机械专业教学中知识可视化应用模式实践探究

李滔

摘要：从改革开放以后，国内经济水平呈持续上升趋势，机械产业是国家经济发展的重要力量之一，长时间以来都在国家的各方业务上占据重要地位。机械专业人才培养是国家机械产业输送人才的主要方式，国家对此也持密切关注的态度。然而，在时代背景的改革中，基于社会对人才的需求变化和教育的大背景下对机械专业的冲击，使中职的机械专业教学面临着很多问题，亟待改革和创新。知识可视化属于新时期信息技术发展的新兴领域，目的在于让知识在人与人之间传播能够更加流畅，同时刺激人们进行创新。知识可视化模式与教育领域的结合始终是各位专家学者关注的重点，除了应用该模式本身的目的之外，还有助于对知识体系的构建，对于师生的教与学能够发挥积极的辅助作用。

关键词：机械专业;知识可视化;实践探究

中图分类号：G434;TH-4   文献標识码：A   文章编号：1672-9129（2018）15-0060-02

Abstract： Since the reform and opening up， the domestic economic level has been on the rise. Machinery industry is one of the important forces of national economic development， and has occupied an important position in all aspects of national business for a long time. The training of mechanical professionals is the main way for the national machinery industry to transfer talents， and the state also has a close attention to it. However， in the reform of the background of the times， based on the change of social demand for talents and the impact of education on mechanical specialty， the teaching of mechanical specialty in secondary vocational schools is facing many problems， which need to be reformed and innovated urgently. Knowledge visualization belongs to the new field of information technology development in the new era. Its purpose is to make knowledge spread more smoothly among people and stimulate people to innovate. The combination of knowledge visualization model and education field has always been the focus of attention of experts and scholars. In addition to the purpose of applying the model itself， it is also helpful to the construction of knowledge system and can play an active auxiliary role in the teaching and learning of teachers and students.

Keywords： mechanical specialty; knowledge visualization; practical exploration

引言：21世纪的一个显著特点就是信息传播速度加快，进入了信息大爆炸时期，信息化实现了新时期的资源共享，根据联合国教科文的数据统计结果显示，知识的更新比例为10%。由此可见，目前的信息知识处于一个增加、更替极为频繁的阶段。基于知识的快速累计，面对如此巨大的信息量，教师应该怎样将其贯穿起来，给学生讲授，学生又该怎样梳理知识脉络，将其转化为个人所学的知识，以此来满足新时代的社会需求就成为专家研究的方向之一。通过翻阅机械专业的相关教材，我们可以看到，教材内容涉及大量图示以及图表等，给人巨大的视觉冲击，这也是机械专业的特点之一。时代的飞速发展，现代教育方法已经与知识可视化进行了紧密的衔接，在可视化知识产品方面有了一定的创新，这与目前机械专业的教育需求是相吻合的，而且因为该内容理解与传播都有巨大的优势，所以在机械专业中的重要性逐年增加，人们越加关注。知识可视化能够将师生之间大量复杂的知识进行整理，有层次、有结构的将其展现出来，最终能够使得逻辑更加清晰，条理更加清楚，对于知识的表达与传播发挥了积极的作用，同时还具有创新性。在此期间能够让使用者了解学习的意义，让他们的创造性思维能够发挥，对知识再学习和交流，所谓的使用者，不仅指的是学生，也包括教师。

1 知识可视化概述

1.1可视化技术教学优势。

（1）交互性。可视化技术应用过程中，其展现的交互性能够将教学内容与动画进行快速切换，在抽象的知识转换为形象的知识之后，能够加强学生对知识的理解。另一方面，学生还能够运用机构中杆件的不同参数，对于改变之后的结果有更加直观的了解和观察，这对于重建知识结构，加深理解有较大帮助。

（2）形象性。对于专业知识来说，学生在学习之前对于所学的知识缺乏充分的理解，经过视频动画演示，不但能够将抽象的知识转化为更加形象的知识，还能够强化学生的记忆，从很大程度上能够激发学生的兴趣。

（3）自主性。经过教师在课堂上的深刻讲授之后，学生能够按照自身对知识的可接受度，有针对性的反复观看动画片段，有助于深化知识，也可以有效提升学生的自主学习性。另一方面，可视化教学也可以摆脱传统教室环境的束缚，学生可以应用多媒体进行学习，在家同样可以做到预习和复习知识点。基于此，可视化教学模式从很大程度上不再受传统教学模式的影响，提升了教学效率，是当前中职学校推崇的教学方法之一。

