基于Camtasia Studio的城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程微課設(shè)計(jì)與制作

【摘 要】本文從城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，提出引入微課教學(xué)方法，分析城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的內(nèi)容，提取重點(diǎn)和難點(diǎn)作為學(xué)習(xí)模塊，利用PPT 軟件和Camtasia Studio屏幕錄像專家進(jìn)行微課視頻制作。

【關(guān)鍵詞】Camtasia Studio PPT軟件 CBTC系統(tǒng) 微課

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）04C-0092-03

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，教育教學(xué)的理念和技術(shù)出現(xiàn)了新的變革，微課作為教育教學(xué)信息化的一種新的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式，整合了學(xué)科教學(xué)和信息化技術(shù)，在國內(nèi)外已經(jīng)迅速發(fā)展起來。教學(xué)課程微課的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為信息化教學(xué)的熱議話題之一，城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程作為城市軌道交通控制專業(yè)的核心課，制作優(yōu)秀的微課進(jìn)行輔助教學(xué)，對(duì)提高教學(xué)效率是非常有意義的。

城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的教學(xué)利用事先制作好的教學(xué)視頻，形成數(shù)據(jù)庫，這些視頻簡短而完整，圍繞某個(gè)較難理解的知識(shí)點(diǎn)或者實(shí)踐操作環(huán)節(jié)而制作微課。發(fā)布到網(wǎng)上后，供學(xué)生預(yù)習(xí)和課后隨時(shí)隨地自主學(xué)習(xí)，在課堂上教師還可以利用微課組織各式各樣的教學(xué)活動(dòng)，開拓學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容特別是重點(diǎn)難點(diǎn)的理解，減少教師的輔導(dǎo)工作，真正做到教學(xué)以學(xué)生為主體，從而提高教學(xué)效率。

微課制作的方法很多，目前應(yīng)用較多的主要有手機(jī)拍攝、攝像機(jī)拍攝、可汗學(xué)院模式、屏幕軟件錄制等模式。城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的理論教學(xué)微課采用的是Microsoft Offices 2010版PPT軟件和屏幕錄像專家Camtasia Studio V8進(jìn)行錄制。本文以課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容“CBTC系統(tǒng)工作原理”為例，研究課程微課的設(shè)計(jì)與制作。

一、城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程介紹

（一）課程性質(zhì)

城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)是城市軌道交通控制專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課。主要講授有關(guān)城市軌道交通車載信號(hào)設(shè)備與維護(hù)的基本內(nèi)容，車載測(cè)速定位技術(shù)，車地信息交換系統(tǒng)，車載ATP系統(tǒng)、車載ATO系統(tǒng)、車載信號(hào)設(shè)備的故障診斷和維護(hù)方法以及CBTC系統(tǒng)車載信號(hào)設(shè)備。

（二）課程目標(biāo)

通過教學(xué)，學(xué)生學(xué)完本課程可以了解城市軌道交通車載設(shè)備的基本組成結(jié)構(gòu)和功能；掌握城市軌道交通列車測(cè)速設(shè)備、測(cè)速和定位技術(shù)的原理和應(yīng)用；掌握城市軌道交通車載ATP系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)以及工作原理和應(yīng)用；掌握城市軌道交通車載ATO系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)以及工作原理和應(yīng)用；掌握車載信號(hào)設(shè)備的故障診斷和維護(hù)方法；掌握CBTC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理；能夠全面地了解城市軌道交通車載信號(hào)設(shè)備，為進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)和管理奠定一定的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學(xué)生在面臨城市軌道交通控制領(lǐng)域的基本問題時(shí)解決問題的思維方式。

（三）城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)

城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，學(xué)生必須在理論和實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)車載信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、車載ATP設(shè)備和車載ATO設(shè)備的綜合應(yīng)用和維護(hù)能力。

城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程內(nèi)容共分為五個(gè)部分，分別為城市軌道交通ATP系統(tǒng)、城市軌道交通ATO系統(tǒng)、車載測(cè)速和定位技術(shù)、車載信號(hào)設(shè)備、CBTC系統(tǒng)車載信號(hào)設(shè)備等，城市軌道交通ATP系統(tǒng)重點(diǎn)講解ATP系統(tǒng)的功能、車載ATP速度控制方式、車載ATP系統(tǒng)車門控制技術(shù)和過程；城市軌道交通ATO系統(tǒng)重點(diǎn)講解ATO系統(tǒng)的組成和主要功能、ATO系統(tǒng)的基本工作原理、駕駛模式的轉(zhuǎn)換方法和條件；車載測(cè)速和定位技術(shù)城市軌道交通測(cè)速技術(shù)基礎(chǔ)、車載測(cè)速設(shè)備的組成和結(jié)構(gòu)；車載信號(hào)設(shè)備重點(diǎn)講解車載ATP、ATO模塊功能、車載ATP接口、車載MMI人機(jī)界面和操作方法、車地信息交換系統(tǒng)設(shè)備的組成和功能、掌握車載ATP/ATO的故障分析和處理；CBTC系統(tǒng)車載信號(hào)設(shè)備重點(diǎn)講解CBTC系統(tǒng)原理、車載信號(hào)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能。

