機(jī)械專業(yè)教學(xué)中知識(shí)可視化應(yīng)用模式實(shí)踐探究

李滔

摘要：從改革開放以后，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平呈持續(xù)上升趨勢(shì)，機(jī)械產(chǎn)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量之一，長(zhǎng)時(shí)間以來都在國(guó)家的各方業(yè)務(wù)上占據(jù)重要地位。機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)是國(guó)家機(jī)械產(chǎn)業(yè)輸送人才的主要方式，國(guó)家對(duì)此也持密切關(guān)注的態(tài)度。然而，在時(shí)代背景的改革中，基于社會(huì)對(duì)人才的需求變化和教育的大背景下對(duì)機(jī)械專業(yè)的沖擊，使中職的機(jī)械專業(yè)教學(xué)面臨著很多問題，亟待改革和創(chuàng)新。知識(shí)可視化屬于新時(shí)期信息技術(shù)發(fā)展的新興領(lǐng)域，目的在于讓知識(shí)在人與人之間傳播能夠更加流暢，同時(shí)刺激人們進(jìn)行創(chuàng)新。知識(shí)可視化模式與教育領(lǐng)域的結(jié)合始終是各位專家學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)，除了應(yīng)用該模式本身的目的之外，還有助于對(duì)知識(shí)體系的構(gòu)建，對(duì)于師生的教與學(xué)能夠發(fā)揮積極的輔助作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械專業(yè);知識(shí)可視化;實(shí)踐探究

中圖分類號(hào)：G434;TH-4 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1672-9129（2018）15-0060-02

Abstract： Since the reform and opening up， the domestic economic level has been on the rise. Machinery industry is one of the important forces of national economic development， and has occupied an important position in all aspects of national business for a long time. The training of mechanical professionals is the main way for the national machinery industry to transfer talents， and the state also has a close attention to it. However， in the reform of the background of the times， based on the change of social demand for talents and the impact of education on mechanical specialty， the teaching of mechanical specialty in secondary vocational schools is facing many problems， which need to be reformed and innovated urgently. Knowledge visualization belongs to the new field of information technology development in the new era. Its purpose is to make knowledge spread more smoothly among people and stimulate people to innovate. The combination of knowledge visualization model and education field has always been the focus of attention of experts and scholars. In addition to the purpose of applying the model itself， it is also helpful to the construction of knowledge system and can play an active auxiliary role in the teaching and learning of teachers and students.

Keywords： mechanical specialty; knowledge visualization; practical exploration

引言：21世紀(jì)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是信息傳播速度加快，進(jìn)入了信息大爆炸時(shí)期，信息化實(shí)現(xiàn)了新時(shí)期的資源共享，根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，知識(shí)的更新比例為10%。由此可見，目前的信息知識(shí)處于一個(gè)增加、更替極為頻繁的階段。基于知識(shí)的快速累計(jì)，面對(duì)如此巨大的信息量，教師應(yīng)該怎樣將其貫穿起來，給學(xué)生講授，學(xué)生又該怎樣梳理知識(shí)脈絡(luò)，將其轉(zhuǎn)化為個(gè)人所學(xué)的知識(shí)，以此來滿足新時(shí)代的社會(huì)需求就成為專家研究的方向之一。通過翻閱機(jī)械專業(yè)的相關(guān)教材，我們可以看到，教材內(nèi)容涉及大量圖示以及圖表等，給人巨大的視覺沖擊，這也是機(jī)械專業(yè)的特點(diǎn)之一。時(shí)代的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育方法已經(jīng)與知識(shí)可視化進(jìn)行了緊密的銜接，在可視化知識(shí)產(chǎn)品方面有了一定的創(chuàng)新，這與目前機(jī)械專業(yè)的教育需求是相吻合的，而且因?yàn)樵搩?nèi)容理解與傳播都有巨大的優(yōu)勢(shì)，所以在機(jī)械專業(yè)中的重要性逐年增加，人們?cè)郊雨P(guān)注。知識(shí)可視化能夠?qū)熒g大量復(fù)雜的知識(shí)進(jìn)行整理，有層次、有結(jié)構(gòu)的將其展現(xiàn)出來，最終能夠使得邏輯更加清晰，條理更加清楚，對(duì)于知識(shí)的表達(dá)與傳播發(fā)揮了積極的作用，同時(shí)還具有創(chuàng)新性。在此期間能夠讓使用者了解學(xué)習(xí)的意義，讓他們的創(chuàng)造性思維能夠發(fā)揮，對(duì)知識(shí)再學(xué)習(xí)和交流，所謂的使用者，不僅指的是學(xué)生，也包括教師。

