机械原理、机械设计教学中的立体化教材建设分析

赵英杰+宋渊明

【摘要】在我国经济飞速发展和科学技术日益更新的大背景下，将多媒体信息技术和教学相结合建立立体化教材，能有效提高教学效率。文章列举了机械原理、机械设计课程的几种立体化教材形式，阐述了立体化教材建设的有利作用，旨在分析探讨现代立体化教材，在教学过程中达到拓展学生思维，培养创造性，提高教学效率的目的。

【关键词】机械原理；立体化教材；机械设计

随着信息化水平的提高、教育改革的大力推行和教育出版行业的迅猛发展，各高校在培养人才方面越来越注重质量的提高，并由此引发了对现有的教育体系进行改革的迫切要求，个性化、自主式学习逐渐成为高校教育的焦点。而作为教育主体的教材，为了适应社会的更高需求，已逐渐转向立体化，其中立体化教学资源和网络教学手段带来的效果最为突出。

一、立体化教材的概念

立体化教材是以现代教育技术为技术支撑，以能力培养为主要目的，以纸质教材为媒介，并结合层次、形式、用途、传播途径多样教学资源为教师和学生提供多种教学服务的具有一定结构的与教学出版物配套的集合。立体化教材能基本满足教师教学和学生学习过程中的所有需要；还能够适应教育市场，显著提高教学效率和学生学习积极性，并在一定程度上加快教育体制改革的步伐。因此，教材立体化建设是目前教材建设的必然趋势，具有很大的推广价值。

以往使用的传统教材，多为学科知识框架的提炼与总结，是各科的基本辅助材料。传统教材虽然能够满足知识传授的需求，但不能很好地培养学生的创新能力和实践能力，然而建立立体化教材体系就能有效弥补传统教材的缺点。主要原因是，建构立体化教材体系时会综合考虑解决问题的多角度、表现形式的多媒体、内容的多学科、教学对象的多层次等各种条件，利用各种媒体的优势，增加与媒体之间的互动，加强立体化教学设计，最大限度地激发学生的学习积极性。此外，在设计教学时还要结合不同学科、应用对象和环境，使其在教学过程中保持多样化、个性化、实用化。科学合理地建立并完善立体化教材体系对于培养大学生自学和创新能力有着十分积极的作用，还能将当代大学生培养成为适应信息化社会工作、学习、生活的全能型人才。

二、立体化教材的作用

第一，可以丰富教学内容。教材是给学生传授技能、思想的一种由符号、信息构成的媒介，同时也是教学内容和课程体系的载体，旨在为社会培养高素质人才，能够保证课堂的顺利进行。立体化教材的形式多样，可以将教学内容与多媒体有效地结合，极大地增加课堂教学的丰富度。

第二，体现了新时期对人才的要求。随着我国经济体制改革的推进和科学技术的飞速发展，现有人才能力、素质远远不能满足社会的需求。教材是教学的主体部分，因此把教材的建设作为高等学校的基本建设，对教学质量的要求较高。进行教材建设，要与教学内容、改革方法相结合，只有这样才能在教学改革方面取得实质性进展。此外，将立体化教材建设加以推广普及，设计新时期的人才培养方案，为社会发展提供支持。

第三，能够提高师资队伍的水平。传统的课堂模式是教师作为课堂的主体，这种教学方法有很多与现代教育相悖的地方，因此要积极进行教学模式改革，引进一些先进的教学理念、教学方针，达到提高学生自学、创新、实践等方面能力的最终目的。在建设立体化教材的过程中，培养一批教育思想先进、能够很好适应现代化教学手段的师资队伍，能够为教育事业的发展提供一份保障。

三、机械原理和机械设计教学中的立体化教材形式

第一，电子教案。电子教案目前已经广泛应用于现代的教学活动。它具有使用方便的优点，不仅能用于课堂教学，还能在学生复习时提供便利。电子教案能使教学内容变得生动形象，能够提高学生的学习积极性，培养创造力，在改变传统的教学方式方面也有显著作用，而且还能帮助教师控制教学节奏，提高教学效率。此外，实际应用过程中使用幻灯片，能够提高教师应变能力。教师根据实际情况和需要对幻灯片进行修改，能满足不同层次学生的需求。例如教师在教学过程中可根据教学进度对电子教案采取过程放慢或者过程加快操作，将教学节奏控制在最佳状态。在机械原理和机械设计等课程的教学过程中，电子教案应用较为普遍。因此，只有在制作电子教案时严格要求，才能使教学效果发挥到最佳。

第二，CAI课件。CAI课件是一种通过三维动画、仿真等呈现教学内容的教学系统。它还是一款由专业人员开发的可以用于教学的单独运转的计算机软件，该软件包括图像、声音、动画、文本等素材，在提高课堂教学效果和授课效率方面效果显著。机械原理和机械设计等课程包含许多复杂烦琐的机械結构和机械运动，传统的教学方法在展示上有很大的限制，但是课堂上涉及的机械零部件的结构和运动过程就能很好地用CAI课件展现出来，对课堂教学十分有利。此外，CAI课件易携带，易传阅，可有效避免更换光盘等带来的麻烦。

