职业学校机械基础专业的可视化模式构建

包怀晋

摘要：现阶段，可视化教学模式被广泛应用于中职教育当中，成为了影响中职教育创新和发展的一个重要因素。在机械基础专业的教学中应用可视化教学对提高教学质量具有重要影响和作用，因此相关教学人士理应加大研究构建可视化教学模式的力度。

关键词：中等职业学校;机械基础专业;可视化模式

0  引言

机械基础专业学科具备较强的综合性，在课本教材中包含着大量的图表以及图示，对于大多数学生来说是难以理解和掌握的。想要让学生扎实掌握专业知识，就需要教师重视创新教学理念、教学模式、以及教学手段，结合学生实际学情，应用知识可视化的教学方法，激发学生学习兴趣，使其积极参与到课堂教学当中，从而促进机械基础专业课堂教学的质量以及效率。

1  可视化模式的发展与内涵

1.1 可视化模式的发展

对“可视化”领域的研究由来已久，其由“visualization”翻译得来，该英语单词的原本意思为清晰地、形象化呈现出来。1987年2月，几名国外学者在相关平台上发布一篇美国国家科学基金会的报告，即《科学计算中的可视化》[1]。在这篇报告内首次将“可视化”当作全新研究领域词汇提出，与此同时，翻开了“可视化”研究的篇章。从此“可视化”领域衍生出愈发多类型的发展领域，按其大致发展顺序依次是科学计算可视化、数据可视化、信息可视化、知识可视化。

1.2 可视化模式的内涵

首先，可视化模式也可以称为知识可视化，是新课改实施后兴起的一种教学方式，指的是将复杂难懂的知识通过图形或图像的形式做出构建以及表达，并将其直观展现在学生眼前，让学生牢固记忆、深刻理解并灵活所学应用知识，从而增强课堂教学的有效性。

其次，可视化教学模式是通过视觉形式对知识进行传播以及创新，依托于图形设计和认知科学，逐步形成视觉表征，最终实现广泛传播相关知识。在大数据时代，可视化模式的构建方式愈发便捷，构建工具愈发丰富，具备多元化表现形式，因此，被广泛应用到教育教学领域[2]。

最后，可视化教学模式具备的形象性、自主性、交互性非常强，学生在获取知识的同时，可以不断重复观看相关教学视频，从而加深对知识的理解和记忆，培养并锻炼学生的自主学习能力。有很多知识具备很强的逻辑性以及抽象性，学生单从字面理解很难完全掌握所学知识，然而在应用可视化教学模式以后，使得这些抽象复杂的知识变得更加生动形象，对于学生来说理解难度变低了，学习自信心得到增强。与此同时，可视化教学模式的应用使得师生和生生之间能够进行有效互动交流，让师生关系更加亲近，课堂氛围更加活跃，确保课堂教学工作的正常有序进行。

2  机械基础专业教学的现状分析

首先，机械基础专业涉及内容广泛，具备极强的实践性，教师在给学生讲解有关机械基础专业知识时，充分体现出这门学科具备较强的逻辑性、抽象性，大多数学生都会感觉到学习吃力，实践教学效果并不理想。

其次，大多数教师所采取的教学方式较为单一落后，并不能調动学生学习积极性，再加上大多数中职学生的自主学习能力较差，给提高机械基础专业教学水平带来众多不利影响。

最后，在大数据时代，很多教师都没有意识到要对机械基础专业教学方式进行创新，课堂教学过程中，师生之间缺少有效互动和交流，教师并不能全面掌握学生的实际学习情况，忽视有效应用现代信息技术对机械基础专业教学的内容和形式进行丰富，以至于大多数教师还没有清晰认识到怎样有效构建机械基础专业的可视化教学模式，正是因为教师自身思维和教学方式存在局限性，所以严重影响到机械基础专业教学质量的提升[3]。

3  中等职业学校机械基础专业的可视化模式构建

3.1 建设可视化教学环境

就构建机械基础专业可视化教学模式来说，最基础的保障就是为学生建设良好教学环境。根本原因就在于机械基础专业涉及到很多复杂且抽象的知识，本身就需要借助多媒体来进行直观的展示，通过可视化教学环境的构建，既有利于机械基础知识结构的可视化，也能够实现机械基础知识内容的可视化。特别是大多数学生单纯凭借想象，并不能精准掌握复杂的机械运动，此时，就需要教师借助多媒体教学工具给学生做出立体展示，确保可以将整体运动过程直观展示给学生[4]。

基于此，中等职业学校务必要重视加强建设可视化教学环境：首先，加大信息基础建设力度，投入足够资源建设先进信息教学基础设施，确保教师在开展实践教学工作时，能够科学合理运用各种信息化技术;其次，中职院校还应科学合理调整教学机制、制度，使得以信息化为导向的可视化教学模式运行需求得到满足，能够充分发挥其作用和价值。

3.2 设计可视化教学框架

机械基础专业可视化模式的构建具备很强的流程性以及直观性，如通过其所表现的复杂内容就能够体现出这种特性。因此，教师要针对教学设计出合理的教学框架，为学生直观地展现机械原理。

