基于direcor自动控制原理多媒体实验教学课件的制作

基于Director8《自动控制原理》多媒体实验教学课件的制作卢荣德陈宗海杨丽丁垚（中国科学技术大学自动化系合肥230027）摘要：本文全面地介绍了基于Director8开发的《自动控制原理》多媒体实验教学课件，详细地阐述了该课件的设计目标、实现过程及其关键技术。关键词：实验教学课件；多媒体；Director8；《自动控制原理》。引言自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。这种变革的深刻影响将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。本教学设计基础是认知学习理论，它是以教育传播过程为对象，采用系统科学方法进行的一种实验教学过程和操作程序。该实验教学软件的教学设计，就是应用系统科学的观点和方法，按照教学目标和教学对象的特点，合理地选择实际教学媒体信息，并在系统中有机地组合，形成优化的教学系统结构。该软件是根据实验教学目标设计的、表现特定的实验内容的教学媒体。它是按照呈现信息、具体实验操作、得出实验结论这样的教学路径完成实验教学任务的。呈现信息主要是呈现实验内容的教学信息，对学生进行感知。具体实验操作主要是对实验内容进行实验操作和演示说明，加强学生对实验教学内容理解和在虚拟实验环境下培养学生动手能力。得出结论主要是对所做实验内容归纳与总结，以便让学生对所做的实验内容从感性上升为理性认识。在《自动控制原理》实验教学中，经常要给出输入波形、自动控制原理实验电路和输出波形之间的信号变化关系，在具体实验中，往往要求根据输入信号和变化点找到输出信号的对应点以及信号频率、幅值变化的物理含义等，实验前在黑板上难以讲清，实验中因概念模糊又很难动手做好，造成理论与实践在具体操作中难以紧密结合。再者由于《自动控制原理》概念多、特别抽象等特点，使整个实验教学在抽象思维中不直观，学生难以理解和动手操作。若能将其电路特点、信号的物理性质，用高度概括的形式，将电路图用实物部件取代，电路信号转变为声音或可随输入信号变化的动态波形。一方面可大缩短理解时间，另一方面增强实验教学的感染力，使理论与实践在虚拟实验环境中联系得更加紧密，提高学生的实验积极性和创造性，使整个教学效果大大提高。多媒体应用软件Director、3DSMax、Authorware、ToolBook等为实现这种好想法提供了可探索的途径，本课题采用Director8进行制作的。目标分析自动控制技术是当今发展较快的学科之一，它是高等院校自动控制工程等专业学生的必修基础课。自动控制原理是一门实践性很强的技术基础课，它不仅要求学生掌握一定的理论知识，而且要求学生能够熟悉常用模拟控制器的功能，具有解决工程实际问题的能力。实验是教学中的实践环节，是实际技能的培养过程。但是实验过程中元器件繁多，内容复杂，因此可以采用计算机辅助教学对《自动控制原理》实验课程进行教学改革，已达到提高实验教学质量的目的。通过计算机辅助教学，可以把这门课程内容通过文本、图形、图像、动画、视频和声音等人们所熟悉媒体信息，把实验教学信息与学生感官联系在一起。将《自动控制原理》实验课程的内容划分为各个不同的任务，还可以将各人物划分为不同的子对象。这样就可以用多媒体教学软件呈现实验教学内容。利用实验教学软件图文并茂、声情交融、讲练结合、正误提示、界面友好以及便于操作等特点，充分调动学生的动手做实验积极性，使学生在实验中真正由被动变为主动，从而有效地提高实验教学质量。脚本编写“自动控制原理”实验传统的教学软件采用线性结构，由于这种结构只能采取顺序模式，因此限制了学生的思维方式和知识获取。大量的研究表明，人们在获取知识的思维方式是跳跃性的和联想式的。所以针对这种特点，现在教学软件都采用非线性的超媒体结构。超媒体结构包括树状结构和网状结构，若采用树状结构，可以把知识分解成知识点，他们之间并无强制性的联系，可以是孤立的。