Inventor在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中的應(yīng)用

陳健宇

摘 要 隨著計算機虛擬技術(shù)的不斷成熟和虛擬技術(shù)操作不斷更新，云課堂的應(yīng)用也變得更廣泛、更靈活、更智能。在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中，由于授課條件的限制，給授課教師和學(xué)生帶來一定的授課難度和理解難度。本文通過自身教學(xué)實踐，從“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)出現(xiàn)的問題及教學(xué)效果等問題入手，并結(jié)合Inventor進行輔助教學(xué)，從而有效地改善教學(xué)效果進行探索和研究。

關(guān)鍵詞 Inventor 機械基礎(chǔ) 云課堂 教學(xué)效果

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.061

Application of Inventor in Cloud Classroom Teaching of "Mechanical Foundation"

CHEN Jianyu

（Guangdong Lingnan Industry & Commerce First Technician College， Guangzhou， Guangdong 510800）

Abstract With the continuous maturity of computer virtual technology and the continuous updating of virtual technology operation， the application of cloud classroom has become more extensive， more flexible and more intelligent. In the cloud classroom teaching of mechanical foundation， due to the limitation of teaching conditions， it brings certain teaching difficulty and understanding difficulty to teachers and students. In this paper， through their own teaching practice， from the "mechanical foundation" cloud classroom teaching problems and teaching effect and other problems， and combined with inventor auxiliary teaching， so as to effectively improve the teaching effect of exploration and research.

Keywords Inventor; Mechanical Foundation; cloud classroom; teaching effect

1 “機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1 “機械基礎(chǔ)”課程基本情況

“機械基礎(chǔ)”課程是一門講授機械基礎(chǔ)相關(guān)理論知識的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，是機械類專業(yè)必學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。課程主要內(nèi)容包括：機械傳動、常用機構(gòu)和軸系零件等知識。其教學(xué)目的是讓學(xué)生獲得從事與機械類相關(guān)工作所必須具有的理論知識與技能，掌握機械的傳動方式及常用機構(gòu)等知識點，為繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)課程和職業(yè)生涯發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.2 云課堂教學(xué)現(xiàn)狀

云課堂教學(xué)可以給教學(xué)帶來很多的便利，但因“機械基礎(chǔ)”課程理論性較強且工作原理較為抽象，課堂教學(xué)中需緊密聯(lián)系實際、聯(lián)系日常生活實例及生產(chǎn)加工中的實例進行分析，便于學(xué)生對知識點的掌握。因此云課堂教學(xué)也給“機械基礎(chǔ)”課程教學(xué)中帶來一定的教學(xué)難度。

1.3 云課堂教學(xué)的特點及功能

學(xué)生和教師只需通過互聯(lián)網(wǎng)及教學(xué)軟件或小程序就可以在各虛擬平臺上進行教習(xí)。教師也可以多樣化地進行授課，甚至更加方便地結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源進行教學(xué)，而非局限于傳統(tǒng)課堂之上實現(xiàn)學(xué)習(xí)。且云課堂教學(xué)基本都有回放功能，便于學(xué)生課后進行回顧授課內(nèi)容，加強對知識點的理解。

2 “機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)存在的問題

2.1 課程實踐性較強，機械原理較為抽象

“機械基礎(chǔ)”課程涉及機械中常用的機械傳動和傳動機構(gòu)等有關(guān)基礎(chǔ)知識，應(yīng)用廣泛且原理抽象。因部分學(xué)生空間想象力缺乏，如果只靠教材上的學(xué)習(xí)內(nèi)容和舉例還是遠遠不夠的，還需結(jié)合更多的實例進行教學(xué)，所以在課堂教學(xué)中需要準備更多的實例和模型進行分析，便于學(xué)生對知識點的掌握。

2.2 受教學(xué)環(huán)境限制，實物展示不清晰

云課堂教學(xué)可以給提供多樣化的教學(xué)方式，但在實物展示方面，云課堂教學(xué)還是略遜于常規(guī)課堂教學(xué)。在常規(guī)課堂中，學(xué)生可以在模型室通過拆裝或驅(qū)動模型觀察機械傳動和傳動機構(gòu)等工作原理和實際運動，而云課堂教學(xué)學(xué)生只能通過平臺觀察教師做實物演示，對于知識點的掌握和理解不夠透徹，給教學(xué)效果帶來一定的影響。

