機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

呂海秀

[摘 要] 在當(dāng)前時(shí)期，虛擬技術(shù)被廣泛應(yīng)用在教育領(lǐng)域。在中職院校機(jī)械基礎(chǔ)課程中，不僅需要讓學(xué)生掌握抽象化的專業(yè)知識(shí)，還需要提高學(xué)生技術(shù)操作能力。因此，基于中職機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，以此提高院校機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)水平，滿足社會(huì)人才需求。

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械基礎(chǔ);一體化教學(xué);輔助系統(tǒng)

在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中，教師所應(yīng)用的一體化教學(xué)模式還需要配以教學(xué)輔助系統(tǒng)，發(fā)揮現(xiàn)代虛擬技術(shù)對(duì)專業(yè)實(shí)例的模擬與展現(xiàn)作用，進(jìn)而幫助學(xué)生全面掌握專業(yè)技能知識(shí)。因此，本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的研究與分析，對(duì)提高學(xué)生專業(yè)技能，促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展有著重大意義。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

傳統(tǒng)教育已經(jīng)難以適應(yīng)社會(huì)對(duì)中職院校人才培養(yǎng)的基本需求。因此，在現(xiàn)階段，一體化教學(xué)模式被應(yīng)用于中職各專業(yè)教學(xué)中。機(jī)械設(shè)計(jì)輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于一體化教學(xué)現(xiàn)狀，同時(shí)以中職機(jī)械基礎(chǔ)教材為參考所進(jìn)行的一次教學(xué)改革。此外，在機(jī)械化基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)中，其技術(shù)路線是Flagh、3Ds Max、Soildoworks等虛擬軟件和先進(jìn)技術(shù)的融合與發(fā)展。因此，教師可以通過(guò)虛擬界面、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)模擬等功能，輔助一體化教學(xué)模式下的教學(xué)課堂。比如，教師在課堂對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回顧時(shí)，教師可以應(yīng)用輔助系統(tǒng)模擬礦石破碎、牛頭刨床橫向進(jìn)給、鶴式起重等機(jī)構(gòu)的運(yùn)作場(chǎng)景，幫助學(xué)生融入課堂，為一體化教學(xué)正式開(kāi)展打好基礎(chǔ)。

基于機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)，以及機(jī)械基礎(chǔ)課程特征，該輔助教學(xué)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)主要包含主體功能設(shè)計(jì)、附加功能設(shè)計(jì)。其中主體功能包括教學(xué)資源管理、師生互動(dòng)平臺(tái)、作業(yè)發(fā)布、自主檢測(cè)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、輔助教學(xué)等。而附加功能有機(jī)械基礎(chǔ)學(xué)科常用軟件、成績(jī)管理、機(jī)械基礎(chǔ)課程概述、系統(tǒng)留言板等內(nèi)容。結(jié)合輔助教學(xué)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，中職教師在針對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程開(kāi)展一體化教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)系統(tǒng)功能的聯(lián)系性以及功能設(shè)計(jì)運(yùn)行的獨(dú)立性，選擇學(xué)生更感興趣的教學(xué)模塊。從而用更直觀、更形象的方式落實(shí)機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)，并在實(shí)際教學(xué)中激發(fā)學(xué)生興趣，保障教學(xué)效果[1]。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)輔助系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.教學(xué)輔助系統(tǒng)實(shí)施方案

教學(xué)輔助系統(tǒng)在具體實(shí)施時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)符合國(guó)家對(duì)中職院校機(jī)械基礎(chǔ)的教學(xué)要求，同時(shí)應(yīng)在中職院校機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)中，對(duì)教學(xué)環(huán)境、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)設(shè)。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)、教學(xué)資源的整合與優(yōu)化。教學(xué)輔助系統(tǒng)在Flagh、3Ds Max、Soildoworks等軟件集成應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程所進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，該系統(tǒng)可以滿足一體化教學(xué)中教學(xué)環(huán)節(jié)模塊化、課堂操作仿真化、實(shí)訓(xùn)過(guò)程自動(dòng)化等基本要求。同時(shí)，在教學(xué)輔助系統(tǒng)實(shí)施后期，家屬可以通過(guò)對(duì)學(xué)生院校信息、教學(xué)資源的掌握，應(yīng)用局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)資源的共享、儲(chǔ)存，從而優(yōu)化教學(xué)模式，保障教學(xué)質(zhì)量。

