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摘要：结合开放教育对学生的要求以及现今单片机教学的客观状况，提出在单片机课程的学习中引入Arduino，提高学生的学习积极性。同时在在教学过程中应用CourseLab快制网络课件开发Arduino课程，满足学生自主化学习需要。
关键词：CourseLab；Arduino；课件；开发
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）11-0057-01
《单片机技术》一直是国家开放大学机械制造与自动化（专科）的一门专业基础课，虽然近年内已对其进行了多轮的课程改革，但是因为单片机学习本身的枯燥性并且对动手能力要求比较高，改革的成效一直不大。针对这种情况，引入Arduino课程，并结合课程特点，应用CourseLab快制网络课件对课程进行开发，就显得尤为重要了。
一、在机电类课程中引入Arduino的重要性
Arduino是由意大利一名教师Massimo Banzi与一名西班牙芯片工程师David Cuartielles合作设计，其最初的目的就是给学生提供一个便宜好用的微控制器平台。Arduino由一个基于单片机的开放源码硬件平台和开发环境组成。该系统的最大特点就是使得单片机系统的设计模块化，学生可以更多的考虑想要完成的作品的作用，而不是卡在繁复的硬件连接以及软件编写，它适合用做交互式系统的设计。《单片机技术》的课程一般安排在第四学期开设，在这时学生们已经完成了C语言以及数字电路、模拟电路、传感器等相关知识的学习，为课程的理解与掌握打下基础，但是由于单片机学习的本身的枯燥性，需要知道每个模块的定义及功能，以及如何实现，大量的理论知识增加了学习的难度和枯燥性，学生课后不愿意再去花时间学习和应用，兴趣度不高。而Arduino的学习则完全不存在这些问题，在实际应用过程中，学生可以很快的把自己的想法通过一个简单的装置表现出来，而且低廉的价格和较低的入门门槛，使得更多的学生愿意在课后花时间将自己的创意实现。同时，由于Arduino是基于单片机开发的，学习Arduino也可以促进学生对《单片机技术》课程的理解和学习，同时把前面学期学到的机械、电子电路、计算机等课程的相关知识进行融会贯通，真正实现电大对满足企业要求的应用性人才的培养。
二、CourseLab快制工具介绍
由俄国WebSoft公司开发的快制工具CourseLab深受如今广大教师的欢迎。主要是由于它大部分功能都是可以免费使用的，还有着极富趣味性的可插入动画人物对话情景，同时因为操作界面以及菜单导航结构都与经常使用的PowerPoint很相似，对于计算机操作技能不是特别高的教师同样具有易上手性。这次课件的开发就是选用CourseLab快制工具进行的。
在使用CourseLab进行课件制作的过程中，通过它的编辑界面可以看到，CourseLab将常用的一些空间都统一集中在对象库中，并且可以通过拖拽方式，利用鼠标直接将所需的控件添加到编辑窗口中，使得文字、图片、动画、FLASH、超链接等元素的插入变得非常方便。对象属性的设置也不需要很高的编程能力，通过在控件上双击鼠标，就可以进入弹出界面对相关属性进行设置，操作过程简单明了。在人物对话情景设置中，可以把录制的声音导入，同时根据语速调整人物对话文字的显示时间，并且对话人物有着丰富的面部表情，可以根据不同的情景进行设置，可选择的人物形象也比较多，制作的课件生动活泼。与学生进行交互的测试和评估单元，通过六类题型创建测试题目，包括单项选题目、多项选题、填空题、排序题、数字填空题和连线匹配题，题目形式丰富多样，可以在每道题接到过程中给出解答，或者在题目钱不解答完毕后给出得分及分析，通过预设的学生和教师信息，可以将分数直接上传至责任教师邮箱，同时记录学生的学习过程，方便相互交流。题目解答完毕后，学生也可以进入相关章节进行重复学习，更加有针对性。课程的打包和发布符合AICC或SCORM标准，可以发布为CD-ROM、HTML以及可导入的LMS的课程包等相关形式，满足课程的需要。
三、《Aduino简介》网络课件制作
在这里以Arduino系列课程中的第一章《Arduino简介》的制作过程为例，说明网络快制课件的开发过程。
（一）总体结构设计
总体结构设计主要是根据教学理念和教学方法，以教学目标、内容以及和学生的交互方式为引导来进行整体设计，在总体结构设计中主要要体现新的教改成果，具有规范性、逻辑性和条理性。《Arduino简介》根据课程的性质，主要以学生为中心，充分发挥学生的主观能动性，以“兴趣”为导向，发挥网络课程课内外结合的特点，激发学生主动利用课外时间进行项目开发的积极性，达到课程目标。
（二）教学内容的确定