第三，试题库。试题库包含大量的试题和整个试题管理系统。试题库管理系统能够根据不同学科和章节自定义设计目录，自主编辑试题，在录入试题方面也十分便捷。试题库软件还可以快速生成试卷，使教师不用应付烦琐的命题工作，消除了出题、命题等烦恼。试题库还能在已学的知识范围内在线测试学生的学习情况。试题库具有较多优点，使教学质量评估达到事半功倍的效果，所以合理利用试题库资源是必不可少的。在机械原理和机械设计的教学中，教师可以不定时通过试题库生成试卷，以便检验学生的学习成果。此外，教师还可以在试题库管理系统录入与机械原理和机械设计相关的典型例题，有效降低学生出现重复错误的概率。

四、立体化教材建设的主要特点

第一，教师教学。主教材在教师教学方面既要具备科学的指导性和示范性，也要有适用性。此外，还要提供与主教材配套的电子教案、参考书、试题库及答案等各种资源。教师还可以根据教材制订教学计划，在制作演示文档时要包含重点内容、作业和试卷等，尽量做到“个性化教学”。这些组成部分要从不同角度，采用多种形式相互配合，把教材的精华充分呈现给师生，形成一个教师资源的有机整体。

第二，学生学习。学习环境在支持、促进学习上有重要作用，因此学习环境要具有更多的主动性和自由性。以数字化为核心的立体化教材建设具有如下特点：以学生为中心，能满足个体需要，随时随地进行学习。学生之间是合作学习，学习过程是互动交流的，学习具有创造性和再生性。总之，立体化教材的建设应当强调学生是主体，是主要构建对象，让学生掌握知识是整个学习过程的主要目的。为了使学生积极主动探索知識，完成学校环境的建构，在学习过程中除了要为学生提供纸质教材外，还要提供各种相关的信息资源。这些素材和资料主要是提供学生的自主学习和探索知识的参考资料，并通过互动深入理解纸质教材的知识体系和教学重点。

五、立体化教材建设的主要手段

第一，制订教学大纲。统筹规划课堂上的授课、作业、实验、考核、教材等环节，建立一个比较完整的立体化教学体系。制订大纲要积极引进其他国家的先进教学经验并结合我国的实际国情，内容上还要注重强调教学内容的科学性、先进性，大纲中要涉及学科领域最新的科技成果，达到培养适合社会需求的高素质人才的目标，在促进学科进步，加快当地经济与社会发展步伐方面有着举足轻重的影响。

第二，建设先进合适的立体化教材。将动态教材和电子教案等多种媒介作为立体化教材建设的重要组成部分，此外还要加强专业课教材、实验课教材、实践课教材、教学参考书、学习指导书等各种资料的配套建设，增加与各种教育资源的交流。建设成的立体化教材还要具有指导学生查阅和阅读各种与课程内容相关的参考资料的作用，在教学过程中还要有意识地培养学生及时掌握学科发展动态，完全理解并掌握学科知识的能力，充分酿造生动活泼的课堂教学氛围，最大限度地激发学生的学习积极性。此外，在设计教学时还要结合不同学科、应用对象和环境，使其在教学过程中保持多样化、个性化、实用化。

第三，网上学习交流策略。在设计立体化教材中的网络课程时，应最大限度地显示它的优势，帮助学生在相关网络平台上快速进行合作学习。在立体化教材建设中，各教材、课程、学科之间都要建立可供师生交流探讨的网络交流环境。网上交流具有方便快捷的优点，它可以提供平台供有相同兴趣爱好的学生进行交流，保持学生对于学习的热情。

在教学改革深入推进和现代教育技术飞速发展的今天，社会对立体化教材的需求也在逐步增加。立体化教材建设虽然在我国教育中刚刚起步，但是只要我们将它与先进的教育思想、教学理念相结合，将其作为我国教育改革的指导方针，那么未来以个性化、特色化、自主化为特点，以学生为中心的立体化教材建设将会成为推动我国教育改革走向巅峰的强大助力。

【参考文献】

[1]董登友.试论机械教学的立体化教材建设[J].中国高新技术企业， 2015（25）：195-196.

[2]解占新， 刘刚.应对转型发展的机械设计立体化教材建设[J].职业， 2016（21）：21-22.

[3]黄文呈.机械原理、机械设计实验室建设水平提升策略分析[J].赤峰学院学报（自然科学版）， 2015，31（16）：215-216.

[4]杨许.机械原理与机械设计实验教学改革的探索与实践[J].中小企业管理与科技， 2016（08）：159.

[5]刘丽明， 闫航瑞.《机械原理课程设计》教学方法调查与分析[J].学周刊， 2016（04）：36-37.

[6]董亚丽.关于《机械原理》课程教学中培养学生运动方案设计能力的探讨与尝试[J].中国市场， 2016（10）：164-168.

[7]张建光.数据库系统原理课程的立体化教材建设探索[J].教育， 2016（09）：217.