淺談信息化教學(xué)資源在《逆向工程技術(shù)》中的應(yīng)用

蔣康旭 張宇 張航

【摘? 要】隨著科技的不斷進(jìn)步，越來越多的信息化教學(xué)資源被引進(jìn)課堂。本文先從信息化教學(xué)資源的內(nèi)涵著手，以《逆向工程技術(shù)》為例，分析了信息化教學(xué)資源在這門課程中多個方面的應(yīng)用。最后分享了信息化教學(xué)資源應(yīng)用探索的一些感悟，并總結(jié)了項目課題的研究成果。

【關(guān)鍵詞】中職教育;信息化教學(xué)資源;逆向工程技術(shù)

引言

與高中教育相比，中職教育具有一定的特殊性，其教育對象不同，教學(xué)目標(biāo)也不一樣。中職的教學(xué)更側(cè)重于對學(xué)生動手技能的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)很難激發(fā)起中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著科技的不斷進(jìn)步，越來越多的信息化教學(xué)資源被引進(jìn)課堂，使現(xiàn)代的教學(xué)呈現(xiàn)多樣化。能否合理地利用信息化教學(xué)資源，不僅影響到課堂教學(xué)效率，還關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、自主性的培養(yǎng)。

1.什么是信息化教學(xué)資源

從狹義上講，信息化教學(xué)資源指的是可以在計算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)上以數(shù)字形態(tài)存在的各種教學(xué)資源，比如教學(xué)課件、教學(xué)視頻、試題庫等;廣義上是指信息技術(shù)環(huán)境下能夠促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的所有資源，包括教學(xué)環(huán)境、教學(xué)平臺、教學(xué)設(shè)備及軟件等等。

部分教師在教學(xué)時存在一個誤區(qū)，即覺得在課堂上使用ppt教學(xué)課件、教學(xué)視頻等就是信息化教學(xué)。但信息化教學(xué)不僅僅是在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上對教學(xué)媒體和手段的改變，而是以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的整體教學(xué)體系的一系列改革和變化。是以教育思想和理論為指導(dǎo)，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段的支持，構(gòu)建一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，以引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為重要目標(biāo)的。

1.1教學(xué)信息源的改變

現(xiàn)代教育技術(shù)手段為課堂教學(xué)所提供的教學(xué)環(huán)境，使課堂上信息的來源變得豐富多彩，教師和課本不再是唯一的信息源，多種媒體的運用不僅能夠擴(kuò)大知識信息的含量，還可以充分調(diào)動學(xué)生的多種感觀，為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)情境。

1.2教學(xué)平臺的使用

隨著越來越多的教學(xué)平臺的介入，教師的主要作用不再是提供信息，而是培養(yǎng)學(xué)生自身獲取知識的能力，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)探索活動，讓學(xué)生主動思考、主動探索、主動發(fā)現(xiàn)，從而形成一種新的教學(xué)活動過程。在整個學(xué)習(xí)進(jìn)程中學(xué)生更多的是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行主動思考與探索。教學(xué)平臺不僅是教學(xué)輔助教師的教具，也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具。

1.3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展

在網(wǎng)絡(luò)信息化飛速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)給學(xué)生提供了個性化學(xué)習(xí)的可能，學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易、進(jìn)度，并隨時與教師、同學(xué)進(jìn)行交互。在現(xiàn)代教育技術(shù)手段所構(gòu)造的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生可逐步擺脫傳統(tǒng)的教師中心模式，學(xué)生由被迫學(xué)習(xí)變?yōu)楠毩⒌刂鲃訉W(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中更多地主動獲取知識、處理信息。

由此可見，只有先搞清楚什么是信息化教學(xué)資源，才能更好地進(jìn)行信息化教學(xué)。接下來以《逆向工程技術(shù)》為例，具體探討下信息化教學(xué)資源在教學(xué)改革中的應(yīng)用。

2.《逆向工程技術(shù)》介紹

逆向工程是近年來發(fā)展起來的消化、吸收和提高先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法以及應(yīng)用技術(shù)的組合。逆向工程把先進(jìn)產(chǎn)品的實物或影像作為研究對象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行的系統(tǒng)分析和研究，進(jìn)而開發(fā)出同類的更為先進(jìn)的產(chǎn)品或技術(shù)。通過在逆向工程各個階段的參與實踐，全方位提高學(xué)生的職業(yè)能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，為今后的工作打下基礎(chǔ)。故我校將其設(shè)為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)選修課程，讓學(xué)生感受前沿科技的魅力。

