淺談ＣＡＩ在《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》教學(xué)中的應(yīng)用

蔣志林　馬文燕　于　濱

摘要：將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)應(yīng)用到《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》教學(xué)中，可把枯燥的內(nèi)容生動(dòng)化，抽象的內(nèi)容具體化，提高學(xué)生的興趣，開拓學(xué)生的思維空間，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，并可讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：CAI 冷作工工藝與技能訓(xùn)練 自主學(xué)習(xí) 實(shí)習(xí)教學(xué)

0 引言

《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》是技工學(xué)校機(jī)械工種的一門綜合性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的專門工藝?yán)碚摵蜕a(chǎn)實(shí)習(xí)課程,它擁有系統(tǒng)的理論知識(shí)體系，并與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)和操作技能，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)有重要作用，是從事冷作工工作所必須掌握的。由于課程部分章節(jié)內(nèi)容比較抽象，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，再加上大多數(shù)學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和空間幾何知識(shí)，因此學(xué)生都感到這門課程不易掌握，即使上課時(shí)能聽懂，實(shí)際做題時(shí)仍感無從下手。我認(rèn)為應(yīng)利用CAI(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))，把感知、理解、鞏固、運(yùn)用融合為一體，推動(dòng)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。下面，我根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐就CAI在《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》教學(xué)中的應(yīng)用談幾點(diǎn)體會(huì)。

1 取代傳統(tǒng)的工件模型，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)

工件模型作為教學(xué)手段的重要組成部分，在幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)空間思維能力方面發(fā)揮著積極的作用。《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》作為技工學(xué)校機(jī)械專業(yè)的重要專業(yè)課，無論是課堂教學(xué)還是課后練習(xí)，都需要大量使用工件模型，以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，最終提高學(xué)生的空間思維能力。傳統(tǒng)的工件模型具有價(jià)高、易損、不便攜帶和不能修改等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需要。應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合多媒體技術(shù)建立基于三維CAD技術(shù)的虛擬模型庫，可以克服傳統(tǒng)教具的缺點(diǎn)。利用三維CAD技術(shù)創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)模型不僅精度高、形象逼真、色彩豐富，還能將復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化趨勢(shì)、裝配體中零件之間的連接關(guān)系充分地展示出來，使知識(shí)更加清晰、生動(dòng)、形象。利用計(jì)算機(jī)軟件還可以方便地修改與新建教學(xué)模型，這樣不僅能夠及時(shí)補(bǔ)充新教學(xué)內(nèi)容的模型，還可以針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象、教學(xué)要求調(diào)整現(xiàn)有的模型，充分滿足了教學(xué)對(duì)模型種類及數(shù)量的需要，達(dá)到降低教學(xué)成本、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2 有助于學(xué)生建立空間感，提高空間思維能力以解決問題

《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》的展開放樣內(nèi)容需要學(xué)生具備較強(qiáng)的二維空間和三維空間互相轉(zhuǎn)化的能力，以分析和解決實(shí)際問題。把《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》的課程內(nèi)容與科學(xué)的教學(xué)方法和現(xiàn)代化教學(xué)手段結(jié)合起來，可以很好地實(shí)現(xiàn)二維和三維轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生建立空間感，達(dá)到很好的教學(xué)效果。例如，我在講解天圓地方的展開放樣時(shí)，首先引導(dǎo)學(xué)生分析圖1所示構(gòu)件的表面特征如何？有學(xué)生認(rèn)為是平、曲面組合而成的復(fù)合表面。然后我又問：各個(gè)平、曲面的投影有何特征？學(xué)生回答：有收縮性和積聚性。①整個(gè)外表面由平面（4個(gè)三角形）和曲面（4個(gè)1/4斜圓錐）組合而成；②空間表面素線投影不反映實(shí)長(zhǎng)，需作圖求作；③展開圖可用三角形法展開。］我隨后用繪圖軟件將構(gòu)件的軸測(cè)圖（圖1）及主、俯視圖（圖2）進(jìn)行對(duì)比分析，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)線、面投影特性判斷其構(gòu)件表面素線真實(shí)性與否，然后用求作的實(shí)長(zhǎng)線畫出構(gòu)件的展開圖。上述方法既避免了傳統(tǒng)黑板畫圖講解缺乏立體感和直觀性的問題，又彌補(bǔ)了利用實(shí)物講解比較抽象、不具體的不足。總之，CAI可以幫助學(xué)生分析、了解復(fù)雜形體構(gòu)件，提高展開放樣的正確性和準(zhǔn)確性，并通過旋轉(zhuǎn)觀察，提升知識(shí)的直觀性和趣味性。同時(shí)又可以幫助學(xué)生理解和記憶知識(shí)，激發(fā)他們的想象力，提高他們分析問題的能力，促使他們積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。

3 幫助學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》可以建立模型庫在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸。當(dāng)學(xué)生在課后練習(xí)中遇到困難時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用模型庫中的模型，進(jìn)行仔細(xì)觀察，增強(qiáng)對(duì)實(shí)物的感性認(rèn)識(shí)，輔助完成課后練習(xí)。另外，學(xué)生還可以根據(jù)自己的情況，選擇自己需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過收集典型零、部件的三維模型與二維視圖的兩種不同表達(dá)方法，幫助學(xué)生建立從空間到平面、從平面到空間的思維能力。

4 擴(kuò)展實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生動(dòng)手能力

為了使學(xué)生畢業(yè)后能勝任實(shí)際工作，必須在學(xué)校學(xué)習(xí)過程中加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。過去的《冷作工工藝與技能訓(xùn)練》實(shí)踐教學(xué)多是手工儀器繪圖、零件測(cè)繪、構(gòu)件裝配等，對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)有不小的幫助。然而在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，更需要技術(shù)工人掌握先進(jìn)的繪圖技術(shù)以適應(yīng)工作的需要，掌握二維、三維造型設(shè)計(jì)工具繪圖技術(shù)已成趨勢(shì)。因此，在實(shí)踐教學(xué)中必須培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖、形體構(gòu)思訓(xùn)練、三維建模、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等操作技能。在實(shí)踐教學(xué)中，可以開展計(jì)算機(jī)繪圖競(jìng)賽，要求學(xué)生編寫工藝文件，鼓勵(lì)學(xué)生參加技能比賽，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，開闊學(xué)生的眼界，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和創(chuàng)新能力。

總而言之，CAl是教學(xué)改革的需要，也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。只要我們不斷積累經(jīng)驗(yàn)，努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，探索制作技巧，CAI在挖掘?qū)W生潛能、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、強(qiáng)化教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量等方面會(huì)起到更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]賴新建，杜智敏，陳永清.Cimatron E7.0產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)入門一點(diǎn)通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.6.

[2]謝宏威，鞏運(yùn)強(qiáng).CAXA電子圖板2005實(shí)用教程[M].北京：人民郵電出版社，2007.12.

[3]趙瑋.PowerPoint＆Authorware課件制作經(jīng)典實(shí)例教程[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.11.

[4]孟廣斌.冷作工工藝與技能訓(xùn)練[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001.