基于director8自动控制原理多媒体实验教学课件的制作15181.docx
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1、基于Diirecctorr8自自动控制制原理多多媒体实实验教学学课件的的制作卢荣德 陈宗海海 杨 丽 丁 垚垚(中国科科学技术术大学自自动化系系合肥 22300027)摘要:本本文全面面地介绍绍了基于于Dirrecttor88开发的的自动控控制原理理多媒媒体实验验教学课课件,详详细地阐阐述了该该课件的的设计目目标、实实现过程程及其关关键技术术。关键词:实验教教学课件件;多媒媒体;DDireectoor8;自动动控制原原理。引 言自进入九九十年代代以来,多多媒体技技术迅速速兴起、蓬蓬勃发展展,其应应用已遍遍及国民民经济与与社会生生活的各各个角落落,正在在对人类类的生产产方式、工工作方式式乃至生生
2、活方式式带来巨巨大的变变革。这这种变革革的深刻刻影响将将会改变变教学模模式、教教学内容容、教学学手段、教教学方法法,最终终导致整整个教育育思想、教教学理论论甚至教教育体制制的根本本变革。本本教学设设计基础础是认知知学习理理论,它它是以教教育传播播过程为为对象,采采用系统统科学方方法进行行的一种种实验教教学过程程和操作作程序。该该实验教教学软件件的教学学设计,就就是应用用系统科科学的观观点和方方法,按按照教学学目标和和教学对对象的特特点,合合理地选选择实际际教学媒媒体信息息,并在在系统中中有机地地组合,形形成优化化的教学学系统结结构。该该软件是是根据实实验教学学目标设设计的、表表现特定定的实验验
3、内容的的教学媒媒体。它它是按照照呈现信信息、具具体实验验操作、得得出实验验结论这这样的教教学路径径完成实实验教学学任务的的。呈现现信息主主要是呈呈现实验验内容的的教学信信息,对对学生进进行感知知。具体体实验操操作主要要是对实实验内容容进行实实验操作作和演示示说明,加加强学生生对实验验教学内内容理解解和在虚虚拟实验验环境下下培养学学生动手手能力。得得出结论论主要是是对所做做实验内内容归纳纳与总结结,以便便让学生生对所做做的实验验内容从从感性上上升为理理性认识识。在自动动控制原原理实实验教学学中,经经常要给给出输入入波形、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
4、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、3DS Max、Aut
5、horware、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。1 目标分分析自动控制制技术是是当今发发展较快快的学科科之一,它它是高等等院校自自动控制制工程等等专业学学生的必必修基础础课。自自动控制制原理是是一门实实践性很很强的技技术基础础课,它它不仅要要求学生生掌握一一定的理理论知识识,而且且要求学学生能够够熟悉常常用模拟拟控制器器的功能能,具有有解决工工程实际际问题的的能力。实实验是教教学中的的实践环环节,是是实际技技能的培培养过程程。但是是实验过过程中元元器件繁繁多,内内容复杂杂,因此此可以采采用计算算机辅助助教学对对自动动控制原原理实实验
6、课程程进行教教学改革革,已达达到提高高实验教教学质量量的目的的。通过过计算机机辅助教教学,可可以把这这门课程程内容通通过文本本、图形形、图像像、动画画、视频频和声音音等人们们所熟悉悉媒体信信息,把把实验教教学信息息与学生生感官联联系在一一起。将将自动动控制原原理实实验课程程的内容容划分为为各个不不同的任任务,还还可以将将各人物物划分为为不同的的子对象象。这样样就可以以用多媒媒体教学学软件呈呈现实验验教学内内容。利利用实验验教学软软件图文文并茂、声声情交融融、讲练练结合、正正误提示示、界面面友好以以及便于于操作等等特点,充充分调动动学生的的动手做做实验积积极性,使使学生在在实验中中真正由由被动变
