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摘 要
《机械制图》多媒体课堂教学中用画面及动画直观的表述现实中的零件及装配体,有利于学生对各种形体结构及装配结构理解。制作《机械制图》课件一般要经过课程目标与内容的分析、确定阶段,课件方案设计阶段,媒体信息的选择与制作阶段,评价与完善阶段等过程。
关
键词 多媒体技术 《机械制图》教学
用多媒体技术创新《机械制图》课堂教学
多媒体技术是运用计算机对文本、图形、图象、动画和声音多种媒体信息进行综合处理与控制,使之变成图、文、声三位一体的集成,并可直接输出的技术。对信息进行加工处理,显示与重放;模拟、仿真与动画技术的应用可以使一些在普通条件下无法实现或无法观察到的过程生动、形象的显示出来,可以大大增强学生对抽象事物、过程的理解和感受。
多媒体技术的出现为《机械制图》课程的教学改革提供了广阔的发展空间。传统的机械制图课堂教学模式正逐渐被多媒体教学模式所取代。
一、 计算机多媒体技术在《机械制图》课堂教学的作用
1. 不用费时费力的在黑板上画图,增大课堂信息交流量。
《机械制图》的课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种零件及部件的形体结构及有关国家标准的介绍。为了能有效的达到较好的教学效果,教师往往在课堂中,绘制各种模型的视图。这个过程要占用课堂许多时间,如果刻意的减少绘图,势必会影响教学效果。这样在45分钟的课堂教学过程中,往往讲不了多少知识,同时教师也付出了许多体力。同时由于黑板的限制,教师完成本节课的教学内容,要不断的更新板书。这样,教师在课堂小结时,就无法把本节课所讲内容再现出来。此外,教师在绘图的过程中,无法同时和学生进行交流,很不利于组织教学。
利用多媒体技术辅助制图教学,可以利用AutoCAD、3DstudioMax等计算机绘图软件在备课时制作出教学内容素材(包括教材中的各种例图、及习题集上需要讲解的典型例题)。利用Powerpoint软件制作出电子教案。课堂教学中,可以根据教学情况随时选用各种电子图样,并在电子图样中讲解。我们知道在AutoCAD、3DstudioMax环境中对已有图样的修改是十分方便的,所以教师可根据课堂实际需要随时绘制、派生出各种图样。教师课后小结时也可以随时调用各种电子素材,达到传统教学中所无法实现的效果。这样可以彻底的从传统板书绘图中解脱出来,节约了大量时间,并可游刃有余的组织教学,增大课堂上信息交流量。
2、有效建立视图与三维立体电子模型的联系,培养学生的空间想象力。
《机械制图》所研究的对象是具体的三维立体,包括各种基本几何体、组合体、零件、装配体。在传统教学中,教师一般采用各种木制教具来做现场演示。这种模式有其局限性:其一、木制教具的种类与数量是制造厂家设计好的,而教材的变化较大,所以木制模型往往与教材相脱节,教师不能根据实际情况灵活选用教具;其二、木制教具的体积较小且造型单一,在教室中演示时,只有部分学生能观察清楚。讲解时可选造型有限,不利于学生全面了解空间型体的结构;其三、对于大型的零件与装配体,教师不可能在课堂上进行演示,即使在车间中参观实物也不可能随意进行反转、拆卸、剖切使学生观察内部结构及装配关系。如用电子三维立体模型来进行课堂演示,木制教具与课堂教学的矛盾就可迎刃而解。
利用计算机多媒体技术可以通过各种手段和特技加工制作出教材中的各种三维立体模型在课堂教学中演示。优点有三:其一、电子三维立体的真实感完全与现实中的零件一样,教师可根据实际教学需要对其点、线、面、体等不同要素设置不同的颜色来加强对所讲内容的表达。其二、教师在AutoCAD、3DMax环境中可以随意旋转、剖切、拆卸、放大电子三维立体。有利于加深学生对各种立体、零件、装配体空间结构及组成的理解。其三、教师可根据实际情况随意改变对模型的观察视口,并把该视口与视图建立联系。这样在教学中可用生动的画面形象直观的表述现实中的各种零件及装配体,调动学生的空间想象力。使抽象空间立体投影与平面图形在学生的头脑中形成清晰的映象,从而使学生建立起良好的感性认识。
3、利用多媒体教学,将教学内容制作成素材库,使课堂教学组织更为灵活。
教师根据实际需要随时调用已制作好的各种零件图、装配图、及零件立体图,使课堂教学不再受时空的限制。例如:在讲装配图时,教师如需要穿插有关零件图的知识,就可以随时调用零件图一章的各种素材,这样就可使课堂组织更为灵活,学生也会对知识融会贯通,加深理解。另外,教师在讲解习题册题目时也可以有效利用制作好的电子模型演示讲解。这样不但提高了教学效率,同时也使教学过程更为生动。
4、利用多媒体进行《机械制图》教学可有效实现教师与学生的互动,激发学生学习《机械制图》的兴趣。
教师在运用各种绘图软件讲解制图知识时,学员可以直观的通过电脑看到虚拟的三维世界,并根据自己的想象提出自己想法,教师根据学员的反应运用绘图软件将学员的想象变为虚拟的现实来验证学员的想象。这样可以在学员思想中激起强烈求知的欲望,与研究制图学的极大兴趣,使学习的内因与外因有效的结合起来,更好的发挥学生的认知的主观能动性,促进学习效率的提高。
二、 运用多媒体技术制作《机械制图》课件的方法与步骤
高水平的《机械制图》课件的设计和制作,需要优秀的学科教学技术、电脑美工和计算机技术的完美结合,特别要求开发者要具备高层次的软件开发能力,这是是一项较大的、较复杂的课题,有待于诸多专家共同开发。目前,有关《机械制图》课件的开发尚处于探索阶段,一些具备一定计算机技术的制图教师已经开始进行了初步的尝试,制作了简单《机械制图》课件应用于教学中,取得了显著的教学效果。一般来说制作普通的《机械制图》课件需要经过课程目标与内容的分析、确定阶段,课件方案设计阶段,媒体信息的选择与制作阶段,评价与完善阶段等四个基本阶段。
1、 课程目标与内容的分析、确定阶段
教学目标是指希望通过教学过程,使学生在思维、情感和行为上发生改变的阐述。教学目标是教学活动的导向,是学习评价的依据。确定教学目标,是教学课件设计的首要工作,也是其他设计的基础。根据教学内容的范围,《机械制图》教学目标可分为四个级别,即学科总目标、单元目标和课时目标。一般来讲,总目标在教学大纲中已有明确规定,而单元目标和课时目标则需要由任课教师根据具体情况具体制定。例如:在制作零件机构形状的表达这一课件时,根据教学大纲的要求可知,其教学目标就是选择较少的视图及表达方法把零件的结构形状正确、完整、清晰的表达出来。
多媒体教学软件开发课题的选择应当由教师根据《机械制图》教学的实际,决定需要制作成多媒体教学软件的教学内容。在选择教学内容时,应当时常考虑为什么要选择这一教学内容并将其制作成多媒体软件。所以在这一步骤中要经常提问自己以下几个问题:
(1) 本教学内容的重点和难点是什么?
