高職機(jī)械制造基礎(chǔ)課程多媒體技術(shù)應(yīng)用的探索與實(shí)踐

朱紅建

摘要：針對(duì)高職《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的特點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，論述了機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)的開發(fā)原則、構(gòu)架及方法，并說明了基于積件庫(kù)多媒體課件的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造基礎(chǔ) 多媒體課件 積件 積件庫(kù)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2009）11-0060-03

高職機(jī)械制造基礎(chǔ)課程是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，它介于基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間，優(yōu)化整合了傳統(tǒng)機(jī)械制造類金屬材料及熱處理、公差配合與技術(shù)測(cè)量、金屬切削原理與刀具、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等課程的主要內(nèi)容，該課程內(nèi)容繁多、涉及面廣，與生產(chǎn)實(shí)踐關(guān)系密切，具有實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺不易掌握，缺乏興趣。

一、多媒體技術(shù)應(yīng)用的必要性及目前多媒體課件存在的問題

長(zhǎng)期以來，機(jī)械制造基礎(chǔ)大多是采用“一支粉筆”、“一塊黑板”、“一張掛圖”的傳統(tǒng)式教學(xué)，難以體現(xiàn)規(guī)模宏大的制造業(yè)全貌和體現(xiàn)生動(dòng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，造成了“粉筆頭里出概念，掛圖上面開機(jī)床”的尷尬局面，制約了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)難以掌握，感到枯燥乏味，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為改變這種教學(xué)現(xiàn)狀，這就要求教師在課堂上應(yīng)合理地利用多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，利用多媒體的動(dòng)畫、視頻、圖像、聲音等素材直觀形象地再現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理、機(jī)械加工過程等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性、主動(dòng)性，利用感性知識(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

目前，隨著多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體教學(xué)開始廣泛應(yīng)用于課堂和實(shí)踐教學(xué)中，多媒體技術(shù)引入課堂一般采用多媒體課件這種形式，多媒體課件對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)的現(xiàn)代化教學(xué)起到了巨大的推動(dòng)作用，但這里還是存在著一些問題：如一般的課件存在著通用性不強(qiáng)、靈活性和開放性較差、容易受到教材及版本的限制等缺點(diǎn)。一般課件的內(nèi)容是以一堂課或章節(jié)甚至整本教材來組織的，只能適用于某一特定的教學(xué)情境，很難適應(yīng)千變?nèi)f化的教學(xué)情況。另外課件在教學(xué)中的使用涉及任課教師與課件設(shè)計(jì)制作者之間教學(xué)思想兼容問題，如果教師使用的課件不是自己開發(fā)設(shè)計(jì)或參與開發(fā)設(shè)計(jì)的作品，那么溶解在課件中的思想、行進(jìn)的思路、表現(xiàn)形式、體系結(jié)構(gòu)和技巧運(yùn)用可能與任課教師相去甚遠(yuǎn)，若再加上教學(xué)對(duì)象的差異，課件的針對(duì)性問題就暴露出來。這也是影響多媒體課件被廣泛使用的重要因素之一。

針對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程多媒體課件存在的問題，我們對(duì)該課程多媒體技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探索和研究，構(gòu)建機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)，并以此為平臺(tái)來進(jìn)行多媒體課件的設(shè)計(jì)和制作，取得了較好的效果。以多媒體素材為基礎(chǔ)的積件克服了課件的不足，它具有高度的靈活性和可重組性。以積件庫(kù)為平臺(tái)，教師可根據(jù)自己的思路、方法、不同的情況來選擇合適的積件，避免對(duì)多媒體素材的重復(fù)加工，從而可以使教師很容易地進(jìn)行有特色的多媒體課件制作，能夠讓教師在教學(xué)活動(dòng)中真正做到以不變（積件）應(yīng)萬變（教學(xué)實(shí)際），保障教師個(gè)性與創(chuàng)造性的充分發(fā)揮。

二、機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)建

1.積件庫(kù)的構(gòu)建原則

積件庫(kù)的構(gòu)建應(yīng)采用開放式設(shè)計(jì)：開發(fā)一個(gè)較完善的積件庫(kù)的工作量是非常大的，由一個(gè)教師來完成是不現(xiàn)實(shí)的，必須由幾位教師或一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的通力合作才能完成，還可以幾個(gè)高校聯(lián)合，集各校資源優(yōu)勢(shì)進(jìn)行積件庫(kù)開發(fā)，這就要求積件庫(kù)采用基于網(wǎng)絡(luò)的開放式設(shè)計(jì)，便于教師對(duì)積件的補(bǔ)充和修改。

積件庫(kù)應(yīng)具有相對(duì)的獨(dú)立性：機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)構(gòu)架方式可以根據(jù)機(jī)械知識(shí)內(nèi)容編排，不按某一種教材目錄或順序來安排，這樣積件能脫離教材版本的約束，不會(huì)因?yàn)榻滩牟煌瑹o法使用，可以更靈活地應(yīng)用于課堂，適應(yīng)性也更強(qiáng)。

