中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力提升的實(shí)踐研究

朱 剛，劉艷芳

中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力提升的實(shí)踐研究

朱 剛，劉艷芳

中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力是指中職教師在先進(jìn)的教育教學(xué)理論指導(dǎo)下，把教育技術(shù)應(yīng)用到中職學(xué)科教學(xué)中去，從而提高中職課堂教學(xué)的效率、效果和效益。以江陰市璜塘綜合高級(jí)中學(xué)“機(jī)械制圖”課堂教學(xué)為例，探討了“機(jī)械制圖”虛擬模型庫(kù)的建立，闡述了虛擬模型庫(kù)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足，對(duì)中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力的提升進(jìn)行了實(shí)踐研究。

中職教師;教育技術(shù)應(yīng)用能力;機(jī)械制圖;虛擬模型庫(kù)

2013年，江陰市璜塘綜合高級(jí)中學(xué)“中職學(xué)校教師教育技術(shù)應(yīng)用能力提升途徑研究”被成功立項(xiàng)為江蘇省第二期職業(yè)教育教學(xué)改革研究課題，其子課題“中職教師教育技術(shù)能力在機(jī)械專(zhuān)業(yè)中的提升途徑研究”以本校教學(xué)為例，對(duì)中職機(jī)械專(zhuān)業(yè)教師教育技術(shù)能力的提升進(jìn)行了案例研究。中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力是指中職教師在先進(jìn)的教育教學(xué)理論指導(dǎo)下，把教育技術(shù)應(yīng)用到中職學(xué)科教學(xué)中去，從而提高中職課堂教學(xué)的效率、效果和效益。本文以“機(jī)械制圖”課堂教學(xué)為例，根據(jù)教師教育技術(shù)應(yīng)用能力建立虛擬模型庫(kù)，對(duì)中職教師教育技術(shù)應(yīng)用能力的提升進(jìn)行實(shí)踐研究。

一、虛擬模型庫(kù)的建立［1］

“機(jī)械制圖”虛擬模型庫(kù)是用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)物模型進(jìn)行虛擬化處理，教師將需要的模型利用三維設(shè)計(jì)軟件制作形象逼真的虛擬實(shí)體模型，然后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程中。常用的計(jì)算機(jī)軟件有AutoCAD、Solidworks、Pro/E、UG等，利用這些軟件的三維造型功能，不僅可以完成虛擬模型的建立，而且還可以進(jìn)行多方位旋轉(zhuǎn)演示、剖切演示、三維模型生成三視圖等。

在建立虛擬模型庫(kù)時(shí)，根據(jù)“機(jī)械制圖”課程的需要，將虛擬模型庫(kù)劃分為如圖1所示的五大類(lèi)，分別應(yīng)用于課堂例題、課后練習(xí)、課外練習(xí)三大塊，以便于教學(xué)的實(shí)施及模型的查找。本文主要采用Solidworks［2］軟件進(jìn)行三維建模，虛擬模型庫(kù)建立好之后，用DreamweaverMX［3］軟件進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)制作，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，方便其他教師教學(xué)利用及學(xué)生學(xué)習(xí)使用，以充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的優(yōu)越性。

圖1 “機(jī)械制圖”模型庫(kù)結(jié)構(gòu)

二、教師教育技術(shù)應(yīng)用能力在“機(jī)械制圖”課堂中的實(shí)踐應(yīng)用

(一)虛擬模型庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為教育現(xiàn)代化的突破口，以其集成性、交互性、可控性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)越來(lái)越受到廣大教育工作者的歡迎和重視。近幾年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的普及、計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的逐年提高、以及各類(lèi)輔助教學(xué)應(yīng)用型軟件的不斷出現(xiàn)等，都為課程教學(xué)改革提供了技術(shù)手段。