7、变为主动动,从而而有效地地提高实实验教学学质量。2 脚本编写写“自动控制原理”实验 传统统的教学学软件采采用线性性结构,由由于这种种结构只只能采取取顺序模模式,因因此限制制了学生生的思维维方式和和知识获获取。大大量的研研究表明明,人们们在获取取知识的的思维方方式是跳跳跃性的的和联想想式的。所所以针对对这种特特点,现现在教学学软件都都采用非非线性的的超媒体体结构。超超媒体结结构包括括树状结结构和网网状结构构,若采采用树状状结构,可可以把知知识分解解成知识识点,他他们之间间并无强强制性的的联系,可可以是孤孤立的。通通过树状状结构的的组织,当当学生阅阅读时,可可以按某某种逻辑辑关系把把一部分分知识点
8、点提取出出来,成成为有联联系的,可可以主动动地有针针对性的的阅读。“自动控制原理”多媒体实验教学软件的总体结构设计,如图1所示。控制系统实验内容多媒体实验N实验.实验2实验1图1 “自动控控制原理理”实验多多媒体教教学软件件的总体体结构图图 由于于多媒体体教学软软件是由由若干个个相对独独立的单单元组成成,每个个单元都都可用卡卡片的形形式来进进行描述述,并按按照教学学过程的的先后顺顺序综合合起来进进行排序序,已形形成一定定系统。表表1是“自动控控制原理理”实验多多媒体教教学软件件文字稿稿本卡片片如表11所示。序号内 容多媒体类类型呈现方式式1 自控多多媒体实实验教学学课件主主界面:A.背景景图案
9、;B. 背景音音乐;CC.进入入按钮。文本、图图案、声声音、动动画文本+图图案+声声音+动动画同时出现现2教学课件件目录界界面文本、图图案、声声音文本+图图案+声声音同时出现现3多媒体自自控的介介绍和特特点;N个实验验目的、原原理、步步骤和结结果;实验电路路原理图图及演示示波形图图;每界面的的背景和和音乐及及各按钮钮。文本、图图案、声声音、动动画、图形文本+图图案+声声音+动动画+图图形同时出现现4 自控多多媒体实实验教学学课件主主界面:A.背景景图案;B. 背景音音乐;CC.退出出按钮。文本、图图案、声声音、动动画文本+图图案+声声音+动动画同时出现现表1 多媒体体实验教教学软件件文本卡卡片
10、3 素材准备备 该教学学软件的的素材就就是各种种媒体文文件,如如:文本本(Teext)、图像像(Immagee)、动动画(AAnimmatiion)、声音音(Auudioo)等格格式。这这些素材材一般可可以从网网上下载载或是由由别的专专业软件件来完成成,它们们中的一一部分当当然也能能由Diirecctorr8本身身生成。多多媒体教教学软件件中文本本的制作作有三种种:一是是利用文文字处理理软件进进行键盘盘录入:二是扫扫描印刷刷品;三三是直接接在多媒媒体著作作工具上上输入并并进行加加工修饰饰。Diirecctorr8这个个多媒体体制作工工具就具具有文本本的输入入、编辑辑、排版版和修饰饰能力。图图形
11、与图图像是学学生最容容易接受受的信息息,一幅幅图画可可以形象象 、生生动、直直观地表表现出大大量的信信息。图图形与图图像是帮帮助分析析、理解解教材和和解释现现象等常常用的媒媒体元素素。在教教学中,往往往需要要利用动动画来模模拟事物物的变化化过程。在在许多教教学过程程中,利利用计算算机动画画来表现现事物甚甚至比视视频图像像的效果果更好。因因此较完完善多媒媒体实验验教学软软件都应应配有动动画以加加强教学学效果。在在多媒体体教学软软件中,背背景音乐乐是不可可缺少组组成部分分。多媒媒体技术术主要有有两种声声音,即即波形声声音和MMIDII。而在在多媒体体教学软软件中使使用最多多是波形形声音(wavv文
12、件)。4创作作设计该软件分分为十六六个界面面,此教教学系统统的功能能如下:在主菜菜单界面面中,学学习者可可以选择择需要学学习的章章节,也也可以选选择退出出来结束束学习;在每一一章节的的分界面面中可以以选择下下一实验验或该章章电路的的原理图图,也可可以回主主菜单界界面;在在该教学学软件运运行时,播播放轻松松的背景景音乐。在在该教学学系统中中使用的的角色都都非常简简单,大大都是利利用Diirecctorr自己的的文本窗窗口创作作出来的的,背景景图案和和一些小小动画角角色是从从外部引引入的。利利用Diirecctorr的Immporrt命令令可以导入各种种类型的的文件。在在角色表表中导入入角色的的步