教学内容共分为四个部分：第一部分为理论部分，首先对Arduino的开发背景、主要特点等进行介绍；第二部分为案例展示，通过一些新奇有趣的Arduino案例引起学生学习的兴趣；第三部分为主要功能的讲解，主要是介绍Arduino平台，包括硬件和软件两部分，以及面包板、LED、电阻、传感器等其他元器件；第四部分则是通过一个实例，带领学生共同完成一个Arduino作品，是同学们真正领略Arduino的魅力。
（三）素材的准备
主要包括两个方面的内容：脚本的撰写和素材的收集制作。在脚本的撰写环节主要是把需要讲解的内容都用文字撰写出来，包括文字中需要插入的图片、声音、动画、超链接等信息都要有所体现，本课程中，文字以简明扼要为主，体现网络课件的特点，多采用动画、图形等形式，生动活泼。素材的准备则是包括图形的设计、案例的收集、声音和视频的录制等环节。围绕具体的教学环节，采取诸如文字讲解、声音叙述、动画展示、视频表现等多种教学方式，全方位的展现教学内容，实现教学目标。
（四）功能实现
主要是通过快制工具CourseLab来对既定功能进行实现。充分利用CourseLab的素材库和相关多媒体体现教学内容，第一部分理论部分采取图文结合以及配合动画人物讲解的形式实现；第二部分主要是文字介绍以及插入案例的超链接；第三部分通过图文、动画的形式对Arduino平台进行讲解；第四部分则主要是通过录制的视频，并在视屏中设置断点，引出问题，来带领学生一同完成Arduino作品。整个功能实现包括内容层级的确定、各部分内容的相互链接、课程内容的展示、功能按钮的选择、页面框架的制定等内容。
在《单片机技术》课程中引入Arduino，并结合一定的编程、模电、数电、传感器的知识进行项目设计，通过课程实践提高学生的动手能力，提高了学生的学习积极性，同时也为单片机以及后续相关课程的学习奠定了基础。而在教学过程中应用CourseLab快制网络课件开发Arduino系列课程满足了学生个性化学习的需要，使学习过程脱离时间空间的限制，使用多媒体手段形象的展示了Arduino项目开发的各个环节及注意点，供课后学生反复学习，并通过网络监控学生的学习状态并对学生的问题提供实时的解答，整体教学效果良好，可以满足培养适应企业发展要求的创新性人才的教学需要。
（作者单位：1.西安广播电视大学；2.中国重型机械研究院股份公司）
参考文献：
[1]施智雄.Arduino在大学工科教学中应用探索[J].西昌学院学报·自然科学版，2012，12：50-53.
[2]蔡睿妍.Arduino的原理及应用[J].电子设计工程，2012，8：155-157.
关键词：CourseLab；Arduino；课件；开发
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）11-0057-01
《单片机技术》一直是国家开放大学机械制造与自动化（专科）的一门专业基础课，虽然近年内已对其进行了多轮的课程改革，但是因为单片机学习本身的枯燥性并且对动手能力要求比较高，改革的成效一直不大。针对这种情况，引入Arduino课程，并结合课程特点，应用CourseLab快制网络课件对课程进行开发，就显得尤为重要了。
一、在机电类课程中引入Arduino的重要性
Arduino是由意大利一名教师Massimo Banzi与一名西班牙芯片工程师David Cuartielles合作设计，其最初的目的就是给学生提供一个便宜好用的微控制器平台。Arduino由一个基于单片机的开放源码硬件平台和开发环境组成。该系统的最大特点就是使得单片机系统的设计模块化，学生可以更多的考虑想要完成的作品的作用，而不是卡在繁复的硬件连接以及软件编写，它适合用做交互式系统的设计。《单片机技术》的课程一般安排在第四学期开设，在这时学生们已经完成了C语言以及数字电路、模拟电路、传感器等相关知识的学习，为课程的理解与掌握打下基础，但是由于单片机学习的本身的枯燥性，需要知道每个模块的定义及功能，以及如何实现，大量的理论知识增加了学习的难度和枯燥性，学生课后不愿意再去花时间学习和应用，兴趣度不高。而Arduino的学习则完全不存在这些问题，在实际应用过程中，学生可以很快的把自己的想法通过一个简单的装置表现出来，而且低廉的价格和较低的入门门槛，使得更多的学生愿意在课后花时间将自己的创意实现。同时，由于Arduino是基于单片机开发的，学习Arduino也可以促进学生对《单片机技术》课程的理解和学习，同时把前面学期学到的机械、电子电路、计算机等课程的相关知识进行融会贯通，真正实现电大对满足企业要求的应用性人才的培养。
二、CourseLab快制工具介绍
