“检测技术”课程多媒体网络课件的研制

“检测技术”课程多媒体网络课件的研制

况迎辉¹　周杏鹏²　祝学云¹

（1.东南大学仪器科学与工程系，南京　210096；

2.东南大学自动控制系，南京　210096）

①本文原发表于《电气电子教学学报》，2005年8月第27卷第4期。

②作者简介:况迎辉（1969—　），女，四川涪陵人，博士、副教授，从事“检测技术”课程教学，研究方向为测试计量技术及仪器、机器人临场感技术；周杏鹏（1951—　），男，江苏宜兴人，教授、博导，“检测技术与自动化装置”学科带头人，研究方向为检测技术及智能系统；祝学云（1962—　），男，江苏南京人，高工，实验室主任，从事“检测技术”课程实验教学。

摘　要　“检测技术”是随着测控技术及其他相关技术的发展而开展起来的、具有高度综合性和实践性的课程，是我校自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化等本科专业的主干课或主要专业方向课，是东南大学精品课程。为此我们精心设计和制作了多媒体网络课件，该课件提供生动活泼、内容丰富、理论与实践紧密结合的多媒体课程资源，投入使用后明显提高了教学效率，改善了教学效果，并为学生自主学习创造了良好的环境。

关键词　网络课件　检测技术　多媒体课件

中图分类号　G434　文献标识码　A

文章编号　1008－0686（2005）04－0084－04

引　　言

“检测技术”课程的历史可追溯到20世纪80年代初，此课程涉及的专业领域宽，理论紧密结合工程实践，面向工程应用。目前是我校自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化等本科专业的专业主干课或主要专业方向课，其他专业如机械工程及自动化、动力热能工程等也有类似内容与名称的课程。

经过多年的探索和改革，该课程目前重点讲述内容包括:常见工程参量和常见成分量的检测原理和检测方法，这些方法的特点与适用场合，以及如何依据被测对象合理确定测量方案、选择合适的传感器和有针对性地设计信号调理电路等。本课程在2000年获得江苏省二类优秀课程，于2004年编写出版了“十五”国家级规划教材《现代检测技术》^［1］，并被评为东南大学精品课程。

近几年随着“宽口径、通才教育”模式的贯彻执行，专业课教学学时都有一定的减少，“检测技术”课程的课内学时也从原先的64学时压缩到48学时或32学时。而作为自动化、信息化基础的检测技术，人才需求与日俱增，技术发展迅猛，涉及知识面更广，因此课程内容不减反增。在这种形势下，如何提高教学效率、改进教学方法、提高课程教学质量，成为本课程改革和建设的紧迫课题。故此，我们以周杏鹏教授主编的“十五”国家级规划教材《现代检测技术》为基础，精心设计制作了“检测技术”网络多媒体课件。

一、课件的设计

鉴于网络教学具有信息的广泛性、对象的广泛性、教学的异步性和教学过程的离散性等特点［2］，我们在课件制作中注意遵循以下原则:（1）以课件为教学内容服务为依据，化难为易、化繁为简、化抽象为具体，避免过分关注效果渲染，华而不实；（2）内容安排兼顾针对性和开放性，减小教学对象参差性和教学过程离散性的负面影响；（3）以巩固基本知识为基础，以激发兴趣、启发创造性思维为目的。

1.脚本设计

脚本设计指根据课程特点、教学目标和教材内容，确定课件构架，合理安排课件内容，并根据内容选择恰当的表现形式。归纳一下，包括素材的搜集整理和组织形式的设计。对于素材选取，教师需要有丰富的课堂教学经验，清楚地了解课程的大纲要求及每一章节的教学内容、基本要求、高层次要求、重点与难点等，同时还要在网络教学环境下将上述内容清晰地展示给学生。素材组织则是通过脚本编程，将网页中的文字、视频、声音、动画等有机组合，达到文、声、图、像并茂的效果。

本课程是一门实践性很强的专业课程，与工程实际有着密切的联系，由于学时和传统课堂教学的限制，大量工程实例难以较全面地展示给学生，而网络课件则可发挥出高效、立体、色彩丰富、动静结合等特有的优势，因此，我们结合教学内容，在网络课件设计中插入了大量典型和新颖的工程实例。

2.界面设计

界面设计好坏直接影响视觉效果和教学效果，我们将本课件的界面风格定位在直观清晰、使用方便两方面。绝大多数为静态网页，包括课件演示，采用Fireworks编写^［3］；而动态网页则使用ASP脚本编程语言实现^［4］。页面布局清楚反映出课件内容构架，整体风格保持一定的一致性，另外让学习者可以在任何位置方便地到达需要的章节以及链接获取所需的资料。版面整齐，采用清淡的冷色调或中间色，适当配以少量暖色，使学习者不易产生疲劳。图1为首页样式。

本课件内容构架包括首页、课程概况、师资队伍、课程学习、电子习题、综合测试、答疑讨论等。此外，学习者还可了解到本课程的精品课程建设情况，也可以链接到课堂教学的视频录像。“创新园地”中介绍学生开展的课外科技创新活动及成果，通过视频和图片介绍学生的科技活动、科技竞赛作品，使学习者进一步了解本课程的学习应用情况。

