華宏偉

機械專業(yè)課程信息化教學的改革與實踐

華宏偉

當前，將信息科技融入機械專業(yè)課程已經(jīng)是主要趨勢。如何在夯實學生工學知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，提高其解決綜合問題的專業(yè)素質(zhì)，是當前工科類教育工作者面臨的主要問題。通過分析后工業(yè)時代背景下機械專業(yè)課程的相關(guān)特點，進行了教學相關(guān)環(huán)節(jié)的信息化改革探索，提出促使機械專業(yè)課程走向網(wǎng)絡(luò)化、開放化和具有操作性的實踐策略。

機械專業(yè)課程；信息技術(shù)；數(shù)字化教案；多媒體教學；網(wǎng)絡(luò)課堂

機械專業(yè)課程具有較強的實踐性和應(yīng)用性，主要內(nèi)容涉及汽車、車床等產(chǎn)品模具及零件的分類設(shè)計和工藝制造等。當前，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加速了各行各業(yè)的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)對機械類人才的要求也不斷提高。將機械專業(yè)課程和信息技術(shù)相結(jié)合，借助計算機軟件的發(fā)展推進機械課程教學的實效性，既是專業(yè)課程順應(yīng)科技發(fā)展的時代要求，也是機械類專業(yè)不同職業(yè)崗位人才培養(yǎng)的需要。

一、機械專業(yè)課程信息化的意義

機械專業(yè)課程，如“機械制圖”、“機械基礎(chǔ)”、“模具設(shè)計與制造”的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)、零件的描繪以及相關(guān)成型工藝。其綜合性和實踐性要求學生具有觀察分析、理論轉(zhuǎn)化和較強的動手操作能力。隨著計算機軟件技術(shù)的發(fā)展，Photoshop、CorelDraw、Pro/Engineer、Solidworks 等圖形軟件逐漸成為主要的制圖工具。這些軟件的引入，在機械專業(yè)課教學中發(fā)揮著重要作用。一方面促進了學生系統(tǒng)掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)操作技能，培養(yǎng)了學生立體思維和空間想象的能力；另一方面，對學生以后進行專業(yè)領(lǐng)域的深造，以及參加生產(chǎn)實踐活動提供了有效的技術(shù)支持。

首先，基于Solidworks軟件中三維模型的建立，教師可以將模具設(shè)計及繪制的教學過程，通過清晰的文字、圖像、動畫和視頻等方式來呈現(xiàn)，這種無紙繪圖的魅力將極大地調(diào)動學生的學習興趣。同時，動靜相兼、視聽組合的教學氛圍，也能吸引學生的課堂注意力，提升教學效果。利用計算機繪制的三維模型樣本，具有方便存儲和攜帶的優(yōu)勢，學生不僅擺脫了枯燥的圖板學習，而且在圖形的完善和傳遞方面也大大降低了成本，最大限度地實現(xiàn)了資源的共享。[1]

其次，對于工程技術(shù)類的學生而言，在積累本專業(yè)知識的同時，更為重要的是進行實際工程技能的訓練。在教學過程中，教師利用Pro/Engineer、Solidworks等圖形軟件，將模型和實物的抽象投影關(guān)系變?yōu)橹庇^的視覺印象，直觀地展現(xiàn)裝配體各零件之間的連接和裝配關(guān)系，在很大程度上降低了專業(yè)課的復雜性和艱澀度，使學生在感知、習得的過程中更具有針對性和實戰(zhàn)性，學習體驗過程也相對輕松。

最后，由于專業(yè)課教學質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到學生理論知識、專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)創(chuàng)新能力的形成和提高，所以教師教學方法的采用必須為學生的長期發(fā)展打下基礎(chǔ)。信息化的機械課程教學，可以讓學生體會到靈活運用先進軟件技術(shù)的優(yōu)勢，從而形成有特色的專業(yè)人才培養(yǎng)模式，以滿足綜合實踐型人才的培養(yǎng)目標的需要。

二、信息化路徑中的問題剖析

在機械專業(yè)課程的信息化建設(shè)路徑中，專業(yè)知識和計算機技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于教學在帶來便利的同時，也增加了學生學習的強度和難度。許多學生表現(xiàn)出三分鐘熱度或者畏難心理，進行繪圖和動畫演示時往往避重就輕。這些問題都反映出當前機械專業(yè)課程中計算機課程資源還有待挖掘。

（一）信息化流于表面形式

機械專業(yè)課程的教學若要達到預(yù)設(shè)的教學目標，須充分利用計算機軟件技術(shù)和多媒體技術(shù)，讓軟件工具成為學生設(shè)計的輔助工具。另外，教師應(yīng)加強課程資源庫的建設(shè)，讓學生獲得大量的學習資料、分享課程資源，真正發(fā)揮信息化教學方式帶來的便利。然而，諸多學生在進行AutoCAD、Solidworks等圖形軟件操作時，僅僅滿足于簡單圖形的模仿。教師在教學時也會出現(xiàn)課程體系設(shè)置不嚴謹?shù)默F(xiàn)象，如有時僅用簡單的幾個視頻展示模具等生產(chǎn)原理，應(yīng)付了事。

（二）專業(yè)理論與實踐技能背離

機械專業(yè)課程進行信息化教學的正確指導思想，應(yīng)是充分利用信息技術(shù)和現(xiàn)代教學手段，讓學生“看懂圖、理解圖、運用圖、改進圖”。然而，在現(xiàn)實的教學過程中，教師有時不能較好地把握和利用計算機操作的優(yōu)勢、實現(xiàn)教學與實踐的互動，或過于強調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)，或過于依賴計算機輔助教學，而忽視其他的教學方法和手段。因而，在一味地對學生進行計算機語言的灌輸后，學生的主體性難以得到充分發(fā)揮，專業(yè)理論知識與實踐操作技能不能很好地結(jié)合。