1 知識(shí)可視化概述

1.1可視化技術(shù)教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

（1）交互性。可視化技術(shù)應(yīng)用過程中，其展現(xiàn)的交互性能夠?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容與動(dòng)畫進(jìn)行快速切換，在抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)換為形象的知識(shí)之后，能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。另一方面，學(xué)生還能夠運(yùn)用機(jī)構(gòu)中桿件的不同參數(shù)，對(duì)于改變之后的結(jié)果有更加直觀的了解和觀察，這對(duì)于重建知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深理解有較大幫助。

（2）形象性。對(duì)于專業(yè)知識(shí)來說，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前對(duì)于所學(xué)的知識(shí)缺乏充分的理解，經(jīng)過視頻動(dòng)畫演示，不但能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)轉(zhuǎn)化為更加形象的知識(shí)，還能夠強(qiáng)化學(xué)生的記憶，從很大程度上能夠激發(fā)學(xué)生的興趣。

（3）自主性。經(jīng)過教師在課堂上的深刻講授之后，學(xué)生能夠按照自身對(duì)知識(shí)的可接受度，有針對(duì)性的反復(fù)觀看動(dòng)畫片段，有助于深化知識(shí)，也可以有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。另一方面，可視化教學(xué)也可以擺脫傳統(tǒng)教室環(huán)境的束縛，學(xué)生可以應(yīng)用多媒體進(jìn)行學(xué)習(xí)，在家同樣可以做到預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)?；诖?，可視化教學(xué)模式從很大程度上不再受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，提升了教學(xué)效率，是當(dāng)前中職學(xué)校推崇的教學(xué)方法之一。

1.2機(jī)械基礎(chǔ)課程特征。機(jī)械基礎(chǔ)是中職院校專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，其出版社為中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，教材適用于全國(guó)。課程內(nèi)容涉及方面廣泛，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，主要內(nèi)容有機(jī)械傳動(dòng)、常用機(jī)構(gòu)、氣壓傳動(dòng)以及軸系零件等基本的專業(yè)知識(shí)。中職院校學(xué)生相對(duì)高職或其它高校學(xué)生，多為中考失利或基礎(chǔ)相對(duì)偏弱的學(xué)生，這部分學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)本身缺乏積極性，基礎(chǔ)較為薄弱，很多學(xué)生畢業(yè)之后會(huì)從事本專業(yè)工作，所以學(xué)好機(jī)械基礎(chǔ)這門課程，從學(xué)生角度來說，極為重要。在教學(xué)期間，因?yàn)闄C(jī)械基礎(chǔ)課程與實(shí)踐結(jié)合較為緊密，章節(jié)內(nèi)容更為抽象，學(xué)生理解起來較為困難，應(yīng)用可視化教學(xué)能夠化繁為簡(jiǎn)，將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為形象具體的視頻等，以動(dòng)態(tài)的形式給學(xué)生進(jìn)行呈現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力和創(chuàng)新能力，賦予課堂更加生動(dòng)有趣的氣氛，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解，教師開展教學(xué)時(shí)更加順暢。下面筆者以機(jī)械專業(yè)教學(xué)為例，對(duì)該專業(yè)中的知識(shí)可視化模式應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 針對(duì)機(jī)械專業(yè)知識(shí)的知識(shí)可視化工具表

