多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用

鄧嫄媛,喬水明,劉夢昊，黃建峰，劉 麗

（成都大學(xué)，四川 成都 610106）

0 引言

“機(jī)械設(shè)計(jì)”是高校機(jī)電工程專業(yè)的核心課程，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，是機(jī)械制造人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)課程之一。隨著新工科教育理念的不斷滲透，尤其是一流專業(yè)建設(shè)的實(shí)施，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式雖然能夠滿足大多數(shù)學(xué)生對機(jī)械制造知識(shí)的熟悉和理解，但是忽視了學(xué)生工程能力和通識(shí)知識(shí)的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中處于被動(dòng)狀態(tài)。因此基于“金課”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，高校要發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，構(gòu)建線上+線下的“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)模式。

1 多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中應(yīng)用價(jià)值分析

“機(jī)械設(shè)計(jì)”主要分為機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計(jì)?？v觀機(jī)械設(shè)計(jì)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)不難看出，該課程具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性。雖然經(jīng)過多年探索，“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)模式改革取得了巨大成功，尤其是2020年新冠肺炎疫情后，催生了高校線上教學(xué)模式的發(fā)展，“機(jī)械設(shè)計(jì)”在線教學(xué)平臺(tái)日益完善。但是就目前學(xué)生的學(xué)習(xí)成效分析，高?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)工作仍然存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，例如教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后、忽視學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，以及課程考核方式單一等問題。針對“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)存在的問題，急需將多媒體技術(shù)融入課程教學(xué)，一是，能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供立體式的教學(xué)模式。長期以來由于“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程包含大量的理論知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的過程中感到枯燥、難懂。而利用多媒體技術(shù)則可以將枯燥的理論知識(shí)以動(dòng)畫的方式展現(xiàn)出來，以此增強(qiáng)學(xué)生對理論知識(shí)的理解能力。二是，能夠創(chuàng)新教學(xué)手段，增強(qiáng)師生互動(dòng)性。通過構(gòu)建多媒體教學(xué)平臺(tái)為師生互動(dòng)提供高效的溝通平臺(tái)，為構(gòu)建差異化教學(xué)模式奠定基礎(chǔ)。三是，有助于拓展課程教學(xué)評價(jià)模式，突出對學(xué)生多元化的評價(jià)考核。

2 多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

為了更加準(zhǔn)確地分析多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用，本文以“齒輪機(jī)構(gòu)”為例進(jìn)行分析，以適應(yīng)多媒體技術(shù)教學(xué)要求，構(gòu)建線上+線下教學(xué)模式。主要從以下方面進(jìn)行改革優(yōu)化。

2.1 提升教師信息化素養(yǎng)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

將多媒體技術(shù)應(yīng)用到“齒輪機(jī)構(gòu)”教學(xué)中關(guān)鍵就是要構(gòu)建與線上教學(xué)模式相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。例如2020年為適應(yīng)新冠肺炎疫情開展的“在線教學(xué)”平臺(tái)，要求高校要具有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和較強(qiáng)的師資隊(duì)伍。對于高校而言，校園網(wǎng)絡(luò)基本達(dá)到最優(yōu)化水平，但是師資隊(duì)伍的信息化素養(yǎng)還存在較大的提升空間。因此高校要加強(qiáng)對教師隊(duì)伍的建設(shè)：一是，要開展大數(shù)據(jù)技術(shù)培訓(xùn)，增強(qiáng)教師制作電子課件的能力，尤其是增強(qiáng)教師合理運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)素材的能力。二是，要增強(qiáng)教師的職業(yè)道德素質(zhì)教育，樹立工匠精神。教師為了適應(yīng)多媒體教學(xué)工作，必須要深入企業(yè)了解機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展趨勢，以此為教學(xué)工作注入新元素[1]。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容是多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)，在“齒輪機(jī)構(gòu)”章節(jié)中，要結(jié)合在線教學(xué)的要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體就是要遵循“框架清晰、精簡凝練、突出重點(diǎn)”的原則，選取貼近學(xué)生生活的案例作為切入點(diǎn)，搭建能夠激發(fā)學(xué)生課堂參與性的內(nèi)容體系。例如在具體的教學(xué)過程中，教師要做好對學(xué)生的判斷工作，將企業(yè)中最常用的齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)備引入多媒體教學(xué)，以此增強(qiáng)學(xué)生對該知識(shí)點(diǎn)的熟悉度。

2.3 創(chuàng)新教學(xué)方式，關(guān)注學(xué)生注意力

在運(yùn)用多媒體技術(shù)教學(xué)時(shí)，教師要主動(dòng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性搭建教學(xué)平臺(tái)：一是，教師創(chuàng)新教學(xué)方式，實(shí)施多元化的教學(xué)方式。在課堂教學(xué)中需要針對不同的教學(xué)內(nèi)容選擇相應(yīng)的教學(xué)手段。例如在講解知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間感突出的知識(shí)點(diǎn)時(shí)需要借助多媒體技術(shù)工具，而講解基礎(chǔ)性知識(shí)時(shí)教師要采取常規(guī)的“黑板+粉筆”的模式，以此加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)知能力；二是，在運(yùn)用多媒體技術(shù)時(shí)要結(jié)合學(xué)生的學(xué)情，避免過度使用多媒體技術(shù)而降低課堂教學(xué)效率。