積件庫(kù)的積件應(yīng)具有不變性：積件應(yīng)以各個(gè)知識(shí)點(diǎn)為單位來進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的內(nèi)容可以是講述一個(gè)概念、一個(gè)定理，或者是一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程、一個(gè)加工過程等。無論課程體系如何變化,教材版本如何變化，只要知識(shí)點(diǎn)不變，積件都可被師生應(yīng)用于當(dāng)前教學(xué)活動(dòng)中。

積件庫(kù)的積件應(yīng)具有代表性：積件的設(shè)計(jì)與制作應(yīng)認(rèn)真考慮，一個(gè)積件要能代表一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并能完善合理、形象生動(dòng)地描述這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，利于學(xué)生的接受和理解。

2.機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)系統(tǒng)主要由積件庫(kù)、輔助資源庫(kù)、積件庫(kù)管理系統(tǒng)三部分組成，其中積件庫(kù)根據(jù)該課程的知識(shí)內(nèi)容編排，將積件庫(kù)分成金屬材料及熱處理、公差配合與技術(shù)測(cè)量、金屬切削原理與刀具、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等六大模塊，每個(gè)模塊下又分許多子模塊，子模塊由若干積件積累而成。輔助資源庫(kù)包含習(xí)題庫(kù)、優(yōu)秀課件、教學(xué)策略、背景、圖案、網(wǎng)絡(luò)資源等，積件庫(kù)管理系統(tǒng)主要用來完成教師或?qū)W生等用戶管理、積件庫(kù)維護(hù)、積件使用查詢等。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)開發(fā)和使用工具

積件庫(kù)由眾多代表不同知識(shí)點(diǎn)的積件積累而成，積件庫(kù)的開發(fā)實(shí)際就是對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)中大量的圖形、圖像、視頻、動(dòng)畫、聲音、文本、圖表等素材進(jìn)行收集、處理和制作，將這些多媒體素材按知識(shí)點(diǎn)的表述要求制作成各類合適的積件，然后按積件庫(kù)的構(gòu)架進(jìn)行歸類整理；另外積件庫(kù)要基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來構(gòu)建，方便團(tuán)隊(duì)的協(xié)同開發(fā)、管理和使用。

積件主要有圖形圖像、動(dòng)畫、視頻等幾種形式，積件的設(shè)計(jì)與制作可采用以下幾種方法來進(jìn)行：

對(duì)于有些積件，如各種機(jī)床、刀具、附件的類型和結(jié)構(gòu)等需要用圖形圖像來表達(dá)，可以先通過互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)宣傳圖冊(cè)、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片等途徑收集素材，然后使用Photoshop和Cordraw等軟件來進(jìn)行制作，前者適合在圖像上添加文字說明，或調(diào)整圖片大小、統(tǒng)一背景等，而后者可以將圖像的光柵圖片處理成矢量圖，生成的矢量圖容量小，便于制作Flash動(dòng)畫。

有些積件，如機(jī)床運(yùn)動(dòng)、機(jī)械加工原理、加工方法等積件需要大量的動(dòng)畫來實(shí)現(xiàn)，三維動(dòng)畫制作可利用三維機(jī)械造型軟件進(jìn)行機(jī)床主要部件、刀具、工作臺(tái)等實(shí)物的三維造型，然后分別導(dǎo)入到三維動(dòng)畫制作軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)，最后渲染生成三維動(dòng)畫文件，常用的三維造型軟件有Solidwork、Unigraphics、Pro/E等，三維動(dòng)畫制作軟件可選用3DMAX，其功能強(qiáng)大，使用方便，上手很快，文件可保存成avi格式或swf格式，方便用戶下載。

另外有些積件，如各類量具的使用、加工實(shí)例等用視頻來表達(dá)效果會(huì)更好，視頻具有現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)感，積件庫(kù)中的各種加工實(shí)例用視頻來再現(xiàn)生產(chǎn)加工過程，可以使學(xué)生獲取的感性知識(shí)更為直接和牢固。視頻的采集可以通過數(shù)碼攝像機(jī)到機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)拍攝獲得，再用專業(yè)軟件（如超級(jí)解霸、Premiere等）剪輯加工成教學(xué)所需的視頻文件。視頻文件一般為wmv、mepg或avi等格式，使用中一定要注意不論何種視頻文件，都會(huì)占用很大的磁盤空間，可以使用“Windows Media編碼器”進(jìn)行壓縮處理。

三、以機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)為平臺(tái)的多媒體課件特點(diǎn)

1.課件制作難度降低，靈活性加強(qiáng)，課件質(zhì)量得到提高

通常，一個(gè)課件制作的工作量主要在于素材的收集和處理，而這些工作如果由一個(gè)老師來完成，難度是相當(dāng)大的。積件庫(kù)開發(fā)以后，課件制作的重點(diǎn)主要在于根據(jù)教材、章節(jié)的內(nèi)容選擇合適的積件，教師可依據(jù)自己擅長(zhǎng)的教學(xué)方法和方式來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，而不必對(duì)素材進(jìn)行再加工，工作量和制作難度大為降低，教師可將精力放在如何去靈活組織課堂教學(xué)，充分發(fā)揮教師的個(gè)性與創(chuàng)造性，課件質(zhì)量可以得到大幅度提高。

