基于信息技術的機械基礎課程教學改革探索

李濤祥

摘要：隨著信息技術的普及與發展，促進了我國各行各業的發展。信息技術具有其資源廣、使用方便、傳輸快捷等的特點，有效的在機械基礎課程教學中發揮了重要的作用，教師可以利用信息技術簡化教學難度，拓展教學內容，升華教學質量，從而有效推動本課程教學改革的進程。本文通過分析機械基礎課程教學的現狀，并探討信息技術在中職機械課程中的應用策略，以提升課程改革的成效。

關鍵詞：信息技術;機械基礎課程;教學改革;策略研究

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0232-02

0? 引言

機械基礎課程具有較強的專業性和實踐性，基于信息技術產生的微課、多媒體、新媒體等資源都可以服務于中職基礎課程。教師需要分析現階段教學中存在的問題，有針對性地利用信息技術促進機械基礎課程的改革。

1? 中職機械基礎課程教學存在的問題分析

1.1 中職機械的教學設備不完善

中職機械類專業需要用到的設備是多樣的，如《摩擦輪傳動》中涉及到了外接圓柱式的摩擦輪、內接圓柱式摩擦輪、摩擦壓力機、摩擦離合器、制動器;《螺紋的形成和種類》中涉及到了單線螺紋、雙線螺紋和三線螺紋;《齒輪》中涉及到了直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、人字齒輪、圓錐齒輪等等。除了機械專業的設備種類較多之外，其購置的費用也是比較昂貴的，尤其是對于某些大型機器來講，如普通車床、數控車床、自動化車床等等，即使是二手，其價格仍然不菲。在教學過程中，購置這些教學設備對于中職學校來講是極大的壓力。

1.2 理論講授重于實踐操作

中職機械類課程的知識點零散且抽象性較強，教師需要花費大量的精力和時間為學生講解機械課程中的概念。例如，在學習《鉸鏈四桿機構曲柄》的時候，學生需要掌握鉸鏈四桿機構演化成衍生平面四桿機構的方法。①轉動副演化成移動副。如引進滑塊等構件。以這種方式構成的平面四桿機構有曲柄滑塊機構、正弦機構等。②選取不同構件作為機架。以這種方式構成的平面四桿機構有轉動導桿機構、擺動導桿機構、移動導桿機構、曲柄搖塊機構、正切機構等。③變換構件的形態。④擴大轉動副的尺寸，演化成偏心輪機構。教師需要講解平面四桿機構、導桿機構、轉動副、移動副等概念。這就導致教師的理論知識講解要重于實踐操作，不利于學生理實一體化的綜合素質發展。

1.3 課堂互動性較差

良好的課堂互動是提高教學質量的有效手段。但是在大部分的中職基礎課程教學中，教師的重點放在了知識串上，難以為學生創設教學情景，與他們的互動性也比較低。例如，在“簡易連桿體的造型”一小節開展項目式教學法時，項目課程需要遵循由易到難的元尊，將產品繪圖、產品造型設計以及軟件訓練等內容結合在一起，并按照國家標準、工藝結構以及圖紙將其分割成不同的項目。同時，教師還要為學生展示刀具的軌跡與程序的生成方法。但是在實際的教學過程中，教師為了簡化教學的難度，一般不會與學生進行溝通，根據學生的能力來劃分項目，而是憑借主觀臆想將其劃分為不同的模塊，分給學生。這種做法會導致學生容易對課堂教學內容失去興趣，同時增加他們的學習難度，反而不利于學生的成長。

2? 信息技術在中職機械基礎課程教學中的應用策略

2.1 轉變教師傳統觀念，提高教師的信息素養

為了適應社會的發展，教師需要對傳統的教學理念進行革新，尤其是在信息化教學的背景下，教師要具有相應的信息意識。在以生為本的教育理念下，教師除了傳授學生基本的課堂知識外，還要培養他們良好的行為習慣、提升綜合學習能力，養成良好的道德素質，實現學生的全面進步。為此，學校可以組織教師參加培訓，在培訓過程中，增加教師的信息技術應用能力，并引導他們將培訓學習到的信息技術應用到課堂教學中。同時，教師還要擁有信息化的意識，培養利用網絡資源教學的習慣，從而保證教師與學生的共同進步。

