数字化、信息化教学在技工院校机械制图课程中的应用

赵英 李源 孙美英

摘 要：进行职业教育的信息化建设是教育发展的必然趋势。本文以技工院校机械制图课程教学为例，介绍了采用信息化教学与传统教学方式的不同之处，提出了采用数字化、信息化的教学方式将成为未来教育教学中的主流方式的观点。

关键词：信息化教学   机械制图   网络教学   数字化教学

课 题：本文系山东省技工教育和职业培训科研立项课题（课题编号：RSJY2019-Y006）研究成果。

在2018年教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》和山东省教育“十三五”规划的前提要求下，坚持信息技术与教育教学深度融合，构建“互联网+教育”平台，建设“网络化、数字化、职能化、个性化、终身化”教育体系，实现“人人皆学，处处能学，时时可学”的学习型社会是教育发展的必然趋势。

随着互联网和多媒体设备在技工院校的普及，采用数字化、信息化的教学模式可以解决在实际教学中的教学资源匮乏、教学内容抽象、教学场地受限等诸多教学难题，使枯燥的教学变得生动、形象、易于理解，使学生随时随地学习成为可能，同时更有利于调动学生学习的积极性和主动性，有利于提升教学效果。以笔者从事的《机械制图》课程教学为例，数字化、信息化技术的应用极大地改变了传统的教学模式。

一、以“3D模型”代替实物模型，有助于培养提升学生空间想象能力，提高学习兴趣

在多年的传统教学中，笔者发现最大的难点在于培养和提升学生的空间想象能力。由于教学实物模型少，各种复杂形体的教学只能依靠实物图、立体图给学生演示。这些图示对于几何体的内外部形状、结构和投影关系展示得不充分，对如何从二维平面视图构建三维立体模型也缺乏有效的展示，这些都会导致学生掌握起来困难重重，而“3D建模”有效地缓解了这种教学困境。

“3D建模”通俗来讲就是应用三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。笔者在教学中采用已经建好的3D模型，利用多媒体设备或在机房电脑上，对模型可以随意放大、缩小、截切、旋转、看剖视图和透视图，还可以便捷地导出三视图。学生可以通过拖动鼠标对模型进行上述操作和观察，加深了对教学知识的理解。

不仅如此，大部分初学机械制图课程的学生，完成课后作业也非常困难，久而久之就会跟不上教学进度，产生厌学的情绪。采用“3D建模”教学后，笔者教给学生简单的“3D建模”方法，学生可以自己建模，通过拉伸、叠加、截切等操作，对从二维线框到三维实体的形成过程有了直观了解，空间想象能力、作业完成率和正确率、学习机械制图的兴趣都得到提高。

二、以“虚拟仿真技术”模拟演示装配图和零件图中机件的形状、结构、组装及运动方式，使教学过程直观、生动，教学效果大大提升

相较于传统的机械制图教学不能清晰地演示机械部件的组装和运动方式，“虚拟仿真技术”则有效地解决了这个难题。

“虚拟仿真技术”也称为模拟技术，是通过计算机系统模仿真实系统的技术，具有逼真性和实时交互性。借助“虚拟仿真技术”教学，高清的动画视频完美地展示了机械的内、外部结构和组装、运动方式，教学过程直观、生动，提高了学生的学习兴趣，教学效果大大提升。

三、“微课”应用于教学之中，可以提高学习效率，教学效果好

“微课”是近几年比较流行，区别于传统单一资源类型（如教学课件）的新型教学模式。“微课”的核心组成内容是课堂教学视频（课例片段）。笔者将自己制作的“微课”利用网络提前发送给学生，有利于他们进行课前预习和课后复习，这些提高了课堂学习效率。

