高职《机械设计基础》课程的信息化教学实践

张蔚　乔生红　陈玉瑜

[摘 要] 以高职《机械设计基础》课程中平面四杆机构的教学为案例，利用信息化教学手段，将传统的课堂教学环节向“课前”和“课后”进行了深度拓展，强化了学生对教学内容的课前感性认知、课间互动探索、课后实践拓展，对优化教学环节、提高学生课程参与度、改善教学质量进行了积极的尝试。

[关 键 词] 信息化教学；机械设计基础；平面四杆机构

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）14-0051-01

《机械设计基础》是机械类专业职业技能基础课，平面连杆机构作为其中最基础、最经典的教学内容之一，也是面向工程化设计和创新设计的一项教学重点。由于连杆机构种类繁多，工作特性各异，尤其当构件结构复杂时，对机构原理的分析与设计变得十分抽象。采用传统的教学形式，教师难以将这部分教学内容形象地表达，学生往往缺乏感性认知基础，容易丧失学习兴趣。为了提高教学效果，本文将以平面四杆机构为案例，借助信息化技术，从以下四个方面探讨信息化教学方案的设计和实践。

一、教学分析

（一）学情分析

授课对象为高职机械类专业二年级学生，在学习本节内容前，已经对一般机器的组成、运动副、平面机构运动简图绘制等内容有了初步了解，对平面连杆机构向典型平面四杆机构的演化具备了一定认知和学习的基础。高职学生理论基础往往较为薄弱，程式化的过程不但难于接受，而且易激起学生的厌学情绪，但形象思维通常较为活跃，对现象层面的兴趣高于机理层面，且较热衷于实践操作。因此，基于信息化手段的教学方式能够更好地迎合学生的兴趣，有助于教学的开展。

（二）内容分析

教学内容也主要从以下三个方面逐步深入：（1）认知。了解平面四杆机构的组成及其一般演化形式，发现身边常见的平面四杆机构的应用实例。该部分内容以感性认识和一般了解为主。（2）分析。掌握三种基本类型的判别依据，分析平面四杆机构的工作特性。该部分为本节教学内容的重点和难点，具有较强的理论性，需要结合信息化手段辅以感性展示。（3）设计。根据特定要求完成平面四杆机构的设计。该部分为理论实践一体化教学内容，结合实验教具和信息化技术平台，让学生完成开放性训练。

二、教学策略

依据高职教育信息化课程改革要求，借助于信息化条件对教学流程进行再改造。具体教学过程分为课前、课中、课后三个环节，课前学生通过课程平台借助于微视频进行自主学习，加强感性认知；课中教师引导学生解决课前发现的难题，借助信息化技术手段，一边将学生同步领入操作实践，感知现象，一边进行讲解分析，强化原理认识；课后进行开放式拓展训练，巩固学习效果。

三、教学实施

（一）课前

学生通过网络等信息化手段，在课前预先搜集平面四杆机构应用的图片和视频，上传至学校网络平台；教师通过教学平台发布微视频，学生通过客户端观看并完成教师事先发布的基础题，通过自主学习完成对平面四杆机构的初步认识，并形成感性认识。

（二）课中

学生借助機构实验平台自行组装杆长不同的四杆机构，初步探索曲柄存在的条件是什么；教师借助CAD/CAE软件平台，构建可参数化的平面四杆机构运动学仿真模型，向学生直观展示不同杆长参数组合下四杆机构的运动特性。一方面可避免学生直接接触抽象的理论推导，另一方面由于降低了问题的分析难度，也能更好地吸引学生一起参与到教学互动环节中，自发总结规律，收获更佳的课堂学习效果。

（三）课后

教师发布一些典型平面四杆机构应用实例资源，让学生在课后能够通过模型进一步巩固知识，并可以开放性地通过模型定制、虚拟装配以及运动模拟，开展平面四杆机构的创新演化和拓展训练，打破传统课堂教学在时间及空间上的限制以及实物教具在柔性化定制方面的瓶颈。

四、教学效果

在平面四杆机构的教学环节引入信息化手段，改变了传统的“黑板+粉笔”“电脑+投影”的形式，有效地建立了理论与实践、课堂与实际的联系，优化了教学环节。一方面提高了学生主动学习的积极性，将抽象难懂的问题形象地展示在学生面前，提升教学效果；另一方面在一体化教室里，利用粉笔、黑板、多媒体等传统与现代结合的资源传道授业是教学的必然选择，对教师的教学水平提出了挑战。

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