机械识图课程教学游戏设计

郑耿乐

摘 要：随着信息技术的发展，结合士官学员文化基础和学习习惯，本文初步研究了在《机械识图》课程中开展信息化教学所需的互动小游戏方法，探索了在职业技术院校，开展基于信息化条件的《机械识图》教学中大量使用游戏替代传统习题的方法，在开展这些游戏训练的过程中有收获也有很多困惑，这里抛砖引玉希望引发同行的思考。

关键词：机械识图;信息化;游戏

兴趣和动力是学习最好的老师，更具体的说，它强调学员学习的兴趣、克服困难的坚持性以及获得成功的愿望等。为此，我们开发基于ActionScrip3.0的“连连看”、“连线”、“拼图”、“打地鼠”、“搭积木”、“虚拟装配”等教学游戏，提升学员学习兴趣，使学员在“游戏”中完成教学内容的学习和课后巩固。

在教学中使用游戏是一种普遍而又古老的学习方式，其研究历史也很悠久。从古希腊的先贤柏拉图、亚里士多德到近代的席勒、康德以至于到其后的斯宾塞、胡伊青加等都曾对教学中使用游戏进行过深入探索。在这些探索当中，笔者认为荷兰学者胡伊青加对游戏定义的概括较为全面，他指出游戏是一种自愿的活动或消遣，这些是在一个固定的时空范围内进行的，游戏的规则是自由接受的，但又有绝对的约束力。随着手机功能的日益强大、移动网络的普及和上网速度的提升，广大学员基本都是在玩手机游戏的氛围中成长起来的。上课和玩游戏相比，显然后者对学员更具吸引力。如果能将《机械识图》课程的学习内容进行游戏化设计，以游戏作为学习内容的载体，必然能在很大程度上激发学员的求知欲。笔者在长期的课程教学实践中，针对不同特点的教学内容设计了“连连看”、“连线”、“拼图”、“打地鼠”等游戏，寓教育性与生活性于游戏活动中，在提高学员学习积极性的同时，激发他们学习的主动性和创造性。从我校今年来的教学实践来看，采用游戏化教学之后，轻松、自主教学环境使我校《机械识图》课程的考评成绩有了较大提升。

1 教学游戏的种类

纵观《机械识图》课程教学过程大致可以分为三大部分：首先进行的是国家标准关于工程制图的有关规定;其次是空间思维训练;最后是工程图样识读训练;针对这三部分教学内容，笔者分别设计了三类教学游戏，及概记忆训练类、空间思维训练类、读图训练类。下面依次介绍这三类游戏的设计理念和教学用途。

1.1 概记记忆训练类

英国哲学家说过“一切知识不过是记忆”，对于学习工程界的语言——工程图样来说这句话格外中肯。国家标准对于机械图样的诸多规定，例如图纸幅面、线型使用、比例等都有严格的规定。这部分内容繁杂，对于士官学员而言学习起来相对枯燥乏味，因此可以设计“连连看”、“连线”等游戏。

游戏“连连看”顾名思义就是找出相关联的东西，就是找出相同的两样东西，例如图样的名称（主视图）与具体的视图（图片），通过鼠标连续点击内容对于的图片即可完成一次成功操作。采用这类游戏的训练可以快速的在文字表达与图形之间建立联系。

游戏“连线”则可以看作是“练练看”的初级版本，类似于试题中的连线题，只不过在游戏中将用笔划线的变为了鼠标划线。游戏设计出两类图片，一类是基本概念的文字描述，另一类是概念的图形表达。例如5：1对应放大比例，1：1对应原值比例等。

1.2 空间思维训练类

客观物质世界中绝大部分物体的结构和运动都是三维的，我们就是生活在这个三维空间里。但在学习《机械识图》课程之前，一般学员的思维都限制在一维或二维的范围内。在识读组合体三视图的教学内容中，其重点是进行空间思维能力的训练和培养。物体的空间特性（形状、大小、远近、深度、方向等）直接作用于视觉，经过“形体分析法”和“线面分析发”在读图者头脑中的再现平面图形对于的三維形体。这一过程的熟练与准确程度，决定着人们认识物体空间特性的快慢和深浅程度。

依据笔者的教学经验，我校学员学习的难点关键在于无法识别“位置特征视图”和形状特征视图。针对这一问题笔者开发了“墙来了”和“搭积木”游戏。

“搭积木”游戏是针对几何单元做叠加操作的游戏，用于提高学员对叠加式组合体的形体分析能力。让学员参照二维图样，把已知的三维基本体装配起来，还原二维图样的三维形貌。

“墙来了”游戏是针对切割型组合体读图训练的游戏，用于提高学员对切割式组合体的形体分析能力。游戏首先给出一面“墙”，墙上的三个空洞可以看作是组合体三视图的外框线。游戏者通过键盘翻转、移动三维物体使之无缝穿过游戏给出的“墙”。

1.3 读图训练类

一般来说，读图的基本要求就是可以以及给出的二维图形想象出三维形体。例如在识读装配图的教学内容中，学员是否读懂了给出图样，教员不易有效、准确的做出判断。开发基于“图片碰撞测试”的“虚拟装配”游戏可以有效的解决这一问题。

“虚拟装配”游戏是在交互式虚拟装配环境中，游戏者使用鼠标象在真实环境中一样对产品的零部件进行各类装配操作，在操作过程中系统提供实时的碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理等功能，从而使得完成装配图对于的装配体，具体方式如图所示。

2 教学游戏的使用结果

近两年来，通过在《机械识图》课程中采用游戏化的教学设计，激发了学员学习机械识图的兴趣，学院普遍能够开始主动学习，学习效果稳步提升。图3展示了引入游戏化教学的某班级和传统教学某班级的期末考试成绩对比。除了成绩的提高外，学员的合作意识和创新意识都得到了很好的锻炼。

3 结束语

随着信息化教学手段的不断完善，针对士官学员的专业基础课程教学需要与时俱进。目前来看，一方面士官学员的有效课堂学习时间相对压缩，另一方面教学目标又有了较大提升。如何解决这一矛盾可能是广大教员需要认真思考的问题。从我校近年来的教学实践来看，在实践教学环节中采用游戏化的教学设计，极大提高学员学习动力，变“要我学”为“我要学”，使课堂教学的质量和效率得到更大的提高

参考文献

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