机械专业课程信息化教学的改革与实践

华宏伟

机械专业课程信息化教学的改革与实践

华宏伟

当前，将信息科技融入机械专业课程已经是主要趋势。如何在夯实学生工学知识的基础上，培养学生理论联系实际的能力，提高其解决综合问题的专业素质，是当前工科类教育工作者面临的主要问题。通过分析后工业时代背景下机械专业课程的相关特点，进行了教学相关环节的信息化改革探索，提出促使机械专业课程走向网络化、开放化和具有操作性的实践策略。

机械专业课程；信息技术；数字化教案；多媒体教学；网络课堂

机械专业课程具有较强的实践性和应用性，主要内容涉及汽车、车床等产品模具及零件的分类设计和工艺制造等。当前，计算机网络技术加速了各行各业的发展，相关企业对机械类人才的要求也不断提高。将机械专业课程和信息技术相结合，借助计算机软件的发展推进机械课程教学的实效性，既是专业课程顺应科技发展的时代要求，也是机械类专业不同职业岗位人才培养的需要。

一、机械专业课程信息化的意义

机械专业课程，如“机械制图”、“机械基础”、“模具设计与制造”的主要内容包括零件结构、零件的描绘以及相关成型工艺。其综合性和实践性要求学生具有观察分析、理论转化和较强的动手操作能力。随着计算机软件技术的发展，Photoshop、CorelDraw、Pro/Engineer、Solidworks 等图形软件逐渐成为主要的制图工具。这些软件的引入，在机械专业课教学中发挥着重要作用。一方面促进了学生系统掌握本专业的基础操作技能，培养了学生立体思维和空间想象的能力；另一方面，对学生以后进行专业领域的深造，以及参加生产实践活动提供了有效的技术支持。

首先，基于Solidworks软件中三维模型的建立，教师可以将模具设计及绘制的教学过程，通过清晰的文字、图像、动画和视频等方式来呈现，这种无纸绘图的魅力将极大地调动学生的学习兴趣。同时，动静相兼、视听组合的教学氛围，也能吸引学生的课堂注意力，提升教学效果。利用计算机绘制的三维模型样本，具有方便存储和携带的优势，学生不仅摆脱了枯燥的图板学习，而且在图形的完善和传递方面也大大降低了成本，最大限度地实现了资源的共享。[1]

其次，对于工程技术类的学生而言，在积累本专业知识的同时，更为重要的是进行实际工程技能的训练。在教学过程中，教师利用Pro/Engineer、Solidworks等图形软件，将模型和实物的抽象投影关系变为直观的视觉印象，直观地展现装配体各零件之间的连接和装配关系，在很大程度上降低了专业课的复杂性和艰涩度，使学生在感知、习得的过程中更具有针对性和实战性，学习体验过程也相对轻松。

最后，由于专业课教学质量的高低，直接关系到学生理论知识、专业素养和专业创新能力的形成和提高，所以教师教学方法的采用必须为学生的长期发展打下基础。信息化的机械课程教学，可以让学生体会到灵活运用先进软件技术的优势，从而形成有特色的专业人才培养模式，以满足综合实践型人才的培养目标的需要。

二、信息化路径中的问题剖析

在机械专业课程的信息化建设路径中，专业知识和计算机技术结合应用于教学在带来便利的同时，也增加了学生学习的强度和难度。许多学生表现出三分钟热度或者畏难心理，进行绘图和动画演示时往往避重就轻。这些问题都反映出当前机械专业课程中计算机课程资源还有待挖掘。

（一）信息化流于表面形式

机械专业课程的教学若要达到预设的教学目标，须充分利用计算机软件技术和多媒体技术，让软件工具成为学生设计的辅助工具。另外，教师应加强课程资源库的建设，让学生获得大量的学习资料、分享课程资源，真正发挥信息化教学方式带来的便利。然而，诸多学生在进行AutoCAD、Solidworks等图形软件操作时，仅仅满足于简单图形的模仿。教师在教学时也会出现课程体系设置不严谨的现象，如有时仅用简单的几个视频展示模具等生产原理，应付了事。

（二）专业理论与实践技能背离

机械专业课程进行信息化教学的正确指导思想，应是充分利用信息技术和现代教学手段，让学生“看懂图、理解图、运用图、改进图”。然而，在现实的教学过程中，教师有时不能较好地把握和利用计算机操作的优势、实现教学与实践的互动，或过于强调技术基础，或过于依赖计算机辅助教学，而忽视其他的教学方法和手段。因而，在一味地对学生进行计算机语言的灌输后，学生的主体性难以得到充分发挥，专业理论知识与实践操作技能不能很好地结合。

