电力机车制动机实训课件的设计与开发

闫丽芳 黄小明 张颖怡

西安铁路职业技术学院 陕西西安 710014

电力机车制动机实训课件的设计与开发

闫丽芳 黄小明 张颖怡

西安铁路职业技术学院 陕西西安 710014

从高职院校实训课程的特点出发，结合电力机车制动机综合实训课程，以DK-1型电空制动机单机日常实验课件的设计与开发为例，着重说明实训课程课件的设计思路及开发环境的选择。

实训课程；课件设计；开发

实践教学是高职院校培养应用型人才的必要保证，也是教学过程中一个重要的环节。随着高职院校办学规模的不断扩大，实践教学环节的矛盾日益突出，实训设备日显紧张，搞好实训环境建设的问题显得非常重要。而利用现代教育技术，能将声音、文字、图形、动画、视频等素材整合起来，产生动态和形象、色彩丰富的演示画面，并能让学生主动操作，使学生产生浓厚的学习兴趣。因此，开发实训多媒体教学课件，构建虚拟教学环境，实现有实时反馈的参与式训练有助于实训教学的开展，提高学生操作技能。

1 电力机车制动机实训课程面临的“尴尬”

电力机车制动机课程是铁道机车车辆专业的一门主干课程。学生学完DK-1型电空制动机的组成、控制关系以及各部件的结构和作用原理之后有综合实训课，要求学生掌握DK-1型电空制动机日常检修检查的基本操作。

实训课程非常注重学生操作技能的培养，多采用传统的“示范+模仿”的教学模式。而在教学中存在2个突出的问题：(1)教师不能深入实际工作环境中进行示范与演示，这与列车运行工作现场有一定的区别，学生得不到真实的体验；(2)电空制动机的操纵需要整个电力机车制动系统的支持，一般学校仅有2～3套设备，学生在实训时比较集中，不能满足众多学生练习的需要。

如何让学生能够在虚拟的环境中进行操练，确保实训教学质量，解决这一突出矛盾的办法是利用多媒体交互技术的强大功能，开发一套适合于实训教学的多媒体课件。因此，结合我院实际情况，开发集现场演示、学生自主练习为一体的教学课件非常必要。

2 电力机车制动机实训课件的设计

课件开发的最终目的是为教学服务，而好的设计思路决定了一个课件的应用价值。在课件设计时应遵循其教育性、科学性及艺术性原则，从教学的目的出发，有针对性地进行设计，从而达到满意的教学效果。

2.1 课件教学设计

根据建构主义学习理论，动作技能的学习，不仅需要通过反复操作练习进行强化，还需要学生置身于真实情境中进行技能方面的构建。因此，构建一个真实的学习情境、问题情境，使学生产生学习的需求进行自主学习，自主测评，达到主动建构知识意义的目的。

电力机车制动机综合实训课程，属于动作技能领域的教学，特别适合使用“示范+模仿”的教学策略。该策略的开展主要步骤是定向—参与性练习—自主练习—迁移。因此，该课件设计时，要以学习者为主导，学生需要了解操作规程；然后进行参与性练习与自主练习；在迁移阶段，不仅能独立完成动作技能的操作步骤，还能将该技能应用于相类似的工作情景。另外，要关注教师的演示与指导，找准实训操作教学中的难点和重点，利用多媒体技术将教学过程在计算机网络上实现。另外还要关注创设接近真实的情景，促进学生主动建构知识意义，要建构交互式的模拟练习情景，让学生参与练习，并能实现即时反馈。

2.2 课件结构设计

为了方便实训教学的应用，在课件结构设计时，一要注意结构合理、清晰，符合学生的认知规律，使之在学习过程中既能演示又能操作练习，并能激发学生学习兴趣，启发思维，达到参与、体验、练习的目的。二是要便于计算机实现，学生操作方便。

为此，以DK-1型电空制动机单机日常实验课件为例，围绕实训操作流程，从学生了解、体验、实践、测验4个自主性的环节分别设计了课件说明、操作规程、视频演示、模拟训练、自我测验5个主要部分。课件说明介绍该实验的意义、目的，学习者从中可以了解该实验的重要性及实训要求、实训目标；操作规程也要求学生了解操作工具、工作位、操作准备和注意事项；视频演示部分通过自主观看现场视频演示的方式进行体验，体验真实的工作环境；模拟练习则是动手实践的环节，学习者可以操纵电空制动控制器、空气制动阀手柄，在各个工作位间的顺序转化。自我测验用于自主检测，并能在线统计成绩，及时得到反馈。

2.3 课件交互设计

课件的交互方式是指学习者与课件(机器)之间交互信息的组织形式或语言方式，也称为人机交互方式。常用的人机交互方式有：文本输入、对话框对话、菜单技术、命令语言、表单技术、查询语言、自然语言、图形方式及直接操纵等。为了提高学生的参与度，真正实现操纵练习，笔者设计了直接操纵的交互方式。DK-1型电空制动机单机日常实验课件通过一个完全仿真的自主操作型Flash来完成。2个闸把操作时配有现场操作声音，学生在自主学习时可以体验真实的场景，在操作失误时会及时提示。在学生模拟练习过程中，可以从头开始操作，返回上一操作位即可进行下一步操作。