通过树状结构的组织，当学生阅读时，可以按某种逻辑关系把一部分知识点提取出来，成为有联系的，可以主动地有针对性的阅读。““自动控制原理”实验控制系统实验内容多媒体控制系统实验内容多媒体实验N实验....实验2实验1实验N实验....实验2实验1帽图1前单“控自动弦控制公原理椅”贺实验宿多媒邮体教炉学软笑件的海总体混结构垄图肝饮边由衡于多宋媒体去教学挠软件常是由挠若干悉个相廉对独身立的超单元迷组成职，每雁个单岭元都胸可用傲卡片殿的形火式来且进行琴描述治，并摆按照竖教学好过程挎的先寺后顺鼓序综可合起断来进泽行排谢序，度已形前成一治定系弦统。夜表1国是贿“叶自动圣控制区原理肾”毕实验隙多媒芒体教认学软勇件文球字稿哭本卡跃片如衬表1秩所示硬。诞序号遥内宰溪容甲多媒蚀体类浮型败呈现黎方式影1亚自承控多要媒体胁实验凡教学任课件瓦主界滥面:闸A.俊背景油图案咬；B未.伶背景悦音乐趟；C强.进漏入按淘钮。祥文本插、图蜂案、匀声音僵、动挣画裕文本箱+图泽案+依声音永+动引画庄同时冈出现斑2步教学泡课件敌目录绵界面鸽文本案、图军案、乳声音眨文本闭+图锄案+都声音卷同时呈出现猴3镰多媒酷体自骄控的恐介绍讨和特肌点；笨N个月实验肯目的茂、原码理、鱼步骤丢和结缎果；茫实验修电路新原理堤图及稍演示册波形棵图；胃每界还面的森背景违和音动乐及全各按平钮。费文本距、图傲案、那声音速、动左画、旱图形查文本聚+图煮案+体声音映+动近画+搬图形塑同时习出现文4轰自匙控多侍媒体累实验雄教学亿课件秘主界寒面:喘A.电背景供图案密；B夺.齿背景查音乐演；C匆.退使出按塞钮。貌文本冒、图顺案、部声音饼、动吗画瓣文本桐+图执案+狮声音柜+动港画肚同时计出现的表1算笋多媒玻体实猾验教洪学软摩件文上本卡喜片寨素材汪准备精朝刚该教局学软奖件的翁素材套就是死各种疯媒体移文件抵，如熄：文抱本(文Te恼xt满)垮、图抢像(献Im津ag贿e)描、动直画(因An变im苗at稼io弦n)联、声妈音（承Au值di杆o）杏等格誉式。宅这些允素材株一般朱可以怨从网禁上下余载或尺是由或别的丰专业纳软件络来完营成，毁它们邪中的匹一部虎分当还然也穴能由咽Di割re额ct扰or签8谈本身此生成胡。多炉媒体热教学斗软件码中文呀本的毁制作淡有三孤种：牛一是览利用起文字包处理部软件生进行疤键盘际录入呼：二疗是扫亏描印半刷品蜂；三产是直董接在蚂多媒稿体著胃作工动具上递输入透并进处行加火工修盒饰。积Di须re旺ct挨or竞8这所个多逗媒体统制作遇工具替就具抽有文锐本的焰输入如、编真辑、鸭排版看和修桃饰能纵力。漏图形京与图谋像是镇学生隆最容舌易接桶受的盒信息滑，一革幅图窃画可讲以形明象况、生炒动、尿直观报地表掘现出凡大量催的信剥息。孝图形庙与图蒜像是愧帮助演分析膏、理冰解教掏材和纸解释捕现象访等常销用的标媒体英元素亚。在摘教学猫中，仇往往逗需要剃利用乌动画锈来模墨拟事浴物的唤变化何过程断。在川许多筹教学痰过程众中，掀利用狐计算搭机动狂画来音表现课事物黄甚至蜓比视淋频图芹像的欺效果剖更好泡。因收此较晴完善债多媒马体实泼验教灯学软刑件都勤应配梦有动床画以玻加强矩教学榨效果姜。在总多媒粘体教难学软炉件中咸，背霉景音膨乐是忽不可鸭缺少厉组成些部分恰。多外媒体编技术滤主要间有两短种声钥音，译即波跪形声交音和厌MI霸DI诚。而性在多垄媒体隙教学因软件轧中使翼用最愉多是徒波形以声音搭(恨wa雪v厅文件水)身。倍4．歇创作困设计铁该软争件分狮为十针六个都界面阶，此球教学愿系统挖的功税能如面下：布在主摘菜单由界面叉中，家学习录者可巾以选竭择需李要学味习的绞章节价，也恼可以士选择谢退出角来结答束学洒习；埋在每航一章浊节的旅分界泥面中家可以张选择狼下一胡实验跳或该禽章电学路的刻原理脏图，斜也可同以回抓主菜招单界荷面；枕在该央教学再软件赢运行乓时，晋播放邀轻松含的背贵景音尖乐。跃在该巷教学井系统丛中使抽用的业角色洋都非乘常简宋单，步大都案是利典用D渐ir除ec耀to他r自筋己的直文本曾窗口疾创作捷出来患的，启背景证图案缠和一魂些小烟动画华角色当是从竭外部浙引入势的。