探析可視化技術在中職機械基礎課程平面連桿機構中的應用

胡敏

可視化技術在教育教學中的應用越來越廣，對于工程類課程如何提高教學效果，使學生將形象思維轉化為抽象思維，培養學生創造能力，是我們中職院校值得探討的問題，本文闡述了可視化技術發展及其在教學中的優點，從機械基礎專業課程出發以平面連桿機構為例，結合中職學生的特點分析，說明可視化技術在平面連桿機構教學中的應用。

引言

在傳統的教學觀念中，教學組織形式通常是以教師授課為主，主要運用課堂講授法，教師在教學中起主導作用，決定教學內容、結構、教學方法及教學進度，這種教學方法是以教學為主，學生是教學的主體，在教學中始終處于被動的學習環境中。現代化的教學方法要求改變傳統的課堂講授式為啟發引導式，追求教與學的合作化，以講授引導思維，以教導激發感情，并賦予學生學習的主動性。可視化教學有利于創造這樣的環境，以教師為中心的授課方式將會被改變，學生在環境中自我探究的學習方法有待實現。可視化教學正是在現代教育思想指導下，使用新技術改進教學方法的嘗試。

1.可視化技術

可視化技術應用于教學中的優點：

（1）交互性

運用可視化技術的交互性可實現動畫演示與教學內容的切換，學生通過動畫模擬演示，加深對所傳授知識的理解。另外，學生可以通過改變機構中桿件的各個參數，直觀的觀察到改變后的不同結果。有助于對平面連桿機構概念的理解。

（2）形象性

學生在學習知識之前缺乏對所學概念形象的認識，通過視頻動畫的演示，不僅把抽象的知識概念和演變過程形象化，從視覺上加深學生對知識點的印象，又能有助于提高學生學習興趣。

（3）自主性

通過教師系統的講解后，學生可根據自己的接受情況，反復觀看視頻動畫，直到將不了解的知識點理解了為止，這樣有助于提高學生自主學習的能力。另外，可視化的教學還可以脫離教室環境，學生可以通過網絡傳輸知識，在家也一樣可以復習和鞏固所學的知識。因此，可視化的教學方法改變了傳統的教學模式，提高了教學效率，是一種值得推廣的新的教學方法。

2.機械基礎課程特點

機械基礎這門課程是中職院校機械類專業基礎課程，使用的由中國勞動社會保障出版社出版的全國中等職業技術學校機械類通用教材。課程內容包括機械傳動、軸系零件、常用機構、及液壓傳動與氣壓傳動等方面的基礎知識。

中職院校學生大多數是高考失落、中考總分不高的學生，他們的學習興趣不濃，基礎薄弱，大多數學生畢業后從事與機械相關的工作，因此學好機械基礎這門課程對于這一學生群體顯得尤為重要。

在教學過程中，由于機械基礎這門課程涉及實際應用的內容比較多，章節內容比較抽象，難以理解，運用可視化的技術至教學中可以將概念從抽象到具體，突出動態演示，通過直觀形象的演示，將形象思維轉化為抽象思維，把教學內容變得更加形象、生動、有趣，提高學生對知識的認識和理解的深度，更好的理解各個教學難點。下面以機械基礎中平面連桿機構的內容為例，講述可視化技術在教學中的應用。

3.在平面連桿機構中的應用

該教材平面連桿機構教學內容有四節，分別是平面連桿機構的特點、鉸鏈四桿機構的組成與分類、鉸鏈四桿機構的基本性質、鉸鏈四桿機構的演化。

在講解本章節的內容時，主要通過生活及生產實例的介紹，深入淺出的講解鉸鏈四桿機構的組成、基本性質及演化。鉸鏈四桿機構的組成、基本性質的學習情況直接關系到鉸鏈四桿機構演化的理解，所以這兩部分的知識點是講解本章節的重點。難點部分就是鉸鏈四桿機構演化。

平面連桿特點主要通過門窗、天平秤、鏟土機、火車等實例引入平面連桿機構，結合圖片，視頻講解平面連桿機構的特點，最后通過歸納總結鉸鏈四桿機構組成與分類。

四桿機構重點在分類及講解基本性質，通過動畫及交互性教學軟件演示模擬其運動形式。

在該VB窗口中有判定雙搖桿機構存在條件，通過選擇是否存在曲柄選擇運動形式，在運動過程中分別顯示搖桿掃過的區域，同運用圖茂并存的教學方法，學生很容易將抽象的概念理解消化。

鉸鏈四桿機構演化的幾種常見類型中教學重點是曲柄滑塊機構，難點是導桿機構，實際上曲柄滑塊機構和導桿機構就是鉸鏈四桿機構的演變形式，通過選擇不同的構件作為機架，改變構件的形狀、相對長度的方法演化形成。

在教學中，關于鉸鏈四桿機構是如何演變為曲柄滑塊機構和導桿機構的過程，就不需要做深入探究。重點放在曲柄滑塊機構和導桿機構運動分析上，而曲柄滑塊機構和導桿機構，只是通過教材學生無法理解各個桿件的運動情況，因此運用VB可視化技術的演示，再結合機構簡圖，分析桿件的運動形式。通過設置曲柄、連桿及滑塊偏心距等參數加深學生對曲柄滑塊機構運動的理解。

導桿機構的教學過程中通過可視化窗口演示對曲柄滑塊機構進行演變。分別演示擺動導桿機構、曲柄搖塊機構、移動導桿機構，最后將教學重點放在展示導桿機構的實際應用上。

總結

在本文中，通過總結傳統模式下教育方法的特點，延伸出可視化教學的概念，并對可視化教學在教育中的優點結合了機械基礎平面連桿機構這一章節的內容進行了闡述。多年教學經驗證明，運用可視化技術可以提高學生的學習興趣，吸引學生注意力，有助于提高教學效果，達到理想的教育目標。

（作者單位：徐州技師學院）

作者簡介：胡 敏，女，江蘇省徐州技師學院，焊接專業教學研究。