羅小英

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是職業(yè)學(xué)校機(jī)電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它主要介紹常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零部件的基本知識和基本設(shè)計方法等方面的知識。而且本課程具有涵蓋面廣、知識量大、章節(jié)聯(lián)系松散、與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密、理解和記憶的內(nèi)容多等特點(diǎn)。教材中不少插圖較為復(fù)雜且涉及動態(tài)的分析過程，采用掛圖、簡易實(shí)物模型等傳統(tǒng)的教學(xué)方法來說明機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計理論，教與學(xué)雙方都感到比較困難，學(xué)生學(xué)習(xí)也缺乏興趣，無法達(dá)到較好的教學(xué)效果。

多媒體教學(xué)具有直觀形象、聲畫并茂、視聽結(jié)合、生動有趣的特點(diǎn)，在教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體手段，能將枯燥的文字變成生動形象的畫面，使抽象的教學(xué)內(nèi)容變?yōu)榫唧w的音像事物，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其積極性；能夠把知識化難為易，讓學(xué)生學(xué)習(xí)得更輕松、活潑；能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高教學(xué)效率，從而提高課堂教學(xué)效果。

一、運(yùn)用多媒體教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)的動力。學(xué)生只有對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，才能自覺愉快地學(xué)習(xí)。一位著名的教育心理學(xué)家也曾說過：“興趣是創(chuàng)造歡樂光明的教學(xué)途徑之一。”有了興趣，學(xué)生才能主動、愉快地學(xué)習(xí)，才能在課堂教學(xué)中發(fā)揮主體作用和主動精神。因此，教師在教學(xué)過程中要隨時注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們的求知欲。然而興趣不是憑空產(chǎn)生的，它和情感相聯(lián)系，總是在一定的情境中產(chǎn)生。若教師能在課堂教學(xué)中深入了解學(xué)生的心理特征和認(rèn)知規(guī)律，運(yùn)用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，使學(xué)生產(chǎn)生簡單明了的感覺，激發(fā)出學(xué)生積極探索的活動，調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而大大提高課堂教學(xué)效率，更好地完成教學(xué)目標(biāo)。若能運(yùn)用動畫制作技術(shù)，將一些難以想象和無法用語言表達(dá)的機(jī)械運(yùn)動過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關(guān)內(nèi)容時巧妙地將現(xiàn)有教具與多媒體課件結(jié)合使用，使那些難以想象的機(jī)械運(yùn)動過程和工作原理演示出來，清晰的圖像可豐富課堂教學(xué)的表現(xiàn)力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

如在講解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合時，由于內(nèi)容過于抽象，借助傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難用語言表達(dá)一對齒廓或相鄰齒廓不同時刻的嚙合狀況，導(dǎo)致學(xué)生很難理解教學(xué)內(nèi)容。筆者在教學(xué)過程中先展示一對嚙合的直齒輪模型，之后播放多媒體課件中用Flash做成的一對相互嚙合齒輪運(yùn)動狀況的動畫給學(xué)生觀看，齒輪嚙合過程可用按鈕進(jìn)行控制，演示時可方便地使嚙合過程停留在任何位置。這樣，學(xué)生能清晰地觀察到一對齒廓或相鄰齒廓在不同時刻的嚙合狀況，為講解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的正確嚙合條件與連續(xù)傳動條件做好準(zhǔn)備。

又如利用Flash動畫來演示輪系的工作過程，學(xué)生對齒輪機(jī)構(gòu)的工作過程一目了然，特別是對行星輪的概念也能有一個明確的理解。在理解了知識后再結(jié)合日常生活中的一些實(shí)例如汽車的變速器、汽車后橋差速器等進(jìn)行講解，學(xué)生就會興趣盎然，覺得學(xué)有所用，從而提高對本課程的學(xué)習(xí)興趣。

二、運(yùn)用多媒體技術(shù)形象教學(xué)的特點(diǎn)，突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

