羅小英

《機械設計基礎》是職業(yè)學校機電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，它主要介紹常用機構(gòu)和通用機械零部件的基本知識和基本設計方法等方面的知識。而且本課程具有涵蓋面廣、知識量大、章節(jié)聯(lián)系松散、與生產(chǎn)實際結(jié)合緊密、理解和記憶的內(nèi)容多等特點。教材中不少插圖較為復雜且涉及動態(tài)的分析過程，采用掛圖、簡易實物模型等傳統(tǒng)的教學方法來說明機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、設計理論，教與學雙方都感到比較困難，學生學習也缺乏興趣，無法達到較好的教學效果。

多媒體教學具有直觀形象、聲畫并茂、視聽結(jié)合、生動有趣的特點，在教學中，恰當?shù)剡\用多媒體手段，能將枯燥的文字變成生動形象的畫面，使抽象的教學內(nèi)容變?yōu)榫唧w的音像事物，有利于激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動其積極性；能夠把知識化難為易，讓學生學習得更輕松、活潑；能夠激發(fā)學生學習的熱情，提高教學效率，從而提高課堂教學效果。

一、運用多媒體教學，充分激發(fā)學生的學習興趣

興趣是最好的老師，興趣是學習的動力。學生只有對學習產(chǎn)生了興趣，才能自覺愉快地學習。一位著名的教育心理學家也曾說過：“興趣是創(chuàng)造歡樂光明的教學途徑之一?！庇辛伺d趣，學生才能主動、愉快地學習，才能在課堂教學中發(fā)揮主體作用和主動精神。因此，教師在教學過程中要隨時注意激發(fā)學生的學習興趣，增強他們的求知欲。然而興趣不是憑空產(chǎn)生的，它和情感相聯(lián)系，總是在一定的情境中產(chǎn)生。若教師能在課堂教學中深入了解學生的心理特征和認知規(guī)律，運用多媒體技術(shù)創(chuàng)設相應的教學情境，使學生產(chǎn)生簡單明了的感覺，激發(fā)出學生積極探索的活動，調(diào)動起學生的學習興趣，從而大大提高課堂教學效率，更好地完成教學目標。若能運用動畫制作技術(shù)，將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關內(nèi)容時巧妙地將現(xiàn)有教具與多媒體課件結(jié)合使用，使那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來，清晰的圖像可豐富課堂教學的表現(xiàn)力，從而激發(fā)學生的學習興趣。

如在講解漸開線標準齒輪的嚙合時，由于內(nèi)容過于抽象，借助傳統(tǒng)的教學方法很難用語言表達一對齒廓或相鄰齒廓不同時刻的嚙合狀況，導致學生很難理解教學內(nèi)容。筆者在教學過程中先展示一對嚙合的直齒輪模型，之后播放多媒體課件中用Flash做成的一對相互嚙合齒輪運動狀況的動畫給學生觀看，齒輪嚙合過程可用按鈕進行控制，演示時可方便地使嚙合過程停留在任何位置。這樣，學生能清晰地觀察到一對齒廓或相鄰齒廓在不同時刻的嚙合狀況，為講解漸開線標準齒輪的正確嚙合條件與連續(xù)傳動條件做好準備。

又如利用Flash動畫來演示輪系的工作過程，學生對齒輪機構(gòu)的工作過程一目了然，特別是對行星輪的概念也能有一個明確的理解。在理解了知識后再結(jié)合日常生活中的一些實例如汽車的變速器、汽車后橋差速器等進行講解，學生就會興趣盎然，覺得學有所用，從而提高對本課程的學習興趣。

