機(jī)械識(shí)圖課程教學(xué)游戲設(shè)計(jì)

鄭耿樂

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合士官學(xué)員文化基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)習(xí)慣，本文初步研究了在《機(jī)械識(shí)圖》課程中開展信息化教學(xué)所需的互動(dòng)小游戲方法，探索了在職業(yè)技術(shù)院校，開展基于信息化條件的《機(jī)械識(shí)圖》教學(xué)中大量使用游戲替代傳統(tǒng)習(xí)題的方法，在開展這些游戲訓(xùn)練的過程中有收獲也有很多困惑，這里拋磚引玉希望引發(fā)同行的思考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械識(shí)圖;信息化;游戲

興趣和動(dòng)力是學(xué)習(xí)最好的老師，更具體的說，它強(qiáng)調(diào)學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣、克服困難的堅(jiān)持性以及獲得成功的愿望等。為此，我們開發(fā)基于ActionScrip3.0的“連連看”、“連線”、“拼圖”、“打地鼠”、“搭積木”、“虛擬裝配”等教學(xué)游戲，提升學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)員在“游戲”中完成教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和課后鞏固。

在教學(xué)中使用游戲是一種普遍而又古老的學(xué)習(xí)方式，其研究歷史也很悠久。從古希臘的先賢柏拉圖、亞里士多德到近代的席勒、康德以至于到其后的斯賓塞、胡伊青加等都曾對(duì)教學(xué)中使用游戲進(jìn)行過深入探索。在這些探索當(dāng)中，筆者認(rèn)為荷蘭學(xué)者胡伊青加對(duì)游戲定義的概括較為全面，他指出游戲是一種自愿的活動(dòng)或消遣，這些是在一個(gè)固定的時(shí)空范圍內(nèi)進(jìn)行的，游戲的規(guī)則是自由接受的，但又有絕對(duì)的約束力。隨著手機(jī)功能的日益強(qiáng)大、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及和上網(wǎng)速度的提升，廣大學(xué)員基本都是在玩手機(jī)游戲的氛圍中成長起來的。上課和玩游戲相比，顯然后者對(duì)學(xué)員更具吸引力。如果能將《機(jī)械識(shí)圖》課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì)，以游戲作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的載體，必然能在很大程度上激發(fā)學(xué)員的求知欲。筆者在長期的課程教學(xué)實(shí)踐中，針對(duì)不同特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了“連連看”、“連線”、“拼圖”、“打地鼠”等游戲，寓教育性與生活性于游戲活動(dòng)中，在提高學(xué)員學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。從我校今年來的教學(xué)實(shí)踐來看，采用游戲化教學(xué)之后，輕松、自主教學(xué)環(huán)境使我?！稒C(jī)械識(shí)圖》課程的考評(píng)成績有了較大提升。

1 教學(xué)游戲的種類

縱觀《機(jī)械識(shí)圖》課程教學(xué)過程大致可以分為三大部分：首先進(jìn)行的是國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于工程制圖的有關(guān)規(guī)定;其次是空間思維訓(xùn)練;最后是工程圖樣識(shí)讀訓(xùn)練;針對(duì)這三部分教學(xué)內(nèi)容，筆者分別設(shè)計(jì)了三類教學(xué)游戲，及概記憶訓(xùn)練類、空間思維訓(xùn)練類、讀圖訓(xùn)練類。下面依次介紹這三類游戲的設(shè)計(jì)理念和教學(xué)用途。

1.1 概記記憶訓(xùn)練類

英國哲學(xué)家說過“一切知識(shí)不過是記憶”，對(duì)于學(xué)習(xí)工程界的語言——工程圖樣來說這句話格外中肯。國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于機(jī)械圖樣的諸多規(guī)定，例如圖紙幅面、線型使用、比例等都有嚴(yán)格的規(guī)定。這部分內(nèi)容繁雜，對(duì)于士官學(xué)員而言學(xué)習(xí)起來相對(duì)枯燥乏味，因此可以設(shè)計(jì)“連連看”、“連線”等游戲。

游戲“連連看”顧名思義就是找出相關(guān)聯(lián)的東西，就是找出相同的兩樣?xùn)|西，例如圖樣的名稱（主視圖）與具體的視圖（圖片），通過鼠標(biāo)連續(xù)點(diǎn)擊內(nèi)容對(duì)于的圖片即可完成一次成功操作。采用這類游戲的訓(xùn)練可以快速的在文字表達(dá)與圖形之間建立聯(lián)系。