由俄国WebSoft公司开发的快制工具CourseLab深受如今广大教师的欢迎。主要是由于它大部分功能都是可以免费使用的，还有着极富趣味性的可插入动画人物对话情景，同时因为操作界面以及菜单导航结构都与经常使用的PowerPoint很相似，对于计算机操作技能不是特别高的教师同样具有易上手性。这次课件的开发就是选用CourseLab快制工具进行的。
在使用CourseLab进行课件制作的过程中，通过它的编辑界面可以看到，CourseLab将常用的一些空间都统一集中在对象库中，并且可以通过拖拽方式，利用鼠标直接将所需的控件添加到编辑窗口中，使得文字、图片、动画、FLASH、超链接等元素的插入变得非常方便。对象属性的设置也不需要很高的编程能力，通过在控件上双击鼠标，就可以进入弹出界面对相关属性进行设置，操作过程简单明了。在人物对话情景设置中，可以把录制的声音导入，同时根据语速调整人物对话文字的显示时间，并且对话人物有着丰富的面部表情，可以根据不同的情景进行设置，可选择的人物形象也比较多，制作的课件生动活泼。与学生进行交互的测试和评估单元，通过六类题型创建测试题目，包括单项选题目、多项选题、填空题、排序题、数字填空题和连线匹配题，题目形式丰富多样，可以在每道题接到过程中给出解答，或者在题目钱不解答完毕后给出得分及分析，通过预设的学生和教师信息，可以将分数直接上传至责任教师邮箱，同时记录学生的学习过程，方便相互交流。题目解答完毕后，学生也可以进入相关章节进行重复学习，更加有针对性。课程的打包和发布符合AICC或SCORM标准，可以发布为CD-ROM、HTML以及可导入的LMS的课程包等相关形式，满足课程的需要。
三、《Aduino简介》网络课件制作
在这里以Arduino系列课程中的第一章《Arduino简介》的制作过程为例，说明网络快制课件的开发过程。
（一）总体结构设计
总体结构设计主要是根据教学理念和教学方法，以教学目标、内容以及和学生的交互方式为引导来进行整体设计，在总体结构设计中主要要体现新的教改成果，具有规范性、逻辑性和条理性。《Arduino简介》根据课程的性质，主要以学生为中心，充分发挥学生的主观能动性，以“兴趣”为导向，发挥网络课程课内外结合的特点，激发学生主动利用课外时间进行项目开发的积极性，达到课程目标。
（二）教学内容的确定
教学内容共分为四个部分：第一部分为理论部分，首先对Arduino的开发背景、主要特点等进行介绍；第二部分为案例展示，通过一些新奇有趣的Arduino案例引起学生学习的兴趣；第三部分为主要功能的讲解，主要是介绍Arduino平台，包括硬件和软件两部分，以及面包板、LED、电阻、传感器等其他元器件；第四部分则是通过一个实例，带领学生共同完成一个Arduino作品，是同学们真正领略Arduino的魅力。
（三）素材的准备
主要包括两个方面的内容：脚本的撰写和素材的收集制作。在脚本的撰写环节主要是把需要讲解的内容都用文字撰写出来，包括文字中需要插入的图片、声音、动画、超链接等信息都要有所体现，本课程中，文字以简明扼要为主，体现网络课件的特点，多采用动画、图形等形式，生动活泼。素材的准备则是包括图形的设计、案例的收集、声音和视频的录制等环节。围绕具体的教学环节，采取诸如文字讲解、声音叙述、动画展示、视频表现等多种教学方式，全方位的展现教学内容，实现教学目标。
（四）功能实现
主要是通过快制工具CourseLab来对既定功能进行实现。充分利用CourseLab的素材库和相关多媒体体现教学内容，第一部分理论部分采取图文结合以及配合动画人物讲解的形式实现；第二部分主要是文字介绍以及插入案例的超链接；第三部分通过图文、动画的形式对Arduino平台进行讲解；第四部分则主要是通过录制的视频，并在视屏中设置断点，引出问题，来带领学生一同完成Arduino作品。整个功能实现包括内容层级的确定、各部分内容的相互链接、课程内容的展示、功能按钮的选择、页面框架的制定等内容。
在《单片机技术》课程中引入Arduino，并结合一定的编程、模电、数电、传感器的知识进行项目设计，通过课程实践提高学生的动手能力，提高了学生的学习积极性，同时也为单片机以及后续相关课程的学习奠定了基础。而在教学过程中应用CourseLab快制网络课件开发Arduino系列课程满足了学生个性化学习的需要，使学习过程脱离时间空间的限制，使用多媒体手段形象的展示了Arduino项目开发的各个环节及注意点，供课后学生反复学习，并通过网络监控学生的学习状态并对学生的问题提供实时的解答，整体教学效果良好，可以满足培养适应企业发展要求的创新性人才的教学需要。
（作者单位：1.西安广播电视大学；2.中国重型机械研究院股份公司）
参考文献：
[1]施智雄.Arduino在大学工科教学中应用探索[J].西昌学院学报·自然科学版，2012，12：50-53.
[2]蔡睿妍.Arduino的原理及应用[J].电子设计工程，2012，8：155-157.