機械原理、機械設計教學中的立體化教材建設分析

趙英杰+宋淵明

【摘要】在我國經濟飛速發展和科學技術日益更新的大背景下，將多媒體信息技術和教學相結合建立立體化教材，能有效提高教學效率。文章列舉了機械原理、機械設計課程的幾種立體化教材形式，闡述了立體化教材建設的有利作用，旨在分析探討現代立體化教材，在教學過程中達到拓展學生思維，培養創造性，提高教學效率的目的。

【關鍵詞】機械原理；立體化教材；機械設計

隨著信息化水平的提高、教育改革的大力推行和教育出版行業的迅猛發展，各高校在培養人才方面越來越注重質量的提高，并由此引發了對現有的教育體系進行改革的迫切要求，個性化、自主式學習逐漸成為高校教育的焦點。而作為教育主體的教材，為了適應社會的更高需求，已逐漸轉向立體化，其中立體化教學資源和網絡教學手段帶來的效果最為突出。

一、立體化教材的概念

立體化教材是以現代教育技術為技術支撐，以能力培養為主要目的，以紙質教材為媒介，并結合層次、形式、用途、傳播途徑多樣教學資源為教師和學生提供多種教學服務的具有一定結構的與教學出版物配套的集合。立體化教材能基本滿足教師教學和學生學習過程中的所有需要；還能夠適應教育市場，顯著提高教學效率和學生學習積極性，并在一定程度上加快教育體制改革的步伐。因此，教材立體化建設是目前教材建設的必然趨勢，具有很大的推廣價值。

以往使用的傳統教材，多為學科知識框架的提煉與總結，是各科的基本輔助材料。傳統教材雖然能夠滿足知識傳授的需求，但不能很好地培養學生的創新能力和實踐能力，然而建立立體化教材體系就能有效彌補傳統教材的缺點。主要原因是，建構立體化教材體系時會綜合考慮解決問題的多角度、表現形式的多媒體、內容的多學科、教學對象的多層次等各種條件，利用各種媒體的優勢，增加與媒體之間的互動，加強立體化教學設計，最大限度地激發學生的學習積極性。此外，在設計教學時還要結合不同學科、應用對象和環境，使其在教學過程中保持多樣化、個性化、實用化?？茖W合理地建立并完善立體化教材體系對于培養大學生自學和創新能力有著十分積極的作用，還能將當代大學生培養成為適應信息化社會工作、學習、生活的全能型人才。

二、立體化教材的作用

第一，可以豐富教學內容。教材是給學生傳授技能、思想的一種由符號、信息構成的媒介，同時也是教學內容和課程體系的載體，旨在為社會培養高素質人才，能夠保證課堂的順利進行。立體化教材的形式多樣，可以將教學內容與多媒體有效地結合，極大地增加課堂教學的豐富度。

第二，體現了新時期對人才的要求。隨著我國經濟體制改革的推進和科學技術的飛速發展，現有人才能力、素質遠遠不能滿足社會的需求。教材是教學的主體部分，因此把教材的建設作為高等學校的基本建設，對教學質量的要求較高。進行教材建設，要與教學內容、改革方法相結合，只有這樣才能在教學改革方面取得實質性進展。此外，將立體化教材建設加以推廣普及，設計新時期的人才培養方案，為社會發展提供支持。

第三，能夠提高師資隊伍的水平。傳統的課堂模式是教師作為課堂的主體，這種教學方法有很多與現代教育相悖的地方，因此要積極進行教學模式改革，引進一些先進的教學理念、教學方針，達到提高學生自學、創新、實踐等方面能力的最終目的。在建設立體化教材的過程中，培養一批教育思想先進、能夠很好適應現代化教學手段的師資隊伍，能夠為教育事業的發展提供一份保障。

三、機械原理和機械設計教學中的立體化教材形式

第一，電子教案。電子教案目前已經廣泛應用于現代的教學活動。它具有使用方便的優點，不僅能用于課堂教學，還能在學生復習時提供便利。電子教案能使教學內容變得生動形象，能夠提高學生的學習積極性，培養創造力，在改變傳統的教學方式方面也有顯著作用，而且還能幫助教師控制教學節奏，提高教學效率。此外，實際應用過程中使用幻燈片，能夠提高教師應變能力。教師根據實際情況和需要對幻燈片進行修改，能滿足不同層次學生的需求。例如教師在教學過程中可根據教學進度對電子教案采取過程放慢或者過程加快操作，將教學節奏控制在最佳狀態。在機械原理和機械設計等課程的教學過程中，電子教案應用較為普遍。因此，只有在制作電子教案時嚴格要求，才能使教學效果發揮到最佳。