教學(xué)模型作為教學(xué)手段的重要組成部分，在幫助學(xué)生形象地理解教學(xué)內(nèi)容的過(guò)程中，發(fā)揮著積極的輔助作用。“機(jī)械制圖”作為機(jī)械專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究機(jī)械圖樣的繪制和識(shí)讀規(guī)律，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的繪圖和讀圖能力、空間想象和思維能力。機(jī)械圖樣被稱(chēng)為工程界的“技術(shù)語(yǔ)言”，該課程將為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。“機(jī)械制圖”的課堂教學(xué)和課后作業(yè)，都需要大量使用教學(xué)模型，以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。而傳統(tǒng)的教學(xué)模型因其價(jià)高、易損、不便攜帶、不能修改等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代教學(xué)的需要。應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合多媒體技術(shù)建立基于三維CAD技術(shù)的虛擬模型庫(kù)，可以完全克服傳統(tǒng)教具的缺點(diǎn)。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，師生可以在學(xué)校的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)入校園網(wǎng)和INTERNET，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備課和學(xué)習(xí)，這些有利條件的創(chuàng)設(shè)為開(kāi)發(fā)機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)提供了可能。

1.優(yōu)于傳統(tǒng)實(shí)物模型的教學(xué)效果。(1)從模型制作角度。傳統(tǒng)的實(shí)物模型一般是木制或者其他材料制作而成，制作過(guò)程復(fù)雜，成本高;受體積、重量等因素影響，攜帶不方便;實(shí)物模型更新?lián)Q代的速度慢且不能修改。而虛擬模型庫(kù)是用三維CAD技術(shù)(本文中采用Solidworks軟件)創(chuàng)建的三維立體模型，教師可以根據(jù)教學(xué)需要建立相應(yīng)的虛擬模型庫(kù)，這種方法建立的模型庫(kù)避免了實(shí)物模型的諸多弊端。如:可以根據(jù)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)需要靈活創(chuàng)建、制作過(guò)程快速簡(jiǎn)單、成本低、儲(chǔ)存方便、更新快捷、可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，等等。同時(shí)，利用虛擬模型庫(kù)進(jìn)行教學(xué)也避免了在傳統(tǒng)模型不存在的情況下自行制作模型的麻煩。(2)從教師教學(xué)角度。利用傳統(tǒng)的實(shí)物模型進(jìn)行教學(xué)，必要時(shí)需要配以相對(duì)應(yīng)的掛圖進(jìn)行講解。如果沒(méi)有相應(yīng)的掛圖，教師需要提前將較為復(fù)雜的二維圖形畫(huà)在小黑板上。這樣，一方面，由于小黑板上的圖形不具有永久性，不利于保存，每次上課都增加了教師備課負(fù)擔(dān);另一方面，由于這種圖形不具有動(dòng)畫(huà)性、不生動(dòng)，因此，教學(xué)效果并不佳。利用虛擬模型庫(kù)進(jìn)行教學(xué)，教師可以節(jié)省制作掛圖或畫(huà)小黑板的時(shí)間，只要在已經(jīng)建立好的模型庫(kù)中選取所需要的模型即可。將已經(jīng)用 Solid-Works軟件建立好的模型制作成適合自己的PPT，在教學(xué)過(guò)程中利用課件可以實(shí)現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)演示，可以方便地進(jìn)行三維實(shí)體與二維視圖的相互轉(zhuǎn)換，而不需重新繪制與三維實(shí)體相對(duì)應(yīng)的二維圖形或者繪制與二維圖形相對(duì)應(yīng)的軸測(cè)圖。比如，在講組合體時(shí)，有時(shí)需要學(xué)生由二維視圖想像三維實(shí)體，有時(shí)則給出三維軸測(cè)圖讓學(xué)生補(bǔ)畫(huà)三視圖。教師在講解時(shí)經(jīng)常需要配合立體圖給學(xué)生以啟發(fā)，受制于傳統(tǒng)模型數(shù)量及樣式的局限性，教師只能在黑板上畫(huà)出模型的軸測(cè)圖，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而虛擬模型庫(kù)則彌補(bǔ)了這樣的不足。(3)從學(xué)生學(xué)習(xí)角度。傳統(tǒng)的實(shí)物模型不能根據(jù)學(xué)生的需要進(jìn)行任意剖切，從而影響了學(xué)生對(duì)較抽象機(jī)件的理解。另外，學(xué)生在做課后練習(xí)時(shí)，由于實(shí)物模型數(shù)量有限，很多相應(yīng)的實(shí)物模型缺乏，造成不能順利地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。虛擬模型庫(kù)中的3D模型可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)演示、剖切、旋轉(zhuǎn)、放大、平移、二維圖形三維看等，還可以在圖樣上添加注釋圖形，而不改變?cè)瓉?lái)的圖樣。與實(shí)物模型相比，不僅精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，還能將復(fù)雜形體的外型與內(nèi)腔、相貫體中相貫線(xiàn)的變化趨勢(shì)、裝配體中零件之間的連接關(guān)系充分地展示出來(lái)，加上動(dòng)畫(huà)效果，使教學(xué)中的知識(shí)難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象。比如在講相貫線(xiàn)、裝配圖零件連接關(guān)系、復(fù)雜零件的內(nèi)腔等細(xì)節(jié)時(shí)，傳統(tǒng)的模型很難清晰地將其展示出來(lái);有些涉及到剖視圖的題型，我們需要從不同的角度對(duì)模型進(jìn)行剖切，卻不能隨意地剖切傳統(tǒng)模型;在用多媒體展示虛擬模型時(shí)，可以將其放大或進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示，使坐在后排的學(xué)生也能看得很清楚;我們還可以根據(jù)教學(xué)需要，隨時(shí)進(jìn)行虛擬模型庫(kù)的建立與更新。除此之外，由于虛擬模型庫(kù)包括《機(jī)械制圖》第五版習(xí)題冊(cè)上的典型模型，因此，可以成為學(xué)生課后學(xué)習(xí)的有效助學(xué)型素材。