2.能比較方便地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互

機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)的特點(diǎn)就是互動(dòng)性強(qiáng)，不同的教學(xué)班級(jí)，不同的教學(xué)對(duì)象，參與課堂或金工實(shí)習(xí)交流的學(xué)生不同，針對(duì)學(xué)生的反映，教師的教學(xué)節(jié)奏及教學(xué)流程也應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，這就需要?jiǎng)討B(tài)交互。動(dòng)態(tài)交互就是為更好地配合教學(xué)，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，在課件中加入的一種引導(dǎo)。任課教師可根據(jù)每次課或?qū)嵺`中發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)學(xué)生的具體情況靈活設(shè)計(jì)和使用課件，在每個(gè)可能的互動(dòng)點(diǎn)設(shè)置鏈接按鈕，根據(jù)教學(xué)需要，實(shí)時(shí)鏈接具有針對(duì)性的積件或PPT小程序，便能進(jìn)入各種不同的動(dòng)態(tài)互動(dòng)環(huán)境，大力調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)創(chuàng)新。

3.采用了大量的教學(xué)動(dòng)畫積件，課堂教學(xué)形象生動(dòng)，學(xué)生易于理解和接受

在機(jī)械制造基礎(chǔ)課程中，有許多概念和原理是比較抽象的，僅靠形象和想象對(duì)初學(xué)者來說是不易理解和掌握的，但利用多媒體教學(xué)動(dòng)畫就能較好地解決這一難點(diǎn)。如在講各種加工原理方法、機(jī)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、夾具結(jié)構(gòu)時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)都是教師利用掛圖或圖片進(jìn)行分析，學(xué)生很難想象，任教師巧舌如簧，費(fèi)了許多口舌，學(xué)生往往還是一知半解。如果把各種機(jī)床、夾具的組成、裝配和運(yùn)動(dòng)，利用動(dòng)畫形式進(jìn)行演示，再配以實(shí)物圖片，其原理、構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)會(huì)一目了然，這既降低了教學(xué)難度，學(xué)生容易掌握，教學(xué)質(zhì)量也會(huì)得到很大的提高。

4.嵌入大量的實(shí)踐教學(xué)視頻，可根據(jù)不同的實(shí)踐或?qū)嵙?xí)教學(xué)要求，進(jìn)行實(shí)時(shí)講解

積件庫(kù)收集和制作了大量的工程材料、鑄造、鍛壓鍛造、沖壓、非金屬材料成形、快速成形、逆向工程、焊接、測(cè)量、鉗工、車工、銑工、刨工、磨工、齒輪加工、CAD、CAM、數(shù)控加工、特種加工等現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻，與課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地組合在一起，教師可根據(jù)不同的教學(xué)或?qū)嵙?xí)要求，播放教學(xué)視頻，實(shí)時(shí)進(jìn)行講解，使教學(xué)置身于一個(gè)濃縮的生產(chǎn)環(huán)境之中，使學(xué)生如臨生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。分段精選的教學(xué)視頻，短小精悍，既避免了電視教學(xué)片的冗長(zhǎng)和重復(fù)，又與教師講課內(nèi)容有機(jī)組合，有利于學(xué)生將自己的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和課本理念融合于視頻之中進(jìn)行知識(shí)構(gòu)建。

5.用動(dòng)畫、視頻、圖片模擬真實(shí)的實(shí)習(xí)環(huán)境，可代替許多演示性實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)

課件中采用了大量的動(dòng)畫、圖片和教學(xué)視頻，用多種媒體形式再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)，一些演示性的實(shí)習(xí)內(nèi)容完全可以用機(jī)械制造基礎(chǔ)理論與實(shí)踐多媒體課件替代。如許多測(cè)量工具的使用、特種鑄造方法、壓力加工、新工藝、特種焊接、特種加工、快速成形等，一般學(xué)校不可能將所有的儀器設(shè)備配備齊全，這是不現(xiàn)實(shí)的，也是不科學(xué)的，我們可用多媒體形式模仿實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)環(huán)境，在節(jié)省設(shè)備的投資情況下同時(shí)使實(shí)踐教學(xué)跟上工藝和設(shè)備的發(fā)展，達(dá)到較好的實(shí)踐教學(xué)效果。

四、結(jié)束語

積件思想是我國(guó)學(xué)校多媒體輔助教學(xué)發(fā)展的新思維，它改變了教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)與使用相互割裂的局面，根據(jù)這種思想構(gòu)建的機(jī)械制造基礎(chǔ)積件庫(kù)具有直觀性、靈活性、動(dòng)態(tài)性和開放性等特點(diǎn)，以積件庫(kù)為平臺(tái)的多媒體課件更具有優(yōu)勢(shì)和特色，必將為機(jī)械制造基礎(chǔ)的課堂教學(xué)注入新的活力，可以進(jìn)一步擴(kuò)大課堂教學(xué)的空間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，更有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生素質(zhì)。

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