摘要　《发电厂电气设备》是电气工程专业的一门基础课程。在教学过程中，设备内部结构及其动作过程，局部微观变化等是难以用普遍的语言文字图表形式直接表达清楚的。CAI的引入有效的解决了这一矛盾。CAI与互联网络的结合更使远程教学的实现成为可能。本文主要介绍了断路器控制过程CAI课件的设计思路和实现过程。本课件的制作工具为：DreamWeaver4．0、Visual J＋＋6．0、Photo－Shop5．0SC。

关键词　多媒体　计算机辅助教学　互联网　发电厂　断路器

1　引言

1．1　计算机辅助教学（CAI）简介
　　计算机辅助教学（CAI）是以计算机为辅助教学手段的教学活动。现今随着硬件环境的不断改善，互联网络技术的快速发展和各种软件开发工具的进步，这一教学方式迅速成熟，并逐步成为主流的教学方式。作为一种新兴的教学技术，CAI的内涵不断扩充。现今，多媒体与互联网络的结合已经成为主流趋势。CAI与传统教学相结合，借助多种媒体手段，极大提高了学生学习的兴趣和教学工作的效率。
1．2　《发电厂电气部分》CAI软件设计的背景
　　我校为适应社会大背景的需要，提出学制弹性化，成材个性化这一新的教育理念。计算机辅助教学作为实现这一理念的重要辅助手段越来越受到重视。随着交大各教室多媒体设备的配备以及校园网和教育网的逐步完善，将CAI与互联网络相结合这一先进的教育手段的实现已经在硬件上没有阻力，在这种情况下，各学科的CAI软件制作开始受到重视，各学科开始根据其实际情况着手各类课件的制作。
　　《发电厂电气部分》是电气工程系一门实践性很强的基础课，传统的教学方式很难将课堂讲述和实践及时的联系起来。然而借助CAI，可以模拟各种设备的动作过程，这样就大大提高了教学的效率。
　　借助CAI与互联网络的结合还可以实现远程教学和弹性教学。同时好的CAI课件可以通过良好的交互体系，即时的反馈方式和完整的帮助系统，提高学生的学习兴趣和学习效率。
　　本课件要实现的目标就是：实现CAI与互联网络的结合，传统教学优势与计算机辅助教学优势的结合，实现教学的高效化、多样化、弹性化、个性化。实现教学当中课件的科学化与课件学习的多元化。既方便教师组织教学内容，又能使学生对所学内容通过CAI远程功能加强自学能力；通过CAI　　课件的课堂演示加深对所学知识的理解。

2　《发电厂电气部分》CAI软件设计原理及开发工具

　　CAI的课件制作关键在于在充分理解课件内容的基础上，根据内容的特点，采用合理的表现形式和科学的结构。
2．1　设计要求
　　为了保证课件的实用性，该课件要满足如下要求：
　　（1）本课件所表现的内容为现行《发电厂电气部分》教材中断路器控制部分的教学内容；
　　（2）为更好的发挥软件的作用，必须较好的体现CAI课件的多媒体优势，做到动画，图象的有机配合，结构合理，逻辑性和可接受性强，色彩的合理搭配，语言的协调控制等；
　　（3）人机界面明快友好，符合优秀软件的标准风格；
　　（4）接口的通用性和课件的可扩展性强。
2．2　系统总体结构
　　本课件的制作包括两个部分：WEB页制作和动态演示插件制作。具体讲述如下。
2．2．1　WEB页的制作
　　根据教学要求并综合同学们学习发电厂电气的体会，在参考了大量CAI课件的WEB页的结构特点的基础上，确定总体逻辑结构方面分为以下四大部分：
    （1）LOGO；
　　（2）左侧超级链接大框：这一部分为本课件的主要内容；
　　（3）右侧超级链接大框：这一部分为关于断路器的一些相关资料，主要是让使用者能够更多的了解关于断路的有关知识，以加深对于断路器控制的理解；
　　（4）上部的超级链接横条：这一部分的设置可以使使用者清楚的知道自己所处的位置，以帮助使用者理清本课件的结构；
　　（5）中间位置的插索引擎以及相关链接以及即时反馈链接（指导老师的电子信箱）。
2．2．2　动态演示插件的制作
　　根据设计要求，插件的制作主要包括：断路器的各种控制，具体为：
    （1）断路器的手动合闸过程；
    （2）断路器的自动合闸过程；
    （3）断路器的手动跳闸过程；
    （4）断路器的自动跳闸过程。
　　为了使使用者更好的理解手动控制部分的过程，作者将手动合闸过程和自动合闸过程放在同一个演示课件中。这样使用者就能够体会合闸和跳闸的整个过程。
2．3　基本开发工具
　　充分分析本课件设计的基本要求和特点，结合目前常用的几种网页制作和动态插件制作的工具，确定采用如下基本开发工具：
网页制作、编辑——DreamWeaver4．0
图像制作、处理——Photoshop5．0SC，animagic．gif浏览器——IE5．01
Web Server——MicrosoftPersonalWeb Server

