎng)學(xué)員的動手能力和綜合運用知識能力，課程組組織學(xué)員用Matlab語言編寫了通信系統(tǒng)軟件仿真程序，針對通信原理實驗箱（南京捷輝公司的JH5001通信原理實驗箱）開發(fā)了硬件實驗，并建成由仿真軟件和硬件實驗組成的實驗庫；為了擴大學(xué)員的知識面，方便教員和學(xué)員查閱資料，搜集整理國內(nèi)外著名電子版《通信原理》教材，并建設(shè)教材庫；改革考核方式，建設(shè)課程試題庫，將原來的教員命題改為試題庫命題，盡量減少人為因素考試公平性的影響。

二、認(rèn)真學(xué)習(xí)成功案例，總結(jié)先進經(jīng)驗

為了適應(yīng)教學(xué)訓(xùn)練改革發(fā)展，許多院校近年都廣泛開展了多媒體教材評選活動，涌現(xiàn)了一大批特色鮮明、質(zhì)量優(yōu)良的多媒體教材，認(rèn)真學(xué)習(xí)研究這些成功案例，總結(jié)其特點規(guī)律，可以為教材設(shè)計制作提供直接借鑒，極大提高教材建設(shè)效率和質(zhì)量。在“通信原理”多媒體教材設(shè)計過程中，重點學(xué)習(xí)研究了獲獎多媒體教材《擴頻通信系統(tǒng)》《衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)》及《潛艇救生》等多媒體教材，發(fā)現(xiàn)這幾種教材都有以下特點：第一，其內(nèi)容一般均包括基本教材、實例應(yīng)用、相關(guān)網(wǎng)站、參考教材、講課視頻及考試系統(tǒng)等方面，其中基本教材是多媒體教材的重要內(nèi)容，它既體現(xiàn)教材內(nèi)容的完整性，又體現(xiàn)了表現(xiàn)手法的風(fēng)格和特色，還展現(xiàn)了知識與生活實例和軍事應(yīng)用的緊密結(jié)合；第二，在表現(xiàn)手段上雖然均采用了聲音、視頻、三維動畫和圖片等方法來展現(xiàn)教材內(nèi)容，但是各種教材又均有自己的特點，例如《擴展頻譜通信系統(tǒng)》教材主要通過框圖和文字來展示擴頻通信系統(tǒng)的基本內(nèi)容；《衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)》通過三維動畫和文字來展示教材內(nèi)容；而《潛艇救生》應(yīng)用三維動畫做出教材的全部內(nèi)容，使抽象、枯燥、難于理解的教材內(nèi)容變得形象、生動、直觀，最后又通過一個考試系統(tǒng)對學(xué)員掌握知識的情況進行了考核與評價。通過學(xué)習(xí)、分析這些優(yōu)秀多媒體教材，再結(jié)合通信原理課程自身的特點以及多年的教學(xué)經(jīng)驗，確立了《通信原理》多媒體教材的基本建設(shè)思路。

三、科學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)框架，準(zhǔn)確把握教材內(nèi)容和風(fēng)格特色

多媒體教材的結(jié)構(gòu)框架決定了多媒體教材的基本建設(shè)思路及側(cè)重點，并且通過具體內(nèi)容的填充進一步展現(xiàn)教材的風(fēng)格特色，從而達到一定的教學(xué)目的[3]。經(jīng)過縱向比較和橫向分析，筆者認(rèn)為在“通信原理”多媒體教材中主要內(nèi)容應(yīng)該涵蓋以下幾點：第一就是要素要齊全，即包含六大要素：基本教材、仿真實驗、相關(guān)教材、復(fù)習(xí)自測、視頻資料、相關(guān)網(wǎng)站，其中基本教材、仿真試驗和復(fù)習(xí)自測是重點建設(shè)內(nèi)容；第二是內(nèi)容完整，這里的內(nèi)容完整主要指基本教材來講的，要求教材基本內(nèi)容要涵蓋“通信原理”課程三大部分共五個章節(jié)，即通信的概念、模擬通信傳輸系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字傳輸、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)。另外，為了方便學(xué)生課后自學(xué)，還在多媒體教材的基本內(nèi)容部分鏈接了課堂教學(xué)課件，方便學(xué)生進行比對、學(xué)習(xí)。第三要特色突出，結(jié)合前期的分析和研究，以及手頭現(xiàn)有的資料，課程組決定將基本教材部分用Flash動畫展現(xiàn)出來，再配以通俗易懂的語音說明，使教材個性鮮明，特色突出。第四要亮點鮮明，編寫多媒體教材的目的，一方面在于對基本理論知識的掌握，另一方面在于能力的培養(yǎng)，為了加深學(xué)員對通信基本知識的理解，培養(yǎng)學(xué)員的軟件應(yīng)用能力和硬件設(shè)計能力，提高學(xué)員的動手能力，初步培養(yǎng)創(chuàng)新能力，我們設(shè)計了實驗環(huán)節(jié)，通過學(xué)生自己編寫的通信系統(tǒng)仿真程序和設(shè)計的硬件實驗展現(xiàn)本教材的亮點，充分體現(xiàn)了能力培養(yǎng)的重要性和必要性。第五要功能齊全，根據(jù)課件功能要求，各屏幕要均要具有返回、導(dǎo)航、聲音控制開關(guān)以及幫助功能。其中導(dǎo)航部分，可以導(dǎo)航到任意位置。

