信息技術在高職機械分析應用基礎課程中的應用

丁紅珍 曾憲榮

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?近年來，為推動信息技術與教育教學深度融合，提高職業(yè)院校教師教育技術應用能力和信息化教學水平，全國和各省市已連續(xù)多年舉辦高職院校信息化教學比賽。以2018年廣東省職業(yè)院校信息化教學大賽課堂教學比賽一等獎作品急回特性的應用為例，闡述信息技術在機械分析應用基礎課程中的應用。通過采用“微知庫”平臺、教學視頻、動畫、機構仿真技術、無線投屏技術、二維碼等信息技術，學生上課的積極性、課堂參與度、任務完成度等都有明顯提高，教學效果較顯著并有效達成了教學目標。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?信息技術;高職;教學比賽;機械

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）18-0150-02

為深入貫徹落實《國務院關于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》和《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，推動信息技術與教育教學的深度融合，提高職業(yè)院校教師教育技術應用能力和信息化教學水平，全國和各省市已連續(xù)多年舉辦高職院校信息化教學比賽。該賽項是考核教師信息化教學水平的重要賽事，致力于“推動職業(yè)教育教學改革創(chuàng)新，提高教師教育技術應用能力和信息化教學水平，促進信息技術在教育教學中的廣泛應用”。[1]目前信息化教學比賽已成為推動職業(yè)教育教學改革的重要力量，在提升職業(yè)技能人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。[2]

一、信息技術在機械分析應用基礎課程中應用的必要性

機械分析應用基礎是國家級精品課程和廣東省在線開放課程，是高職機械類、近機類各專業(yè)的技術基礎平臺課程。該課程依照新時期技術技能人才培養(yǎng)要求，以職業(yè)崗位所需的知識和技能為依據(jù)，目的是培養(yǎng)學生應用基本知識和理論分析、解決實際問題的能力，應用多門學科的知識和技術解決工程綜合問題的能力，如動手能力、合作能力、創(chuàng)新能力以及對擇業(yè)的適應能力。它以高等數(shù)學、現(xiàn)代機械制圖、機械制造技術基礎等課程的學習為基礎，是進一步學習與機械設備相關的各專業(yè)課程的基礎。[3]

由于涵蓋的學科較多，內(nèi)容較抽象，傳統(tǒng)的教學以文字為主，不夠直觀和形象，難以激發(fā)學生的學習熱情，對一些重點難點只能通過實物模型來講解，學習效果不佳。本次教學充分利用信息化平臺的各項資源，通過多元方法和手段，系統(tǒng)優(yōu)化教學過程，解決教學中的重點和難點，使學生更易于理解和掌握急回特性，從而激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，將傳統(tǒng)課堂教學中學生被動接受轉變?yōu)閷W生主動參與、獨立思考，提升教學效率和效果。

二、信息技術在急回特性的應用中的應用

急回特性的應用選自機械分析應用基礎課程“結構設計”中的“利用機構特性提高工作效率”。急回特性是平面四桿機構的一個重要特性，可以縮短非生產(chǎn)時間，減小原動機功率，提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的教學以多媒體課件、教學模型為主，不夠直觀和形象。學生難以理解極位夾角等概念，不會判斷給定機構是否具有急回特性，能否用來提高牛頭刨床的工作效率，學習效果不佳。本次教學充分利用信息技術，通過多元方法和手段，系統(tǒng)優(yōu)化教學過程，解決教學中的重點和難點，使學生更易于理解和掌握急回特性，從而激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性。將傳統(tǒng)課堂教學中學生被動接受轉變?yōu)閷W生主動參與、獨立思考，提升教學效率和效果。以下是信息技術在急回特性的應用中的應用。

（一）“微知庫”國家教學資源共享庫平臺

“微知庫”平臺是一個支持課前、課中、課后學習的開放性、可擴展性在線學習平臺，可實現(xiàn)“能學”與“輔教”兩大功能。學生利用平臺完成課前、課中和課后任務，教師利用平臺輔助教學。通過該平臺，教師可以很好地與學生交流互動，可完成學生的實時二維碼考勤、推送課前預習任務、檢查并講解學生上傳的資料及完成的課堂測試、布置課后任務、統(tǒng)計學習情況、導出考核成績等。學生通過“微知庫”平臺可獲取電子書、課件、教學視頻、仿真動畫等信息化教學資源，上傳預習過程搜集到的資料及完成的教學任務，完成課后任務和單元測試，并對感興趣的問題提問，教師與企業(yè)專家進行遠程答疑。該平臺豐富的教學資源可滿足學生的學習要求，通過該平臺學生可自主完成學習、自定義學習路徑、自我控制學習進度，拓展了學習時間與空間，實現(xiàn)了個性化、差異化的學習。

課前，教師將任務推送到“微知庫”平臺，通過“微知庫”APP等推送課前預習任務。學生接到預習通知后，登錄“微知庫”APP或“微知庫”PC學生平臺，在該教學資源庫平臺瀏覽、獲取電子書、課件、教學視頻、仿真動畫等信息化教學資源并進行自主學習、小組協(xié)作學習提出解決提高牛頭刨床工作效率的方案。

課中，教師根據(jù)學生上傳到“微知庫”平臺的資料，提出解決方案，應用“微知庫”教學資源庫的教學資源，使用多媒體設備進行詳細剖析：如何利用機構的急回特性提高牛頭刨床的工作效率。學生以小組的形式協(xié)作完成任務：判斷給定機構是否具有急回特性，能否用來提高牛頭刨床的工作效率。然后，使用“微知庫”的“實訓任務”模塊上傳資料，并派代表上臺展示交流。教師針對學生完成任務的情況，進行點評并及時調(diào)整教學策略，啟發(fā)學生思考哪些機構可以用來提高牛頭刨床的工作效率，解決教學難點。最后，教師總結并通過“微知庫”布置課后任務、完成課程考核。