筆者所構(gòu)建的機(jī)械專業(yè)知識(shí)可視化工具表中內(nèi)容主要涉及多達(dá)18種，主要分類為直觀事實(shí)類知識(shí)可視化、設(shè)計(jì)或操作思路類知識(shí)可視化、設(shè)計(jì)概念類知識(shí)可視化以及問題查找類知識(shí)可視化，為了便于區(qū)分，分別以不同顏色代表。

本文中提到的機(jī)械專業(yè)知識(shí)可視化工具表在研究的過程中，參考了可視化方法周期表制作，另外還參照了布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類（修訂版）中知識(shí)維度的相關(guān)模型，結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了二次分類，經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，對(duì)知識(shí)可視化進(jìn)行組織，由此產(chǎn)生了與機(jī)械專業(yè)相關(guān)的知識(shí)可視化工具表，從一定程度上能夠豐富知識(shí)可視化方法的視野，讓國(guó)內(nèi)知識(shí)可視化工具不僅僅是應(yīng)用概念圖或思維導(dǎo)圖等方式。除此之外，根據(jù)針對(duì)性的知識(shí)分類能夠讓機(jī)械專業(yè)教師更好的理解在機(jī)械教學(xué)過程當(dāng)中，什么類型的機(jī)械類知識(shí)可以選用什么工具、工具的屬性和用途一目了然，從一定程度上方便了教師對(duì)于知識(shí)可視化工具的選用，解決了教師在工具選擇上的迷茫這一現(xiàn)象，促進(jìn)了知識(shí)可視化應(yīng)用于機(jī)械專業(yè)教學(xué)的發(fā)展。這里需要說明的是，該知識(shí)可視化工具表并不是最終的形式，它可以在后續(xù)更深入的研究中不斷的被豐富和修改，或是擴(kuò)展分類范圍以適用于更多學(xué)科。

3 機(jī)械專業(yè)教學(xué)中知識(shí)可視化模式應(yīng)用

3.1定量分析。定量分析指的是將班級(jí)學(xué)生劃分為實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班，通過對(duì)兩個(gè)班級(jí)前后成績(jī)進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)果。筆者在本次調(diào)查中主要是將兩個(gè)班級(jí)的期中考試與期末考試的平均分進(jìn)行對(duì)比，通過對(duì)平均值的比較，能夠看出學(xué)生整體水平是否得到了提升。

通過上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過兩個(gè)月的實(shí)踐應(yīng)用，機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)班應(yīng)用知識(shí)可視化之后，專業(yè)課方面在期中以及期末考試中，相較于對(duì)照班的成績(jī)，平均分有了顯著提升。經(jīng)過試驗(yàn)之后，我們可以看到期末考試兩個(gè)班級(jí)的平均分成績(jī)有較大的差距，實(shí)驗(yàn)班相較于對(duì)照班，平均分提高了5分左右，從很大程度上來說，機(jī)械專業(yè)中應(yīng)用知識(shí)可視化，對(duì)于學(xué)生更加有效地學(xué)習(xí)起到了積極的推動(dòng)作用，有助于成績(jī)的提升。