四、用“课件动画”演示绘制视图的过程，大大节约了课堂时间

机械制图这门课程经常是一听就懂，一做就错，这是由于学生空间想象能力较弱及对知识掌握不准确所导致的，因此学生要靠大量的练习来提升绘图、识图能力，这需要教师用大量时间来指导学生画图和答疑。利用“课件动画”演示绘图的过程，节省了教师尺规绘图的时间，教师能有更多时间来指导学生和进行答疑，实现了个性化教学。

五、借助“工厂机加工視频”，帮助学生理解制图中的相关知识

在学习机械制图课程时，学生没有接触到实际生产，不了解零部件的作用、工作状态和加工方法，对制图中的一些规定和画法不太理解，很难确定一个比较合理的表达方案。以绘制轴类零件为例，学生不了解轴类零件的作用和加工状况，就无法正确地选择主视图和其他视图;不了解加工过程，就不理解基准的作用和合理标注尺寸的原则;不了解加工方法，就不理解零件上的各种工艺结构。笔者借助“工厂机加工视频”进行教学，向学生展示了零部件的制造过程和用途，使他们理解了绘图的相关规定和绘图方法，并逐渐喜欢上了绘图。

六、利用“移动教学平台”和“网络慕课”教学，提高了学生学习的积极性和主动性

技工院校的学生，处在青春叛逆期，学习主动性不强，如果以他们喜欢的方式学习，就能有效改变这种状态，学习效果就会事半功倍。“移动教学”“网络慕课”是目前很多年轻人喜欢的网络在线学习的方式。

“移动教学”具有丰富的数字化、信息化教学资源，需要有一个开放的教学共享平台支撑。目前，笔者学院引入了北京中唐方德科技有限公司的移动教学系统，利用这个教学系统，教师可以进行课程数字化资源开发，在教学平台的“教师端”完成教学计划制订、备课、授课、师生互动、答疑、布置作业、作业批改等多个教学环节;学生可以利用“学生端”通过手机APP完成签到、预习、学习、提问、互动练习、上交作业、教师评价和自测等多个学习环节。

教师还可以引导学生借助互联网进行在线学习，即利用各种“网络慕课”的平台自己注册，自主学习。以哔哩哔哩视频网站（以下简称“B站”）为例， 2018年11月，在北京举办的第六届中国网络视听大会上，“B站”董事长兼CEO陈睿讲到，2018年B站有146万小时、103万次的学习和写作业类直播，掀起了一股直播学习的热潮。笔者在B站上搜索发现机械制图也有系列的视频教程。

据笔者了解，美国作为信息化的发源地，非常重视信息化在教育教学领域的应用，美国职业教育的信息化发展水平表现在网络资源和功能的充分开发上。美国职业教育的网络资源非常丰富，教师和学生都能通过网络获得丰富的教育教学资源。

与发达国家相比，制约我国教育教学信息化发展的主要因素不是硬件设备的不足，而是各种数字化、信息化教学资源的匮乏。以《机械制图》教学为例，需要利用AUTOCAD来绘制各种平面图形;利用AUTOCAD和SKETCHUP软件来进行简单的3D建模;利用INVENTOR、SOLIDWORKS、3DMAX制作复杂零件和机构的模型、动画并进行渲染;利用CAMTASIA等录屏软件进行微课制作;利用PREMIERE和AFTER EFFECT软件进行虚拟仿真视频的制作;还要有能采用上述数字教学资源的移动教学平台和网络教学系统等。

综上所述，智能手机、ipad、手提电脑等移动设备在校园中的普及使网络在线学习成为可能，数字化、信息化的教学方式必然会成为未来教育教学的主流方式。作为技工院校的一线教师，应尽快适应新的教学模式和教学方法的转变，积极掌握各种信息化技术，制作出更多、更好的数字化教学资源，为职业教育事业做出自己的贡献。

参考文献：

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[2] 胡永斌，龙陶陶.美国基础教育信息化的现状和启示[J].中国电化教育，2017（3）.

[3] 徐国庆.中美职业教育信息化发展水平比较研究[J].  教育科学，2011（4）.

（作者单位：济南市技师学院）