3　设计思路和制作过程

　　本课件主要包括两个部分：理论进述部分、动态演示部分以及辅助部分。
　　理论讲述部分又分为断路器控制部分理论的讲述和断路器相关知识的讲述。
　　动态演示过程分为断路的手动控制过程演示，自动控制过程演示。动态演示的过程中应确保的几个问题包括：
    （1）与实际过程完全符合。
　　（2）采用多种媒体手段，确保动态演示准确性的同时还要注重友好的界面以及课件使用的趣味性。
　　辅助部分主要包括页面的各种其他插件，例如搜索引擎，即时反馈电子邮件链接等。
3．1　WEB设计思路及说明
    本课件的主页面效果如图1所示。
　　在确定主页面风格的时候，经过广泛吸收意见，并参考电力学院远程教学系统的主页，力求实现风格的和谐与统一。在做到风格统一的基础上，同时注意断路器控制课件本身特色的实现。

    （1）LOGO说明及设计思路
　　LOGO的设计，主要是体现本课件的主题内容。所以左侧由ElecticalPower的首字母组成，而右侧则为断路器的缩写。中间部分为本课件的名称，即断路器控制CAI教学课件。在中间部分、下侧，设置了发电厂电气CAI其他部分的链接。这样使用者就可以方便的转向其他部分的浏览。
    （2）左侧主链接框说明
　　左侧主链接框的结构与现行的我校的教材相衔接。其中，合闸过程中的手动合闸、自动合闸部分，跳闸过程中的手动跳闸、自动跳闸，以及防跳措施涉及动态演示过程。其他部分均由静态页面组成。
    （3）右侧链接框说明
　　为了能够使使用者更加深入的了解断路器的控制过程，我们搜集了一些断路器方面的相关知识，是使用者能够方便的即时所需要的信息。
    （4）中间部分制作说明
　　中间部分上方放置了一个搜索引擎，可以方便使用者即时搜索所需要的资料。从而进一步实现了本课件使用的友好性。中间放置了电力学院远程教学系统的其他相关部分的超级链接。
    （5）其他关键组件说明
　　1）上方链接条说明：当使用者从首页进入本站后，上方链接条有两个作用：（a）指示使用者当前所处的位置。（b）可以使使用者方便的转向上面任何一级目录母页。
　　2）有问必答链接：本链接为相关指导老师的电子邮件，这样可以让学生方便及时地将在学习过程中遇到的疑难问题反馈给指导老师，由指导老师解答。
3．2　信号控制回路手动操作部分插件制作说明
　　这一课件系用Flash制成。课件的初始效果图见图2。
　　根据这一部分教学内容的特点。设计思路主要为：
　　（1）为了使使用者能构体会手动控制的全过程。本课件将手动合闸和手动跳闸过程放在一起进行演示。
　　（2）为了方便使用者观看，本课件设有手动演示和自动演示两种演示状态。
　　（3）在本课件初始页面下方列出了手动合闸和手动跳闸过程中的学习重点。
　　（4）自动演示过程即按照-<<预备合闸->>合闸->>合闸后->>预备跳闸->>跳闸->>跳闸后的顺序依次演示。
　　（5）手动演示过程中，使用者可以用鼠标控制过程。如图3