图1　“检测技术”网络课件首页

3.“课程学习”的设计“课程学习”是课件的主体部分，分章节进行编写。我们此前已经用Authorware制作了多媒体的课堂教学课件，Authorware基于流程化设计的思想，在界面设计、图像、动画、视频、声音等媒体元素的制作与处理方面有着明显的优势，且可直接发布到网上实现交互，因此是目前较为流行的多媒体课件制作工具。但直接将Authorware课件挂到网上后运行速度很慢，影响交互能力，并不方便，故此我们用Fireworks重新将课件实现为网页形式，不仅界面清晰，而且可以迅速翻页和链接，如图2所示。

图2　“检测技术”网络课件课程学习页

“课程学习”的设计虽然以课件为主，但我们注意避免直接将教材搬上课件，而是重视创设学习情境，强调用资源支持“学”。其中非常重要的一个特点就是将来自工程应用的实例穿插在各个章节的教学内容中。例如在“液位测量”一章介绍到一种非接触式超声波液位计。非接触式超声波传感器在非洁净液体、腐蚀性液体、高黏性液体等的液位检测中具有重要应用价值，但是超声波液位计的测量精度与声速紧密相关，而声速在环境温度、湿度变化时也将产生波动。因此，较高精度的超声波液位计均要考虑现场温度、湿度变化对声速的波动的影响，并对此进行补偿或校准。图3为该超声波液位计前端传感器和校准声速标准杆安装方式照片，将其放在网页上并配以必要的文字说明即可使学生很快获得直观印象，明白校准声速的工作原理。图4是该液位测量系统的工作流程图，显示出超声波液位计的系统组成、工作原理和工作流程。通过动画方式可以清晰地显示超声波液位计测量液位时的电—声—电信号转换与信号处理、显示过程，非常直观、形象、生动。通过短短的几分钟便可让学生获得超声波液位计系统组成、工作原理、使用方式、安装方式等整体、全面的知识。其次能够照顾到不同程度的学习者的要求，自行掌握学习节奏和自由选择学习时间。

除图文形式的课件外，课堂教学录像也以流媒体的方式挂到网页上，供学生选择播放。

图3　超声波液位计安装照片

4.“电子习题”与“综合测试”的设计

“电子习题”的作用类似课后练习，由于本课程的特点，习题中除基本概念和理论的复习外，还有综合性设计性练习。各类习题都配有参考性解答分析，综合性设计性题目给出提示性的资料，有些则采用动画技术制作成为漫游形式，引导学习者方便地自学。

图4　超声波液位计工作流程

“综合测试”则是学习者对学习情况进行自测的环节。网络课件要求服务器能够对用户需求作出响应，而基于Web的ASP脚本语言完全能够满足用户这一要求，实现网页的动态管理。我们预先采用数据库管理工具Microsoft Access编制题库，题目有多种类型，但主要是客观题形式，面向基本概念和理论，而对综合设计题，则进行适当分解，便于学习者将主观思考进行客观表达，为自动阅卷评分带来方便。ASP中通过简便快捷的ADO（ActiveX DataObjects）接口访问数据库^［5］，可根据学习者的需求随机生成不同的习题、自测试卷等，还自动阅卷评分、生成统计结果。

5.“答疑讨论”的设计

答疑讨论是学生与老师以及学生之间的交流渠道，设计为既可以实时也可以非实时的交互方式。学生提出的问题，师生之间及学生之间可以实时发表见解，对于一些共性问题，教师也可以用公告板的形式非实时地进行公告解答。此外，师生之间的联系还可以通过邮件形式实现。

二、课件的特点

该网络课件作为课程立体化教学的组成环节之一，是教材和课堂教学的补充和延伸，为学生课后复习和深入学习提供良好的平台和丰富的资源。其突出特点是:

（1）内容深度和广度、稳定性和发展性、理论性和实践性、内容和形式等关系安排处理得当，使课件能够较好地为课程服务。

（2）深入贯彻加强工程实践性的思想，加入工程实例的介绍和分析，并辅以生动的表现形式，有效弥补了课堂教学的不足。

（3）通过丰富的资源和开放性设计创设情境，支持学生探索学习和创新思维，为个性化培养和高素质工程人才培养提供了可能。

三、结论

该网络课件是在对课程特点和教学目标进行认真分析的基础上，由任课教师群体为主体，围绕教材并广泛搜集工程应用资料设计而成的。课件自2004年7月完成1.0版后，目前除东大本校使用外，已被南京理工大学、河海大学、武汉理工大学、南京工程学院等兄弟学校用于“检测技术”课程课堂教学，受到应用师生的好评。我们将在使用过程中逐步完善与扩充，希望不久的将来更新版本的课件能够成为更多从事“检测技术”课程教学与学习的师生的良师益友。

参考文献

［1］周杏鹏，仇国富，王寿荣等.现代检测技术［M］.北京:高等教育出版社，2004

［2］张少刚，王淑娟.数字化学习与教学时空的有效变革［J］.远程教育杂志，2005（1）:12－14

［3］本书编委会.网页制作Fireworks 3［M］.北京:电子工业出版社，2000

［4］石志国，王志良等.ASP精解案例教程［M］.北京:清华大学出版社，2003

［5］樊建.ASP.NET＋ADO.NET项目开发实例［M］.北京:清华大学出版社，2004