精心設計課件精講“機械原理”課程

【摘要】多媒體及CAI課件在“機械原理”教學中可謂普及，各院校教師都有自己開發的不同的課件版本。但是有的教師片面追求多媒體教學，把課件的開發簡單等同為電子版課本，這使得多媒體課件不但沒能真正發揮出應有的作用，而且產生了很多的負面問題，例如滿屏只顯示大段文字，使學生沒有足夠時間領會要領；片面追求增加信息量；濫用動畫；缺少與學生的交流等等。問題的出現使得人們不得不重新冷靜的考慮究竟該如何開發、運用多媒體，多媒體課件應如何與板書配合？教學思想、教學內容在多媒體中該如何體現？

【關鍵詞】教學目標 多媒體 緊扣教材 表現手段 便于教學

一、CAI課件制作緊扣教學目標及內容

教學內容與教學目標是教學設計的首要工作。制作“機械原理”多媒體CAI課件，緊扣教學大綱，根據教學目標控制教師的教學活動和學生的學習活動，控制教學媒體和課堂教學結構的選擇與設計。在教學目標方面：緊扣教學大綱，根據“機械原理”課程的教學大綱和教材內容，運用現代認知學習理論指導CAI課件設計，將教學目標定為知識、理解、應用、分析、綜合、評價六個層次。在各個層次上，對所學內容進行可視化仿真演示；在實驗室實物實驗基礎上，開辟第二實驗室，利用生活中的實物圖片、模型，進行輔助教學實驗。通過激發學習興趣，使學習者從理論和實踐方面得到提高。以這種思路開發的CAI課件，不僅能使學生對課程內容有更形象、深刻的了解，還可幫助學習者提高認知能力，尤其是運用認知和策略發現新問題和解決新問題的能力。使制作的多媒體CAI課件具有顯著的教育性、嚴謹的科學性、鮮明的藝術性和嚴肅的技術性等要求，創造出一個適于個體教學、啟發思維、靈活機動的學習環境，把教、學、練三者結合起來，提高教學效率。在教學內容方面，積極推進教學方法創新，精心設計組織教學活動，積極探索案例教學等方法。

在講授“機械原理”課程時，考慮到激發學生學習興趣的要求，更考慮到學生基礎較為薄弱的現實，在教材使用中，力求用實踐來驗證理論，用設計來融合原理不斷填充新內容，構建合理的教學內容新體系，不斷為原理課教學提供了很好的啟發。例如，平面連桿機構是很多機械（如裝載機、壓力機、自卸車、醫療床、攝影車等）的主體機構，而平面連桿機構的選型及綜合是這類機械設計是關鍵的一步。在連桿機構選型中，設計師們對參數綜合一般通過作圖和計算來進行。在工廠，為研制比較復雜的新機器有時先制作模型來進行直觀試驗，然而有待試驗的設計方案若有多種，必須花費較多的人力、物力和時間。在學校，學生的設計一般沒有條件制成實物模型，但是應用多媒體動畫就可以輕而易舉的在計算機上演示，非常形象直觀完成自卸車的裝卸和攝影車上下平動。當然老師要花費較長的時間進行動畫制作。

仔細分析和研究教學內容，深刻理解教材的知識結構和內容體系，理解重點、難點問題，確定課件的內容結構、表現形式、教學順序，實施有效的教學，講清原理，融入設計。并將教學內容細分為事例、概念、技能、原理、問題五種類型。根據學習內容的復雜程度和教學目標的層次高低，確定學習內容/教學目標二維層次模型，直接地表達隨著層級的遞進，學習內容由簡單到復雜，認知層次由低水平上升到高水平。

二、遵循理論、實踐兩手抓的課程體系框架設計

由于該校學生的基礎與上海同類院校相比較薄弱，因此“機械原理”課強調基礎理論扎實的重要性和課堂教學的準確性。上課時，電子講義和實物模型，都應該與課文內容配合得天衣無縫，要鼓勵學生積極參與，主動思考，要有課堂互動性，應該完全沒有填鴨式的感覺。與此同時，課程組還大力加強實踐教學環節的力度。在實踐中引導學生對各類機構的類型和傳動有清楚的認識。這樣做的目的是將機械設計的方法與思路從課程講授的最開始就傳遞給學生，讓其在各類機械實例中尋找機構的設計方法并進而加深對原理的理解。在實踐環節，除了傳統的驗證型試驗，還增加了一些復雜機構的運動簡圖測繪，并進一步讓學生自己動手搭接范成儀，加深學生對原理理論知識的理解。

在保證實驗大綱及教學基本要求的前提下，不失時機地引進或設計一些新的教學實驗。盡可能使實驗內容新穎、充實、有趣，實驗方法趨于現代化。例如：在機構測繪實驗中，為了使學生進一步了解到構件高副、低副的具體結構形式、以及不同機構的運動情況，在實驗前增加了讓學生看機構、機器運動的多媒體動畫片，同時把小機器人模型和各種機構機器模型帶入課堂演示，啟發學生思考，這不僅讓學生接受了知識，而且開闊了眼界，拓展了思維，創新能力得到培養。對教師來說，這本身就是一種教學方法上的創新。

“機械原理”作為機械類專業的專業基礎課程，不應該與其它課程割裂開來，因此，該課程組對教材內容也進行了一些調整，在教授機械原理的同時貫穿其它課程的知識，以使教學內容成為一個完整的系統。應該把機械設計課程的內容與機械原理的部分內容合并，在講述效率與自鎖章節時，引入螺紋聯接中的扭矩計算，在齒輪機構中引入齒輪傳動的部分內容，這樣一方面可以增加學生對機構在實際中的應用實例，同時還可以增加前后知識的連貫性。這些措施使得教師在準確講述、演示、推導的過程中讓學生能夠正確理解機構設計原理，同時可以培養學生嚴謹的思維習慣。

三、提高學生綜合分析能力的豐富表現手段

“機械原理”既是專業基礎理論課程，又是一門科學方法論。研究的內容既有一定的復雜性，又有一定的普遍性。因此，多媒體課件的設計不僅應著重講述教材中的結論性理論，更要通過強烈的感官刺激使同學掌握其理論發展過程中體現出來的研究方法，培養系統的觀念，提高綜合分析問題的能力，提高創新意識。而且把前沿的、有新突破的智能機械和微機械系統的多媒體引入課堂，提升學生的學習興趣，尤其把做過的科研項目融入PPT講課中至關重要。例如，目前已研制出210(m×100(m的滑塊，直徑為60(m的靜電電機，由原子直接排列而成的納米齒輪，供情報收集的“蚊子機器人”等等。而微型人造衛星、可在人的血管中爬行的機器人以及進行眼科手術的微型機械手等也都已經應用。進一步來說要便于教師組織教學和學生自學。可有效發揮授課教師的教學經驗，調動授課教師的教學積極性和主動性，形成教師教學的個性；可供學生按照自己的基礎、時間、進度和嗜好進行復習和自學。總之，“機械原理”多媒體及CAI課件，應以課本為基礎，緊抓課程的教學目標，并以其實用、貼合板書、易于操作、便于教學等優勢，才會深受學生歡迎。

(作者單位：上海大學)