在學(xué)習(xí)知識過程中會遇到一系列問題，解決這些疑難問題，就是突破教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)?！稒C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，有許多概念和原理是比較抽象的，不易透徹理解，此時多媒體起到了關(guān)鍵的作用。如在區(qū)分機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件和零件概念時，以內(nèi)燃機(jī)為例，通過畫面的演示，首先將單個零件組成構(gòu)件，連桿、滑塊和曲柄，接著構(gòu)件裝配成機(jī)構(gòu)，然后由機(jī)構(gòu)裝配成內(nèi)燃機(jī)，最后教師簡單概括各個概念的特點(diǎn)，學(xué)生很容易理解了各概念之間的聯(lián)系和區(qū)別。又如在平面四桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)中，利用多媒體技術(shù)將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，用動畫的形式進(jìn)行了演示，再經(jīng)教師的適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生很容易理解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)，為四桿機(jī)構(gòu)的演化和應(yīng)用這一重點(diǎn)、難點(diǎn)的解決提供了基礎(chǔ)。再借助平面機(jī)構(gòu)的實(shí)物圖片，如汽車車門啟閉、火車車輪、攪拌機(jī)等機(jī)構(gòu)，進(jìn)行了課堂教學(xué)的互動和討論，課堂氣氛相當(dāng)活躍，學(xué)生想象力得到了很好的發(fā)揮，順利地解決了重點(diǎn)、難點(diǎn)的同時增大了教學(xué)信息量。

再如《液壓傳動》，傳統(tǒng)教學(xué)都是利用掛圖、示教板教學(xué)，因該篇內(nèi)容抽象，對液體的壓力、流動可以說是看不見、摸不著，學(xué)生畏難情緒較重，通過制作CAI課件，在屏幕上我們可看見液壓泵旋轉(zhuǎn)及吸、壓油過程；而液壓閥閥芯的移動可直接反映出液壓油的通斷、并使活塞換向；而液壓油在管道內(nèi)的流動則直觀地再現(xiàn)油液流動方向及液壓缸活塞的往復(fù)運(yùn)動。通過一個色彩鮮艷的動畫液壓傳動全過程，再配上重點(diǎn)文字、聲音的描述，使液壓傳動系統(tǒng)的四大組成部分的元件、功用及在系統(tǒng)的安裝位置呈現(xiàn)在學(xué)生的視覺感官中，從而增強(qiáng)了學(xué)生對液壓傳動系統(tǒng)的感性認(rèn)識，進(jìn)而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這比教師在課堂上用語言去反復(fù)描述更加有效果，使難以講授的課簡明易懂，起到事半功倍的作用。

三、運(yùn)用多媒體教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)得更輕松、活潑

多媒體通過圖形、音頻、視頻、動畫等效果的運(yùn)用，同時刺激學(xué)生的視覺和聽覺器官，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和注意力。一些復(fù)雜的知識可以通過色彩豐富的圖像、細(xì)致形象的動畫更直觀地展現(xiàn)在學(xué)生的面前，從而降低思維的難度，加深記憶，增進(jìn)對知識的理解，讓學(xué)生輕松自如地掌握新知識。

如《平面連桿機(jī)構(gòu)》，在傳統(tǒng)教學(xué)中我們通常是用自制的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在課堂上邊演示、邊作圖、邊講解，雖然這種方法也能直觀地表達(dá)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，但講到其基本性質(zhì)、急回運(yùn)動、極限位置、死點(diǎn)位置及機(jī)構(gòu)的演化時就力不從心了，原因是從老師手里所演示的機(jī)構(gòu)及黑板上的板書反映不出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性、受力情況、機(jī)構(gòu)的演化過程；特別是導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各種類型的桿件的相對運(yùn)動更難以表達(dá)。而采用了多媒體課件教學(xué)就輕松地解決了這些問題。我們可從課件上看到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動的全過程、各構(gòu)件的運(yùn)動速度及位置，而且當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時讓連桿顏色改變使之與曲柄顏色相同而加深了學(xué)生對機(jī)構(gòu)極限位置和死點(diǎn)位置的印象；在播放不等長雙曲柄機(jī)構(gòu)時，學(xué)生能清楚地看到用傳統(tǒng)教學(xué)方法演示所看不到的從動曲柄的變速運(yùn)動；導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的課件則讓學(xué)生大開眼界，看到了相對運(yùn)動著的各個桿件及不同導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀況?？梢哉f是對教材的超越，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是一個嶄新的動感世界，它把鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)真實(shí)地再現(xiàn)出來，其構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系一目了然、直觀、具體，學(xué)生思維相應(yīng)十分活躍，學(xué)習(xí)積極性大提高，使學(xué)生在輕松、活潑的課堂中學(xué)習(xí)知識，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