家利用的Di口re睬ct暮or克的I减mp歪or帖t命阔令可僚以扒导入绝各种钳类型坝的文咬件。鸡在角养色表险中导柔入角罗色的舰步骤漆如下顽：筛打开扔Im载po贷rt壶F忘il薯es互对话零框，傻有3决种方爪式：勤在角艰色表期中选复定一训个单榆元，畜单击驳鼠标识右键确，弹暴出快霜捷菜历单，梁选择邻Im平po夸rt乘命令地。盈在角牧色表古中选巨定一解个单恰元，坑单击悬标准纲工具保栏的跳中的径导入听按钮摊。声在角挨色表稠中选利定一奶个单挽元，耽选择鸦Fi扯le杏︱I服mp察or终t命退令。攻(2宪)写在I行mp练or用t宿Fi貌le偿s锹in瓜to缸迷“耕In斑te脊rn庸al混”耗对话抚框中崇选定扒要导喉入的厨角色榆文件兆。擦(3欧)浪单击土Im苍po穴rt通按钮文，关咽闭对凑话框秩。角候色表坐窗口陵如图床2所兔示。背图2惊角巡色表掘窗口浑4忙．1咬各付界面赛的生烟成素由于布教学味系统稻是由清十六司个分泪界面犹组成笛的，梳所以螺首先筛的任哑务是由将整切个分专界面发的架贵子创腹建起豪来。拍首先缘需要伸对舞描台和桶电影族进行过一定鲁的设影置：御选竿图3饭轻人顽机接奏口框脖图白抚乎性枝则潜承膨武齿嫌涌图史4目教学字系统守分界革面伐单击凑Fi场le钓∣牙Ne剂w辅∣添Mo睛vi灶e命汗令，拉创建竟一个瓣新的叉电影诚文件堆。淘(秃2)绿单豪击M垮od鸡if湾y纲∣咏Mo以vi筑e备∣谊Pr厚op碰er植ti鸟es盯命令押，弹苗出如缸图所嘴示的住显示速Mo梦vi摔e选懒项卡霸的P病ro翁pe零rt浇y卫In警sp漆ec耗to脱r对绞话框渡。伪（3择）在希Mo锐vi悠e选徐项卡抵中，冒将电桶影舞撕台的砌大小顾设置割成6育40准×狗48超0。智其他小的设羡置可躲以使弟用D诱ir桶ec碌to厘r的土默认刷值。打芳（小4）腔保存维电影哑文件娘。陶接下潮来开牢始搭大建教肢学系窜统的都基本真结构求，具单体的版步骤搞如下其：欣饥（免1）绒选中傍第1背通道强的第皆1帧贯。挖上（证2）翁从角弄色表猜窗口流中拖君动背哀景角梨色到否舞台响上，滤调整发精灵崖的大劝小，抗使它壁能覆本盖整起个舞伙台。骑调整擦精灵里的长味度，扯使其扣为从均第1参～2队8帧渐。纺甲（幻3）船同样灶的道太理，及从角疾色表盈窗口杯中拖爪动7倍,8港,g暂if泽11拣6,敏gi秧f0园09贷角色党到舞抄台上什。可农以看隆到这贤些精甘灵在茶舞台窝上看喜起来叮由一程个白轰边界桃区域土，使煌用背舅景透寸明，得墨水败效果险可以秒去掉霞它。梢使用乐墨水躁效果恼对角涂色没梢有任丘何影嫁响。鉴选择动这些峰精灵寿，然武后按磨住C蕉tr脖l键巾并单备击鼠耕标右西键，穿弹出车墨水迈效果倚菜单侍，选挑择B礼ac沾kg舰ro峡un凯d兰Tr链an烂sp叉ar师en贱t效呼果。咸可以己看到颠精灵奉边上辽白区槽域没膝有了踏。城欢批（4液）将越7，彩gi寄f1坏16贱，g栽if汪00议9精动灵的订长度廉都调揪整为浴从1誉～2否8帧污。8格精灵助的长邮度调列整为裂从第驱5～估28健帧。喉反蜘（5仅）前宣面在浇说精零灵的饥长度轿时都科是使毒用帧壮的概叠念，瞎在D渐ir棕ec描to毕r中采还提拳供了纪更快企捷准术确的荷表示脾帧的熄方法歼，那篮就是滩标记靠（m权ar中ke去r）仆。捆际呜（6勿）在挎本软任件的喉设计咽中将度要使态用标略记。生在编疼排表酬的标干记通油道中欧，单胶击需勉要做且标记伯的地伙方，耻将会奇出现蔬一个尝小的氏倒三律角和厨一个记文本智框。打小的其倒三邪角表贿明了报标记泥的位抹置，核文本段框中膨可以蔽输入守标记维的名丛称：亩第一壤页，凑第二腹页，悉实验邪一等就。在歌标记霜通道图的第交一帧总上单宾击，制然后支在文涨本框朝中输夜入晚“训第一喉页贩”衰。通桌过以触上的有操作罚，编柏排表姑已完击成。拿这样矿第一写个界小面就规创建修完了悬，由灿于其闯他的傅界面榜创建碌方法梦都与握第一买个比母较相客似。匹4.刃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