　　当鼠标移动到控制圆上的不同控制按钮的时候，控制按钮旁边会自动弹出说明文字框，说明该控制按钮的作用，同时控制圆的中心实现按下此按
钮以后控制手柄的位置，这样就相当于扳动了控制手柄。几个控制按钮分别为：
　　1）跳闸后状态控制按钮　选择此按钮，接线图将会到跳闸后的状态。
　　2）预备跳闸状态控制按钮　选择此控制按钮，接线图将会呈现预备合闸状态，在这个状态中设计的重点是绿灯发闪光，突出闪光母线的作用。这里用整个通路的闪烁代表通路上只有断续电流通过。
　　3）合闸控制按钮　选择此控制按钮后，接线图将演示合闸过程，这一过程为一个动态的连续演示动作，原理不再具体说明。由于手动合闸的特点，合闸过程结束后为合闸后状态。
　　（6）在每一步的演示页面上，除了状态画面外，同时相应的给出了这一过程中的相关原理和应该注意的问题以及到下一步的操作步骤。这样就提高了使用者的效率。
3．3　自动合闸部分插件制作
　　这一课件也是利用FLASH5．0来开发完成的。
　　课件的初始效果图与图2非常相似，这里不再列出。根据这一部分教学内容的特点。设计思路主要有以下几点：
　　（1）与手动控制课件类似，在初始状态页面上列出了这一过程中学习的知识要点，以方便使用者学习。
    （2）自动合闸的演示过程中分为两个部分：
　　自动投入装置触点闭合短接KK5-8-》》合闸接触器动作，随即进行合闸。这一过程是由自动演示完成的。合闸后由于信号回路是按“不对应状态”构成的。此时，如图4；

　　1）红灯如图4接线与闪光母线连接，所以此时红灯发闪光。红灯闪烁的同时，红色线路同时闪烁表示该通路上为断续电压。
　　2）第二部分为人机交互过程，使用者通过控制手柄，将手柄转到“合闸后”位置的垂直位置，这时红色闪光才停止。
　　（3）在演示过程中关键部件附近同时给出了相对应状态的问题提示，以方便使用者理解。
3．4　自动跳闸部分插件制作
　　这一课件也是应用FLASH5．0开发完成的。课件的初始效果图如图5所示。
　　根据这一部分教学内容的特点。设计思路主要有如下几点：
　　（1）在初始状态页面上列出了这一过程中学习的知识要点，以方便使用者学习。
    （2）自动跳闸的演示过程中分为几个部分：
　　1）由于自动跳闸属于事故性质，所以开始演示以后出现的状态将出现声音提示“SomethingWrong”，同时保护出口继电器附近出现提示性文字“将闭合”。
　　2）保护出口继电器BCJ动作闭合，形成如图6所示通路

　　3）由图6知跳闸接触器通电将动作，跳闸接触器动作引起跳闸，同时DL3闭合，将信号小母线上的负电压经电阻引至事故音响小母线上，然后启动事故信号装置发出音响。此时的效果如图7所示：
    这时绿灯经如图绿色所示通路与闪光母线相连，所以发出绿色闪光，并且通路同时闪烁表示该通路上只有断续电流通过。
　　在绿灯闪烁的同时课件将发出尖锐的声音警报，以引起操作人员的注意。

　　4）图7，当演示进行到此处时，自动演示过程将停止。下一步动作需使用者控制。原理在上面已经详述，此时也是“不对应状态”，只有使用者通过控制按钮来旋转操动手柄将其旋转至跳闸后位置，闪光和声音警报才停止。
　　防跳措施部分课件的制作与前面相关课件类似，这里不再赘述。

4　结论

　　本课件设计是围绕《发电厂电气设备》这门课程中断路器控制部分展开的，主要演示说明了断路器控制过程以及相关的理论。为了实现设计要求，所涉及的理论知识和应用的开发工具种类较多，包括了断路器控制及相关理论，网络基本理论，CAI原理，JAVA编程，WEB页面设计，Flash动画制作，图形设计及处理等。
　　关于断路器的资料比较难以获得，在互联网上一般只能找到关于产品销售的商业性信息，很难发现关于断路器原理方面的教学软件。这一问题的出现使我们只能按照相关资料理解以后再输入。由于本课程的自身特点，原理讲述的时候有很多的插
图。这些插图并没有电子版，扫描效果也很难令人满意，只能用CAD软件进行制作，然后进行格式的转换。
　　尽管在整个设计制作的过程中遇到了资料搜集等多方面的困难，但最后完成的课件从内容和表现形式上较好地达到了预定目标，使相关内容的课堂教学工作变得生动活泼、通俗易懂，切实实现了CAI课件的设计宗旨。

5　参考文献

1　（美）David M Geary．Graphic Java 2 Mastering the JFCVolumeⅡ：Swing，3^rd Edition北京：机械工业出版社，2000
2　李元华，谷廷坤，周灿林．CAI课件编播系统的研究及实现．微型电脑应用，1999，15（10）：P32～38
3　希望多媒体第一创作室．Photoshop5．0实用宝典．北京：希望出版社，1997
4　李航等译．Dreamwaver3．0宝典．北京：机械工业出版社，1998
5　清源计算机工作室．VisualJ＋＋6．0开发宝典．北京：机械工业出版社，1999