3.2定性分析。

（1）加強(qiáng)該方式的有效應(yīng)用。針對(duì)知識(shí)可視化在機(jī)械專業(yè)中的應(yīng)用，教學(xué)效果是否達(dá)到預(yù)期，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的積極意義是否得以體現(xiàn)，不同的老師和學(xué)生有著不用的見解。在筆者的調(diào)查中，部分教師表示，學(xué)生在應(yīng)用知識(shí)可視化的初期有較強(qiáng)的陌生感，對(duì)于教師教學(xué)任務(wù)的按時(shí)完成有一定影響，不過在應(yīng)用一段時(shí)間之后，學(xué)生習(xí)慣了這種模式，教師也可以感受到實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的變化，他們對(duì)于知識(shí)的構(gòu)建更加熟練，而且?guī)熒M(jìn)行交流過程中，學(xué)生邏輯會(huì)更加直觀清晰。通過筆者對(duì)學(xué)生的調(diào)查了解，學(xué)生則表示在過往的學(xué)習(xí)中，對(duì)于教材的重點(diǎn)知識(shí)認(rèn)知不明確，期末復(fù)習(xí)時(shí)沒有清晰的復(fù)習(xí)框架，并且思路混淆。但是應(yīng)用可視化模式之后，盡管初期適應(yīng)起來有些困難，不過適應(yīng)之后，學(xué)生能夠更加快捷的在教材中找到工件的設(shè)計(jì)步驟，而且可以加以總結(jié)。另外，學(xué)生還表示，有意向?qū)⒋朔绞竭\(yùn)用到《零件加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》課程中。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的良好習(xí)慣。根據(jù)筆者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)觀察所知，很多中職院校的學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)中并沒有養(yǎng)成做記錄的良好習(xí)慣，不利于知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固。在機(jī)械專業(yè)應(yīng)用知識(shí)可視化期間，教師會(huì)將圖示的構(gòu)建與所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，讓學(xué)生能夠在課程結(jié)束之前有一份更加清晰的筆記。這種形勢(shì)下的筆記記錄并不是如傳統(tǒng)課程一般，老師講，學(xué)生機(jī)械性的進(jìn)行記錄，更不是直接抄錄同學(xué)的，而是通過師生之間的進(jìn)一步交流，學(xué)生自然而然總結(jié)出來的，其后期應(yīng)用價(jià)值會(huì)更加突出。久而久之，學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)就會(huì)養(yǎng)成記筆記的習(xí)慣，進(jìn)而培養(yǎng)良好的習(xí)慣，能夠形成有效循環(huán)，最后能夠有好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。部分學(xué)生表示，由于課后已經(jīng)總結(jié)了隨堂筆記，復(fù)習(xí)起來更加方便，所以會(huì)將此方式應(yīng)用到其它方面，這就體現(xiàn)了知識(shí)可視化應(yīng)模式的現(xiàn)實(shí)意義。

（3）提升學(xué)生解決問題能力。經(jīng)過筆者課余時(shí)間對(duì)同專業(yè)老師的溝通，筆者總結(jié)出：應(yīng)用知識(shí)可視化模式后，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生在后續(xù)的課程中提問題速度更加快捷，而且，在對(duì)學(xué)生課后作業(yè)的完成方面了解可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的作業(yè)完成度也有所提升。由此證明，知識(shí)可視化模式的應(yīng)用，能夠幫助學(xué)生發(fā)明解決問題的方法，所以即使面對(duì)新問題，但如果是同一類的話，學(xué)生就具備了一定的遷移能力，學(xué)習(xí)能力有所增強(qiáng)。從可行性角度分析，學(xué)生學(xué)習(xí)期間和實(shí)際的銜接就更加緊密，避免知識(shí)的脫節(jié)，學(xué)生掌握相關(guān)方法之后，一旦遇到問題，也能夠巧妙地將此方式運(yùn)用到實(shí)踐中去，適應(yīng)工作。所以，機(jī)械專業(yè)教學(xué)應(yīng)用知識(shí)可視化有很大便利。

（4）構(gòu)建了高效學(xué)習(xí)課堂。從教師的角度來看，知識(shí)可視化方法在機(jī)械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用可以使教師的教學(xué)更加合理。教師需要在課前先對(duì)課程進(jìn)行全面把握，所以教師要深入思考相關(guān)知識(shí)。通過這種方式，教師可以更全面地掌握教學(xué)過程中的整個(gè)教學(xué)和課程體系。學(xué)生積極參與知識(shí)建設(shè)活動(dòng)，也提高了教師的課堂效果，教師更愿意在積極的課堂氛圍中更加高效的發(fā)揮自身的教學(xué)水平。從課堂的氣氛來說，不管是教師還是學(xué)生，都會(huì)更加積極地參與進(jìn)來，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)程度更加深入，教師的發(fā)揮也得到了激發(fā)，整體都會(huì)高質(zhì)量的完成，有助于教學(xué)效果的提升。基于此，知識(shí)可視化在機(jī)械專業(yè)中的應(yīng)用，不僅能夠讓師生更加扎實(shí)的掌握專業(yè)知識(shí)，還能夠提升教學(xué)質(zhì)量。另外，教師也能夠真切的體會(huì)到“授人以魚不如授人以漁”的道理，能夠促進(jìn)教師觀念的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)教育改革的進(jìn)程。

