機(jī)械專業(yè)課程信息化教學(xué)的改革與實踐

華宏偉

機(jī)械專業(yè)課程信息化教學(xué)的改革與實踐

華宏偉

當(dāng)前，將信息科技融入機(jī)械專業(yè)課程已經(jīng)是主要趨勢。如何在夯實學(xué)生工學(xué)知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高其解決綜合問題的專業(yè)素質(zhì)，是當(dāng)前工科類教育工作者面臨的主要問題。通過分析后工業(yè)時代背景下機(jī)械專業(yè)課程的相關(guān)特點(diǎn)，進(jìn)行了教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)的信息化改革探索，提出促使機(jī)械專業(yè)課程走向網(wǎng)絡(luò)化、開放化和具有操作性的實踐策略。

機(jī)械專業(yè)課程；信息技術(shù)；數(shù)字化教案；多媒體教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)課堂

機(jī)械專業(yè)課程具有較強(qiáng)的實踐性和應(yīng)用性，主要內(nèi)容涉及汽車、車床等產(chǎn)品模具及零件的分類設(shè)計和工藝制造等。當(dāng)前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加速了各行各業(yè)的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)對機(jī)械類人才的要求也不斷提高。將機(jī)械專業(yè)課程和信息技術(shù)相結(jié)合，借助計算機(jī)軟件的發(fā)展推進(jìn)機(jī)械課程教學(xué)的實效性，既是專業(yè)課程順應(yīng)科技發(fā)展的時代要求，也是機(jī)械類專業(yè)不同職業(yè)崗位人才培養(yǎng)的需要。

一、機(jī)械專業(yè)課程信息化的意義

機(jī)械專業(yè)課程，如“機(jī)械制圖”、“機(jī)械基礎(chǔ)”、“模具設(shè)計與制造”的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)、零件的描繪以及相關(guān)成型工藝。其綜合性和實踐性要求學(xué)生具有觀察分析、理論轉(zhuǎn)化和較強(qiáng)的動手操作能力。隨著計算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，Photoshop、CorelDraw、Pro/Engineer、Solidworks 等圖形軟件逐漸成為主要的制圖工具。這些軟件的引入，在機(jī)械專業(yè)課教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。一方面促進(jìn)了學(xué)生系統(tǒng)掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)操作技能，培養(yǎng)了學(xué)生立體思維和空間想象的能力；另一方面，對學(xué)生以后進(jìn)行專業(yè)領(lǐng)域的深造，以及參加生產(chǎn)實踐活動提供了有效的技術(shù)支持。

首先，基于Solidworks軟件中三維模型的建立，教師可以將模具設(shè)計及繪制的教學(xué)過程，通過清晰的文字、圖像、動畫和視頻等方式來呈現(xiàn)，這種無紙繪圖的魅力將極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，動靜相兼、視聽組合的教學(xué)氛圍，也能吸引學(xué)生的課堂注意力，提升教學(xué)效果。利用計算機(jī)繪制的三維模型樣本，具有方便存儲和攜帶的優(yōu)勢，學(xué)生不僅擺脫了枯燥的圖板學(xué)習(xí)，而且在圖形的完善和傳遞方面也大大降低了成本，最大限度地實現(xiàn)了資源的共享。[1]

其次，對于工程技術(shù)類的學(xué)生而言，在積累本專業(yè)知識的同時，更為重要的是進(jìn)行實際工程技能的訓(xùn)練。在教學(xué)過程中，教師利用Pro/Engineer、Solidworks等圖形軟件，將模型和實物的抽象投影關(guān)系變?yōu)橹庇^的視覺印象，直觀地展現(xiàn)裝配體各零件之間的連接和裝配關(guān)系，在很大程度上降低了專業(yè)課的復(fù)雜性和艱澀度，使學(xué)生在感知、習(xí)得的過程中更具有針對性和實戰(zhàn)性，學(xué)習(xí)體驗過程也相對輕松。

最后，由于專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到學(xué)生理論知識、專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)創(chuàng)新能力的形成和提高，所以教師教學(xué)方法的采用必須為學(xué)生的長期發(fā)展打下基礎(chǔ)。信息化的機(jī)械課程教學(xué)，可以讓學(xué)生體會到靈活運(yùn)用先進(jìn)軟件技術(shù)的優(yōu)勢，從而形成有特色的專業(yè)人才培養(yǎng)模式，以滿足綜合實踐型人才的培養(yǎng)目標(biāo)的需要。

