液壓與氣動技術立體化教學資源的研究與實踐

2014-05-30 05:46:45唐黎明

課程教育研究 2014年8期

唐黎明

【摘要】借助虛擬技術和三維建模技術，實現了液壓與氣動技術教學資源立體化、動態化、可視化和網絡化，解決了項目教學過程中師資力量相對缺乏的問題。

【關鍵詞】虛擬技術三維建模立體化

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）08-0217-01

液壓與氣動是二十世紀四十年代發展起來的一門新型傳動技術，尤其是與微電子、計算機技術相結合后，已發展成為包括傳動、控制和檢測技術在內的一門完整的自動化技術[1]，廣泛應用于現代化工業生產中。

貼合企業需求和高職人才培養實際，經過多年的課程建設，我院《液壓與氣動技術》已經建設成為無錫市精品課程，通過課程組成員的國外學習和國內交流，針對液壓與氣動技術理論與實踐結合緊密的特點，在教學環節中逐步引入“項目引導，任務驅動”的理念，通過江蘇省機電課程群等項目資金建設了完善的液壓與氣動實驗室。

但是在項目教學實踐過程中存在一個瓶頸問題：師資力量相對缺乏。在國外的項目教學過程中，一個老師指導幾個學生，這樣可以根據教學內容設計一個大的項目分解為多個任務，為學生提供了具體現實的學習情境，通過教師引導，學生以團隊形式獨立完成，通過項目的實施，培養學生分析問題，解決實際問題的專業能力和團隊協作的職業素質。而國內一般為40人同時上課，即使任務內容設計的再簡單，實施也是不可能的。針對這一現實問題，在新一輪的課程建設中，課程組提出了立體化教學資源的建設課題。

一、立體化教學資源規劃

分析現有條件，實驗室硬件已經完全滿足項目化教學的需要，師資力量的相對缺乏主要體現在教師的引導作用，因此，在立體化教學資源的建設，主要解決如何引導學生完成實踐任務，并留有足夠的時間完成各個環節的學生綜合評價問題。

虛擬現實技術是在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術以及傳感技術的基礎上發展起來的虛擬技術交叉學科[2]，對該技術的研究始于20世紀60年代，虛擬技術早在20世紀70年代便開始將其用于培訓宇航員。目前，虛擬現實已被推廣到不同領域中，得到廣泛應用。虛擬現實是用戶可以和一個由計算機產生的三維立體空間中的對象交互，除觀看外還可以在空間中隨用戶的意志自由操縱其中的對象，進而產生相當的融入感及參與感。

具體做法，針對項目化的教學內容，通過虛擬技術建立立體的實踐平臺，借助于多媒體教學手段，引導學生完成教學過程。

在立體化教學資源的建設中，為保證與工業現場的一致性，采用三維建模技術，按照實際元件的圖紙尺寸建立立體元件庫，結合實際的實驗平臺建立元件調用和系統構建平臺。

二、立體化教學資源建設內容：

液壓與氣動技術項目化教學主要內容為元件認知和系統調試，貼合課程內容立體化教學資源的建設內容主要有三維元件建模，虛擬拆裝平臺構建和虛擬系統平臺構建三個方面。對比現有課程資源主要進行了四項轉化，以齒輪泵為例。

1.二維圖片立體化

3.系統結構可視化

4.教學資源網絡化

所有的教學資源均為電子文件，借助于網絡平臺實現遠程教學和自學環節的虛擬實驗。

三、總結

液壓與氣動立體化教學資源已經初步在教學過程中獲得應用，突出了教師的引導作用，特別是在實踐教學環節，增強了學生的動手實踐能力。回顧液壓與氣動立體化教學資源建設過程，主要有以下兩個方面認識：

1.可操作性

教學資源建設要突出教和學兩個環節的可操作性，不能只停留在理論的可行和建設上，要充分利用現有條件，解決現有問題，實現教學資源理論和實踐的統一。