二、城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程微課制作

（一）Camtasia Studio軟件

Camtasia Studio是美國Tech Smith公司出品的一款功能強(qiáng)大的錄屏及編輯軟件，能實(shí)現(xiàn)音視頻編輯，錄制、視頻編輯、視頻剪輯、視頻菜單制作、視頻劇場、視頻播放等功能，界面友好，易于學(xué)習(xí)，是廣大微課制作者常用的工具。

（二）針對(duì)課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)出制作微課的方案

根據(jù)課程的結(jié)構(gòu)和課堂教學(xué)中較難解決的重難點(diǎn)，合理選擇微課制作的內(nèi)容，形成微課系列。本研究將城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)分解成5個(gè)相對(duì)獨(dú)立的學(xué)習(xí)模塊作為微課制作的主要內(nèi)容，分別是“ATP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“ATO系統(tǒng)的工作原理”“CBTC系統(tǒng)的工作原理”“車載信號(hào)設(shè)備的故障診斷”等。本文以“CBTC系統(tǒng)的工作原理”為例，對(duì)這模塊的教學(xué)目的、過程及課件進(jìn)行設(shè)計(jì)，課件制作采用Microsoft Offices 2010版PPT軟件制作成動(dòng)畫的形式，思路清晰、結(jié)構(gòu)完整、簡單易懂和趣味性強(qiáng)，目的是調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者興趣和積極性，加強(qiáng)對(duì)CBTC系統(tǒng)原理的理解和應(yīng)用，充分發(fā)揮微課實(shí)用和易用的特點(diǎn)。

（三）建立城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程微課資源庫

微課是新近流行的新型教學(xué)模式，具有短小精悍的特點(diǎn)，時(shí)間短，時(shí)空限制小，內(nèi)容精練，結(jié)構(gòu)完整，學(xué)習(xí)效率高，適用于集體教學(xué)，同時(shí)可以進(jìn)行個(gè)別網(wǎng)絡(luò)重復(fù)學(xué)習(xí)。城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程將“ATP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“ATO系統(tǒng)的工作原理”“CBTC系統(tǒng)的工作原理”“車載信號(hào)設(shè)備的故障診斷”等模塊的知識(shí)制作成微課后，全部發(fā)布到學(xué)校網(wǎng)站學(xué)習(xí)專欄上，整合成資源庫，實(shí)時(shí)在線共享，且根據(jù)學(xué)習(xí)反饋和討論更新微課視頻，提供給學(xué)生在線學(xué)習(xí)和下載，進(jìn)行隨時(shí)隨地自主學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。

三、“CBTC系統(tǒng)的工作原理”微課設(shè)計(jì)與制作

（一）CBTC系統(tǒng)的工作原理

CBTC系統(tǒng)是基于無線通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，當(dāng)列車在線路上運(yùn)行時(shí)，前行列車B基于光電測(cè)速傳感器和多普勒雷達(dá)，連續(xù)計(jì)算列車位置，將列車實(shí)時(shí)位置和占用通過車載無線設(shè)備傳輸?shù)杰壟詿o線設(shè)備，軌旁無線設(shè)備傳輸?shù)紻TS設(shè)備，DTS設(shè)備傳輸?shù)絽^(qū)域控制器，區(qū)域控制器設(shè)備計(jì)算沖突點(diǎn)，這個(gè)沖突點(diǎn)到前行列車的車尾，給出移動(dòng)授權(quán)，然后將沖突點(diǎn)和移動(dòng)授權(quán)通過DTS設(shè)備和軌旁無線設(shè)備傳輸?shù)杰囕d，后續(xù)列車的車載信號(hào)設(shè)備通過無線設(shè)備接收到?jīng)_突點(diǎn)和移動(dòng)授權(quán)，車載CBTC設(shè)備ATP和ATO計(jì)算安全曲線和列車運(yùn)行曲線，優(yōu)化列車運(yùn)行，對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行防護(hù)，保證與前行列車之間的安全間隔，保證列車安全。