二、信息化路徑中的問題剖析

在機(jī)械專業(yè)課程的信息化建設(shè)路徑中，專業(yè)知識和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于教學(xué)在帶來便利的同時，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)度和難度。許多學(xué)生表現(xiàn)出三分鐘熱度或者畏難心理，進(jìn)行繪圖和動畫演示時往往避重就輕。這些問題都反映出當(dāng)前機(jī)械專業(yè)課程中計算機(jī)課程資源還有待挖掘。

（一）信息化流于表面形式

機(jī)械專業(yè)課程的教學(xué)若要達(dá)到預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)，須充分利用計算機(jī)軟件技術(shù)和多媒體技術(shù)，讓軟件工具成為學(xué)生設(shè)計的輔助工具。另外，教師應(yīng)加強(qiáng)課程資源庫的建設(shè)，讓學(xué)生獲得大量的學(xué)習(xí)資料、分享課程資源，真正發(fā)揮信息化教學(xué)方式帶來的便利。然而，諸多學(xué)生在進(jìn)行AutoCAD、Solidworks等圖形軟件操作時，僅僅滿足于簡單圖形的模仿。教師在教學(xué)時也會出現(xiàn)課程體系設(shè)置不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)象，如有時僅用簡單的幾個視頻展示模具等生產(chǎn)原理，應(yīng)付了事。

（二）專業(yè)理論與實踐技能背離

機(jī)械專業(yè)課程進(jìn)行信息化教學(xué)的正確指導(dǎo)思想，應(yīng)是充分利用信息技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)手段，讓學(xué)生“看懂圖、理解圖、運(yùn)用圖、改進(jìn)圖”。然而，在現(xiàn)實的教學(xué)過程中，教師有時不能較好地把握和利用計算機(jī)操作的優(yōu)勢、實現(xiàn)教學(xué)與實踐的互動，或過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)，或過于依賴計算機(jī)輔助教學(xué)，而忽視其他的教學(xué)方法和手段。因而，在一味地對學(xué)生進(jìn)行計算機(jī)語言的灌輸后，學(xué)生的主體性難以得到充分發(fā)揮，專業(yè)理論知識與實踐操作技能不能很好地結(jié)合。

（三）教學(xué)評價信息化程度低

教學(xué)評價往往是制約一門課程發(fā)展的瓶頸，如果評價方式落后、評價指標(biāo)不完善，往往使得被評價者缺乏發(fā)展動力。例如，教師對“機(jī)械制圖”的課業(yè)評價內(nèi)容常常是某一機(jī)械組件或部件的繪圖作業(yè)，很多學(xué)生“臨時抱佛腳”或干脆“借鑒”他人之力。因此，單一的終結(jié)性評價不足以保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還需結(jié)合多種基于信息網(wǎng)絡(luò)的公開化評價方式。

三、信息化教學(xué)的實踐策略探究

機(jī)械專業(yè)課程的信息化實踐要想取得突破性教學(xué)效果，需從教學(xué)過程的準(zhǔn)備入手，改變傳統(tǒng)的備課方式，開展有效的多媒體教學(xué)，同時，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的課程評價和監(jiān)督。

（一）數(shù)字化教案——教學(xué)前的信息化

數(shù)字化教案有別于傳統(tǒng)的紙質(zhì)教案。這不僅意味著教師備課方式的轉(zhuǎn)變，而且要求教師在課程分析和設(shè)計時，要靈活運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，嘗試新的教學(xué)手段，探索新的教學(xué)方法。首先，教師需要擁有較高的計算機(jī)操作技能和素養(yǎng)。因為要保證一堂課的信息容量，并讓知識點(diǎn)深入淺出易被學(xué)生接受，教師需要不斷地嘗試和探索，了解學(xué)科發(fā)展的前沿，搜集較新的工業(yè)發(fā)展資料和圖片視頻等，即從“經(jīng)驗型教師向科研型教師轉(zhuǎn)變”。[2]因此，教師在備課過程中，要挑選精度高、色彩豐富、針對性強(qiáng)的有關(guān)工藝制造的或數(shù)控加工的影像資料。對于復(fù)雜的零件，尤其是裝配體，教師可以事先利用計算機(jī)建立三維模型，然后有針對性地對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行展示，以方便學(xué)生進(jìn)行觀察與分析。此外，當(dāng)前社會對工科人才的要求逐漸往“通才加專才”的方向發(fā)展，教師在準(zhǔn)備教學(xué)材料的同時，還要注重知識的廣度和寬度。

