現代教育信息技術在機械制圖課教學中的運用

朱開源

摘要:對機械制圖課程教學現狀和存在問題進行了分析,認為針對新形勢必須運用現代教育信息技術,開發和利用網絡教育資源。

關鍵詞:機械制圖;信息技術;教學運用

目前,開設機械制圖課程的學校主要有高職院校和中等職業技術學校。隨著現代教育信息技術的發展,許多課程在運用現代教育技術中取得了新的突破,根據本人教學工作實際,試著將現代教育信息技術的成果運用到機械制圖課程教學中,以圖調動學生的情感因素,從而提高教學質量和效果。

一、現代教育信息技術在機械制圖教學中運用的優勢

機械制圖大多運用傳統的教學方法,教師主要是利用尺規、掛圖、模型進行教學,教學形式比較呆板、單一,難以調動學生學習的積極性、主動性,不利于培養學生的創造性思維能力,也難以提高學生綜合運用知識和解決問題的能力。這種教學模式培養出來的學生識圖能力較差,很難識別專業的零件圖和裝配圖;學生自主學習能力差,創造力和后續發展能力不強,在以后的專業課程學習中比較吃力。現如今計算機技術和網絡通迅技術飛速發展,計算機應用已從傳統的單機模式轉變為以Web為平臺的新型應用服務模式,網絡化教學已成為現代教育技術發展的趨勢和方向,也將成為機械制圖教學的一個重要形式。所以,筆者認為有必要對機械制圖的教學方法和課程內容設置進行一些改革和調整,引入網絡化教學。其主要有如下幾方面的優勢:一是網絡化教學允許存在時間和空間上的分布,它可以借助Internet強大的服務功能,使學生和教師不受時間、地點的限制,隨時都可以進行學習、交流,從而突破了傳統教學的空間和時間的限制,使得獲取知識的范圍更加擴大。二是網絡化教學有助于促進學生之間的協同學習。對于所學內容,任何人都可以參與其中進行共同的交流、討論,從而提高了討論的深度與廣度。可形成一個協同學習的學習環境,有利于實現教學目標,以彌補課堂教學的不足。三是網絡化教學可采用仿真技術創建一個逼真的虛擬環境,使學習者獲得直接體驗。虛擬實物和多媒體的演示、情境教學的創建為學習者的技能訓練和動手能力的培養創造了“實踐機會”,從而可真正實現所謂的虛擬教學。四是網絡化教學是一種以電子網絡為存儲載體和傳播媒介的數字化信息資源,可實現資源共享,影響面大。同時可采用數據庫管理技術,教學內容的修改和更新可以隨時在網上進行。

二、現代教育信息技術在機械制圖教學中運用的方法

由于計算機網絡功能強大,若要充分、合理地運用網絡教學,挖掘網絡教學的潛力,不斷提高機械制圖教學效率,就必須研究與課堂教學有關的教學資源的開發和利用。通過一定量的教學素材的積累,進一步促進課堂教學與現有資源的有機結合。一是教學習題庫的積累。結合現有教材,做好與網絡教學法相配套的機械制圖教學習題庫選題及編制工作,運用AutoCAD繪圖軟件將圖形輸入計算機及運用計算機進行資料管理,根據學生掌握知識的情況,充分利用網絡教學手段,減輕教師學生的繁重勞動,提高教學和檢查測評的合理性與科學性。二是教學圖片庫的積累。根據學生特點,選擇合適的教材,將典型例題分析的二維圖片進行選編,做好成套與網絡教學方法相配套的機械制圖教學圖片集,圖片數量不得少于200張,并通過掃描儀將圖片輸入計算機,完成圖片處理后,由計算機進行資料管理。在實際教學時,可作為課件制作的素材,也可直接調出供教學之需要。三是建立制圖虛擬模型庫。由于機械制圖課程的特殊性,學生在學習的過程中要培養空間思維能力,上課的時候常常借助實體模型這一個重要工具。在傳統的教學中使用的教學木制模型存在著容易損壞,不易攜帶和保管等缺點。把網絡化教學運用于機械制圖教學中,有一最大的亮點就是可利用VRML虛擬現實技術,建立網絡虛擬現實模型庫,這樣就可避免傳統教學模型的不足。VRML是虛擬現實建模語言(Virtual RealityModelingLanguage)首字母縮寫,是Internet中用于實現三維虛擬交互場景的國際標準,可應用于創建虛擬現實的對象、場景和展示模型等,能夠建立用戶可參與的,并能對場景中的對象主動作出反應的虛擬真實環境。

建立虛擬現實模型的方法有兩種。一是直接使用VRML語言編寫源代碼,較適合于建立比較簡單的虛擬現實模型。另一種方法適合于復雜的立體模型,應將VRML編程與三維造型制作軟件(如Pro/E)等結合起來,完成立體虛擬現實模型的建立。然后利用VRML語言進行位置、動作、空間背景、視點、傳感效果等設置。VRML增加的交互性及對動畫和行為的描述,能夠實現動態仿真及交互。一般用時間傳感器(TimerSensor)和各種內插節點配合使用來完成動畫效果。通過VRML中的各種空間傳感器節點,可以有效地創建一個交互性很強的虛擬世界。用VRML技術建立的虛擬模型庫,還可以避免以往多媒體教學中用3dsmax等三維造型制作軟件制作模型生成AVI動畫,或用Flash制作SWF動畫,進行三維動畫教學演示的不足。因為這些方式存在著局限性,由于動畫的路徑早已由設計者設計好并渲染,動畫一旦做成之后,就不能修改。學習者只能被動地從頭到尾看完,機械地接受知識,無法參與互動,也就達不到主動學習的目的。利用虛擬現實造型語言(VRML)結合三維造型制作軟件來構造虛擬模型庫是解決該問題的一個方案,這在很大程度上減少了教師的負擔,有助于學生空間形象思維能力的提高,對開展機械制圖遠程教育具有良好的借鑒作用。四是建立智能習題系統。習題的練習是教學過程一個非常重要的環節,以往制圖作業方式是學生根據教師布置的習題,按照投影規則,在腦海中去構思形體,用鉛筆在作業本上完成,交給老師批改。這種傳統的教學模式不能有效地調動學生的空間思維能力和自主學習能力,教師批改作業的工作量十分繁重。隨著計算機技術的發展及應用的普及,特別是隨著網絡技術、網上教育的迅猛發展,更多要求學生自主學習。

隨著現代教育信息技術的發展,網絡教學己經成為當今信息時代一種重要的教學方式和教學手段。只有在新形勢下不斷地優化教學手段,采用現代化的教育方式,多方位調動學生的學習興趣,增加教學的信息量,提高教學效率和教學質量,機械制圖教學才能順應形勢發展的需要,建構現代教學新景觀。

(金華市高級技工學校)