朱 剛，劉艷芳

中職教師教育技術應用能力提升的實踐研究

朱 剛，劉艷芳

中職教師教育技術應用能力是指中職教師在先進的教育教學理論指導下，把教育技術應用到中職學科教學中去，從而提高中職課堂教學的效率、效果和效益。以江陰市璜塘綜合高級中學“機械制圖”課堂教學為例，探討了“機械制圖”虛擬模型庫的建立，闡述了虛擬模型庫在教學中的優(yōu)勢和不足，對中職教師教育技術應用能力的提升進行了實踐研究。

中職教師;教育技術應用能力;機械制圖;虛擬模型庫

2013年，江陰市璜塘綜合高級中學“中職學校教師教育技術應用能力提升途徑研究”被成功立項為江蘇省第二期職業(yè)教育教學改革研究課題，其子課題“中職教師教育技術能力在機械專業(yè)中的提升途徑研究”以本校教學為例，對中職機械專業(yè)教師教育技術能力的提升進行了案例研究。中職教師教育技術應用能力是指中職教師在先進的教育教學理論指導下，把教育技術應用到中職學科教學中去，從而提高中職課堂教學的效率、效果和效益。本文以“機械制圖”課堂教學為例，根據教師教育技術應用能力建立虛擬模型庫，對中職教師教育技術應用能力的提升進行實踐研究。

一、虛擬模型庫的建立［1］

“機械制圖”虛擬模型庫是用計算機軟件對實物模型進行虛擬化處理，教師將需要的模型利用三維設計軟件制作形象逼真的虛擬實體模型，然后根據教學內容的需要應用到教學過程中。常用的計算機軟件有AutoCAD、Solidworks、Pro/E、UG等，利用這些軟件的三維造型功能，不僅可以完成虛擬模型的建立，而且還可以進行多方位旋轉演示、剖切演示、三維模型生成三視圖等。

在建立虛擬模型庫時，根據“機械制圖”課程的需要，將虛擬模型庫劃分為如圖1所示的五大類，分別應用于課堂例題、課后練習、課外練習三大塊，以便于教學的實施及模型的查找。本文主要采用Solidworks［2］軟件進行三維建模，虛擬模型庫建立好之后，用DreamweaverMX［3］軟件進行網頁制作，從而最大限度地實現資源共享，方便其他教師教學利用及學生學習使用，以充分體現網絡時代的優(yōu)越性。

圖1 “機械制圖”模型庫結構

二、教師教育技術應用能力在“機械制圖”課堂中的實踐應用

(一)虛擬模型庫的優(yōu)勢

隨著計算機技術和網絡技術的迅速發(fā)展，計算機輔助教學作為教育現代化的突破口，以其集成性、交互性、可控性、實時性等特點越來越受到廣大教育工作者的歡迎和重視。近幾年來，網絡化教學的普及、計算機應用水平的逐年提高、以及各類輔助教學應用型軟件的不斷出現等，都為課程教學改革提供了技術手段。

教學模型作為教學手段的重要組成部分，在幫助學生形象地理解教學內容的過程中，發(fā)揮著積極的輔助作用。“機械制圖”作為機械專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，主要研究機械圖樣的繪制和識讀規(guī)律，其目的是培養(yǎng)學生的繪圖和讀圖能力、空間想象和思維能力。機械圖樣被稱為工程界的“技術語言”，該課程將為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎。“機械制圖”的課堂教學和課后作業(yè)，都需要大量使用教學模型，以增加學生的感性認識。而傳統(tǒng)的教學模型因其價高、易損、不便攜帶、不能修改等缺點，已經不能滿足現代教學的需要。應用計算機軟件結合多媒體技術建立基于三維CAD技術的虛擬模型庫，可以完全克服傳統(tǒng)教具的缺點。近年來，隨著網絡技術的快速發(fā)展，師生可以在學校的任何一臺計算機上進入校園網和INTERNET，利用網絡進行備課和學習，這些有利條件的創(chuàng)設為開發(fā)機械制圖虛擬模型庫提供了可能。