（二）PPT課件制作

采用Microsoft Offices 2010版PPT軟件做錄屏動(dòng)畫，PPT課件選用詩情畫意的設(shè)計(jì)模板作為背景，城市軌道交通CBTC系統(tǒng)設(shè)備分為地面設(shè)備和車載設(shè)備，地面設(shè)備又分為室內(nèi)設(shè)備和軌旁設(shè)備，室內(nèi)設(shè)備有DTS設(shè)備，畫出三臺(tái)計(jì)算機(jī)示意，區(qū)域控制用機(jī)箱表示，軌旁設(shè)備包括軌道電路和軌旁無線設(shè)備，分別以軌道區(qū)段間隔和無線發(fā)射臺(tái)圖形表示，在版面的中間采用綠色的橫線分隔開室內(nèi)和軌旁設(shè)備，在軌道上繪制兩列列車A和B，B為前行列車、A為追蹤列車，車載信號(hào)設(shè)備放置在車上，主要繪制了車載CBTC系統(tǒng)和車載無線通信設(shè)備，車載CBTC系統(tǒng)包括ATP系統(tǒng)和ATO系統(tǒng)，為了能實(shí)現(xiàn)列車向右運(yùn)行的效果，采用軌道沿直線向左移動(dòng)的方式，用箭頭移動(dòng)表示信息傳輸?shù)牧飨?，用表示沖突點(diǎn)信息的流向，用標(biāo)注顯示CBTC系統(tǒng)工作原理的每個(gè)步驟。

（三）微課視頻的制作

制作好PPT課件的動(dòng)畫之后，在電腦屏幕上同時(shí)打開Camtasia Studio視頻錄像軟件和PPT課件，選擇全屏錄制模式，分辨率設(shè)置為1024×768，調(diào)整好錄屏界面的大小和位置，全屏放映PPT課件動(dòng)畫，點(diǎn)擊錄制按鈕之后，開始錄制，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊使動(dòng)畫中的標(biāo)注文字按講解的步驟出現(xiàn)，數(shù)據(jù)流向和沖突點(diǎn)信息流向也隨之動(dòng)作，講解的內(nèi)容為CBTC系統(tǒng)的工作原理，講解時(shí)注意節(jié)奏和語氣，使教學(xué)過程生動(dòng)有趣。視頻錄制完成后，要進(jìn)行必要的處理和加工，使用Camtasia Studio軟件完成剪輯和合成等工作，根據(jù)講解內(nèi)容添加字幕，使字幕和講解的聲音同步，播放時(shí)間調(diào)整到8分鐘，從而提高微課視頻的質(zhì)量，增強(qiáng)微課視頻的教學(xué)效果，然后單擊“Produce and share”按鈕，導(dǎo)出為“MP4”視頻格式的文件。

（四）少量配音讀錯(cuò)的處理方法

“CBTC系統(tǒng)的工作原理”微課錄制完后，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)講解CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成時(shí)有讀錯(cuò)的地方，為了提高錄制的效率，采用了使錯(cuò)讀部分的錄音靜音，然后加入語音旁白的方法，具體操作如下：

1.單擊軌道上方“voice narration”按鈕，錄屏軟件窗口界面左上角出現(xiàn)如圖2所示的界面。

2.音視頻共有2個(gè)軌道，單擊所在軌道“軌道2”后面類似于查看圖表的“關(guān)閉關(guān)閉跟蹤禁用內(nèi)容”按鈕，此時(shí)軌道2的內(nèi)容變?yōu)榛疑?，進(jìn)入不可操作狀態(tài)。

3.再單擊圖2中的帶紅點(diǎn)的“開始錄制”按鈕，重新進(jìn)行正確的錄音，單擊“停止錄制”結(jié)束錄音，彈出保存音頻文件的窗口，保存格式為.wav，此時(shí)多出一個(gè)新的軌道3，如圖4所示。

4.單擊“軌道2”的“打開打開跟蹤啟用內(nèi)容”按鈕，軌道2的音視頻內(nèi)容便進(jìn)入可編輯狀態(tài)，選中軌道2中讀錯(cuò)的錄音，移動(dòng)軌道3正確的錄音到讀錯(cuò)的錄音以外的區(qū)域，如圖5所示，單擊菜單欄中的“工具”菜單“音頻”菜單項(xiàng)，點(diǎn)擊“靜音”按鈕，選中的讀錯(cuò)音頻便可消除，將軌道3上.wav格式的正確錄音拖回到需要修改錄音的位置，如圖6所示，這樣CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成部分讀錯(cuò)錄音便配上正確的錄音，此方法還可以用于其它配音讀錯(cuò)的處理。

城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)是城市軌道交通控制專業(yè)必不可少的一門核心課程，為地鐵信號(hào)系統(tǒng)的車載信號(hào)設(shè)備維護(hù)崗位人才培養(yǎng)起到非常重要的作用，該門課程內(nèi)容較多，涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，比較抽象難懂，學(xué)生的學(xué)習(xí)理解難度較大。通過深入分析城軌車載信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合高職院校高素質(zhì)技能型人才的要求，分解課程內(nèi)容學(xué)習(xí)模塊的重難點(diǎn)內(nèi)容，制作微課視頻，建立微課資源庫，并發(fā)布到網(wǎng)上，提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了信息化教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合，提高了教學(xué)效果。

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【基金項(xiàng)目】2016年度廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目“城市軌道交通車載ATO控制器實(shí)驗(yàn)裝置的研制”（KY2016YB763）

【作者簡介】陶漢卿（1983— ），男，廣西欽州人，碩士，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：智能交通系統(tǒng)。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）