二、運用多媒體技術(shù)形象教學的特點，突破教學重點、難點

在學習知識過程中會遇到一系列問題，解決這些疑難問題，就是突破教學的重點難點?！稒C械設計基礎》課程教學中，有許多概念和原理是比較抽象的，不易透徹理解，此時多媒體起到了關鍵的作用。如在區(qū)分機器、機構(gòu)、構(gòu)件和零件概念時，以內(nèi)燃機為例，通過畫面的演示，首先將單個零件組成構(gòu)件，連桿、滑塊和曲柄，接著構(gòu)件裝配成機構(gòu)，然后由機構(gòu)裝配成內(nèi)燃機，最后教師簡單概括各個概念的特點，學生很容易理解了各概念之間的聯(lián)系和區(qū)別。又如在平面四桿機構(gòu)的教學中，利用多媒體技術(shù)將機構(gòu)的運動，用動畫的形式進行了演示，再經(jīng)教師的適當引導學生很容易理解機構(gòu)的運動特點，為四桿機構(gòu)的演化和應用這一重點、難點的解決提供了基礎。再借助平面機構(gòu)的實物圖片，如汽車車門啟閉、火車車輪、攪拌機等機構(gòu)，進行了課堂教學的互動和討論，課堂氣氛相當活躍，學生想象力得到了很好的發(fā)揮，順利地解決了重點、難點的同時增大了教學信息量。

再如《液壓傳動》，傳統(tǒng)教學都是利用掛圖、示教板教學，因該篇內(nèi)容抽象，對液體的壓力、流動可以說是看不見、摸不著，學生畏難情緒較重，通過制作CAI課件，在屏幕上我們可看見液壓泵旋轉(zhuǎn)及吸、壓油過程；而液壓閥閥芯的移動可直接反映出液壓油的通斷、并使活塞換向；而液壓油在管道內(nèi)的流動則直觀地再現(xiàn)油液流動方向及液壓缸活塞的往復運動。通過一個色彩鮮艷的動畫液壓傳動全過程，再配上重點文字、聲音的描述，使液壓傳動系統(tǒng)的四大組成部分的元件、功用及在系統(tǒng)的安裝位置呈現(xiàn)在學生的視覺感官中，從而增強了學生對液壓傳動系統(tǒng)的感性認識，進而提高了學生的學習積極性。這比教師在課堂上用語言去反復描述更加有效果，使難以講授的課簡明易懂，起到事半功倍的作用。

三、運用多媒體教學，使學生學習得更輕松、活潑

多媒體通過圖形、音頻、視頻、動畫等效果的運用，同時刺激學生的視覺和聽覺器官，提高學生的學習興趣和注意力。一些復雜的知識可以通過色彩豐富的圖像、細致形象的動畫更直觀地展現(xiàn)在學生的面前，從而降低思維的難度，加深記憶，增進對知識的理解，讓學生輕松自如地掌握新知識。

如《平面連桿機構(gòu)》，在傳統(tǒng)教學中我們通常是用自制的鉸鏈四桿機構(gòu)在課堂上邊演示、邊作圖、邊講解，雖然這種方法也能直觀地表達鉸鏈四桿機構(gòu)的運動，但講到其基本性質(zhì)、急回運動、極限位置、死點位置及機構(gòu)的演化時就力不從心了，原因是從老師手里所演示的機構(gòu)及黑板上的板書反映不出機構(gòu)的運動特性、受力情況、機構(gòu)的演化過程；特別是導桿機構(gòu)各種類型的桿件的相對運動更難以表達。而采用了多媒體課件教學就輕松地解決了這些問題。我們可從課件上看到鉸鏈四桿機構(gòu)運動的全過程、各構(gòu)件的運動速度及位置，而且當曲柄與連桿兩次共線時讓連桿顏色改變使之與曲柄顏色相同而加深了學生對機構(gòu)極限位置和死點位置的印象；在播放不等長雙曲柄機構(gòu)時，學生能清楚地看到用傳統(tǒng)教學方法演示所看不到的從動曲柄的變速運動；導桿機構(gòu)的課件則讓學生大開眼界，看到了相對運動著的各個桿件及不同導桿機構(gòu)的運動狀況。可以說是對教材的超越，呈現(xiàn)在學生面前的是一個嶄新的動感世界，它把鉸鏈四桿機構(gòu)真實地再現(xiàn)出來，其構(gòu)件間的運動關系一目了然、直觀、具體，學生思維相應十分活躍，學習積極性大提高，使學生在輕松、活潑的課堂中學習知識，從而提高了教學質(zhì)量。