作為一門理論與實踐相結(jié)合的新興課程，合理使用信心化手段教學(xué)就顯得尤為重要，這也是本課題選《逆向工程技術(shù)》為例的主要原因。

3.信息化教學(xué)資源在《逆向工程技術(shù)》中的應(yīng)用探究

逆向工程涉及的技術(shù)較多，主要可分為三個階段：數(shù)據(jù)采集技術(shù)（產(chǎn)品實物幾何外形的數(shù)字化）、CAD建模技術(shù)（數(shù)據(jù)處理與CAD模型重建）、產(chǎn)品模型與模具的成型制造。 因此教學(xué)需要的各種資源也較多：

3.1教學(xué)設(shè)備

首先要完善實訓(xùn)室的建設(shè)，根據(jù)社會的進(jìn)步及時跟新，確保培養(yǎng)環(huán)節(jié)與社會需求不脫節(jié)。逆向工程這門課程需要用到Geomagic Studio、Imageware、CAD等多種軟件，單靠ppt講授達(dá)不到要求，應(yīng)在機(jī)房及實訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，實現(xiàn)邊學(xué)邊練的目的;同時，也要保證硬件設(shè)備的齊全，比如數(shù)據(jù)采集需要的三坐標(biāo)測量機(jī)、激光掃描儀，及最后產(chǎn)品成型需要的五軸加工機(jī)床、3D打印設(shè)備。如果僅僅是讓學(xué)生學(xué)會軟件的使用，缺少前期的測量以及后期原型的制作環(huán)節(jié)，會影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和教學(xué)質(zhì)量，要加大實訓(xùn)課程的占比，使用項目教學(xué)法，讓學(xué)生親自動手，完成產(chǎn)品的整個逆向過程。

3.2數(shù)字化教學(xué)資源

雖然逆向工程大部分成熟的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了企業(yè)的研發(fā)及生產(chǎn)過程中，但作為一門新興技術(shù)，它的發(fā)展日新月異，教學(xué)的內(nèi)容也應(yīng)該與時俱進(jìn)。學(xué)校應(yīng)該通過組建教師團(tuán)隊，聯(lián)合企業(yè)、行業(yè)專家對逆向工程的教學(xué)內(nèi)容開展教學(xué)研究，共同編寫課程教材，同時穿插具體實施的項目和案例，開發(fā)教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)微課等配套資源，實現(xiàn)教學(xué)資源的電子化。從課程內(nèi)容展開分析，各項目的側(cè)重點不同，所需的教學(xué)資源也不一樣：

數(shù)據(jù)采集技術(shù)。該項目課程主要是對產(chǎn)品實物的測量及演練，除了講解操作方法外，還應(yīng)分解設(shè)備的操作動作，制作成多個教學(xué)視頻，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。對于不同的設(shè)備也應(yīng)對比聯(lián)系。

CAD建模技術(shù)。數(shù)據(jù)處理與逆向模型重建要通過多加練習(xí)才能掌握技巧，所以該項目的教學(xué)資源可以選用示例詳細(xì)講解，之后發(fā)布大量的案例及教學(xué)視頻給學(xué)生反復(fù)練習(xí)。

產(chǎn)品模型與模具的成型制造。采用3D打印設(shè)備的成本低，難度小，教學(xué)課件主要圍繞機(jī)器的使用和注意事項。

3.3教學(xué)平臺

隨著網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，教學(xué)平臺的使用早已不局限在課堂之內(nèi)，教師可以利用超星學(xué)習(xí)通、清華在線等新媒體平臺進(jìn)行線上教學(xué)，通過發(fā)布網(wǎng)絡(luò)微課、案例分析、學(xué)習(xí)任務(wù)等專題，向?qū)W生傳授知識點，而學(xué)生可以根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容及課程的進(jìn)度，利用自己零碎時間，短時間內(nèi)獲得知識。還可以隨時與老師、同學(xué)進(jìn)行在線交流、知識共享和互相評價，讓學(xué)習(xí)變得有趣。

4.反思與總結(jié)

《逆向工程技術(shù)》強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力，從原始產(chǎn)品實物幾何外形的數(shù)字化數(shù)據(jù)的采集，到高質(zhì)量的曲面重建，以及模型的改進(jìn)，到最后的產(chǎn)品成型，需要學(xué)生具有嫻熟的動手能力、熟練的軟件操作能力及豐富的聯(lián)想和創(chuàng)新能力，實踐應(yīng)用方面的比重較大。這也就需要通過更直觀、有效、可操作的信息化教學(xué)資源來實現(xiàn)，需要投入大量的經(jīng)濟(jì)和人力。也因為這樣，不難看出，豐富的數(shù)字化教學(xué)資源不僅能有效地充實了教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，還可以極大地增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生思維，提高課堂效率。

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本文系2018年莆田市職業(yè)教育改革研究課題“信息化教學(xué)資源在中職機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革中應(yīng)用的研究”（立項編號：ptzj2018017）的研究成果。