（三）教学评价信息化程度低

教学评价往往是制约一门课程发展的瓶颈，如果评价方式落后、评价指标不完善，往往使得被评价者缺乏发展动力。例如，教师对“机械制图”的课业评价内容常常是某一机械组件或部件的绘图作业，很多学生“临时抱佛脚”或干脆“借鉴”他人之力。因此，单一的终结性评价不足以保障学生的学习效果，还需结合多种基于信息网络的公开化评价方式。

三、信息化教学的实践策略探究

机械专业课程的信息化实践要想取得突破性教学效果，需从教学过程的准备入手，改变传统的备课方式，开展有效的多媒体教学，同时，进行网络化的课程评价和监督。

（一）数字化教案——教学前的信息化

数字化教案有别于传统的纸质教案。这不仅意味着教师备课方式的转变，而且要求教师在课程分析和设计时，要灵活运用现代教育技术，尝试新的教学手段，探索新的教学方法。首先，教师需要拥有较高的计算机操作技能和素养。因为要保证一堂课的信息容量，并让知识点深入浅出易被学生接受，教师需要不断地尝试和探索，了解学科发展的前沿，搜集较新的工业发展资料和图片视频等，即从“经验型教师向科研型教师转变”。[2]因此，教师在备课过程中，要挑选精度高、色彩丰富、针对性强的有关工艺制造的或数控加工的影像资料。对于复杂的零件，尤其是装配体，教师可以事先利用计算机建立三维模型，然后有针对性地对关键环节进行展示，以方便学生进行观察与分析。此外，当前社会对工科人才的要求逐渐往“通才加专才”的方向发展，教师在准备教学材料的同时，还要注重知识的广度和宽度。

（二）多媒体教学——教学过程的信息化

多媒体教学是运用计算机连结媒体播放器等内、外部媒介，对文本、图形、图像、动画和声音等多种信息进行综合处理与控制的教学方式。多媒体技术的出现为机械专业课的教学改革提供了广阔的发展空间。[3]教师在进行教学演示重点时，可以利用网络技术，将教学的重点难点列出，帮助学生进行有的放矢的学习。此外，多媒体教学展现方式具有多样性，例如绘制圆盘类的零件时，通过不同角度展示,可以给学生带来多种视觉效果，让学生在学习中拓宽思路。

（三）网络课堂巩固——教学后的信息化

对学习成果的及时巩固往往能够起到很好的课堂辅助教学的效果。网络课堂的建立是巩固课堂教学的最佳平台。教师和学生可以建立自己的互动网站或通讯社区，如QQ群，专门用来上交作业和进行作品展示。在这个虚拟课堂里，师生之间、生生之间可以随时对学习上的问题进行沟通交流，教师在这个过程中调整教学思路，使“教”与“学”相得益彰。[4]

另外，教师要引导学生学会利用丰富的网络资源学习新知识，包括当前许多网络播放器中的名校理科课程。这些课程从不同的视角帮助学生了解科技前沿信息，是开拓学生视野的有利途径。网络资源的开放性还提供了诸多的学习资源，包括 Solidworks、Pro/Engineer、CorelDraw、AutoCAD 等图形软件的教学视频，教师可以鼓励学生在网络课堂中充电。同时，教师可以设置一些拓展任务来锻炼和提升学生的实践能力。如给定一张不标明尺寸的零件图片，让学生来绘制其主视图，这不仅可以帮助学生巩固环形阵列的命令操作，灵活应用相关绘图命令；同时，也培养了学生深入观察、灵活思考以及创新思维的能力。

信息技术的引入为机械专业课程的教学提供了变革式的技术支持和更好的教学条件，教师应不断提高自身素质，及时更新现有的教学内容，将机械专业的新知识有效地补充到教学内容中，传授给学生。当然，教师还要教会学生主动汲取知识，引导学生掌握现代计算机技术，利用网络资源把握专业发展的前沿和动态，以适应专业课程的迅速更新。

[1]唐建文.《模具设计与制造》课程建设与改革[J].广东技术师范学院学报：自然科学，2011（1）：65-67.

[2]王正强.信息技术与职业学校《机械制图》课整合的研究[J].中国科教创导刊，2007（6）:34.

[3]张飞.多媒体技术在机械专业课教学中的应用[J].信息技术，2011（3）:179-181.

[4]邓德成.机械专业课信息化教学的改革与实践[J].职业技术，2011（5）:30-32.

华宏伟，男，江阴市轻工中等专业学校讲师，主要研究方向为机电一体化课程教学。

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1674-7747（2012）09-0029-02

[责任编辑 徐 晶]