2.3 課前準備工作量大，模型種類較多

“機械基礎(chǔ)”課程涉及知識面廣，而且機械傳動和傳動機構(gòu)等變化方式也比較多。所以教師在課前需要提前準備好模型，而且在云課堂教學(xué)時，教師需要準備的模型還需結(jié)合學(xué)生的想象能力和模型演示清晰程度進行選擇模型，加大授課教師的備課難度。

2.4 模型不具備多功能性

常用教學(xué)模型中，大部分“機械基礎(chǔ)”模型只能了解機械傳動原理及傳動機構(gòu)的工作原理等（如凸輪機構(gòu)、齒輪傳動等），對于機械傳動和傳動機構(gòu)的應(yīng)用和注意事項都不能清晰地展示。模型選擇還要考慮到零件和零件之間的配合關(guān)系，部分精密配合的模型也很難有條件進行拆裝、觀察和學(xué)習(xí)。

2.5 教學(xué)管理難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降

云課堂教學(xué)模式無法讓老師與學(xué)生做到面對面交流，教師只能做到“言傳”而無法做到“身教”。教師也無法對學(xué)生進行有效的監(jiān)督，學(xué)生只能憑借個人自控能力進行學(xué)習(xí)。部分缺乏自律性的學(xué)生會出現(xiàn)曠課、掛機等無心向?qū)W的現(xiàn)象，進而影響教學(xué)效果。

針對以上云課堂教學(xué)所出現(xiàn)的情況，筆者在“機械基礎(chǔ)”云課堂課程教學(xué)中，嘗試結(jié)合Inventor輔助云課堂教學(xué)，讓課堂更貼近于實際，讓學(xué)生更清晰、簡單地進行云課堂學(xué)習(xí)，讓教師可以輕松地進行備課和授課。提高云課堂教學(xué)效果，降低云課堂管理難度。

3 Inventor在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中的應(yīng)用及部分案例

結(jié)合inventor進行授課需教師課前準備好上課虛擬模型，其中還需約束模型中零部件間的配合關(guān)系及相互運動關(guān)系等。本文選取“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中部分模型為例，介紹Inventor在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

圖1

3.1 臺虎鉗模型

圖1為臺虎鉗模型，通過在Inventor中進行創(chuàng)建實體、裝配及約束等過程，讓模型中各零件之間都具備相應(yīng)的配合關(guān)系，讓螺桿和螺母間具有確定的運動關(guān)系。在云課堂授課時可通過該模型分析“機械基礎(chǔ)”中的螺旋傳動等知識點。其中包括：（1）普通螺旋傳動的應(yīng)用及其工作原理;（2）普通螺旋傳動螺母移動方向的判定。

3.2 手壓閥模型

圖二為手壓閥模型。通過Inventor中進行創(chuàng)建實體、裝配及約束等過程，讓模型中各零件之間都具備相應(yīng)的配合關(guān)系和運動關(guān)系。再將部分零件設(shè)置為透明，可以清晰地觀察模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解手壓閥的運動方式及工作原理。在云課堂授課時可通過該模型分析“機械基礎(chǔ)”中的運動副及移動導(dǎo)桿機構(gòu)等知識點。其中包括：（1）運動副中的高副和低副的工作原理及其應(yīng)用方式;（2）常見的轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副的應(yīng)用特點、工作原理及應(yīng)用場合等;（3）平面四桿機構(gòu)中的曲柄搖桿機構(gòu)演化成移動導(dǎo)桿機構(gòu)后的工作原理及應(yīng)用場合。

