機(jī)械裝調(diào)基本技能數(shù)字化教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐

彭敏

中職教育課程的本質(zhì)特征是工學(xué)結(jié)合，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作，通過(guò)工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)。在基于工作過(guò)程的機(jī)械裝調(diào)基本技能課程改革的背景下，開(kāi)發(fā)課程數(shù)字化教學(xué)資源，有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。數(shù)字化教學(xué)軟件課程改革機(jī)械裝調(diào)基本技能一、教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)背景

為體現(xiàn)中職“以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向”的教育方針，配合我校國(guó)家改革發(fā)展示范校重點(diǎn)建設(shè)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)建設(shè)，我校進(jìn)行了基于工作過(guò)程的機(jī)械裝調(diào)基本技能課程開(kāi)發(fā)。在課程調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)課程對(duì)應(yīng)工作崗位進(jìn)行分析，確定崗位典型工作任務(wù)，分析工作過(guò)程，確定職業(yè)能力，以機(jī)械零件的手動(dòng)加工、機(jī)械零部件的裝調(diào)為主線，以典型工件及零部件為載體，設(shè)計(jì)了15個(gè)來(lái)源于企業(yè)和職業(yè)資格認(rèn)證內(nèi)容，經(jīng)過(guò)教學(xué)化改造的工作任務(wù)載體為教學(xué)項(xiàng)目以承載知識(shí)和技能的傳授，在此基礎(chǔ)上編寫(xiě)了機(jī)械裝調(diào)基本技能校本教材。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教育理念的更新，信息化教學(xué)手段在教學(xué)中顯示出無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)有利于教師專(zhuān)業(yè)水平的提高、為教師的教和學(xué)生的學(xué)提供優(yōu)質(zhì)的教育資源支持共享、優(yōu)質(zhì)內(nèi)容共享、教學(xué)設(shè)計(jì)思想的共享，成為解決當(dāng)前教育資源建設(shè)效能和效益的最佳突破口。

二、教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程

1.數(shù)字化教學(xué)軟件功能設(shè)計(jì)

（1）漫游功能

此功能可以實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、設(shè)備，認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)，使學(xué)生獲得良好感知認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生興趣。

（2）演示功能

此功能可以將教師難以講解的機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理生動(dòng)逼真地用三維動(dòng)畫(huà)形式動(dòng)態(tài)展示。使操作者熟悉操作程序，了解操作過(guò)程邏輯關(guān)系；熟悉工具使用及安裝拆卸順序關(guān)系；高度重視安全操作與安全生產(chǎn)及誤操作所帶來(lái)的嚴(yán)重后果。

（3）互動(dòng)功能

此功能利用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)的操作，對(duì)屏幕畫(huà)面仿真實(shí)物實(shí)施自主操作，實(shí)現(xiàn)實(shí)操實(shí)訓(xùn)前的計(jì)算機(jī)虛擬仿真教學(xué)。使學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容加深理解，并充分記憶。

（4）考核功能

此功能可以實(shí)現(xiàn)理論考核和實(shí)訓(xùn)考核的信息化；實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證學(xué)習(xí)能力，突出核心技能點(diǎn)；考查核心技能點(diǎn)操作是否科學(xué)、合理、靈活，是否符合安全操作與安全生產(chǎn)。

機(jī)械裝調(diào)基本技能數(shù)字化教學(xué)軟件與校本教材內(nèi)容相配合，前九個(gè)項(xiàng)目既包括理論知識(shí)，又包括實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；后六個(gè)項(xiàng)目是典型的拆裝實(shí)訓(xùn)，在設(shè)計(jì)軟件功能時(shí)，將前九個(gè)項(xiàng)目定義為理實(shí)一體教學(xué)軟件，后六個(gè)項(xiàng)目定義為虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件。

理實(shí)一體教學(xué)軟件利用軟件的漫游功能，帶領(lǐng)學(xué)生暢游在壯闊的機(jī)械裝調(diào)場(chǎng)景之中，激發(fā)他們強(qiáng)烈的好奇心和求知欲；安全文明生產(chǎn)圖文并茂，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的生產(chǎn)意識(shí)；利用軟件的演示功能，清晰展示工量具的結(jié)構(gòu)、鉗工基本操作方法等，便于學(xué)生理解和掌握，將教師從枯燥的理論講解中解脫出來(lái)。項(xiàng)目的實(shí)施是重點(diǎn)，為便于“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式的開(kāi)展，軟件設(shè)計(jì)了“教師教一教”“學(xué)生做一做”兩個(gè)功能模塊，利用軟件互動(dòng)功能培養(yǎng)學(xué)生工具選擇能力。該軟件主要應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)軟件的漫游、演示、互動(dòng)功能，既便于教師的教學(xué)，又可用于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件遵循中職生“感知——表象——概念”的認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)了獲取新知、鞏固強(qiáng)化、勇士闖關(guān)、拓展提高四個(gè)功能模塊。