1.優(yōu)于傳統(tǒng)實物模型的教學效果。(1)從模型制作角度。傳統(tǒng)的實物模型一般是木制或者其他材料制作而成，制作過程復雜，成本高;受體積、重量等因素影響，攜帶不方便;實物模型更新換代的速度慢且不能修改。而虛擬模型庫是用三維CAD技術(本文中采用Solidworks軟件)創(chuàng)建的三維立體模型，教師可以根據教學需要建立相應的虛擬模型庫，這種方法建立的模型庫避免了實物模型的諸多弊端。如:可以根據教師教學和學生學習需要靈活創(chuàng)建、制作過程快速簡單、成本低、儲存方便、更新快捷、可以實現網絡共享，等等。同時，利用虛擬模型庫進行教學也避免了在傳統(tǒng)模型不存在的情況下自行制作模型的麻煩。(2)從教師教學角度。利用傳統(tǒng)的實物模型進行教學，必要時需要配以相對應的掛圖進行講解。如果沒有相應的掛圖，教師需要提前將較為復雜的二維圖形畫在小黑板上。這樣，一方面，由于小黑板上的圖形不具有永久性，不利于保存，每次上課都增加了教師備課負擔;另一方面，由于這種圖形不具有動畫性、不生動，因此，教學效果并不佳。利用虛擬模型庫進行教學，教師可以節(jié)省制作掛圖或畫小黑板的時間，只要在已經建立好的模型庫中選取所需要的模型即可。將已經用 Solid-Works軟件建立好的模型制作成適合自己的PPT，在教學過程中利用課件可以實現模型的動態(tài)演示，可以方便地進行三維實體與二維視圖的相互轉換，而不需重新繪制與三維實體相對應的二維圖形或者繪制與二維圖形相對應的軸測圖。比如，在講組合體時，有時需要學生由二維視圖想像三維實體，有時則給出三維軸測圖讓學生補畫三視圖。教師在講解時經常需要配合立體圖給學生以啟發(fā)，受制于傳統(tǒng)模型數量及樣式的局限性，教師只能在黑板上畫出模型的軸測圖，既費時又費力，而虛擬模型庫則彌補了這樣的不足。(3)從學生學習角度。傳統(tǒng)的實物模型不能根據學生的需要進行任意剖切，從而影響了學生對較抽象機件的理解。另外，學生在做課后練習時，由于實物模型數量有限，很多相應的實物模型缺乏，造成不能順利地進行自主學習。虛擬模型庫中的3D模型可以實現動態(tài)演示、剖切、旋轉、放大、平移、二維圖形三維看等，還可以在圖樣上添加注釋圖形，而不改變原來的圖樣。與實物模型相比，不僅精度高、質感好、形象逼真、色彩豐富，還能將復雜形體的外型與內腔、相貫體中相貫線的變化趨勢、裝配體中零件之間的連接關系充分地展示出來，加上動畫效果，使教學中的知識難點更加清晰、生動、形象。比如在講相貫線、裝配圖零件連接關系、復雜零件的內腔等細節(jié)時，傳統(tǒng)的模型很難清晰地將其展示出來;有些涉及到剖視圖的題型，我們需要從不同的角度對模型進行剖切，卻不能隨意地剖切傳統(tǒng)模型;在用多媒體展示虛擬模型時，可以將其放大或進行動畫演示，使坐在后排的學生也能看得很清楚;我們還可以根據教學需要，隨時進行虛擬模型庫的建立與更新。除此之外，由于虛擬模型庫包括《機械制圖》第五版習題冊上的典型模型，因此，可以成為學生課后學習的有效助學型素材。

可見，利用三維CAD技術創(chuàng)建的虛擬模型庫，彌補了實物模型的局限性，不僅能夠及時補充符合新教學內容的模型，還可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型，充分滿足了教學中對模型種類及數量的需要，有效地降低了教學成本。虛擬模型庫以其特有的動態(tài)性、生動性、清晰性滿足了教師教學和學生學習的需要，達到了提高教學質量的目的。

2.學生課下學習的助學型課件。近幾年來，由于同一班級生源質量的差異增加以及機械制圖的授課時數不斷減少，使得教師的課后輔導難度有所增強。一方面，對于程度低一些的學生，如果輔導不夠及時，他們一旦無法戰(zhàn)勝學習中的困難，便退縮或放棄學習，從而失去了對機械制圖學習的興趣。另一方面，在機械制圖的學習過程中，閱讀、分析、比較典型機械圖樣，對學生提高讀圖能力、開闊視野、積累經驗、提高對機械零件的表達能力都有一定的幫助。機械制圖虛擬模型庫可以幫助學生理解學習中的難點、重點，充分體現以學生為主體的教學理念，學生還可以根據自己的學習方式和學習能力，進行自主性學習。