（5）知識(shí)可視化工具有效應(yīng)用。本文的新穎之處在于結(jié)合相關(guān)參考資料，提出了有助于學(xué)習(xí)知識(shí)構(gòu)建的知識(shí)可視化工具表，根本目的在于讓使用者能夠更加主動(dòng)的去應(yīng)用知識(shí)可視化模式，提升教學(xué)效率，能夠推進(jìn)知識(shí)可視化模式在機(jī)械課程中的深入應(yīng)用。根據(jù)筆者的調(diào)查結(jié)果分析，師生對(duì)于該工具表的整體評(píng)價(jià)是積極的，也認(rèn)為該工具表的提出能夠在一定程度上幫助他們解決在選擇知識(shí)可視化方法上遇到的一些困難，具體表現(xiàn)為當(dāng)他們?cè)谙胍褂靡环N知識(shí)可視化方法時(shí)，能夠通過該工具表查詢對(duì)應(yīng)的方法來進(jìn)行套用。第二，如果學(xué)生不會(huì)應(yīng)用該模式，那么可以通過相對(duì)應(yīng)的操作進(jìn)行學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了知識(shí)可視化應(yīng)用的靈活性與多變性，所以知識(shí)可視化工具的應(yīng)用還是有極大的積極意義。

在談到知識(shí)可視化教學(xué)模式時(shí)，部分教師提到，這個(gè)教學(xué)模式跟之前一直使用的項(xiàng)目教學(xué)法很像，因此并不需要花太多時(shí)間去熟悉它。而且覺得這個(gè)教學(xué)模式讓自己重新認(rèn)識(shí)了知識(shí)可視化，感覺跟以前對(duì)知識(shí)可視化的方法有些不太一樣。由此我們看出，不僅是將工具整合到教學(xué)環(huán)節(jié)中，還將可視化的思維融入到教學(xué)模式中改變了教師對(duì)知識(shí)可視化的看法，促進(jìn)了知識(shí)可視化應(yīng)用于機(jī)械專業(yè)教學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，由于項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)械專業(yè)教學(xué)中被廣泛的使用，該教學(xué)模式以此為基礎(chǔ)變化衍生而出，教師在教學(xué)模式的適應(yīng)和使用上并沒有什么障礙，因此該教學(xué)模式具有一定的有效性和實(shí)用性。

結(jié)束語(yǔ)：機(jī)械專業(yè)中應(yīng)用知識(shí)可視化模式是一種較為新穎的方式，在本次調(diào)查研究中筆者對(duì)知識(shí)可視化模式的應(yīng)用現(xiàn)狀有了更加深入的了解。本文在前輩們研究的基礎(chǔ)之上，較為獨(dú)特的提到了創(chuàng)建知識(shí)可視化方法工具表。參照了布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類（修訂版）中知識(shí)維度的相關(guān)模型，結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了二次分類，經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，對(duì)知識(shí)可視化進(jìn)行組織，由此產(chǎn)生了與機(jī)械專業(yè)相關(guān)的知識(shí)可視化工具表。知識(shí)可視化工具表的應(yīng)用讓使用者在選擇方面有了更加多面的選擇，也能夠有效解決一直擔(dān)心的可行性問題，這就為知識(shí)可視化在機(jī)械專業(yè)的應(yīng)用提供了便利，更是為其應(yīng)用開拓了更加廣闊的前景。知識(shí)可視化是新時(shí)期發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，具有鮮明的時(shí)代性和超前性，其應(yīng)用能夠促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量得提升，也能夠?qū)逃母锲鸬街匾耐苿?dòng)作用。

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