高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的信息化教學(xué)實(shí)踐

張蔚　喬生紅　陳玉瑜

[摘 要] 以高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中平面四桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)為案例，利用信息化教學(xué)手段，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)向“課前”和“課后”進(jìn)行了深度拓展，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的課前感性認(rèn)知、課間互動(dòng)探索、課后實(shí)踐拓展，對(duì)優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)、提高學(xué)生課程參與度、改善教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了積極的嘗試。

[關(guān) 鍵 詞] 信息化教學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；平面四桿機(jī)構(gòu)

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）14-0051-01

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械類專業(yè)職業(yè)技能基礎(chǔ)課，平面連桿機(jī)構(gòu)作為其中最基礎(chǔ)、最經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容之一，也是面向工程化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一項(xiàng)教學(xué)重點(diǎn)。由于連桿機(jī)構(gòu)種類繁多，工作特性各異，尤其當(dāng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)原理的分析與設(shè)計(jì)變得十分抽象。采用傳統(tǒng)的教學(xué)形式，教師難以將這部分教學(xué)內(nèi)容形象地表達(dá)，學(xué)生往往缺乏感性認(rèn)知基礎(chǔ)，容易喪失學(xué)習(xí)興趣。為了提高教學(xué)效果，本文將以平面四桿機(jī)構(gòu)為案例，借助信息化技術(shù)，從以下四個(gè)方面探討信息化教學(xué)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)踐。

一、教學(xué)分析

（一）學(xué)情分析

授課對(duì)象為高職機(jī)械類專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前，已經(jīng)對(duì)一般機(jī)器的組成、運(yùn)動(dòng)副、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制等內(nèi)容有了初步了解，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)向典型平面四桿機(jī)構(gòu)的演化具備了一定認(rèn)知和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。高職學(xué)生理論基礎(chǔ)往往較為薄弱，程式化的過程不但難于接受，而且易激起學(xué)生的厭學(xué)情緒，但形象思維通常較為活躍，對(duì)現(xiàn)象層面的興趣高于機(jī)理層面，且較熱衷于實(shí)踐操作。因此，基于信息化手段的教學(xué)方式能夠更好地迎合學(xué)生的興趣，有助于教學(xué)的開展。

（二）內(nèi)容分析

教學(xué)內(nèi)容也主要從以下三個(gè)方面逐步深入：（1）認(rèn)知。了解平面四桿機(jī)構(gòu)的組成及其一般演化形式，發(fā)現(xiàn)身邊常見的平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。該部分內(nèi)容以感性認(rèn)識(shí)和一般了解為主。（2）分析。掌握三種基本類型的判別依據(jù)，分析平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性。該部分為本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，具有較強(qiáng)的理論性，需要結(jié)合信息化手段輔以感性展示。（3）設(shè)計(jì)。根據(jù)特定要求完成平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該部分為理論實(shí)踐一體化教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教具和信息化技術(shù)平臺(tái)，讓學(xué)生完成開放性訓(xùn)練。

二、教學(xué)策略

依據(jù)高職教育信息化課程改革要求，借助于信息化條件對(duì)教學(xué)流程進(jìn)行再改造。具體教學(xué)過程分為課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，課前學(xué)生通過課程平臺(tái)借助于微視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)感性認(rèn)知；課中教師引導(dǎo)學(xué)生解決課前發(fā)現(xiàn)的難題，借助信息化技術(shù)手段，一邊將學(xué)生同步領(lǐng)入操作實(shí)踐，感知現(xiàn)象，一邊進(jìn)行講解分析，強(qiáng)化原理認(rèn)識(shí)；課后進(jìn)行開放式拓展訓(xùn)練，鞏固學(xué)習(xí)效果。

三、教學(xué)實(shí)施

（一）課前

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等信息化手段，在課前預(yù)先搜集平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用的圖片和視頻，上傳至學(xué)校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；教師通過教學(xué)平臺(tái)發(fā)布微視頻，學(xué)生通過客戶端觀看并完成教師事先發(fā)布的基礎(chǔ)題，通過自主學(xué)習(xí)完成對(duì)平面四桿機(jī)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)，并形成感性認(rèn)識(shí)。

（二）課中

學(xué)生借助機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)自行組裝桿長(zhǎng)不同的四桿機(jī)構(gòu)，初步探索曲柄存在的條件是什么；教師借助CAD/CAE軟件平臺(tái)，構(gòu)建可參數(shù)化的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型，向?qū)W生直觀展示不同桿長(zhǎng)參數(shù)組合下四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。一方面可避免學(xué)生直接接觸抽象的理論推導(dǎo)，另一方面由于降低了問題的分析難度，也能更好地吸引學(xué)生一起參與到教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)中，自發(fā)總結(jié)規(guī)律，收獲更佳的課堂學(xué)習(xí)效果。

（三）課后

教師發(fā)布一些典型平面四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例資源，讓學(xué)生在課后能夠通過模型進(jìn)一步鞏固知識(shí)，并可以開放性地通過模型定制、虛擬裝配以及運(yùn)動(dòng)模擬，開展平面四桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新演化和拓展訓(xùn)練，打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)在時(shí)間及空間上的限制以及實(shí)物教具在柔性化定制方面的瓶頸。

四、教學(xué)效果

在平面四桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)環(huán)節(jié)引入信息化手段，改變了傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”“電腦+投影”的形式，有效地建立了理論與實(shí)踐、課堂與實(shí)際的聯(lián)系，優(yōu)化了教學(xué)環(huán)節(jié)。一方面提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，將抽象難懂的問題形象地展示在學(xué)生面前，提升教學(xué)效果；另一方面在一體化教室里，利用粉筆、黑板、多媒體等傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合的資源傳道授業(yè)是教學(xué)的必然選擇，對(duì)教師的教學(xué)水平提出了挑戰(zhàn)。

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