再如在講授用圖解法設計凸輪輪廓時，將凸輪機構(gòu)運動時各構(gòu)件的運動情況及凸輪機構(gòu)經(jīng)過反轉(zhuǎn)法原理處理后各構(gòu)件的運動情況用Flash動畫分別演示出來，然后對照分析，引導學生思考這兩種運動的異同，進而得出結(jié)論：兩種情況下各構(gòu)件的相對運動并不改變，因此可知經(jīng)過反轉(zhuǎn)法處理的凸輪機構(gòu)可看成凸輪處于相對靜止狀態(tài)，從動件尖端始終與凸輪接觸，尖端的運動軌跡便是凸輪的理論輪廓。實際上這時凸輪輪廓的設計也就轉(zhuǎn)化為設計凸輪機構(gòu)從動件尖端相對凸輪的運動軌跡，而由動畫片段已清晰看出用反轉(zhuǎn)法處理后的凸輪機構(gòu)從動件尖端相對凸輪的運動，是既繞凸輪輪心轉(zhuǎn)動又沿凸輪徑向線移動。如果已知凸輪的基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動件的位移線圖，很快就能設計出凸輪輪廓。由于將書本上靜態(tài)的概念變成生動、形象、直觀的動態(tài)形式，充分發(fā)揮了學生的觀察力，促進了學生的求知欲，學生更容易理解掌握，因此提高了教學效果。應用于習題課和課程設計這部分多媒體課件內(nèi)容主要選擇機構(gòu)的設計、零部件的設計等，使學生達到“一題多改”（即對同一題目反復改變已知條件下的解答方法）、“一題多解”（即對同一題目可用各種不同的解答方法）的目的。如在鉸鏈四桿機構(gòu)的判定練習中，通過改變不同的桿件為機架來判定機構(gòu)的類型。又如在軸系的設計練習中學生可通過點擊習題中預先設置的各種情況來逐步完成軸系的設計。這種圖形互動的練習方式，可以使學生輕松鞏固已學知識，獨立完成練習，從而提高分析問題、解決問題的能力。

四、采用多媒體教學手段，激發(fā)學生學習的熱情，提高教學效率

幫助學生建立正確的概念，有利于優(yōu)化學生學習知識的過程，學生學習某一知識，必須具備一定的基礎。如果所學知識過于抽象，或者所學知識過于復雜，或者過于陌生，從而與學生現(xiàn)有的知識基礎間存在過大的距離，那么他在學習中就會比較困難。在傳統(tǒng)的《機械設計基礎》課堂教學中，許多章節(jié)的內(nèi)容描述抽象，陳述過多，學生又缺乏相應的經(jīng)驗，因此學生不能很好地認識事物。而利用多媒體課件對一些變化過程進行演示，運動模擬可幫助學生建立相應的經(jīng)驗，可把抽象轉(zhuǎn)化為具體，把復雜的知識分解為比較簡單的知識，把陌生的知識化為熟悉的知識，從而消除“距離”感，便于接受，從而幫助學生建立正確的概念。

如在齒輪傳動一章授課過程中，學生對漸開線的形成等內(nèi)容的理解較困難。在教學過程中，對漸開線的形成、漸開線的性質(zhì)、齒廓的嚙合特性等內(nèi)容使用普通的板書很難描述，若利用多媒體課件中漸開線形成過程的動畫演示，然后對漸開線上各點進行齒形角和受力分析，學生很快就理解了什么是漸開線、為什么通常采用基圓附近的一段漸開線作為齒廓。同樣，通過兩齒廓的嚙合，嚙合線和嚙合角的動態(tài)顯示，又能使學生對漸開線齒廓的嚙合特性有更深刻的理解。從而激發(fā)學生學習熱情，提高教學效率。

總之，運用多媒體教學手段進行《機械設計基礎》課堂教學，是提高《機械設計基礎》教學質(zhì)量的重要途徑之一。多媒體教學以它形象、生動、直觀等特點充分調(diào)動學生的各種感官，化抽象為具體，培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在輕松、活潑的氛圍中主動學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，從而事半功倍地優(yōu)化《機械設計基礎》課堂教學，提高教學效果。

責任編輯何麗華