機械制圖虛擬模型庫可以載入網絡，不受時空限制在網上進行傳輸。當學生在課后練習中遇到困難時，可以通過校園網進入模型庫主頁，在庫中找到所需要的模型，進行仔細觀察，從而增強對實物的感官認識，輔助完成課后練習。另外，計算機模型庫中收集了大量典型零、部件的三維模型與二維工程視圖，采用了不同的表達方法，學生可以通過與自己所繪圖形的對比來檢驗自己的讀圖能力和對機件的表達能力。計算機模型庫可以改變傳統(tǒng)教學的單調模式，有助于學生從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，從而提高學習效率。

3.實踐性教學的素材庫。為了使機械類專業(yè)的學生畢業(yè)后能勝任生產第一線的實際工作，必須對其加強實踐能力的培養(yǎng)，實踐性教學的目的就是使學生能夠綜合地應用所學知識解決實際問題。在科學技術迅猛發(fā)展的今天，計算機輔助教學已經成為“機械制圖”課程中一個重要的組成部分，目前，學校6個多媒體教室的計算機中，除了安裝二維繪圖軟件(AutoCAD、CAXA電子圖板)外，還安裝了三維繪圖軟件(Solid2000、3DMAX)，并且每臺計算機都可以方便地進入校園網和INTERNET，這就為“機械制圖”實踐性教學提供了必要的物質條件。過去的“機械制圖”實踐性教學，通常采用測量和拼裝模型的方法進行，這樣，一方面，要準備很多模型，因而占用較大的空間和較多的資金投入;另一方面，模型的種類較少，因而限制了實踐性教學的內容，影響了教學效果。利用三維CAD軟件建立的參數化機械制圖三維虛擬模型庫，作為“機械制圖”實踐性教學的素材庫，可以有效解決上述問題。在教學過程中，教師可以根據教學需要分組設計不同的教學任務，每組學生根據自己的教學任務要求，從素材庫中調用零件模型，借助三維CAD軟件提供的測量與裝配功能進行零件測繪以及裝配體的拼裝，然后，利用二維繪圖軟件進行零件圖的繪制以及裝配圖的拼畫。這種以虛擬制造環(huán)境為背景的教學模式，有利于激發(fā)學習者的觀察力、發(fā)現力、想像力、邏輯聯想力，有利于認知思維的深化與發(fā)展，開闊了學生的視野，極大提高了其學習的效率與趣味性。

4.激發(fā)學生學習繪圖軟件的積極性。學生能在課件演示的過程中，發(fā)現三維制圖軟件的優(yōu)勢，從而對相關繪圖軟件產生濃厚的興趣，激發(fā)學習該軟件的積極性。

(二)有待改進之處

實踐證明，機械制圖虛擬模型庫的設計是成功的，借助計算機虛擬模型，可以將授課中的一些重點問題如截交體、相貫體、組合體、剖視圖等，清晰、生動、形象地展示在學生面前，使學生的感性認識增強，使難點變得容易理解。此外，機械制圖虛擬模型庫減輕了教師的輔導工作量，學生可以根據自己的需要，重復多次地進行有關內容的學習。但在實際使用中也發(fā)現，該模型庫還存在很多有待改進的地方。

1.可利用Flash等其他動畫軟件對有必要的模型進行加工，從而使其能夠更加生動地進行動畫演示。

2.實現機械制圖虛擬模型庫可以載入網絡平臺，不受時空限制在網上進行傳輸，以便于更多的教師和學生在教學或學習中使用。

［1］曾德惠.SolidWorks和eDrawings在工程制圖教學中的應用［M］.機械管理開發(fā)，2008(2):179－180.

［2］田東主.solidworks2005三維機械設計［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2006.

［3］網星工作室.DreamweaverMX完全自學手冊［M］.北京:希望電子出版社，2002.

［責任編輯 盛 艷］

朱剛，男，江陰市徐霞客綜合高級中學高級講師，主要研究方向為機電一體化教學;劉艷芳，女，江陰市徐霞客綜合高級中學講師，碩士，主要研究方向為機電專業(yè)教學。

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1674－7747(2015)36－0032－03