2.教學(xué)輔助系統(tǒng)實(shí)施原則

教學(xué)輔助系統(tǒng)是機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)載體，所以應(yīng)該以明確教學(xué)目標(biāo)為實(shí)施原則。中職院校機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)合理地維護(hù)、使用機(jī)械設(shè)備，為技術(shù)革新提供理論支撐。輔助系統(tǒng)通過(guò)對(duì)教學(xué)主體、教學(xué)設(shè)備、虛擬技術(shù)的集成應(yīng)用，使學(xué)生在機(jī)械基礎(chǔ)課程一體化教學(xué)中掌握機(jī)械工作原理分析方法、計(jì)算相關(guān)參數(shù)等理論知識(shí)。此外，教學(xué)輔助系統(tǒng)在實(shí)施時(shí)，應(yīng)對(duì)教學(xué)主體進(jìn)行定位，并且在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中結(jié)合課程實(shí)際，以及學(xué)生能力特征，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行優(yōu)化與升級(jí)。從而保障教師可以應(yīng)用其模擬技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力、理實(shí)結(jié)合能力[2]。

3.輔助系統(tǒng)在一體化教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用

在機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)中，教學(xué)輔助系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用主要可以體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先是在理論教學(xué)中的應(yīng)用。例如在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用中，教師可以應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生觀察鉆床連桿式快速夾具的基本原理，分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)特征，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生在判斷四桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)以兩連架桿為主動(dòng)件，并在動(dòng)件位于極限位置后，觀察連桿、主動(dòng)件是否存在共線情況，再根據(jù)動(dòng)件能動(dòng)、運(yùn)動(dòng)判斷死點(diǎn)個(gè)數(shù)、死點(diǎn)位置。其次，輔助系統(tǒng)在實(shí)訓(xùn)任務(wù)中的應(yīng)用。輔助系統(tǒng)可以為學(xué)生提供三維動(dòng)態(tài)模型，而動(dòng)態(tài)模型不僅包含教材實(shí)例，還包括現(xiàn)實(shí)中的實(shí)例整合。例如，學(xué)生可以通過(guò)攪拌、雷達(dá)天線俯仰、自動(dòng)送料等機(jī)構(gòu)運(yùn)作的實(shí)例，為機(jī)構(gòu)模型的制作與設(shè)計(jì)中給予學(xué)生創(chuàng)作靈感。最后，輔助系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)評(píng)價(jià)中。在教師進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，能夠以系統(tǒng)模型為參考，對(duì)學(xué)生制作的實(shí)體模型展開(kāi)分析與評(píng)價(jià)，從而算作學(xué)生整體成績(jī)，并將學(xué)生成果作為教學(xué)資源存儲(chǔ)在輔助系統(tǒng)內(nèi)，以豐富機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)例。

總而言之，在中職院校的機(jī)械基礎(chǔ)一體化教學(xué)模式中，教學(xué)輔助系統(tǒng)是對(duì)當(dāng)前機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)的改進(jìn)和創(chuàng)新。教學(xué)輔助系統(tǒng)可以通過(guò)應(yīng)用虛擬技術(shù)、模擬教學(xué)案例，讓學(xué)生在理實(shí)結(jié)合中掌握專業(yè)知識(shí)，提高操作技能，為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供人才基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新義，蔣薇.《機(jī)械基礎(chǔ)》課程的信息化教學(xué)探索[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（15）：256-257.

[2]王桂超.機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革的探討與實(shí)踐[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2019（7）：10-11.

[作者單位]

無(wú)錫技師學(xué)院

（編輯：溫雪蓮）