2.4 注重課件設(shè)計(jì)，做好學(xué)情反饋整改

利用多媒體技術(shù)教學(xué)的最終目的就是提升課堂教學(xué)質(zhì)量。因此在教學(xué)過程中必須要利用多媒體技術(shù)加強(qiáng)對整個(gè)教學(xué)過程的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題。在教學(xué)前教師要根據(jù)往年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷對教學(xué)課件進(jìn)行優(yōu)化，突出教學(xué)資源共享性。例如在電子課件制作的過程中要深入企業(yè)，了解該知識(shí)在企業(yè)崗位中的具體應(yīng)用，以此提高課堂教學(xué)的有效性。另外還要利用多媒體教學(xué)模式做好學(xué)情反饋總結(jié)。

3 “齒輪機(jī)構(gòu)”多媒體技術(shù)教學(xué)的實(shí)施步驟

3.1 課前線上自學(xué)，完成知識(shí)傳遞階段

在課堂教學(xué)前，為了提高課堂教學(xué)效率，教師需要利用多媒體技術(shù)構(gòu)建線上教學(xué)平臺(tái)，推送關(guān)于本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的微視頻。具體課前設(shè)計(jì)措施為：一是，教師要結(jié)合本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)設(shè)置微視頻，通過微視頻的方式將本節(jié)課的難點(diǎn)提前推送給學(xué)生，由學(xué)生完成預(yù)習(xí)。同時(shí)在預(yù)習(xí)視頻的結(jié)尾處要預(yù)留思考問題，像如何設(shè)計(jì)滿足實(shí)際應(yīng)用的齒輪機(jī)構(gòu)等。學(xué)生通過對問題的反思可以促使學(xué)生對教師發(fā)布的微視頻等內(nèi)容進(jìn)行重新梳理與總結(jié)，以此激發(fā)學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，從心理層面降低了學(xué)生逃課等不良行為的發(fā)展；二是，要通過線上教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供相互交流的平臺(tái)。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的過程中會(huì)遇到不懂的問題，為了增強(qiáng)學(xué)生的探索欲望，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生之間相互探討，而教師則要利用多媒體技術(shù)及時(shí)對學(xué)生所提交的問題進(jìn)行解答，以此提高教學(xué)的實(shí)效性[2]。

3.2 課中觀看教學(xué)視頻輔以師生互動(dòng)

在上課的過程中，教師要發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，利用多媒體技術(shù)為學(xué)生提供虛擬的環(huán)境：一是，教師在教學(xué)的過程中要合理利用多媒體設(shè)備，構(gòu)建情境教學(xué)模式。由于“齒輪機(jī)構(gòu)”章節(jié)要求學(xué)生必須要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，尤其是要具有空間想象思維能力，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以為學(xué)生提供立體式的示范教學(xué)，所以在教學(xué)中通過對多媒體技術(shù)的運(yùn)用為學(xué)生提供情境化的學(xué)習(xí)空間。比如在學(xué)習(xí)齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，很多學(xué)生對齒輪機(jī)構(gòu)的布局存在空間局限障礙，教師可以利用虛擬技術(shù)構(gòu)建虛擬場景，以此將齒輪的結(jié)構(gòu)以三維立體圖畫的方式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生了解其內(nèi)部立體構(gòu)造；二是，要采取模塊化教學(xué)。對于機(jī)械制造專業(yè)而言，實(shí)施模塊化教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，因此在教學(xué)中，教師要利用多媒體平臺(tái)為學(xué)生布置任務(wù)清單，根據(jù)實(shí)際齒輪機(jī)構(gòu)的具體應(yīng)用，設(shè)計(jì)尖頂式、滾子式直動(dòng)從動(dòng)件的齒輪機(jī)構(gòu)。為了突出教學(xué)的針對性，在教學(xué)中要結(jié)合不同學(xué)情的特點(diǎn)為學(xué)生創(chuàng)建不同的任務(wù)項(xiàng)目，以此實(shí)現(xiàn)對學(xué)生完成項(xiàng)目過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測；三是，實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)師生互動(dòng)，活躍課堂氛圍。

3.3 課后隨堂測試與討論

教師在完成上課任務(wù)之后，利用多媒體教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生布置作業(yè)：一是，合理布置課堂測試，鞏固學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)成效。課堂測試是提升學(xué)生學(xué)習(xí)成效的重要手段，為了增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識(shí)的掌握程度，教師要在教學(xué)平臺(tái)中設(shè)置課堂測試題庫，學(xué)生按照自己的復(fù)習(xí)計(jì)劃選擇完成課堂測試的時(shí)間，教師及時(shí)對學(xué)生完成課堂測試的成績進(jìn)行總結(jié)，分析學(xué)生存在的問題，并且在線指導(dǎo)學(xué)生，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平；二是設(shè)置多元化的作業(yè)。長期以來高校齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)的布置主要是以理論知識(shí)作業(yè)為主，難以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。因此教師要利用多媒體平臺(tái)為學(xué)生布置設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生通過合作的方式完成任務(wù)，以有效提升學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。

4 多媒體技術(shù)教學(xué)的實(shí)施成效

多媒體技術(shù)在“齒輪結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的應(yīng)用有效地提高了教學(xué)實(shí)效性，具體表現(xiàn)為：一是，教學(xué)的自學(xué)能力大大提高。在“齒輪機(jī)構(gòu)”中運(yùn)用多媒體技術(shù)為學(xué)生自學(xué)提供了良好的平臺(tái)，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；二是，打破了時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的便捷化。通過構(gòu)建在線教學(xué)模式，學(xué)生可以隨時(shí)隨地的登錄系統(tǒng)觀看回放，以此加深對相關(guān)知識(shí)的理解。但是過度應(yīng)用多媒體教學(xué)模式會(huì)制約學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)、不利于學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)，因此需要教師合理運(yùn)用多媒體教學(xué)平臺(tái)，以此提升學(xué)生的綜合能力。