游戲“連線”則可以看作是“練練看”的初級(jí)版本，類似于試題中的連線題，只不過在游戲中將用筆劃線的變?yōu)榱耸髽?biāo)劃線。游戲設(shè)計(jì)出兩類圖片，一類是基本概念的文字描述，另一類是概念的圖形表達(dá)。例如5：1對(duì)應(yīng)放大比例，1：1對(duì)應(yīng)原值比例等。

1.2 空間思維訓(xùn)練類

客觀物質(zhì)世界中絕大部分物體的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)都是三維的，我們就是生活在這個(gè)三維空間里。但在學(xué)習(xí)《機(jī)械識(shí)圖》課程之前，一般學(xué)員的思維都限制在一維或二維的范圍內(nèi)。在識(shí)讀組合體三視圖的教學(xué)內(nèi)容中，其重點(diǎn)是進(jìn)行空間思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。物體的空間特性（形狀、大小、遠(yuǎn)近、深度、方向等）直接作用于視覺，經(jīng)過“形體分析法”和“線面分析發(fā)”在讀圖者頭腦中的再現(xiàn)平面圖形對(duì)于的三維形體。這一過程的熟練與準(zhǔn)確程度，決定著人們認(rèn)識(shí)物體空間特性的快慢和深淺程度。

依據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我校學(xué)員學(xué)習(xí)的難點(diǎn)關(guān)鍵在于無法識(shí)別“位置特征視圖”和形狀特征視圖。針對(duì)這一問題筆者開發(fā)了“墻來了”和“搭積木”游戲。

“搭積木”游戲是針對(duì)幾何單元做疊加操作的游戲，用于提高學(xué)員對(duì)疊加式組合體的形體分析能力。讓學(xué)員參照二維圖樣，把已知的三維基本體裝配起來，還原二維圖樣的三維形貌。

“墻來了”游戲是針對(duì)切割型組合體讀圖訓(xùn)練的游戲，用于提高學(xué)員對(duì)切割式組合體的形體分析能力。游戲首先給出一面“墻”，墻上的三個(gè)空洞可以看作是組合體三視圖的外框線。游戲者通過鍵盤翻轉(zhuǎn)、移動(dòng)三維物體使之無縫穿過游戲給出的“墻”。

1.3 讀圖訓(xùn)練類

一般來說，讀圖的基本要求就是可以以及給出的二維圖形想象出三維形體。例如在識(shí)讀裝配圖的教學(xué)內(nèi)容中，學(xué)員是否讀懂了給出圖樣，教員不易有效、準(zhǔn)確的做出判斷。開發(fā)基于“圖片碰撞測試”的“虛擬裝配”游戲可以有效的解決這一問題。

“虛擬裝配”游戲是在交互式虛擬裝配環(huán)境中，游戲者使用鼠標(biāo)象在真實(shí)環(huán)境中一樣對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得完成裝配圖對(duì)于的裝配體，具體方式如圖所示。

2 教學(xué)游戲的使用結(jié)果

近兩年來，通過在《機(jī)械識(shí)圖》課程中采用游戲化的教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)機(jī)械識(shí)圖的興趣，學(xué)院普遍能夠開始主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果穩(wěn)步提升。圖3展示了引入游戲化教學(xué)的某班級(jí)和傳統(tǒng)教學(xué)某班級(jí)的期末考試成績對(duì)比。除了成績的提高外，學(xué)員的合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)都得到了很好的鍛煉。

3 結(jié)束語

隨著信息化教學(xué)手段的不斷完善，針對(duì)士官學(xué)員的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)。目前來看，一方面士官學(xué)員的有效課堂學(xué)習(xí)時(shí)間相對(duì)壓縮，另一方面教學(xué)目標(biāo)又有了較大提升。如何解決這一矛盾可能是廣大教員需要認(rèn)真思考的問題。從我校近年來的教學(xué)實(shí)踐來看，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中采用游戲化的教學(xué)設(shè)計(jì)，極大提高學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)力，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，使課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率得到更大的提高

參考文獻(xiàn)

[1]楊光輝，陳平，許倩，曹彤，萬靜，樊百林.現(xiàn)代工程圖學(xué)教學(xué)模式的探究與實(shí)踐[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33（增）：28-30.

[2]王志忠.工程圖學(xué)課程的自主性學(xué)習(xí)[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33（6）：121-123.

[3]王啟美，丁杰雄.建立科學(xué)的“機(jī)械制圖”課程考核評(píng)價(jià)體系[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33（增）：7-10.