1.2机械基础课程特征。机械基础是中职院校专业基础课程之一，其出版社为中国劳动社会保障出版社，教材适用于全国。课程内容涉及方面广泛，具有很强的实践性，主要内容有机械传动、常用机构、气压传动以及轴系零件等基本的专业知识。中职院校学生相对高职或其它高校学生，多为中考失利或基础相对偏弱的学生，这部分学生对于学习本身缺乏积极性，基础较为薄弱，很多学生毕业之后会从事本专业工作，所以学好机械基础这门课程，从学生角度来说，极为重要。在教学期间，因为机械基础课程与实践结合较为紧密，章节内容更为抽象，学生理解起来较为困难，应用可视化教学能够化繁为简，将抽象的知识转化为形象具体的视频等，以动态的形式给学生进行呈现，培养学生的逻辑能力和创新能力，赋予课堂更加生动有趣的气氛，提升学生对知识的深刻理解，教师开展教学时更加顺畅。下面笔者以机械专业教学为例，对该专业中的知识可视化模式应用进行研究。

2 针对机械专业知识的知识可视化工具表

笔者所构建的机械专业知识可视化工具表中内容主要涉及多达18种，主要分类为直观事实类知识可视化、设计或操作思路类知识可视化、设计概念类知识可视化以及问题查找类知识可视化，为了便于区分，分别以不同颜色代表。

本文中提到的机械专业知识可视化工具表在研究的过程中，参考了可视化方法周期表制作，另外还参照了布鲁姆教学目标分类（修订版）中知识维度的相关模型，结合笔者教学经验，对专业知识进行了二次分类，经过严格的筛选，对知识可视化进行组织，由此产生了与机械专业相关的知识可视化工具表，从一定程度上能够丰富知识可视化方法的视野，让国内知识可视化工具不仅仅是应用概念图或思维导图等方式。除此之外，根据针对性的知识分类能够让机械专业教师更好的理解在机械教学过程当中，什么类型的机械类知识可以选用什么工具、工具的属性和用途一目了然，从一定程度上方便了教师对于知识可视化工具的选用，解决了教师在工具选择上的迷茫这一现象，促进了知识可视化应用于机械专业教学的发展。这里需要说明的是，该知识可视化工具表并不是最终的形式，它可以在后续更深入的研究中不断的被丰富和修改，或是扩展分类范围以适用于更多学科。

3 机械专业教学中知识可视化模式应用

3.1定量分析。定量分析指的是将班级学生划分为实验班和对照班，通过对两个班级前后成绩进行对比，得出结果。笔者在本次調查中主要是将两个班级的期中考试与期末考试的平均分进行对比，通过对平均值的比较，能够看出学生整体水平是否得到了提升。

通过上述统计数据我们发现：经过两个月的实践应用，机械专业实验班应用知识可视化之后，专业课方面在期中以及期末考试中，相较于对照班的成绩，平均分有了显著提升。经过试验之后，我们可以看到期末考试两个班级的平均分成绩有较大的差距，实验班相较于对照班，平均分提高了5分左右，从很大程度上来说，机械专业中应用知识可视化，对于学生更加有效地学习起到了积极的推动作用，有助于成绩的提升。

3.2定性分析。

（1）加强该方式的有效应用。针对知识可视化在机械专业中的应用，教学效果是否达到预期，对于学生学习的积极意义是否得以体现，不同的老师和学生有着不用的见解。在笔者的调查中，部分教师表示，学生在应用知识可视化的初期有较强的陌生感，对于教师教学任务的按时完成有一定影响，不过在应用一段时间之后，学生习惯了这种模式，教师也可以感受到实验班学生的变化，他们对于知识的构建更加熟练，而且师生进行交流过程中，学生逻辑会更加直观清晰。通过笔者对学生的调查了解，学生则表示在过往的学习中，对于教材的重点知识认知不明确，期末复习时没有清晰的复习框架，并且思路混淆。但是应用可视化模式之后，尽管初期适应起来有些困难，不过适应之后，学生能够更加快捷的在教材中找到工件的设计步骤，而且可以加以总结。另外，学生还表示，有意向将此方式运用到《零件加工工艺及工装设计》课程中。