課后，拓展任務：如何將急回特性應用于其他工程實例中。學生利用網(wǎng)絡平臺資源，在“微知庫”平臺完成課后任務和單元測試，并與教師或企業(yè)專家進行遠程答疑。

（二）教學視頻和動畫

通過教學視頻和動畫可使原來學生難以理解、抽象的學習內(nèi)容通過視頻、動畫等表現(xiàn)形式變得直觀，有效解決了教學過程中的重點及難點，增強了學生的學習興趣，提高了學生的學習效率。

用曲柄搖桿機構動畫幫助學生理解極位夾角這一重要參數(shù)。通過動畫可使學生很直觀地看出當搖桿處在兩極限位置時，曲柄所在的位置，從而很容易找出極位夾角，理解急回特性存在的條件，有效破解教學重點。

通過偏置曲柄滑塊機構、對心的曲柄滑塊機構和擺動導桿機構的動畫，便于學生更好地判斷機構是否具有急回特性，有效地解決教學中碰到的重點和難點。當?shù)谌M學生不能正確找出極位夾角θ時，及時調(diào)整教學策略，通過動畫、連續(xù)圖片等方式找出極位夾角θ，加深學生對極位夾角θ的理解。并啟發(fā)學生思考哪些機構可以用來提高牛頭刨床的工作效率，解決教學難點。

通過急回特性方向的視頻，使學生深刻理解急回特性方向的重要性，避免在實際中將電動機的方向接反。通過插床視頻，學生可清晰地觀看到插床運動時的急回特性，以工程實例說明急回特性也可用來提高其他機床的生產(chǎn)效率，將知識進行有效遷移。

（三）機構仿真技術

通過機構仿真技術可模擬機構的運動，從而更好地展示機構的急回特性，讓枯燥的理論知識以淺顯易懂的方式呈現(xiàn)出結果，加深對理論知識的理解和認識，提高學生的學習興趣。

（四）無線投屏技術

采用無線投屏技術可以將學生運用仿真技術實現(xiàn)擺動導桿機構的運動仿真動畫實時展現(xiàn)在投影上，實現(xiàn)教師電腦和學生電腦的有效對接，便于學生成果的分享與展示，增強學生課堂的參與感，提高分享效率。

（五）二維碼技術

通過二維碼技術學生可以實時教學視頻、動畫、參考資料等。學生通過近距離觀察牛頭刨床的運動，可直觀看出牛頭刨床工作行程速度比較慢，而回程比較快，從而引出急回特性。提高信息獲取效率，增強課堂的互動性。

三、采用信息技術的教學效果

高職學生有一定的信息化素養(yǎng)，善于獲取網(wǎng)絡信息，在教學中融入信息技術，可以有效激發(fā)學生的求知欲望，提高學生的學習興趣，更能夠延長學生的有意注意時間。[4]將多種信息化技術應用到機械基礎課程的教學后，能夠充分調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生潛能，教學活動的效率得到了明顯提高，有效完成了教學的知識目標和技能目標，提高了學生的專業(yè)能力和個人能力，從課前預習率到課后任務完成都有大幅度的提升。

（一）學生上課的積極性有所提高

傳統(tǒng)的教學比較枯燥和乏味，有些重點難點學生不易理解，通過視頻、動畫、仿真技術等信息技術，實現(xiàn)復雜問題簡單化，抽象問題形象化，可以幫助學生破解教學重點和難點，更好地理解急回特性，由于學生能較好地理解教學內(nèi)容，所以積極性比較高。

（二）學生上課的參與度提高了

學生是學習的主體，要最大限度地參與教學活動。學生通過在“微知庫”平臺完成一個個教學任務，積極參與到課程中來，實現(xiàn)在做中學。

（三）教學效果較顯著

根據(jù)“微知庫”平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、問卷調(diào)查、座談等內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的課堂教學，學生學習的效果較顯著：通過信息技術的運用，學生能較好地理解教學重點及難點，學習收獲較大;通過在“微知庫”平臺課前預習任務，課中完成任務，課后拓展任務，學生能較好地完成急回特性的系統(tǒng)學習。

通過將合適的信息技術應用于急回特性的實踐，發(fā)現(xiàn)學生上課的積極性和參與度都有明顯提高，有效破解了教學重點及難點，教學效果較顯著。利用“微知庫”平臺，實現(xiàn)“能學”與“輔教”兩大功能，學生利用平臺完成課前、課中和課后任務，教師利用平臺輔助教學。采用無線投屏技術，實現(xiàn)教師電腦和學生電腦的有效對接，便于學生成果的分享與展示。通過動畫、教學視頻等信息化技術，幫助學生理解極位夾角θ的含義、急回特性存在的條件、方向判斷等，有效解決教學重點及難點，完成急回特性的系統(tǒng)學習。

參考文獻：

[1]柏景嵐.全國職業(yè)院校信息化教學大賽解析：以高職組教學設計分賽項為例[J].職業(yè)技術教育，2016（12）：43-46.

[2]楊洋.信息化教學比賽對職業(yè)院校教與學的促進作用：以獲獎作品水平角的測量為例[J].林區(qū)教學，2018（4）：35-38.

[3]李會文，皮云云.機械分析應用基礎（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.

[4]劉麗萍.信息技術在高職液壓與氣壓傳動課程中的應用研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018（17）：158-159.

編輯 李 靜