機械識圖課程教學游戲設計

鄭耿樂

摘 要：隨著信息技術的發展，結合士官學員文化基礎和學習習慣，本文初步研究了在《機械識圖》課程中開展信息化教學所需的互動小游戲方法，探索了在職業技術院校，開展基于信息化條件的《機械識圖》教學中大量使用游戲替代傳統習題的方法，在開展這些游戲訓練的過程中有收獲也有很多困惑，這里拋磚引玉希望引發同行的思考。

關鍵詞：機械識圖;信息化;游戲

興趣和動力是學習最好的老師，更具體的說，它強調學員學習的興趣、克服困難的堅持性以及獲得成功的愿望等。為此，我們開發基于ActionScrip3.0的“連連看”、“連線”、“拼圖”、“打地鼠”、“搭積木”、“虛擬裝配”等教學游戲，提升學員學習興趣，使學員在“游戲”中完成教學內容的學習和課后鞏固。

在教學中使用游戲是一種普遍而又古老的學習方式，其研究歷史也很悠久。從古希臘的先賢柏拉圖、亞里士多德到近代的席勒、康德以至于到其后的斯賓塞、胡伊青加等都曾對教學中使用游戲進行過深入探索。在這些探索當中，筆者認為荷蘭學者胡伊青加對游戲定義的概括較為全面，他指出游戲是一種自愿的活動或消遣，這些是在一個固定的時空范圍內進行的，游戲的規則是自由接受的，但又有絕對的約束力。隨著手機功能的日益強大、移動網絡的普及和上網速度的提升，廣大學員基本都是在玩手機游戲的氛圍中成長起來的。上課和玩游戲相比，顯然后者對學員更具吸引力。如果能將《機械識圖》課程的學習內容進行游戲化設計，以游戲作為學習內容的載體，必然能在很大程度上激發學員的求知欲。筆者在長期的課程教學實踐中，針對不同特點的教學內容設計了“連連看”、“連線”、“拼圖”、“打地鼠”等游戲，寓教育性與生活性于游戲活動中，在提高學員學習積極性的同時，激發他們學習的主動性和創造性。從我校今年來的教學實踐來看，采用游戲化教學之后，輕松、自主教學環境使我校《機械識圖》課程的考評成績有了較大提升。

1 教學游戲的種類

縱觀《機械識圖》課程教學過程大致可以分為三大部分：首先進行的是國家標準關于工程制圖的有關規定;其次是空間思維訓練;最后是工程圖樣識讀訓練;針對這三部分教學內容，筆者分別設計了三類教學游戲，及概記憶訓練類、空間思維訓練類、讀圖訓練類。下面依次介紹這三類游戲的設計理念和教學用途。

1.1 概記記憶訓練類

英國哲學家說過“一切知識不過是記憶”，對于學習工程界的語言——工程圖樣來說這句話格外中肯。國家標準對于機械圖樣的諸多規定，例如圖紙幅面、線型使用、比例等都有嚴格的規定。這部分內容繁雜，對于士官學員而言學習起來相對枯燥乏味，因此可以設計“連連看”、“連線”等游戲。

游戲“連連看”顧名思義就是找出相關聯的東西，就是找出相同的兩樣東西，例如圖樣的名稱（主視圖）與具體的視圖（圖片），通過鼠標連續點擊內容對于的圖片即可完成一次成功操作。采用這類游戲的訓練可以快速的在文字表達與圖形之間建立聯系。

游戲“連線”則可以看作是“練練看”的初級版本，類似于試題中的連線題，只不過在游戲中將用筆劃線的變為了鼠標劃線。游戲設計出兩類圖片，一類是基本概念的文字描述，另一類是概念的圖形表達。例如5：1對應放大比例，1：1對應原值比例等。

1.2 空間思維訓練類

客觀物質世界中絕大部分物體的結構和運動都是三維的，我們就是生活在這個三維空間里。但在學習《機械識圖》課程之前，一般學員的思維都限制在一維或二維的范圍內。在識讀組合體三視圖的教學內容中，其重點是進行空間思維能力的訓練和培養。物體的空間特性（形狀、大小、遠近、深度、方向等）直接作用于視覺，經過“形體分析法”和“線面分析發”在讀圖者頭腦中的再現平面圖形對于的三維形體。這一過程的熟練與準確程度，決定著人們認識物體空間特性的快慢和深淺程度。

依據筆者的教學經驗，我校學員學習的難點關鍵在于無法識別“位置特征視圖”和形狀特征視圖。針對這一問題筆者開發了“墻來了”和“搭積木”游戲。

“搭積木”游戲是針對幾何單元做疊加操作的游戲，用于提高學員對疊加式組合體的形體分析能力。讓學員參照二維圖樣，把已知的三維基本體裝配起來，還原二維圖樣的三維形貌。

“墻來了”游戲是針對切割型組合體讀圖訓練的游戲，用于提高學員對切割式組合體的形體分析能力。游戲首先給出一面“墻”，墻上的三個空洞可以看作是組合體三視圖的外框線。游戲者通過鍵盤翻轉、移動三維物體使之無縫穿過游戲給出的“墻”。

1.3 讀圖訓練類

一般來說，讀圖的基本要求就是可以以及給出的二維圖形想象出三維形體。例如在識讀裝配圖的教學內容中，學員是否讀懂了給出圖樣，教員不易有效、準確的做出判斷。開發基于“圖片碰撞測試”的“虛擬裝配”游戲可以有效的解決這一問題。

“虛擬裝配”游戲是在交互式虛擬裝配環境中，游戲者使用鼠標象在真實環境中一樣對產品的零部件進行各類裝配操作，在操作過程中系統提供實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得完成裝配圖對于的裝配體，具體方式如圖所示。

2 教學游戲的使用結果

近兩年來，通過在《機械識圖》課程中采用游戲化的教學設計，激發了學員學習機械識圖的興趣，學院普遍能夠開始主動學習，學習效果穩步提升。圖3展示了引入游戲化教學的某班級和傳統教學某班級的期末考試成績對比。除了成績的提高外，學員的合作意識和創新意識都得到了很好的鍛煉。

3 結束語

隨著信息化教學手段的不斷完善，針對士官學員的專業基礎課程教學需要與時俱進。目前來看，一方面士官學員的有效課堂學習時間相對壓縮，另一方面教學目標又有了較大提升。如何解決這一矛盾可能是廣大教員需要認真思考的問題。從我校近年來的教學實踐來看，在實踐教學環節中采用游戲化的教學設計，極大提高學員學習動力，變“要我學”為“我要學”，使課堂教學的質量和效率得到更大的提高

參考文獻

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