首先，教师结合机械基础教材知识和教学要求，然后按照分析结果对教学内容作出分类，并选择相应的可视化教学形式。

其次，教师在可视化教学过程中，也应该设计课堂导入，帮助学生温故而知新，并引导学生将新旧知识有机联系到一起，与此同时，给学生提出新的问题，让学生在问题引导下将旧知识过渡到新知识中，并以信息技术教学工具为辅助，让学生开展更加深入的探究活动，最终高效完成学习目标。

最后，教师将可视化教学理念落实到学生的课后知识巩固中，让学生自主总结相关知识图示，巩固课堂所学知识。

3.3 制作机械基础课程思维导图

运用可视化技术进行思维导图的构建，更有利于实现机械基础专业课程知识结构的图像化和标准化。例如，在“标准齿轮的几何尺寸计算”教学中，在本课中包含众多类型的齿轮、计算公式，各种的几何参数名称，这就让学生一时间不能进行有效的分辨，常常将这些知识混淆。此时，教师可以根据齿轮的分类标准，以径向和周向两个方向对有关齿轮的尺寸和参数进行分析，有效简化问题，从而制作出符合学生思维能力的思维导图。就标准渐开线外齿轮而言，在齿轮上有分度圆、齿顶圆、齿根圆和基圆4个圆，还有一个压力角。将重要基准圆看作分度圆，分别按照径向、周向对圆的几何参数进行描述，径向包含四个圆的直径（和半径）还有齿顶高、齿根高等尺寸，周向各圆有齿距、齿厚、齿槽宽等尺寸。然而就一对标准渐开线外啮合齿轮来说，抛开各齿轮上的四个圆，还多出一对相切节圆和一条啮合线。 因此，在径向上多出节圆直径（和半径）、中心距，在周向上多出节圆齿距、齿厚、齿槽宽，另外，还有描述啮合线位置的啮合角[5]。在这种情况下，引导学生使用思维导图对比学习便可以更加容易理解和记忆这些知识点，降低学习难度，让学生树立学习自信心。

3.4 尊重学生主体地位

机械基础专业具备极强实践性，想要学生高效掌握和灵活应用机械基础专业的技巧和知识，就需要教师合理应用可视化教学模式，将实践性、操作性强的知识点通过微课教学等形式直观展现在学生眼前，并引导学生自主探究、分析和讨论对应知识。

总的来说，就是尊重学生主体地位，给予学生充分展示自我才能的时间和空间，让学生的自主学习能力以及发现、分析和解决实际问题的能力得到培养和锻炼。在构建机械基础专业的可视化教学模式以后，有利于给学生提供更多自主学习、实践的机会，当学生产生疑惑时，还能重复观看和研究教学视频，更好学习和掌握有关知识和技巧，进一步推动中等职业学校机械基础专业教学的更好发展。例如，教师可发挥虚拟现实技术的教学优势，给学生创设互动性、立体性较强的虚拟空间，通过该空间还原相关机械加工知识，如内燃机与配件等，实现实践教学的可视化，从而帮助学生深刻、立体、全方面掌握实训内容及其要点，促进实训效果的有效提升，助力学生专业实践能力的不断提高。

4  可视化模式构建面临的困境

现阶段，虽然可视化模式构建在教育教学领域得到非常广泛的应用，在中等职业学校机械基础专业教学中也取得良好成效，但是进行具体应用时依然需要面临一些新的问题，例如，大部分学生的认知接受能力有待提高，导致跟不上教师的教学速度。和以往的教学模式进行比较，基于多媒体应用的课堂讲授知识内容越来越多，呈现知识的形式灵活多变，然而无法避免还有相当多的学生存在做笔记困难、理解不到位、反應慢等问题[6]。

基于此，想要充分发挥其教学优势，还需要教师重视正视教学不足，采取可行措施消除其弊端。首先，需要引导学生进行有效的课前预习。众所周知，机械基础专业的理论课程相对抽象复杂，假如学生能够进行有效预习，那么便可以充分使用课堂上有限的学习时间来专注于课堂知识的理解与记忆，能够大幅度提升课堂教学质量与效率。其次，教师要注重合理改进课件。在课堂上给学生讲解重难点知识时要适当放慢教学节奏，确保学生有足够时间记录关键问题，此外还应针对不同层次的学生展开多角度教学，以确保全体学生的学习水平都能得到提升。

5  结束语

综上所述，知识可视化模式在中等职业学校机械基础专业教学中的应用，能够更加细化教学环节，引导学生全面认识各个教学环节的同时不断深化学生对其的理解与记忆，有利于增强中职学生的综合学习能力，最终实现教学实践能力的提高，同时给后期的教学开辟全新的领域。

参考文献：

[1]徐延辉.中等职业学校机械加工专业教学的可视化模式构建[J].学周刊，2019（27）：20.

[2]黄薏静.机械专业教学中知识可视化应用模式与实践研究[D].广西师范大学，2016.

[3]刘峰.知识可视化在《机械基础》课程教学中的应用[J].时代农机（11）：250-251.

[4]夏冰，郭红莲，郭航.机械专业教学中可视化应用模式与实践研究[J].信息记录材料，2017，18（08）：133-135.

[5]吕方梅，王新华，黄一晴，等.机械设计教学中 思维可视化技术的应用探讨[J].教育教学论坛，2015（4）：270-271.

[6]赵英杰，宋渊明.可视化教学法在复杂机械教学中的具体应用[J].教育观察月刊，2017（8）.