2.2 根據信息技術創設微課教學視頻

基于信息技術背景下的微課教學是當前發展的主要趨勢。在《機械基礎》課程教學中，教師可利用Solid works軟件將液壓傳動中各個液壓閥的開關動作以動作的形式展示出來，然后將其制作成微課視頻，讓學生更加直觀地看到閥芯運動過程以及了解各種閥門的作用。①溢流閥：控制液壓系統在設定壓力時保持恒定狀態，用于過載保護的溢流閥稱為安全閥，當系統失效，壓力上升到可能造成損壞的極限值時，閥打開并溢出，確保系統的安全;②減壓閥：它能夠控制分支回路，獲得比主回路小的壓力。泵產生的壓力首先驅動液壓缸移動，它通過順序閥的入口作用于區域A。當四柱液壓機的液壓缸完全移動時，壓力升高，當區域的向上推力大于彈簧的設定值時，閥芯上升，使得入口和出口連接，液壓缸移動;③分流閥：無論負載如何，統-油源的兩個執行機構都能得到與等流量分流閥或同步閥相同的流量，得到比例流量分配閥，壓力控制閥按用途分為安全閥、減壓閥和順序閥;④分流集流閥：分流閥和集流閥的兩種功能;⑤方向控制閥：根據用途分為單向閥和換向閥，單向閥：只允許流體在管道中以單向連接并在反向切斷;⑥集流閥：功能與分流閥相反，使流入集流閥的流量按比例分配。流量控制閥利用閥芯與閥體之間的節流面積和閥體產生的局部阻力來調節流量，以便控制執行機構的運動速度;⑦順序閥：能使一個執行機構動作，然后使其他執行機構動作。由泵產生的壓力首先驅動液壓缸移動，同時通過閥體的入口作用于區域A，當四柱液壓機的液壓缸完全移動時，壓力升高。當區域A的向上推力大于彈簧的設定值時，閥芯上升，使得入口和出口相連，液壓缸移動。只需流量，從而控制致動器的運動速度。學生通過觀看動畫演示，結合教材內容更加透徹地理解閥體的工作原理。

2.3 在教學過程中融入多媒體視頻資源，給予學生感官沖擊

學習動力是指推動學生進行學習活動的內在精神力。激發出學生對于機械基礎課程的積極性，這種積極性就可以促使學生進行活動的動力。除了關注學生的知識學習外，教師還要注重學生精神世界的塑造。影視視頻可以給予學生視覺、聽覺以及思想上的沖擊，豐富他們的精神世界，對于學生們良好性格的培養有著極大的幫助。

以筆者的教學活動為例，在指導學生對《連接》這節課程的相關知識進行學習時，筆者首先在網上為學生下載了一些趣味性機械知識教學視頻，然后根據教學視頻為學生制作了便于理解的PPT課件，其中的內容包括：鍵連接與銷連接、螺紋連接、彈性連接、聯軸器和離合器等等，同時對每種連接構造做了仔細地講解，包括松鍵連接、半圓鍵連接、切向鍵連接等等，對整體章節的連接內容做了進一步的細化，然后搭配上色彩鮮明的機械結構連接圖片，使學生能夠借助形象、顏色分明的圖片來分辨不同類型的連接以及作用。同時，教師還可以為學生搭配學習清單，并上傳到網絡教學平臺上，引導學生自行下載“機械連接”相關知識視頻進行學習。通過這樣的方式，有效提高了學生的機械知識基礎，提升了中職機械基礎課程的教學質量。

