探析可視化技術(shù)在中職機(jī)械基礎(chǔ)課程平面連桿機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

胡敏

可視化技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，對(duì)于工程類(lèi)課程如何提高教學(xué)效果，使學(xué)生將形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力，是我們中職院校值得探討的問(wèn)題，本文闡述了可視化技術(shù)發(fā)展及其在教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)，從機(jī)械基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課程出發(fā)以平面連桿機(jī)構(gòu)為例，結(jié)合中職學(xué)生的特點(diǎn)分析，說(shuō)明可視化技術(shù)在平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用。

引言

在傳統(tǒng)的教學(xué)觀念中，教學(xué)組織形式通常是以教師授課為主，主要運(yùn)用課堂講授法，教師在教學(xué)中起主導(dǎo)作用，決定教學(xué)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)進(jìn)度，這種教學(xué)方法是以教學(xué)為主，學(xué)生是教學(xué)的主體，在教學(xué)中始終處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境中?，F(xiàn)代化的教學(xué)方法要求改變傳統(tǒng)的課堂講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式，追求教與學(xué)的合作化，以講授引導(dǎo)思維，以教導(dǎo)激發(fā)感情，并賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性?？梢暬虒W(xué)有利于創(chuàng)造這樣的環(huán)境，以教師為中心的授課方式將會(huì)被改變，學(xué)生在環(huán)境中自我探究的學(xué)習(xí)方法有待實(shí)現(xiàn)?？梢暬虒W(xué)正是在現(xiàn)代教育思想指導(dǎo)下，使用新技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法的嘗試。

1.可視化技術(shù)

可視化技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)：

（1）交互性

運(yùn)用可視化技術(shù)的交互性可實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)演示與教學(xué)內(nèi)容的切換，學(xué)生通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬演示，加深對(duì)所傳授知識(shí)的理解。另外，學(xué)生可以通過(guò)改變機(jī)構(gòu)中桿件的各個(gè)參數(shù)，直觀的觀察到改變后的不同結(jié)果。有助于對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)概念的理解。

（2）形象性

學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)之前缺乏對(duì)所學(xué)概念形象的認(rèn)識(shí)，通過(guò)視頻動(dòng)畫(huà)的演示，不僅把抽象的知識(shí)概念和演變過(guò)程形象化，從視覺(jué)上加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象，又能有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（3）自主性

通過(guò)教師系統(tǒng)的講解后，學(xué)生可根據(jù)自己的接受情況，反復(fù)觀看視頻動(dòng)畫(huà)，直到將不了解的知識(shí)點(diǎn)理解了為止，這樣有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。另外，可視化的教學(xué)還可以脫離教室環(huán)境，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸知識(shí)，在家也一樣可以復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)的知識(shí)。因此，可視化的教學(xué)方法改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提高了教學(xué)效率，是一種值得推廣的新的教學(xué)方法。

2.機(jī)械基礎(chǔ)課程特點(diǎn)

機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程是中職院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，使用的由中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版的全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類(lèi)通用教材。課程內(nèi)容包括機(jī)械傳動(dòng)、軸系零件、常用機(jī)構(gòu)、及液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。

中職院校學(xué)生大多數(shù)是高考失落、中考總分不高的學(xué)生，他們的學(xué)習(xí)興趣不濃，基礎(chǔ)薄弱，大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后從事與機(jī)械相關(guān)的工作，因此學(xué)好機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程對(duì)于這一學(xué)生群體顯得尤為重要。

在教學(xué)過(guò)程中，由于機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程涉及實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容比較多，章節(jié)內(nèi)容比較抽象，難以理解，運(yùn)用可視化的技術(shù)至教學(xué)中可以將概念從抽象到具體，突出動(dòng)態(tài)演示，通過(guò)直觀形象的演示，將形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維，把教學(xué)內(nèi)容變得更加形象、生動(dòng)、有趣，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解的深度，更好的理解各個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。下面以機(jī)械基礎(chǔ)中平面連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)容為例，講述可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

3.在平面連桿機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

該教材平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容有四節(jié)，分別是平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成與分類(lèi)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化。

在講解本章節(jié)的內(nèi)容時(shí)，主要通過(guò)生活及生產(chǎn)實(shí)例的介紹，深入淺出的講解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成、基本性質(zhì)及演化。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成、基本性質(zhì)的學(xué)習(xí)情況直接關(guān)系到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化的理解，所以這兩部分的知識(shí)點(diǎn)是講解本章節(jié)的重點(diǎn)。難點(diǎn)部分就是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化。

平面連桿特點(diǎn)主要通過(guò)門(mén)窗、天平秤、鏟土機(jī)、火車(chē)等實(shí)例引入平面連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)合圖片，視頻講解平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，最后通過(guò)歸納總結(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組成與分類(lèi)。

四桿機(jī)構(gòu)重點(diǎn)在分類(lèi)及講解基本性質(zhì)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)及交互性教學(xué)軟件演示模擬其運(yùn)動(dòng)形式。

在該VB窗口中有判定雙搖桿機(jī)構(gòu)存在條件，通過(guò)選擇是否存在曲柄選擇運(yùn)動(dòng)形式，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分別顯示搖桿掃過(guò)的區(qū)域，同運(yùn)用圖茂并存的教學(xué)方法，學(xué)生很容易將抽象的概念理解消化。

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化的幾種常見(jiàn)類(lèi)型中教學(xué)重點(diǎn)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，難點(diǎn)是導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，實(shí)際上曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)就是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變形式，通過(guò)選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架，改變構(gòu)件的形狀、相對(duì)長(zhǎng)度的方法演化形成。

在教學(xué)中，關(guān)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是如何演變?yōu)榍瑝K機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的過(guò)程，就不需要做深入探究。重點(diǎn)放在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析上，而曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，只是通過(guò)教材學(xué)生無(wú)法理解各個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)情況，因此運(yùn)用VB可視化技術(shù)的演示，再結(jié)合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，分析桿件的運(yùn)動(dòng)形式。通過(guò)設(shè)置曲柄、連桿及滑塊偏心距等參數(shù)加深學(xué)生對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的理解。

導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程中通過(guò)可視化窗口演示對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行演變。分別演示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，最后將教學(xué)重點(diǎn)放在展示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用上。

總結(jié)

在本文中，通過(guò)總結(jié)傳統(tǒng)模式下教育方法的特點(diǎn)，延伸出可視化教學(xué)的概念，并對(duì)可視化教學(xué)在教育中的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合了機(jī)械基礎(chǔ)平面連桿機(jī)構(gòu)這一章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了闡述。多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)證明，運(yùn)用可視化技術(shù)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生注意力，有助于提高教學(xué)效果，達(dá)到理想的教育目標(biāo)。

（作者單位：徐州技師學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介：胡 敏，女，江蘇省徐州技師學(xué)院，焊接專(zhuān)業(yè)教學(xué)研究。