獲取新知功能模塊幫助教師完成教學(xué)重點(diǎn)：部件的裝配、精度檢測(cè)與調(diào)試。軟件利用裝配圖的識(shí)讀、裝配工具的選擇、裝配工藝的確定、裝配工作的實(shí)施、裝配精度的檢測(cè)、試車(chē)六個(gè)裝配步驟作為工作按鈕，幫助記憶裝配過(guò)程。裝配圖的識(shí)讀從平面到立體、抽象到直觀，豐富學(xué)生的空間想象力。透明、縮放、旋轉(zhuǎn)、隱藏更加細(xì)致清晰展現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)。裝配工具的選擇提供多種裝配工量具，可選取項(xiàng)目所需工量具到工具箱內(nèi)。裝配工作的實(shí)施可連續(xù)演示裝配與調(diào)試全過(guò)程，激發(fā)學(xué)生興趣。裝調(diào)工作結(jié)束后，進(jìn)入試車(chē)，點(diǎn)擊手柄，在虛擬的世界中體驗(yàn)成功。

鞏固強(qiáng)化功能模塊利用軟件互動(dòng)功能，搭建了學(xué)生自主操作平臺(tái)。進(jìn)入該模塊后，同時(shí)點(diǎn)擊零件名稱(chēng)和相應(yīng)位置以培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力。實(shí)施裝配工作時(shí)，操作者以第一人稱(chēng)視角進(jìn)入場(chǎng)景，進(jìn)行裝配。整個(gè)過(guò)程幫助按鈕隨時(shí)給出參考工藝以利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

勇士闖關(guān)功能模塊利用軟件的考核功能實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)效果、學(xué)生能力的評(píng)價(jià)。需要按照裝配步驟逐一進(jìn)行操作，軟件不給出任何提示信息。試車(chē)后，根據(jù)學(xué)生闖關(guān)時(shí)間打出分?jǐn)?shù)，完成考評(píng)。

拓展提高功能模塊提供更加豐富的實(shí)際機(jī)床精度檢測(cè)信息，拓寬視野，潛移默化中提升能力。

2.數(shù)字化教學(xué)軟件腳本的編寫(xiě)

在確定了軟件內(nèi)容與功能的基礎(chǔ)上，將需要在軟件上展現(xiàn)的動(dòng)畫(huà)、功能、文字、圖片等以文字的形式清晰地表達(dá)出來(lái)，完成軟件腳本的編寫(xiě)。

3.數(shù)字化教學(xué)軟件的制作

由專(zhuān)業(yè)軟件制作公司的多媒體技術(shù)人員、美術(shù)創(chuàng)作人員及其他工作人員相互配合共同完成軟件的制作。

三、機(jī)械裝調(diào)基本技能數(shù)字化教學(xué)軟件教學(xué)實(shí)踐

為驗(yàn)證基于工作過(guò)程機(jī)械裝調(diào)基本技能課程改革和數(shù)字化教學(xué)軟件的實(shí)際效果，將課程應(yīng)用于機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)教學(xué)中。課程的實(shí)施在理實(shí)一體教室內(nèi)進(jìn)行。在做中教，在做中學(xué)，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。每個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)為課前復(fù)習(xí)、新課講授、項(xiàng)目總結(jié)、知識(shí)拓展四個(gè)環(huán)節(jié)。其中新課講授以項(xiàng)目引入、布置任務(wù)、制訂計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施、檢查評(píng)價(jià)五個(gè)步驟展開(kāi)教學(xué)。

1.項(xiàng)目引入

利用仿真軟件，創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情景，使學(xué)生明確項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)工作意義，激發(fā)學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目的熱情。

2.布置任務(wù)

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，學(xué)生分組，下發(fā)工作任務(wù)書(shū)，明確項(xiàng)目?jī)?nèi)容和要求；下發(fā)任務(wù)進(jìn)度表，掌握工作的進(jìn)度安排，樹(shù)立良好的時(shí)間觀念；下發(fā)評(píng)價(jià)單，了解評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，督促自覺(jué)遵守。

3.制訂定計(jì)劃

下發(fā)項(xiàng)目圖紙、工作頁(yè)、工藝卡片。學(xué)生討論，制定工藝方案，填寫(xiě)工作頁(yè)和工藝卡片。此過(guò)程采用引導(dǎo)文教學(xué)法、小組討論法，教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，啟發(fā)引導(dǎo)，提出建議，鼓勵(lì)學(xué)生突破思維，大膽創(chuàng)新。

4.項(xiàng)目實(shí)施

小組選派代表陳述工藝方案，教師指導(dǎo)，提出建議，利用教學(xué)軟件驗(yàn)證工藝的合理性；利用軟件的評(píng)價(jià)功能對(duì)學(xué)生的工藝知識(shí)進(jìn)行考核，確定最后方案。按照工藝方案，學(xué)生實(shí)際加工或裝配。

5.檢查評(píng)價(jià)

從理論知識(shí)、實(shí)踐技能、安全文明生產(chǎn)和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)等方面，通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。此過(guò)程采用示范教學(xué)法，對(duì)操作進(jìn)行檢查，教師幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤，對(duì)需要指導(dǎo)的個(gè)人進(jìn)行指導(dǎo)。

在課程實(shí)施之后，通過(guò)與學(xué)生、專(zhuān)家的交流、反饋，他們普遍認(rèn)為基于工作過(guò)程的課程借助數(shù)字化教學(xué)軟件，采用多種教學(xué)方法，技能訓(xùn)練過(guò)程中適時(shí)、適度地融入理論知識(shí)，體現(xiàn)了實(shí)用性、針對(duì)性和形式多樣性原則，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變。