2.4 利用新媒體輔導教學

在信息化教學模式中，自媒體的應用也是極為重要的組成部分。在自媒體平臺的應用調查中，可以發現課堂所用的自媒體軟件中，在眾多的新媒體教學中，動畫演示是比較常見的內容。以《機械制圖》中三視圖的畫法的教學為例，教師可利用Master cam軟件中的動畫演示功能，在教學過程中，教師可在大屏幕上全方位地展示所作圖形的組裝與拆解方法，使得圖形就像實物一樣在學生面前呈現，方便學生從不同角度觀察圖形。這樣學生的腦海中會自動建立起平面三投影與實物的空間關系。此外，信息技術還可應用于機械專業實訓教學過程中，以鉗工的實訓教學為例，教師可利用Solid works軟件進行動畫演示，如用軟件制作檢驗工件垂直度與平面度的動畫，引導學生了解工件檢驗方法以及需要注意哪些問題，促使學生在學習機械專業知識的同時，切實感受信息技術對機械課程教學的推動作用，進而拓展學生專業學習思維，激發學生的創新意識。

2.5 利用信息技術開展校內虛擬仿真教學

校內實訓是中職機械數控專業必不可少的環節，該環節能夠促進學生選擇能力提升。傳統的專業教育以知識輸出為主，不注重學生專業能力培養，從一定程度上限制了學生的個人發展。在新的時代背景下，中職學校要革故鼎新，掙脫舊式教育制度的束縛，注重人才的可持續發展，通過優化校內實訓條件，為學生創設趣味性與實效性兼備的環境。不過校內實訓需要大量的設備和資金，為了降低學校的經濟壓力，學?？梢越柚畔⒓夹g手段，為學生安排虛擬仿真模擬。這樣一來，每個學生們都有親自動手操作的機會。

中職機械基礎課程虛擬仿真軟件的應用主要是根據機械課程的教學要素，利用虛擬仿真技術，根據采集到的特定零件通過縮放一定的比例參數，對各種零件進行3D還原。軟件設計主要是基于系統機械基礎學科的教學內容，對特定的機械結構、系統、零件進行一步步的講解，從而充分展示不同結構之間的內在聯系。機械3D虛仿真軟件主要分為三個板塊，即機械結構的解析、隨堂練習、隨堂測試。機械結構解析教學板塊可以對機械結構、機械系統以及具體的零件進行全方位360°的展示。學生可以從不同的角度對特定機械結構進行縮放、旋轉觀察及拆分操作，對整個機械系統或者整體結構有立體的認識。同時，還可對單個機械零件進行放大觀察，使學生能夠從微觀的視角來了解復雜的剖析結構，如軸承、箱體和機座的剖面圖等。隨堂練習和隨堂測試模塊，可檢測學生使用機械零件剖面軟件后的學習效果，可有效反饋教學效果，提高教師教學的針對性。

2.6 利用三維動畫開展教學

機械基礎課程的操作性較強，具有一定的難度。教師利用多媒體教學可以將抽象的機械知識以形象化的方式呈現出來。在眾多的多媒體技術教學中，基于3DMAX的三維動畫技術是較為常見的手段。三維動畫技術可以將具體的機械零件拆解開或者組合到一起，如CA6140車床上法蘭盤的輪廓尺寸不同，其組裝的方法也存在這樣一定的差異。而三維動畫技術則是可以將其具體的展示在軟件畫面上。除此之外，教師在配以AUTOCAD和PPT像學生展示法蘭盤的三視圖。這樣一來，學生更容易理解。不過因為多媒體教學需要準備大量的多媒體課件以及資料，比較耗費教師的精力和時間。不過三維動畫教學并非是萬能的。因為一些學生的機械基礎較差，所見過的機械零件也比較少，此時，教師就需要借助模型或者實物，與三維動畫進行結合。這樣既可以豐富學生的認識，又能夠取得良好的教學效果。

3? 結論

通過上面的分析與論述，我們可以發現中職機械基礎課程的理論知識較為復雜，涉及數學、動力學和繪圖等多種門類的知識，加之中職學生基礎薄弱，因此在實際的機械專業課程開展過程中，我們要從整體上把控，設置具有層次性的機械實訓體系，利用信息技術整合校內外各種機械制造教學資源，推動學生機械基礎知識和實踐能力的同步發展，從而為學生今后的就業擇業之路奠定堅實的基礎。

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