(2) 传统的教学方法为什么不能或没能很好的解决教学中这一重点和难点?
(3) 利用多媒体教学软件的什么突出特点来解决教学中这一重点和难点?
在确定教学内容后,进一步根据机械制图教学的特点,将教学内容分解为许多知识点,分析这些知识点的知识内容是属于事实、概念、技能、原理、问题解决等哪一类别。然后根据各自的特点分别研究利用多媒体解决的具体方法。例如:在对零件结构形状表达的教材内容分析后可知:本课时的重点是如何确定主视图及如何选用其他视图的问题;难点是怎样选择主视图的问题。传统的教学方法要利用大量的挂图及木制模型进行分析讲授,其不利因素如前所述。如利用多媒体教学则需要设计制作几种零件的电子三维立体模型及图样。这样分析后我们再具体的将教学课件内容分解为几个部分:①主视图的选择②其他视图的选择③零件电子模型及图样的制作。我们可以利用3Dmax、AutoCAD等绘图软件制作出几种零件的电子图形及三维立体模型并将其合理的与其他教学内容组合,就可以为下一步工作打好基础。
2、课件方案设计阶段
方案设计的活动实际上是要解决教什么(学什么)、怎样教(怎样学)和教的怎样(学得怎样)的问题。关于“教什么”的问题,在进行教学目标制定、教学内容确定时就解决了,接下来要解决的怎样教(学)的问题。在解决这个问题的过程中要进行比较细致的,也即是微观层次上的教学设计工作,实际上就是要设计适当的知识体系,选择教学媒体,策划有效的教学策略。为了能达到这个目的,除了要确定教学内容的范围和深度(这是教学内容分析的任务)之外,还要明确教学内容中知识内部的关系结构和顺序,这就是课件设计分析阶段。
3、媒体信息的选择与制作阶段
媒体,也称作媒介,其基本含义是指信息的载体和传递信息的工具,它有两层意思,一是指存储、处理和传递信息的实体,如投影仪、录音机、录像机等;一是指承载信息内容的载体,是一套有特定意义的传意符号系统,如文本、图形、静态图象、音频、视频等。多媒体计算机教学软件中的媒体信息指的是其后一层含义。由于各种媒体的特点,没有一种教学媒体是万能的,只能对媒体进行合理的组合,这便是媒体的选择应用问题。在教学中,媒体的应用目的是传递教学信息内容。其本质是要表现事物的空间、时间和运动的特征。
在多媒体教学软件设计中进行媒体信息的选择,首先是要明确媒体的使用目标是什么,接着通过分析各种媒体类型的特点,根据教学目标和内容的需要选定能实现媒体使用目标的各种媒体。例如:对零件的主视图的选择问题,教师为了达到教学目的必须选用几种零件并展示其在空间的不同位置的投影。教学中可选用AutoCAD软件制作三维模型,并可以将其渲染保存为位图格式插入到Powerpoint中。也可以用3Dmax软件将其在空间的不同位置制作成动画用于在课堂中演示。至于课堂的板书文字可直接制作成幻灯片。
4、评价与完善阶段
在《机械制图》多媒体教学软件中,除了呈现知识内容、演示一些过程现象、进行举例说明以外,还应提出一些问题对学生进行诊断评价,以了解学生对知识内容的掌握程度,并在教学过程中达到强化、矫正和定位的作用。诊断评价的设计对于保证软件教学性能的发挥具有重要的作用。
诊断评价的含义是了解事物的基本情况后,对事物的现状及发展作出判断。具体到机械制图多媒体教学软件,是利用程序设计技术,对学生的学习状况进行详细记录并与教学目标相比较,发现学生对知识掌握的情况,并采用相应的教学措施指导学生完成教学任务。诊断评价是多媒体教学软件中的基本功能和基本要求,尤其是智能化课件的组成部分。
总之,计算机辅助《机械制图》课堂教学,对教师的教学能力提出了更高的要求,但它在课堂上的操作却十分简便,它把更多的时间交给了学生,更能提高教学效率,取得教好的教学效果,更有利于素质教育的实施。同时计算机辅助《机械制图》课堂教学也代表着机械制图教学发展的方向与一个职业学校的教学水平。在不久的将来,它将作为课堂教学的主流被应用和推广。
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