第二，CAI課件。CAI課件是一種通過三維動畫、仿真等呈現教學內容的教學系統。它還是一款由專業人員開發的可以用于教學的單獨運轉的計算機軟件，該軟件包括圖像、聲音、動畫、文本等素材，在提高課堂教學效果和授課效率方面效果顯著。機械原理和機械設計等課程包含許多復雜煩瑣的機械結構和機械運動，傳統的教學方法在展示上有很大的限制，但是課堂上涉及的機械零部件的結構和運動過程就能很好地用CAI課件展現出來，對課堂教學十分有利。此外，CAI課件易攜帶，易傳閱，可有效避免更換光盤等帶來的麻煩。

第三，試題庫。試題庫包含大量的試題和整個試題管理系統。試題庫管理系統能夠根據不同學科和章節自定義設計目錄，自主編輯試題，在錄入試題方面也十分便捷。試題庫軟件還可以快速生成試卷，使教師不用應付煩瑣的命題工作，消除了出題、命題等煩惱。試題庫還能在已學的知識范圍內在線測試學生的學習情況。試題庫具有較多優點，使教學質量評估達到事半功倍的效果，所以合理利用試題庫資源是必不可少的。在機械原理和機械設計的教學中，教師可以不定時通過試題庫生成試卷，以便檢驗學生的學習成果。此外，教師還可以在試題庫管理系統錄入與機械原理和機械設計相關的典型例題，有效降低學生出現重復錯誤的概率。

四、立體化教材建設的主要特點

第一，教師教學。主教材在教師教學方面既要具備科學的指導性和示范性，也要有適用性。此外，還要提供與主教材配套的電子教案、參考書、試題庫及答案等各種資源。教師還可以根據教材制訂教學計劃，在制作演示文檔時要包含重點內容、作業和試卷等，盡量做到“個性化教學”。這些組成部分要從不同角度，采用多種形式相互配合，把教材的精華充分呈現給師生，形成一個教師資源的有機整體。

第二，學生學習。學習環境在支持、促進學習上有重要作用，因此學習環境要具有更多的主動性和自由性。以數字化為核心的立體化教材建設具有如下特點：以學生為中心，能滿足個體需要，隨時隨地進行學習。學生之間是合作學習，學習過程是互動交流的，學習具有創造性和再生性?？傊?，立體化教材的建設應當強調學生是主體，是主要構建對象，讓學生掌握知識是整個學習過程的主要目的。為了使學生積極主動探索知識，完成學校環境的建構，在學習過程中除了要為學生提供紙質教材外，還要提供各種相關的信息資源。這些素材和資料主要是提供學生的自主學習和探索知識的參考資料，并通過互動深入理解紙質教材的知識體系和教學重點。

五、立體化教材建設的主要手段

第一，制訂教學大綱。統籌規劃課堂上的授課、作業、實驗、考核、教材等環節，建立一個比較完整的立體化教學體系。制訂大綱要積極引進其他國家的先進教學經驗并結合我國的實際國情，內容上還要注重強調教學內容的科學性、先進性，大綱中要涉及學科領域最新的科技成果，達到培養適合社會需求的高素質人才的目標，在促進學科進步，加快當地經濟與社會發展步伐方面有著舉足輕重的影響。

第二，建設先進合適的立體化教材。將動態教材和電子教案等多種媒介作為立體化教材建設的重要組成部分，此外還要加強專業課教材、實驗課教材、實踐課教材、教學參考書、學習指導書等各種資料的配套建設，增加與各種教育資源的交流。建設成的立體化教材還要具有指導學生查閱和閱讀各種與課程內容相關的參考資料的作用，在教學過程中還要有意識地培養學生及時掌握學科發展動態，完全理解并掌握學科知識的能力，充分釀造生動活潑的課堂教學氛圍，最大限度地激發學生的學習積極性。此外，在設計教學時還要結合不同學科、應用對象和環境，使其在教學過程中保持多樣化、個性化、實用化。

第三，網上學習交流策略。在設計立體化教材中的網絡課程時，應最大限度地顯示它的優勢，幫助學生在相關網絡平臺上快速進行合作學習。在立體化教材建設中，各教材、課程、學科之間都要建立可供師生交流探討的網絡交流環境。網上交流具有方便快捷的優點，它可以提供平臺供有相同興趣愛好的學生進行交流，保持學生對于學習的熱情。

在教學改革深入推進和現代教育技術飛速發展的今天，社會對立體化教材的需求也在逐步增加。立體化教材建設雖然在我國教育中剛剛起步，但是只要我們將它與先進的教育思想、教學理念相結合，將其作為我國教育改革的指導方針，那么未來以個性化、特色化、自主化為特點，以學生為中心的立體化教材建設將會成為推動我國教育改革走向巔峰的強大助力。

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