13、骤如如下:(1) 打开Immporrt FFilees对话话框,有有3种方方式: 在角色表表中选定定一个单单元,单单击鼠标标右键,弹弹出快捷捷菜单,选选择Immporrt命令令。 在角色表表中选定定一个单单元,单单击标准准工具栏栏的中的的导入按按钮。 在角色表表中选定定一个单单元,选选择FiileImpportt命令。(2)在在Impportt Fiiless innto “Intternnal”对话框框中选定定要导入入的角色色文件。(3)单单击Immporrt按钮钮,关闭闭对话框框。角色色表窗口口如图22所示。图2 角角色表窗窗口41 各界面面的生成成由于教学学系统是是由十六六个分界界面组成
14、成的,所所以首先先的任务务是将整整个分界界面的架架子创建建起来。首首先需要要对舞台台和电影影进行一一定的设设置: 图3 人人机接口口框图 图44 教学学系统分分界面(1) 单击FiileNewwMovvie命命令,创创建一个个新的电电影文件件。(2) 单击MModiifyMovvieProoperrtiees命令令,弹出出如图所所示的显显示Mooviee选项卡卡的Prropeertyy Innspeectoor对话话框。(3)在在Movvie选选项卡中中,将电电影舞台台的大小小设置成成64004800。其他他的设置置可以使使用Diirecctorr的默认认值。 (44)保存存电影文文件。接下来
15、开开始搭建建教学系系统的基基本结构构,具体体的步骤骤如下: (11)选中中第1通通道的第第1帧。 (22)从角角色表窗窗口中拖拖动背景景角色到到舞台上上,调整整精灵的的大小,使使它能覆覆盖整个个舞台。调调整精灵灵的长度度,使其其为从第第1228帧。 (33)同样样的道理理,从角角色表窗窗口中拖拖动7,8,ggif1116,giff0099角色到到舞台上上。可以以看到这这些精灵灵在舞台台上看起起来由一一个白边边界区域域,使用用背景透透明,墨墨水效果果可以去去掉它。使使用墨水水效果对对角色没没有任何何影响。选选择这些些精灵,然然后按住住Ctrrl键并并单击鼠鼠标右键键,弹出出墨水效效果菜单单,选择
16、择Bacckgrrounnd TTrannspaarennt效果果。可以以看到精精灵边上上白区域域没有了了。 (4)将将7,ggif1116,ggif0009精精灵的长长度都调调整为从从1228帧。88精灵的的长度调调整为从从第528帧帧。 (5)前前面在说说精灵的的长度时时都是使使用帧的的概念,在在Dirrecttor中中还提供供了更快快捷准确确的表示示帧的方方法,那那就是标标记(mmarkker)。 (6)在在本软件件的设计计中将要要使用标标记。在在编排表表的标记记通道中中,单击击需要做做标记的的地方,将将会出现现一个小小的倒三三角和一一个文本本框。小小的倒三三角表明明了标记记的位置置,文
17、本本框中可可以输入入标记的的名称:第一页页,第二二页,实实验一等等。在标标记通道道的第一一帧上单单击,然然后在文文本框中中输入“第一页页”。通过过以上的的操作,编编排表已已完成。这这样第一一个界面面就创建建完了,由由于其他他的界面面创建方方法都与与第一个个比较相相似。4.2 过渡效效果通道道过渡效果果使电影影在帧与与帧之间间产生一一个简短短的动画画,在该该动画中中精灵可可以移动动、出现现、消失失,也可可以是整整个舞台台的变化化。Diirecctorr在其自自身的应应用程序序内部内内置了许许多过渡渡效果,以以便用户户选择使使用。一一旦在电电影中定定义了一一个过渡渡效果后后,该过过渡效果果就作为为
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- 基于 director8 自动控制 原理 多媒体 实验教学 课件 制作 15181
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