3.3 渦輪螺旋槳發(fā)動機模型

圖三為渦輪螺旋槳發(fā)動機模型，圖四為渦輪螺旋槳發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。通過Inventor中的正齒輪零部件生成功能可快速生成標準齒輪，并對其它零部件進行裝配及約束等過程，讓模型中各齒輪及其他零部件之間都具有相應(yīng)的配合關(guān)系或嚙合關(guān)系，通過隱藏部分零件可清晰觀察發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及齒輪傳動方式。在云課堂授課時可通過該模型分析“機械基礎(chǔ)”中的齒輪傳動及輪系傳動等知識點。其中包括：（1）齒輪傳動和輪系傳動的類型、特點及應(yīng)用;（2）齒輪傳動和輪系傳動中各輪轉(zhuǎn)向的判定;（3）齒輪傳動和輪系傳動傳動比的計算及傳動比和齒輪轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。

4 Inventor在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)中的應(yīng)用效果

4.1 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低云課堂管理難度

采用Inventor進行輔助教學(xué)，可以更方便地對云課堂中的知識點進行講解，也可以更靈活地對模型進行展示。讓教學(xué)更貼近于實際，讓云課堂變得更加有趣，同時降低教師的授課難度。讓學(xué)生更多地參與到云課堂教學(xué)活動中，更好地調(diào)動云課堂的學(xué)習(xí)氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

4.2 更加清晰地了解模型結(jié)構(gòu)，加深知識點的理解

采用Inventor進行輔助教學(xué)，可以通過對模型進行模擬拆卸和模擬運動，讓學(xué)生了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)及組成。對于部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以進行表達的設(shè)備，可以采取對部分零件進行透明化或隱藏，讓學(xué)生更清晰、更方便地進行學(xué)習(xí)，加深對機械傳動、常用機構(gòu)和軸系零件等知識點的理解。

4.3 可建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)及設(shè)備模型，節(jié)約耗材

Inventor可用于創(chuàng)建各類簡單或者復(fù)雜的零部件，對于一些價格較貴的模型和設(shè)備都可以通過Inventor進行設(shè)計和展示。對于部分精密配合且很難有條件進行拆裝和學(xué)習(xí)的設(shè)備也可以通過Inventor進行模擬拆卸和運動仿真等進行展示，進而有效地降低模型和耗材的損耗。

4.4 可建立虛擬模型庫，提高工作效率

對于Inventor中已建立好的虛擬模型，教師可以利用課余時間進行整理、改善、歸類和保存，將虛擬模型建立模型庫。進而更加方便教師課前進行備課和課堂授課，提高備課效率和教學(xué)效果。

5 Inventor在“機械基礎(chǔ)”云課堂教學(xué)應(yīng)用中的教學(xué)反思

5.1 對教師要求較高

結(jié)合Inventor輔助云課堂教學(xué)需要求教師掌握Inventor的使用方法，雖說Inventor設(shè)計流程變得簡單化、專業(yè)化，上手難度有所降低。但也給部分対軟件不熟悉的教師會帶來大量的工作負擔(dān)，備課難度加大。所以要求教師多加強自身業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，讓課堂變得更加豐富多彩，提高課程教學(xué)效果。

5.2 需做好學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度的引導(dǎo)

云課堂之所以授課難度大主要在的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)積極性上。結(jié)合Inventor進行授課，雖說學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果有明顯的提高。但個別學(xué)習(xí)態(tài)度不端正的學(xué)生還有存在學(xué)習(xí)不認真等現(xiàn)象，在平時授課中還需加以關(guān)注和引導(dǎo)。

5.3 采用集體備課可降低工作量

因為結(jié)合Inventor進行輔助教學(xué)時需設(shè)計大量的模型，特別在沒有虛擬模型庫的情況下，會加倍增加教師的備課難度。所以采用集體備課可以將任務(wù)進行劃分，最后再進行資源整合可以降低教師的備課難度，提高工作效率。

6 結(jié)束語

通過Inventor完成本課程云課堂教學(xué)實踐和總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，該軟件不僅適用于云課堂教學(xué)，在常規(guī)課堂教學(xué)中應(yīng)該也可以起到不錯的效果。該方法不僅可以讓學(xué)生更簡單、清晰地進行學(xué)習(xí)，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。同時可以很好地輔助課堂教學(xué)活動的開展，降低教師課前備課和課堂授課難度，更清晰地對知識點進行講解，讓課堂更貼近于實際。在教學(xué)中，如果教師能充分利用好Inventor進行輔助教學(xué)，定能有效地提高教學(xué)效果。

參考文獻

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