基于Camtasia Studio的城轨车载信号系统维护课程微课设计与制作

【摘 要】本文从城轨车载信号系统维护课程的特点和教学目标出发，提出引入微课教学方法，分析城轨车载信号系统维护课程的内容，提取重点和难点作为学习模块，利用PPT 软件和Camtasia Studio屏幕錄像专家进行微课视频制作。

【关键词】Camtasia Studio PPT软件 CBTC系统 微课

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）04C-0092-03

随着信息技术的发展，在教育教学领域的应用越来越广泛，教育教学的理念和技术出现了新的变革，微课作为教育教学信息化的一种新的网络学习方式，整合了学科教学和信息化技术，在国内外已经迅速发展起来。教学课程微课的设计、开发与应用已经成为信息化教学的热议话题之一，城轨车载信号系统维护课程作为城市轨道交通控制专业的核心课，制作优秀的微课进行辅助教学，对提高教学效率是非常有意义的。

城轨车载信号系统维护课程的教学利用事先制作好的教学视频，形成数据库，这些视频简短而完整，围绕某个较难理解的知识点或者实践操作环节而制作微课。发布到网上后，供学生预习和课后随时随地自主学习，在课堂上教师还可以利用微课组织各式各样的教学活动，开拓学生的思维，激发学生的兴趣，调动学生的积极性，加深学生对课程内容特别是重点难点的理解，减少教师的辅导工作，真正做到教学以学生为主体，从而提高教学效率。

微课制作的方法很多，目前应用较多的主要有手机拍摄、摄像机拍摄、可汗学院模式、屏幕软件录制等模式。城轨车载信号系统维护课程的理论教学微课采用的是Microsoft Offices 2010版PPT软件和屏幕录像专家Camtasia Studio V8进行录制。本文以课程教学中的重点和难点内容“CBTC系统工作原理”为例，研究课程微课的设计与制作。

一、城轨车载信号系统维护课程介绍

（一）课程性质

城轨车载信号系统维护是城市轨道交通控制专业的一门重要的专业核心课。主要讲授有关城市轨道交通车载信号设备与维护的基本内容，车载测速定位技术，车地信息交换系统，车载ATP系统、车载ATO系统、车载信号设备的故障诊断和维护方法以及CBTC系统车载信号设备。

（二）课程目标

通过教学，学生学完本课程可以了解城市轨道交通车载设备的基本组成结构和功能；掌握城市轨道交通列车测速设备、测速和定位技术的原理和应用；掌握城市轨道交通车载ATP系统组成、结构以及工作原理和应用；掌握城市轨道交通车载ATO系统组成、结构以及工作原理和应用；掌握车载信号设备的故障诊断和维护方法；掌握CBTC系统的结构、功能和工作原理；能够全面地了解城市轨道交通车载信号设备，为进行实际系统设备的维护和管理奠定一定的基础，并培养学生在面临城市轨道交通控制领域的基本问题时解决问题的思维方式。

（三）城轨车载信号系统维护课程内容的结构

城轨车载信号系统维护是一门实践性很强的应用型课程，学生必须在理论和实践教学中培养车载信号系统的基础知识的掌握、车载ATP设备和车载ATO设备的综合应用和维护能力。

城轨车载信号系统维护课程内容共分为五个部分，分别为城市轨道交通ATP系统、城市轨道交通ATO系统、车载测速和定位技术、车载信号设备、CBTC系统车载信号设备等，城市轨道交通ATP系统重点讲解ATP系统的功能、车载ATP速度控制方式、车载ATP系统车门控制技术和过程；城市轨道交通ATO系统重点讲解ATO系统的组成和主要功能、ATO系统的基本工作原理、驾驶模式的转换方法和条件；车载测速和定位技术城市轨道交通测速技术基础、车载测速设备的组成和结构；车载信号设备重点讲解车载ATP、ATO模块功能、车载ATP接口、车载MMI人机界面和操作方法、车地信息交换系统设备的组成和功能、掌握车载ATP/ATO的故障分析和处理；CBTC系统车载信号设备重点讲解CBTC系统原理、车载信号设备的结构和功能。

二、城轨车载信号系统维护课程微课制作

（一）Camtasia Studio软件

Camtasia Studio是美国Tech Smith公司出品的一款功能强大的录屏及编辑软件，能实现音视频编辑，录制、视频编辑、视频剪辑、视频菜单制作、视频剧场、视频播放等功能，界面友好，易于学习，是广大微课制作者常用的工具。

（二）针对课程内容，设计出制作微课的方案

根据课程的结构和课堂教学中较难解决的重难点，合理选择微课制作的内容，形成微课系列。本研究将城轨车载信号系统维护课程的重点、难点分解成5个相对独立的学习模块作为微课制作的主要内容，分别是“ATP系统的结构”“ATO系统的工作原理”“CBTC系统的工作原理”“车载信号设备的故障诊断”等。本文以“CBTC系统的工作原理”为例，对这模块的教学目的、过程及课件进行设计，课件制作采用Microsoft Offices 2010版PPT软件制作成动画的形式，思路清晰、结构完整、简单易懂和趣味性强，目的是调动学习者兴趣和积极性，加强对CBTC系统原理的理解和应用，充分发挥微课实用和易用的特点。

（三）建立城轨车载信号系统维护课程微课资源库

微课是新近流行的新型教学模式，具有短小精悍的特点，时间短，时空限制小，内容精练，结构完整，学习效率高，适用于集体教学，同时可以进行个别网络重复学习。城轨车载信号系统维护课程将“ATP系统的结构”“ATO系统的工作原理”“CBTC系统的工作原理”“车载信号设备的故障诊断”等模块的知识制作成微课后，全部发布到学校网站学习专栏上，整合成资源库，实时在线共享，且根据学习反馈和讨论更新微课视频，提供给学生在线学习和下载，进行随时随地自主学习，提高教学效率。

