工科院校机械专业基础课程的微课设计与应用研究

邢莉+冯伟+郁倩+袁健+周海

摘 要：随着当前移动通讯技术的飞速发展，学习方式也发生了变化，微课教学的出现成为一种必然，并能克服传统教学中的一些不足之处。针对当前机械专业课程教学的现状，以《曲柄存在的条件》这节课程为例，探讨了微课教学的设计方法以及微课视频的制作方法，提高了学生的学习兴趣，达到了满意的教学效果。

关键词：微课教学；曲柄；机构；视频

一、 前言

目前，随着时代的进步和经济条件的飞速发展，移动通信设备也得到了大面积的普及，在当代大学生中，几乎每人都有智能手机、笔记本电脑或者平板电脑等。硬件设备已经人手一部，同时网络设施也逐渐遍布各公共场所，校园、商场、车站等几乎都装有公用WiFi，便于学生在任何场所利用碎片化的时间使用移动设备进行学习、交流。在这种情况下，微课——这种新型的教学模式应运而生，它是具有数字化资源的一种学习方式。

什么是微课呢？从字面上看，微课与当今社会比较流行的“微博”“微信”“微电影”等新技术一脉相承，只不过它主要应用于学校教育领域。微课的主要特点是主题突出、短小精悍，形式新颖、应用简单、便于学习等，逐渐被广大学生和家长所接受，慢慢地开始流行起来。

微课教学主要体现在微型教学上，一般围绕教学中某一个知识点进行设计，是基于微型教学而设计和制作的电子课件。它可以改变日常教学的方式，使教师讲课的方式可以有更多的选择。微课教学以录制的视频为主体，通常控制在十五分钟以内。虽然这种教学视频时间不长，但是对教学目标进行了优化，浓缩了教学内容的精华。运用网络多媒体技术进行整理，把教学过程中的重点难点都集中到教学视频上，可以解决学生在学习时候遇到的难题。同时方便学生及时进行查看，把握教师讲解的重点内容，复习巩固课堂知识。

二、 微课选题、教学设计与视频制作

1. 微课选题

机械设计基础是进机械专业必修的一门技术基础课程，具有知识点多、实践性强等特点，主要介绍常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、设计理论与计算方法等。制作该课程的微课视频时，充分结合了课程特点以及学生的先修课程，学生通过智能手机、平板电脑等移动设备，可以利用碎片化的时间在网络上进行学习。根据多年的教学实践经验，这里选择以“曲柄存在的条件”为例，来探索微课的设计、制作与应用实践。

2. 教学设计

“曲柄存在的条件”是机械设计基础课程教学中的重点内容。在教学过程中，开头回顾上节课的内容，即铰链四杆机构的三种类型，并以动画的方式显示三种学生比较熟悉的机构应用实例。如图1所示，分别是鹤式起重机、雷达天线、惯性筛机构，要求学生来分析机构的运动过程，分析两个连架杆运动范围的不同，判断它们分别属于哪一种铰链四杆机构。

通过动画可以清楚地看出，在图（a）鹤式起重机机构中，两个连架杆都是左右往复摆动，为双摇杆机构；在图（b）雷达天线机构中，一个连架杆左右往复摆动，另一个连架杆整周转动，为曲柄摇杆机构；在图（c）惯性筛机构中，两个连架杆都能够整周转动，为双曲柄机构。由此可以发现，有的连架杆能够整周转动，有的只能往复摆动，那么什么情况下，可以整周转动呢？非常自然地引出本节课的学习内容，即曲柄存在的条件是什么，也吸引学生去考虑这个问题的答案。

接下来，以曲柄摇杆机构为例，分析推导曲柄存在的条件。连架杆AB要想成为曲柄而整周转动，就必须能够顺利通过最左和最右的两个极限位置，即到达AB′和AB″的位置。在这两个极限位置，连架杆AB和机架AD就会出现两次共线，一次是最左极限位置时候的二者拉直共线，一次是最右极限位置时候的二者重叠共线。在这两个特殊位置，四杆机构就组成了三角形B′C′D和三角形B″C″D，如图2所示。在三角形中，必然满足边长关系，即任意两边之和大于第三边，任意两边之差小于第三边，还有一种比较特殊的情况，就是当四杆共线的时候，不等式两边可以取等号。由此可以得出三个不等式，通过总结分析这三个不等式的关系，就可以得到存在曲柄时候应该满足的条件，一是杆长之和条件，即最长杆与最短杆的长度之和应小于或者等于其他两杆长度之和；二是最短杆条件，即连架杆或机架之一为最短杆。

然后，分析曲柄存在的两个条件，还可以得出两个推论，即如何得到三种不同类型的铰链四杆机构，要求学生熟练掌握的重要知识点。另外取不同的构件作为机架时，也可以得到不同类型的四杆机构。再通过一些例题，检查学生的理解情况和掌握情况，并且再次总结强调本次课的重点内容。

由于这些内容，从前到后有一定的逻辑顺序，每一步都是经过分析经过推导得出的结果，所以学生容易理解，方便记忆，这样的结论也具有说服力，学生完全可以自己推导出来。

3. 视频制作

本微课视频的制作过程主要包括课件模板的选择、PPT动画的选择、内容的设计、屏幕的录制和语音的输入以及视频后期的剪辑等，制作工具包括计算机、麦克风、WPS演示文档，录屏软件Camatasia Studio 9.0等。课件的模板选自WPS并进行了适当的修改与调整，使颜色搭配和页面布置更符合课程主题内容。最终保存成扩展名为MP4的视频播放文件，再通过网络上传到课程教学网站，方便学生及时观看。

本次微课的制作是直接打开已经事先编辑完成的PPT电子课件，在播放PPT的过程中，教师进行必要的讲解，通过麦克风输入语音，进行屏幕录制。“曲柄存在的条件”这个知识点的微课视频录制界面截屏如下图3所示，总时长为14分15秒，其中前12秒介绍本次课所属的章节内容；接下来的1分48秒为内容回顾，引出这节课的主要内容；随后的9分30秒，分析推导曲柄存在的条件，并得出了两个重要的推论；然后又用了1分30秒的时间讲解了两道例题，巩固本次课程的主要内容；最后利用1分15秒的时间做了总结，强调学生需要掌握的内容，并布置了课后作业。

三、 总结

在课堂教学中，微课作为一种新兴的教学模式，可以帮助学生更好地理解课堂内容，能够提高广大学生的学习兴趣，同时也能够培养他们的自學能力和独立思考能力。学生可以利用微课视频进行课前预习和课后复习，提升他们掌握知识的熟练程度。微课既是对传统教学方式的一种补充，也可以使学生对知识进行及时的复习巩固，从而更好地吸收消化，大大提高课堂教学效果。

参考文献：

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作者简介：邢莉，冯伟，郁倩，袁健，周海，江苏省盐城市，盐城工学院机械工程学院。endprint