四、結(jié)合總體設(shè)計思路，精心制作多媒體教材

一旦確定了多媒體教材的總體設(shè)計思路，就可以根據(jù)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)框架加入具體的內(nèi)容，充實多媒體教材的各大模塊。課程組負責(zé)人按照六大建設(shè)要素，將各項工作分門別類，查漏補缺，組織人員快速補齊資料，制作多媒體教材（如圖1）?；窘滩淖⒅丶訌妼W(xué)員對知識的掌握和難點與重點內(nèi)容的理解，因此教材中多采用Flash動畫來一步一步展現(xiàn)信號在各種通信系統(tǒng)的變化情況；實驗環(huán)節(jié)注重對學(xué)員的動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，采用通信系統(tǒng)軟件仿真和通信原理硬件實驗（如圖2）相結(jié)合的方式來加深理解和掌握通信原理的重要知識點，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉其動手能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，培養(yǎng)探索與創(chuàng)新精神，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際與獨立分析、解決問題的能力；視頻資料不僅注重擴展學(xué)員的知識面，幫助學(xué)員了解通信的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展，還注重借鑒地方著名院校的先進經(jīng)驗，錄制并下載大量的講課視頻，方便學(xué)生自學(xué)；復(fù)習(xí)自測注重通過多種方式，檢驗學(xué)員學(xué)習(xí)效果，針對每個章節(jié)的知識點與難點，編寫了包括填空、選擇、簡答、計算、畫圖和綜合等六種題型約800道試題的試題庫，通過課后練習(xí)和自行測試，學(xué)員可以隨時了解自己對知識點的掌握程度；相關(guān)教材注重收集國內(nèi)外經(jīng)典的通信原理及系統(tǒng)方面電子教材，方便學(xué)員了解國內(nèi)外知名院校通信原理課程的教學(xué)特點。

五、教材亮點總結(jié)

通過Flash動畫和視頻，直觀展現(xiàn)抽象的課程內(nèi)容是本教材的亮點之一。通信原理教材因為分析信號在通信系統(tǒng)中的變化情況，這種變化單靠文字描述比較抽象，學(xué)員理解起來比較困難，為了使學(xué)員快速、準(zhǔn)確掌握教材內(nèi)容，制作了大量的Flash動畫詮釋教材內(nèi)容，使抽象內(nèi)容直觀化，晦澀的內(nèi)容形象化，即加強了學(xué)員對知識的理解，又提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

通過實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)員能力是本教材的亮點之二。學(xué)員由于個體差異及興趣愛好的不同，可以針對性選擇完成通信系統(tǒng)軟件仿真實驗和硬件設(shè)計實驗，培養(yǎng)綜合分析能力，軟件設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

通過復(fù)習(xí)自測題庫，對學(xué)員學(xué)習(xí)效果和教員的教學(xué)效果進行及時客觀評價是本教材的亮點之三。復(fù)習(xí)自測題庫既可以隨時檢測學(xué)員對知識點和難點的掌握，又可以促進和引導(dǎo)學(xué)員的平時學(xué)習(xí)和考前復(fù)習(xí)。

通過學(xué)員全方位參與，擴展學(xué)員動畫制作能力和音頻、視頻處理能力是本教材亮點之四。在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)有部分學(xué)員對動畫制作、音頻和視頻處理感興趣，因此在本教材的制作時，吸收多名學(xué)員參與到課件制作過程中。例如本教材的部分Flash動畫制作、音頻與視頻剪輯、配音等都是由本科學(xué)員完成的。經(jīng)過如此的鍛煉，不僅使參與學(xué)員的動畫制作能力、音頻和視頻處理能力得到很大的提高，還在多媒體教材制作完成后，激勵了部分未參與學(xué)員想要掌握一兩門特殊技能的學(xué)習(xí)積極性。

總之，通信原理多媒體教材通過豐富、科學(xué)、直觀的內(nèi)容呈現(xiàn)，簡便、快捷的操作方式，美觀、大方的制作界面，即向全體學(xué)員展現(xiàn)了該課程的教學(xué)內(nèi)容，又針對學(xué)員的興趣愛好和個體差異，培養(yǎng)學(xué)員的動手能力和創(chuàng)新性思維。

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