三、“CBTC系统的工作原理”微课设计与制作

（一）CBTC系统的工作原理

CBTC系统是基于无线通信的列车运行控制系统，当列车在线路上运行时，前行列车B基于光电测速传感器和多普勒雷达，连续计算列车位置，将列车实时位置和占用通过车载无线设备传输到轨旁无线设备，轨旁无线设备传输到DTS设备，DTS设备传输到区域控制器，区域控制器设备计算冲突点，这个冲突点到前行列车的车尾，给出移动授权，然后将冲突点和移动授权通过DTS设备和轨旁无线设备传输到车载，后续列车的车载信号设备通过无线设备接收到冲突点和移动授权，车载CBTC设备ATP和ATO计算安全曲线和列车运行曲线，优化列车运行，对列车运行进行防护，保证与前行列车之间的安全间隔，保证列车安全。

（二）PPT课件制作

采用Microsoft Offices 2010版PPT软件做录屏动画，PPT课件选用诗情画意的设计模板作为背景，城市轨道交通CBTC系统设备分为地面设备和车载设备，地面设备又分为室内设备和轨旁设备，室内设备有DTS设备，画出三台计算机示意，区域控制用机箱表示，轨旁设备包括轨道电路和轨旁无线设备，分别以轨道区段间隔和无线发射台图形表示，在版面的中间采用绿色的横线分隔开室内和轨旁设备，在轨道上绘制两列列车A和B，B为前行列车、A为追踪列车，车载信号设备放置在车上，主要绘制了车载CBTC系统和车载无线通信设备，车载CBTC系统包括ATP系统和ATO系统，为了能实现列车向右运行的效果，采用轨道沿直线向左移动的方式，用箭头移动表示信息传输的流向，用表示冲突点信息的流向，用标注显示CBTC系统工作原理的每个步骤。

（三）微课视频的制作

制作好PPT课件的动画之后，在电脑屏幕上同时打开Camtasia Studio视频录像软件和PPT课件，选择全屏录制模式，分辨率设置为1024×768，调整好录屏界面的大小和位置，全屏放映PPT课件动画，点击录制按钮之后，开始录制，用鼠标点击使动画中的标注文字按讲解的步骤出现，数据流向和冲突点信息流向也随之动作，讲解的内容为CBTC系统的工作原理，讲解时注意节奏和语气，使教学过程生动有趣。视频录制完成后，要进行必要的处理和加工，使用Camtasia Studio软件完成剪辑和合成等工作，根据讲解内容添加字幕，使字幕和讲解的声音同步，播放时间调整到8分钟，从而提高微课视频的质量，增强微课视频的教学效果，然后单击“Produce and share”按钮，导出为“MP4”视频格式的文件。

（四）少量配音读错的处理方法

“CBTC系统的工作原理”微课录制完后，检查时发现讲解CBTC系统设备组成时有读错的地方，为了提高录制的效率，采用了使错读部分的录音静音，然后加入语音旁白的方法，具体操作如下：

1.单击轨道上方“voice narration”按钮，录屏软件窗口界面左上角出现如图2所示的界面。

2.音视频共有2个轨道，单击所在轨道“轨道2”后面类似于查看图表的“关闭关闭跟踪禁用内容”按钮，此时轨道2的内容变为灰色，进入不可操作状态。

3.再单击图2中的带红点的“开始录制”按钮，重新进行正确的录音，单击“停止录制”结束录音，弹出保存音频文件的窗口，保存格式为.wav，此时多出一个新的轨道3，如图4所示。

4.单击“轨道2”的“打开打开跟踪启用内容”按钮，轨道2的音视频内容便进入可编辑状态，选中轨道2中读错的录音，移动轨道3正确的录音到读错的录音以外的区域，如图5所示，单击菜单栏中的“工具”菜单“音频”菜单项，点击“静音”按钮，选中的读错音频便可消除，将轨道3上.wav格式的正确录音拖回到需要修改录音的位置，如图6所示，这样CBTC系统设备组成部分读错录音便配上正确的录音，此方法还可以用于其它配音读错的处理。

城轨车载信号系统维护是城市轨道交通控制专业必不可少的一门核心课程，为地铁信号系统的车载信号设备维护岗位人才培养起到非常重要的作用，该门课程内容较多，涉及计算机技术、通信技术和自动控制技术，比较抽象难懂，学生的学习理解难度较大。通过深入分析城轨车载信号系统维护课程的特点和教学目标，结合高职院校高素质技能型人才的要求，分解课程内容学习模块的重难点内容，制作微课视频，建立微课资源库，并发布到网上，提供给学生自主学习，实现了信息化教学方式与传统教学方式相结合，提高了教学效果。

【参考文献】

[1]汤月红.浅谈微课的制作方法和技巧[J].读天下，2016（20）

[2]高建华，曹华，虞春华，郭化山，高露文.高职高专《医学遗传学》微課制作与应用[J].科学大众（科学教育），2016（10）

[3]刘建国.浅析微课制作方法[J].数码世界，2016（11）

[4]缪小玲.基于微课制作的高职《前厅服务与管理》课程教学设计[J].时代农机，2016（9）

【基金项目】2016年度广西高校中青年教师基础能力提升项目“城市轨道交通车载ATO控制器实验装置的研制”（KY2016YB763）

【作者简介】陶汉卿（1983— ），男，广西钦州人，硕士，柳州铁道职业技术学院讲师，研究方向：智能交通系统。

（责编 丁 梦）