（三）教學評價信息化程度低

教學評價往往是制約一門課程發(fā)展的瓶頸，如果評價方式落后、評價指標不完善，往往使得被評價者缺乏發(fā)展動力。例如，教師對“機械制圖”的課業(yè)評價內(nèi)容常常是某一機械組件或部件的繪圖作業(yè)，很多學生“臨時抱佛腳”或干脆“借鑒”他人之力。因此，單一的終結(jié)性評價不足以保障學生的學習效果，還需結(jié)合多種基于信息網(wǎng)絡(luò)的公開化評價方式。

三、信息化教學的實踐策略探究

機械專業(yè)課程的信息化實踐要想取得突破性教學效果，需從教學過程的準備入手，改變傳統(tǒng)的備課方式，開展有效的多媒體教學，同時，進行網(wǎng)絡(luò)化的課程評價和監(jiān)督。

（一）數(shù)字化教案——教學前的信息化

數(shù)字化教案有別于傳統(tǒng)的紙質(zhì)教案。這不僅意味著教師備課方式的轉(zhuǎn)變，而且要求教師在課程分析和設(shè)計時，要靈活運用現(xiàn)代教育技術(shù)，嘗試新的教學手段，探索新的教學方法。首先，教師需要擁有較高的計算機操作技能和素養(yǎng)。因為要保證一堂課的信息容量，并讓知識點深入淺出易被學生接受，教師需要不斷地嘗試和探索，了解學科發(fā)展的前沿，搜集較新的工業(yè)發(fā)展資料和圖片視頻等，即從“經(jīng)驗型教師向科研型教師轉(zhuǎn)變”。[2]因此，教師在備課過程中，要挑選精度高、色彩豐富、針對性強的有關(guān)工藝制造的或數(shù)控加工的影像資料。對于復雜的零件，尤其是裝配體，教師可以事先利用計算機建立三維模型，然后有針對性地對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行展示，以方便學生進行觀察與分析。此外，當前社會對工科人才的要求逐漸往“通才加專才”的方向發(fā)展，教師在準備教學材料的同時，還要注重知識的廣度和寬度。

（二）多媒體教學——教學過程的信息化

多媒體教學是運用計算機連結(jié)媒體播放器等內(nèi)、外部媒介，對文本、圖形、圖像、動畫和聲音等多種信息進行綜合處理與控制的教學方式。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)為機械專業(yè)課的教學改革提供了廣闊的發(fā)展空間。[3]教師在進行教學演示重點時，可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將教學的重點難點列出，幫助學生進行有的放矢的學習。此外，多媒體教學展現(xiàn)方式具有多樣性，例如繪制圓盤類的零件時，通過不同角度展示,可以給學生帶來多種視覺效果，讓學生在學習中拓寬思路。

（三）網(wǎng)絡(luò)課堂鞏固——教學后的信息化

對學習成果的及時鞏固往往能夠起到很好的課堂輔助教學的效果。網(wǎng)絡(luò)課堂的建立是鞏固課堂教學的最佳平臺。教師和學生可以建立自己的互動網(wǎng)站或通訊社區(qū)，如QQ群，專門用來上交作業(yè)和進行作品展示。在這個虛擬課堂里，師生之間、生生之間可以隨時對學習上的問題進行溝通交流，教師在這個過程中調(diào)整教學思路，使“教”與“學”相得益彰。[4]

另外，教師要引導學生學會利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源學習新知識，包括當前許多網(wǎng)絡(luò)播放器中的名校理科課程。這些課程從不同的視角幫助學生了解科技前沿信息，是開拓學生視野的有利途徑。網(wǎng)絡(luò)資源的開放性還提供了諸多的學習資源，包括 Solidworks、Pro/Engineer、CorelDraw、AutoCAD 等圖形軟件的教學視頻，教師可以鼓勵學生在網(wǎng)絡(luò)課堂中充電。同時，教師可以設(shè)置一些拓展任務(wù)來鍛煉和提升學生的實踐能力。如給定一張不標明尺寸的零件圖片，讓學生來繪制其主視圖，這不僅可以幫助學生鞏固環(huán)形陣列的命令操作，靈活應(yīng)用相關(guān)繪圖命令；同時，也培養(yǎng)了學生深入觀察、靈活思考以及創(chuàng)新思維的能力。

信息技術(shù)的引入為機械專業(yè)課程的教學提供了變革式的技術(shù)支持和更好的教學條件，教師應(yīng)不斷提高自身素質(zhì)，及時更新現(xiàn)有的教學內(nèi)容，將機械專業(yè)的新知識有效地補充到教學內(nèi)容中，傳授給學生。當然，教師還要教會學生主動汲取知識，引導學生掌握現(xiàn)代計算機技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)資源把握專業(yè)發(fā)展的前沿和動態(tài)，以適應(yīng)專業(yè)課程的迅速更新。

[1]唐建文.《模具設(shè)計與制造》課程建設(shè)與改革[J].廣東技術(shù)師范學院學報：自然科學，2011（1）：65-67.

[2]王正強.信息技術(shù)與職業(yè)學?！稒C械制圖》課整合的研究[J].中國科教創(chuàng)導刊，2007（6）:34.

[3]張飛.多媒體技術(shù)在機械專業(yè)課教學中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2011（3）:179-181.

[4]鄧德成.機械專業(yè)課信息化教學的改革與實踐[J].職業(yè)技術(shù)，2011（5）:30-32.

華宏偉，男，江陰市輕工中等專業(yè)學校講師，主要研究方向為機電一體化課程教學。

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1674-7747（2012）09-0029-02

[責任編輯 徐 晶]