（2）培养学生的良好习惯。根据笔者多年教学经验观察所知，很多中职院校的学生在以前的学习中并没有养成做记录的良好习惯，不利于知识的复习和巩固。在机械专业应用知识可视化期间，教师会将图示的构建与所学课程内容进行结合，让学生能够在课程结束之前有一份更加清晰的笔记。这种形势下的笔记记录并不是如传统课程一般，老师讲，学生机械性的进行记录，更不是直接抄录同学的，而是通过师生之间的进一步交流，学生自然而然总结出来的，其后期应用价值会更加突出。久而久之，学生复习时就会养成记笔记的习惯，进而培养良好的习惯，能够形成有效循环，最后能够有好的学习习惯。部分学生表示，由于课后已经总结了随堂笔记，复习起来更加方便，所以会将此方式应用到其它方面，这就体现了知识可视化应模式的现实意义。

（3）提升学生解决问题能力。经过笔者课余时间对同专业老师的沟通，笔者总结出：应用知识可视化模式后，实验班的学生在后续的课程中提问题速度更加快捷，而且，在对学生课后作业的完成方面了解可以发现，学生的作业完成度也有所提升。由此证明，知识可视化模式的应用，能够帮助学生发明解决问题的方法，所以即使面对新问题，但如果是同一类的话，学生就具备了一定的迁移能力，学习能力有所增强。从可行性角度分析，学生学习期间和实际的衔接就更加紧密，避免知识的脱节，学生掌握相关方法之后，一旦遇到问题，也能够巧妙地将此方式运用到实践中去，适应工作。所以，机械专业教学应用知识可视化有很大便利。

（4）构建了高效学习课堂。从教师的角度来看，知识可视化方法在机械专业教学中的应用可以使教师的教学更加合理。教师需要在课前先对课程进行全面把握，所以教师要深入思考相关知识。通过这种方式，教师可以更全面地掌握教学过程中的整个教学和课程体系。学生积极参与知识建设活动，也提高了教师的课堂效果，教师更愿意在积极的课堂氛围中更加高效的发挥自身的教学水平。从课堂的气氛来说，不管是教师还是学生，都会更加积极地参与进来，对知识的学习程度更加深入，教师的发挥也得到了激发，整体都会高质量的完成，有助于教学效果的提升。基于此，知识可视化在机械专业中的应用，不仅能够让师生更加扎实的掌握专业知识，还能够提升教学质量。另外，教师也能够真切的体会到“授人以鱼不如授人以渔”的道理，能够促进教师观念的转变，推动教育改革的进程。

（5）知识可视化工具有效应用。本文的新颖之处在于结合相关参考资料，提出了有助于学习知识构建的知识可视化工具表，根本目的在于让使用者能够更加主动的去应用知识可视化模式，提升教学效率，能够推进知识可视化模式在机械课程中的深入应用。根据笔者的调查结果分析，师生对于该工具表的整体评价是积极的，也认为该工具表的提出能够在一定程度上帮助他们解决在选择知识可视化方法上遇到的一些困难，具体表现为当他们在想要使用一种知识可视化方法时，能够通过该工具表查询对应的方法来进行套用。第二，如果学生不会应用该模式，那么可以通过相对应的操作进行学习，体现了知识可视化应用的灵活性与多变性，所以知识可视化工具的应用还是有极大的积极意义。

在谈到知识可视化教学模式时，部分教师提到，这个教学模式跟之前一直使用的项目教学法很像，因此并不需要花太多时间去熟悉它。而且觉得这个教学模式让自己重新认识了知识可视化，感觉跟以前对知识可视化的方法有些不太一样。由此我们看出，不仅是将工具整合到教學环节中，还将可视化的思维融入到教学模式中改变了教师对知识可视化的看法，促进了知识可视化应用于机械专业教学的发展。同时，由于项目教学法在机械专业教学中被广泛的使用，该教学模式以此为基础变化衍生而出，教师在教学模式的适应和使用上并没有什么障碍，因此该教学模式具有一定的有效性和实用性。

结束语：机械专业中应用知识可视化模式是一种较为新颖的方式，在本次调查研究中笔者对知识可视化模式的应用现状有了更加深入的了解。本文在前辈们研究的基础之上，较为独特的提到了创建知识可视化方法工具表。参照了布鲁姆教学目标分类（修订版）中知识维度的相关模型，结合笔者教学经验，对专业知识进行了二次分类，经过严格的筛选，对知识可视化进行组织，由此产生了与机械专业相关的知识可视化工具表。知识可视化工具表的应用让使用者在选择方面有了更加多面的选择，也能够有效解决一直担心的可行性问题，这就为知识可视化在机械专业的应用提供了便利，更是为其应用开拓了更加广阔的前景。知识可视化是新时期发展到一定阶段的产物，具有鲜明的时代性和超前性，其应用能够促进教学质量得提升，也能够对教育改革起到重要的推动作用。

参考文献：

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