可見(jiàn)，利用三維CAD技術(shù)創(chuàng)建的虛擬模型庫(kù)，彌補(bǔ)了實(shí)物模型的局限性，不僅能夠及時(shí)補(bǔ)充符合新教學(xué)內(nèi)容的模型，還可以針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象、教學(xué)要求調(diào)整現(xiàn)有的模型，充分滿(mǎn)足了教學(xué)中對(duì)模型種類(lèi)及數(shù)量的需要，有效地降低了教學(xué)成本。虛擬模型庫(kù)以其特有的動(dòng)態(tài)性、生動(dòng)性、清晰性滿(mǎn)足了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.學(xué)生課下學(xué)習(xí)的助學(xué)型課件。近幾年來(lái)，由于同一班級(jí)生源質(zhì)量的差異增加以及機(jī)械制圖的授課時(shí)數(shù)不斷減少，使得教師的課后輔導(dǎo)難度有所增強(qiáng)。一方面，對(duì)于程度低一些的學(xué)生，如果輔導(dǎo)不夠及時(shí)，他們一旦無(wú)法戰(zhàn)勝學(xué)習(xí)中的困難，便退縮或放棄學(xué)習(xí)，從而失去了對(duì)機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的興趣。另一方面，在機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過(guò)程中，閱讀、分析、比較典型機(jī)械圖樣，對(duì)學(xué)生提高讀圖能力、開(kāi)闊視野、積累經(jīng)驗(yàn)、提高對(duì)機(jī)械零件的表達(dá)能力都有一定的幫助。機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)可以幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，學(xué)生還可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)能力，進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)。

機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)可以載入網(wǎng)絡(luò)，不受時(shí)空限制在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸。當(dāng)學(xué)生在課后練習(xí)中遇到困難時(shí)，可以通過(guò)校園網(wǎng)進(jìn)入模型庫(kù)主頁(yè)，在庫(kù)中找到所需要的模型，進(jìn)行仔細(xì)觀察，從而增強(qiáng)對(duì)實(shí)物的感官認(rèn)識(shí)，輔助完成課后練習(xí)。另外，計(jì)算機(jī)模型庫(kù)中收集了大量典型零、部件的三維模型與二維工程視圖，采用了不同的表達(dá)方法，學(xué)生可以通過(guò)與自己所繪圖形的對(duì)比來(lái)檢驗(yàn)自己的讀圖能力和對(duì)機(jī)件的表達(dá)能力。計(jì)算機(jī)模型庫(kù)可以改變傳統(tǒng)教學(xué)的單調(diào)模式，有助于學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