再如在講授用圖解法設(shè)計凸輪輪廓時，將凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動時各構(gòu)件的運(yùn)動情況及凸輪機(jī)構(gòu)經(jīng)過反轉(zhuǎn)法原理處理后各構(gòu)件的運(yùn)動情況用Flash動畫分別演示出來，然后對照分析，引導(dǎo)學(xué)生思考這兩種運(yùn)動的異同，進(jìn)而得出結(jié)論：兩種情況下各構(gòu)件的相對運(yùn)動并不改變，因此可知經(jīng)過反轉(zhuǎn)法處理的凸輪機(jī)構(gòu)可看成凸輪處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，從動件尖端始終與凸輪接觸，尖端的運(yùn)動軌跡便是凸輪的理論輪廓。實(shí)際上這時凸輪輪廓的設(shè)計也就轉(zhuǎn)化為設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)從動件尖端相對凸輪的運(yùn)動軌跡，而由動畫片段已清晰看出用反轉(zhuǎn)法處理后的凸輪機(jī)構(gòu)從動件尖端相對凸輪的運(yùn)動，是既繞凸輪輪心轉(zhuǎn)動又沿凸輪徑向線移動。如果已知凸輪的基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動件的位移線圖，很快就能設(shè)計出凸輪輪廓。由于將書本上靜態(tài)的概念變成生動、形象、直觀的動態(tài)形式，充分發(fā)揮了學(xué)生的觀察力，促進(jìn)了學(xué)生的求知欲，學(xué)生更容易理解掌握，因此提高了教學(xué)效果。應(yīng)用于習(xí)題課和課程設(shè)計這部分多媒體課件內(nèi)容主要選擇機(jī)構(gòu)的設(shè)計、零部件的設(shè)計等，使學(xué)生達(dá)到“一題多改”（即對同一題目反復(fù)改變已知條件下的解答方法）、“一題多解”（即對同一題目可用各種不同的解答方法）的目的。如在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的判定練習(xí)中，通過改變不同的桿件為機(jī)架來判定機(jī)構(gòu)的類型。又如在軸系的設(shè)計練習(xí)中學(xué)生可通過點(diǎn)擊習(xí)題中預(yù)先設(shè)置的各種情況來逐步完成軸系的設(shè)計。這種圖形互動的練習(xí)方式，可以使學(xué)生輕松鞏固已學(xué)知識，獨(dú)立完成練習(xí)，從而提高分析問題、解決問題的能力。

四、采用多媒體教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高教學(xué)效率

幫助學(xué)生建立正確的概念，有利于優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程，學(xué)生學(xué)習(xí)某一知識，必須具備一定的基礎(chǔ)。如果所學(xué)知識過于抽象，或者所學(xué)知識過于復(fù)雜，或者過于陌生，從而與學(xué)生現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)間存在過大的距離，那么他在學(xué)習(xí)中就會比較困難。在傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課堂教學(xué)中，許多章節(jié)的內(nèi)容描述抽象，陳述過多，學(xué)生又缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，因此學(xué)生不能很好地認(rèn)識事物。而利用多媒體課件對一些變化過程進(jìn)行演示，運(yùn)動模擬可幫助學(xué)生建立相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，可把抽象轉(zhuǎn)化為具體，把復(fù)雜的知識分解為比較簡單的知識，把陌生的知識化為熟悉的知識，從而消除“距離”感，便于接受，從而幫助學(xué)生建立正確的概念。

如在齒輪傳動一章授課過程中，學(xué)生對漸開線的形成等內(nèi)容的理解較困難。在教學(xué)過程中，對漸開線的形成、漸開線的性質(zhì)、齒廓的嚙合特性等內(nèi)容使用普通的板書很難描述，若利用多媒體課件中漸開線形成過程的動畫演示，然后對漸開線上各點(diǎn)進(jìn)行齒形角和受力分析，學(xué)生很快就理解了什么是漸開線、為什么通常采用基圓附近的一段漸開線作為齒廓。同樣，通過兩齒廓的嚙合，嚙合線和嚙合角的動態(tài)顯示，又能使學(xué)生對漸開線齒廓的嚙合特性有更深刻的理解。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效率。

總之，運(yùn)用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課堂教學(xué)，是提高《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一。多媒體教學(xué)以它形象、生動、直觀等特點(diǎn)充分調(diào)動學(xué)生的各種感官，化抽象為具體，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在輕松、活潑的氛圍中主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，從而事半功倍地優(yōu)化《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。

責(zé)任編輯何麗華