基于虛擬教學平臺的《機械設計基礎》課程建設

姚春玲

[摘 要]隨著信息化的迅速發展，虛擬教學平臺作為一種新的教學模式，正迅速的發展并得到了廣泛的應用。針對目前《機械設計基礎》課程傳統教學中所呈現的問題，分析課程的特點，借助計算機技術搭建虛擬教學平臺。

[關鍵詞]虛擬教學平臺 機械設計基礎 仿真

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0275-01

1 前言

隨著高職院校專業建設和課程體系改革的進一步深入，課程資源平臺建設正成為高職內涵建設的重要方面，就資源建設來說，開發一批卓有成效的資源庫，在高技能人才的培養中，對提高教學質量和教學水平有著積極的作用[1]。

2 機械設計基礎課程的特點及現狀

機械設計基礎是機械類專業的一門重要專業基礎課，不僅具有較強的理論性，同時具有獨立的實用性，它在培養機械類專業工程技術人才的全局中，具有增強學生的機械理論基礎、提高學生對機械技術工作的適應性、培養其開發創新能力的作用。傳統的課堂教學中，內容和步驟相對固定，學生只需按部就班的進行學習，在很大程度上是處于被動地位。這樣不利于啟發與引導學生的思維，激發學生學習的主動性和積極性，反而養成了學生的依賴性和惰性。作為傳統教學的有益補充，虛擬教學平臺可以為老師和學生提供一個具有交互性、共享性、實時性和綜合性的學習環境[2]。

虛擬教學平臺的搭建，整合了課程的教學方法和教學資源，激發了學生的學習興趣，幫助學生更好地掌握教學內容，提高教學質量[3]。

3 機械設計基礎虛擬教學平臺的實現

該教學平臺主要有課程學習、課程資源、課程自測和模擬試驗等模塊組成，其功能結構如圖1所示。

3.1 課程學習模塊

該模塊有教學資料和在線課程學習組成，教學資料可以實現對資源的上傳、修改、刪除等功能，包括教學課件、視頻學習、電子講義和課程習題等；在線課程模塊提供了多媒體課件和視頻學習的在線播放功能，在多媒體課件的制作中綜合使用了Powerpoint、Flash、Solidworks等軟件，并且可以使用人機界面交互式來完成對課件的學習。

3.2 課程資源模塊

課程資源模塊包括仿真模型庫、仿真動畫庫和圖片庫三部分。其中仿真模型庫包括：軸、軸套、連桿、齒輪、齒條、凸輪、偏心輪等常用件庫；螺母、螺釘、擋圈、軸承等標準件庫，以及減速器、內燃機、自行車、牛頭刨床等典型的機械產品庫。通過對機械零件仿真模型的觀察、機械產品的虛擬拆裝，使學生熟悉機械零部件的結構特征，相互關系，熟悉機械產品的組成、工作原理以及基本工作情況，深化學生對學習和研究對象的感性認識、開拓視野，豐富知識，啟迪創新思維。仿真動畫庫通過對所提供的模型設置運動約束和驅動形式，構成平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等仿真運動模型，通過仿真運動，增強對機構的認識，從而掌握機構的運動特性。

3.3 課程自測模塊

課程自測模塊由試題庫和在線考試組成，其中試題庫可以實現對測試題目的新增、修改、刪除等功能。在線考試可以根據試題庫及試題的難以權重來自由組成考試套題進行考試。考試題型包括選擇題、判斷題、填空題、簡答題和計算題，學生考試后系統將考試結果直接反饋給學生。

3.4 模擬實驗模塊

實驗模塊包括：機構運動簡圖的測繪實驗、四桿機構類型的判斷實驗、帶傳動的設計、鏈傳動的設計、齒輪范成實驗、減速器的拆裝實驗等。在虛擬平臺中，針對機構運動簡圖的測繪實驗，先利用三維軟件Solidworks、UG等進行機構的實體建模，然后進行運動仿真，學生選擇一個視圖方向，對機構進行結構尺寸的測量，用機構運動簡圖來表述出機構，依據簡圖進行自由度的計算，如圖2所示。帶的設計實驗中利用Solidworks的插件軟件麥迪工具箱來進行設計，如圖3所示：

4 結束語

將虛擬教學平臺引入機械設計基礎的課改中，改變了傳統的教學模式，大大提高了教學質量。學生可以通過該平臺來隨時隨地的預習、上課、復習等，有效地促進了學生的主動性，使學習變得更加便捷和靈活。

參考文獻

[1] 高職教學資源庫系統的設計與開發[J].安徽電子信息職業技術學院學報. 2012.4.21～23

[2] 吳璟莉.數據庫虛擬教學平臺的構建與研究[J].無線互聯網科技. 2012.203～205

[3] 張燦龍.“模式識別”課程虛擬教學平臺的研究與實現[J].計算機時代. 2014.7.59～61