3.實(shí)踐性教學(xué)的素材庫(kù)。為了使機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后能勝任生產(chǎn)第一線(xiàn)的實(shí)際工作，必須對(duì)其加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)踐性教學(xué)的目的就是使學(xué)生能夠綜合地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)成為“機(jī)械制圖”課程中一個(gè)重要的組成部分，目前，學(xué)校6個(gè)多媒體教室的計(jì)算機(jī)中，除了安裝二維繪圖軟件(AutoCAD、CAXA電子圖板)外，還安裝了三維繪圖軟件(Solid2000、3DMAX)，并且每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以方便地進(jìn)入校園網(wǎng)和INTERNET，這就為“機(jī)械制圖”實(shí)踐性教學(xué)提供了必要的物質(zhì)條件。過(guò)去的“機(jī)械制圖”實(shí)踐性教學(xué)，通常采用測(cè)量和拼裝模型的方法進(jìn)行，這樣，一方面，要準(zhǔn)備很多模型，因而占用較大的空間和較多的資金投入;另一方面，模型的種類(lèi)較少，因而限制了實(shí)踐性教學(xué)的內(nèi)容，影響了教學(xué)效果。利用三維CAD軟件建立的參數(shù)化機(jī)械制圖三維虛擬模型庫(kù)，作為“機(jī)械制圖”實(shí)踐性教學(xué)的素材庫(kù)，可以有效解決上述問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以根據(jù)教學(xué)需要分組設(shè)計(jì)不同的教學(xué)任務(wù)，每組學(xué)生根據(jù)自己的教學(xué)任務(wù)要求，從素材庫(kù)中調(diào)用零件模型，借助三維CAD軟件提供的測(cè)量與裝配功能進(jìn)行零件測(cè)繪以及裝配體的拼裝，然后，利用二維繪圖軟件進(jìn)行零件圖的繪制以及裝配圖的拼畫(huà)。這種以虛擬制造環(huán)境為背景的教學(xué)模式，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想像力、邏輯聯(lián)想力，有利于認(rèn)知思維的深化與發(fā)展，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，極大提高了其學(xué)習(xí)的效率與趣味性。

4.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)繪圖軟件的積極性。學(xué)生能在課件演示的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)三維制圖軟件的優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)相關(guān)繪圖軟件產(chǎn)生濃厚的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)該軟件的積極性。

(二)有待改進(jìn)之處

實(shí)踐證明，機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)的設(shè)計(jì)是成功的，借助計(jì)算機(jī)虛擬模型，可以將授課中的一些重點(diǎn)問(wèn)題如截交體、相貫體、組合體、剖視圖等，清晰、生動(dòng)、形象地展示在學(xué)生面前，使學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)增強(qiáng)，使難點(diǎn)變得容易理解。此外，機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)減輕了教師的輔導(dǎo)工作量，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要，重復(fù)多次地進(jìn)行有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。但在實(shí)際使用中也發(fā)現(xiàn)，該模型庫(kù)還存在很多有待改進(jìn)的地方。

1.可利用Flash等其他動(dòng)畫(huà)軟件對(duì)有必要的模型進(jìn)行加工，從而使其能夠更加生動(dòng)地進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示。

2.實(shí)現(xiàn)機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)可以載入網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，不受時(shí)空限制在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，以便于更多的教師和學(xué)生在教學(xué)或?qū)W習(xí)中使用。

［1］曾德惠.SolidWorks和eDrawings在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用［M］.機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2008(2):179－180.

［2］田東主.solidworks2005三維機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［3］網(wǎng)星工作室.DreamweaverMX完全自學(xué)手冊(cè)［M］.北京:希望電子出版社，2002.

［責(zé)任編輯 盛 艷］

朱剛，男，江陰市徐霞客綜合高級(jí)中學(xué)高級(jí)講師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化教學(xué);劉艷芳，女，江陰市徐霞客綜合高級(jí)中學(xué)講師，碩士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電專(zhuān)業(yè)教學(xué)。

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1674－7747(2015)36－0032－03