对测验评判要进行交互设计，确定了与学习者对话的方式，及时提示正误。测验时，需要点击提交按钮方可计入测验成绩；点击上一步实现不同题目间的切换，当提交完毕后可以对测试题目进行判断，题目测完可以查看总成绩及检测自己的测验。

2.4 课件界面设计

界面设计即对屏幕上将要显示的信息的布局进行设计。包括主菜单、不同级别的操作按钮、教学信息的显示背景、翻页和消屏方式等。

结合DK-1型电空制动机和教学对象的特点，在设计时要以机车图片、制动机操作现场为素材的课件背景，合理地选择教学媒体信息，充分利用文本、图形、图像、动画、视频等媒体。如可以将具有机车制动特色相关的课件动画片头吸引学生学习兴趣。

导航策略的设计要确定课件的主菜单或子菜单，以及屏幕内各要素间的跳转关系，屏幕之间的跳转关系，确定屏幕内菜单的返回，屏幕向结束的跳转关系。用于高职实训课件设计时，导航要清晰、便捷，每部分都有返回主菜单的按钮。其翻页和消屏方式不宜过于花哨，防止喧宾夺主，简单即可。

3 课件开发环境及关键技术

为了使课件在制作中更好地体现课件设计思路，选择合适的课件开发和整合工具非常重要。在课件开发环境上要选择功能强大的课件整合工具，能集成音频、视频、动画、图片、文本等多种素材。在课件制作时，突破关键技术难点，实现课件设计的要求。

3.1 课件开发环境

DK-1型电空制动机单机日常实验课件主要采用Adobe Captivate，Flash制作工具制作。Captivate软件是Macromedia公司出品的一款录制屏幕、制作Flash模拟软件交互操作的工具，支持在课件中加入自定的文字说明、音效(旁白、背景音乐及声音效果)、视频、Flash动画、文字动画、超级链接及更多项目，还可根据需要添加个性化的测验，根据学生回答情况给予相应的反馈信息，最终统计测验的得分情况，轻松实现交互式的模拟教学。

Captivate能输出交互式SWF文件格式的作品，Captivate制作的课件对网络运行环境要求低，运行播放简便。具有文件小、分辨率高的特点，是一个高效便捷的课件制作工具，并可用Captivate轻松建立具有远距离互动教学功能的E-learning内容，如制作完全互动问答投影片和可自定的随堂测验课件等。该课件将各种素材按照课件脚本进行整合，制作了交互式测验题。生成的课件可以很容易地发布成一个独立运行的课件，并能生成在线网页，使用IE浏览器就可以播放，允许跨平台使用。

3.2 课件关键技术

图片是课件中不可缺少的元素。电空制动机日常实验课件中的图片采用数码相机拍摄其实物，并通过网络等形式收集图片素材，利用Photoshop进行处理。

视频在我院铁道部机车司机培训基地的机车上拍摄，摄制了机车的真实现场操作演示。采集后的视频经过Pinical进行后期编辑，制作了一个“五步闸”实验的完整操作视频和5个分步操作视频演示，并发布为Captivate支持的FLV格式的视频文件。现场音频录制完成后利用Gold wave软件进行剪辑，将多个操作步骤的音频文件独立制作成MP3格式。

动画均采用Flash制作。其中片头动画比较简单，多为形状渐变、位置渐变，模拟练习中的动画采用Flash script制作。利用“鼠标跟随”的技术制作了电空制动控制器及空气制动阀两个手柄的操作；每个操作完成后的声音文件。

交互式练习题采用Adobe Captivate制作，制作出的习题基于人机交互模式，会自动新增互动计分和指导意见回馈，判断学习者的表现。且操作极为简易，不需要任何编程或设计的技巧。根据学生回答情况给予相应的反馈信息，最终统计测验的得分情况，以促进学生熟悉和巩固学习成果。

4 结束语

简明实用的实训教学课件，可以使实训环节的学习和练习更为形象直观，评价手段更为灵活。学生置身于真实的学习情境，其建构的知识与解决实际问题之间的差距将缩小，知识的迁移能力也大大提高。同时也方便学校在办学规模不断扩大，实训设备不足的情况下让学生能够在虚拟的实训环境中进行操练，确保实训教学质量的提高。但对于实训教学来说，仅停留在操作练习这一环节上还是不够的，今后应开发更多适用该课程的实训课件，完善实训的模拟评测环节，并进一步在实训教学中加以推广和应用。

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The electric locomotive brake courseware design and development

Yan Lifang, Huang Xiaoming, Zhang Yingyi
Xi'an railway vocational & technical institute, Xi'an, 710014, China

This article illustrated a way to design the courseware of training course, and how to choose the courseware development environment based on the characteristics from the training course in higher vocational colleges, combined with the "awkward" about the training course electric locomotive brake, explain DK-1 electro-pneumatic brakes single daily test courseware design and development by examples.

training course; courseware; design development

2011-03-10 稿件编号：1103070

闫丽芳，硕士，助理工程师。黄小明，本科，工程师，主任。张颖怡，本科，工程师。