（二）多媒體教學(xué)——教學(xué)過程的信息化

多媒體教學(xué)是運(yùn)用計算機(jī)連結(jié)媒體播放器等內(nèi)、外部媒介，對文本、圖形、圖像、動畫和聲音等多種信息進(jìn)行綜合處理與控制的教學(xué)方式。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械專業(yè)課的教學(xué)改革提供了廣闊的發(fā)展空間。[3]教師在進(jìn)行教學(xué)演示重點(diǎn)時，可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)列出，幫助學(xué)生進(jìn)行有的放矢的學(xué)習(xí)。此外，多媒體教學(xué)展現(xiàn)方式具有多樣性，例如繪制圓盤類的零件時，通過不同角度展示,可以給學(xué)生帶來多種視覺效果，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中拓寬思路。

（三）網(wǎng)絡(luò)課堂鞏固——教學(xué)后的信息化

對學(xué)習(xí)成果的及時鞏固往往能夠起到很好的課堂輔助教學(xué)的效果。網(wǎng)絡(luò)課堂的建立是鞏固課堂教學(xué)的最佳平臺。教師和學(xué)生可以建立自己的互動網(wǎng)站或通訊社區(qū)，如QQ群，專門用來上交作業(yè)和進(jìn)行作品展示。在這個虛擬課堂里，師生之間、生生之間可以隨時對學(xué)習(xí)上的問題進(jìn)行溝通交流，教師在這個過程中調(diào)整教學(xué)思路，使“教”與“學(xué)”相得益彰。[4]

另外，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)新知識，包括當(dāng)前許多網(wǎng)絡(luò)播放器中的名校理科課程。這些課程從不同的視角幫助學(xué)生了解科技前沿信息，是開拓學(xué)生視野的有利途徑。網(wǎng)絡(luò)資源的開放性還提供了諸多的學(xué)習(xí)資源，包括 Solidworks、Pro/Engineer、CorelDraw、AutoCAD 等圖形軟件的教學(xué)視頻，教師可以鼓勵學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課堂中充電。同時，教師可以設(shè)置一些拓展任務(wù)來鍛煉和提升學(xué)生的實踐能力。如給定一張不標(biāo)明尺寸的零件圖片，讓學(xué)生來繪制其主視圖，這不僅可以幫助學(xué)生鞏固環(huán)形陣列的命令操作，靈活應(yīng)用相關(guān)繪圖命令；同時，也培養(yǎng)了學(xué)生深入觀察、靈活思考以及創(chuàng)新思維的能力。

信息技術(shù)的引入為機(jī)械專業(yè)課程的教學(xué)提供了變革式的技術(shù)支持和更好的教學(xué)條件，教師應(yīng)不斷提高自身素質(zhì)，及時更新現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，將機(jī)械專業(yè)的新知識有效地補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，傳授給學(xué)生。當(dāng)然，教師還要教會學(xué)生主動汲取知識，引導(dǎo)學(xué)生掌握現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)資源把握專業(yè)發(fā)展的前沿和動態(tài)，以適應(yīng)專業(yè)課程的迅速更新。

[1]唐建文.《模具設(shè)計與制造》課程建設(shè)與改革[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)，2011（1）：65-67.

[2]王正強(qiáng).信息技術(shù)與職業(yè)學(xué)校《機(jī)械制圖》課整合的研究[J].中國科教創(chuàng)導(dǎo)刊，2007（6）:34.

[3]張飛.多媒體技術(shù)在機(jī)械專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2011（3）:179-181.

[4]鄧德成.機(jī)械專業(yè)課信息化教學(xué)的改革與實踐[J].職業(yè)技術(shù)，2011（5）:30-32.

華宏偉，男，江陰市輕工中等專業(yè)學(xué)校講師，主要研究方向為機(jī)電一體化課程教學(xué)。

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1674-7747（2012）09-0029-02

[責(zé)任編輯 徐 晶]