機械制造工藝學互動情境式實驗教學平臺建設范文

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摘要：

實踐性教學是機械制造工藝學課程教學中不可或缺且亟需增強的一個環節。文章闡釋了一種新的互動情境式實驗教學平臺及其構建方法。情境式實驗教學平臺能一步一步地引導和幫助學生與實驗課程的動畫，視頻和音頻內容進行互動，極大提高學生學習的興趣和主動性。該平臺已在機械制造工藝學課程教學中應用并取得良好效果。

關鍵詞：

機械制造工藝學；實踐性教學；情境式實驗平臺；學習興趣

《機械制造工藝學》是機械類專業學生的一門核心基礎課程，課程的實踐性強，有許多內容如零件工藝性分析、工藝方案制訂和機床夾具設計等，如果只依靠語言文字、靜止實例及平面圖進行課程教學，內容顯得抽象，缺乏真實感，學生在學習過程中感覺到難度不小[1]。利用生產實習和實驗操作可部分地解決上述問題[2]，但由于企業實習時間有限，使得學生獲取實踐認知的機會遠遠不能滿足要求。一種稱之為互動情境式教學方法[3]能有利于使學生在交互環境中掌握機械制造工藝的實踐性知識。這種教學平臺提供了教和學互動式環境，不僅提高學生的興趣，而且更有利于培養學生對工藝知識的實際運用。

一、互動情境式教學特點

目前《機械制造工藝學》課程教學以課堂講授為主，課程中一些內容如各種工藝的加工特點與效果、機床夾具結構等難于通過課件形象化地表現出來，是學生學習的難點[4]。在傳統的《機械制造工藝學》教學過程中有兩個問題迫切需要解決：

（1）理論課與實驗課銜接不夠緊密，內容上存在斷層。（2）在實驗過程中，學生與老師實時交互的機會有限，這些問題使得學生實驗效率不高，影響做實驗的興趣和主動性。互動情境式教學區別于以往教學方法的一個基本特征是其基于互動的教學平臺，引導學生對工藝加工知識和夾具設計知識進行主動學習，使學習知識的過程由被動接受的方式轉變為主動探索的方式。

二、情境式實驗教學平臺

（一）教學平臺子課程

該平臺包括六個實踐子課程，對應著《機械制造工藝學》的六個關鍵知識點和難點。各實踐子課程名稱及其培養目標如下：●工件定位設計子課程，讓學生掌握各種零件如盤狀、軸類和箱體類零件自由度限制的分析方法?！窳慵Y構工藝性設計，讓學生掌握針對不同生產條件下，各種切削加工及裝配的工藝合理性分析方法?！穸ㄎ换鶞蔬x擇訓練，讓學生掌握選擇粗基準、精基準的分析方法?！竦湫土慵庸すに囋O計，讓學生掌握典型零件熱處理、加工工藝過程和檢驗方法。●機器裝配工藝過程設計，讓學生掌握裝配工藝規程制定的原則、內容和步驟。●典型機床夾具設計，讓學生掌握夾具中定位元件及夾緊機構設計要點，不同機床夾具的設計特點。教學平臺的開始界面見圖1。每個學生都可以根據自己的需要自由選擇學習單元，平臺設置了宜人化的導航界面，能使學生快速熟悉環境，并方便與教學平臺友好互動。

（二）教學平臺模塊

每一個實踐課程包括開始模塊、注釋模塊、實例模塊、多媒體庫、向導模塊、評估模塊和幫助模塊等基本模塊，每個模塊都有獨立的界面。這些模塊包含的主要內容如下所述。

（1）開始模塊。

詳細說明該課程所涉范圍，需要的機床設備、工裝夾具和輔具等，清晰地闡述實踐課程目標和相關資源。

（2）注釋模塊。

對完成實踐課程所必須的一些相關概念和數學公式進行闡釋和舉例說明。（3）實例模塊。提供多個典型實例的解決方案。這些實例通過動畫展示，并伴有操作向導或各個實驗步驟的提示。（4）多媒體庫。錄制的多媒體存儲在專門設計的數據庫中，用于實例模塊。這些多媒體是真實的實驗場景的再現。

（5）向導模塊。

這是教學平臺與學生的互動模塊，通過動畫和相關提示，學生分步驟地完成相關實驗操作。（6）評估模塊。對學生的學習效果進行評估。通過給出一些典型習題來測試實踐課程中各關鍵要點是否已經被學生掌握。（7）幫助模塊。類似于各種應用程序的幫助菜單，對平臺的各種操作給出幫助。

三、教學效果

為評估互動情境式實驗教學平臺的效果，我們組織了三個班級的學生在該教學平臺上展開機械制造工藝學的實驗教學，每一個實踐課程的學習先由老師簡要介紹該課程的內容及相關重點。然后，學生上機進入互動教學平臺。后面的考試結果顯示，三個班級的平均成績比上屆各班級分別提高8分、6分和9分（成績按百分制計算）?？梢?，與傳統實驗教學方法相比，互動情境式實驗教學獲得了更好的效果。四、結論《機械制造工藝學》課程包括加工工藝制訂和工裝夾具設計等內容，這些內容與生產實踐密切相關。互動情境式實驗教學平臺可以彌補以往實驗教學的不足，不僅可以加深對該課程知識的理解，且能激發學生對專業學習的積極性。

參考文獻：

[1]王新榮.高校工科專業《機械制造工藝學》課程的教學改革與實踐[J].中國高教研究，2004，（12）：88-89.

[2]齊繼陽.“機械制造工藝學”教學模式的探索[J].中國大學教學，2012，（2）：42-44

[4]鹿玲.機械制造工藝學課程基于項目的教學新模式探索與實踐[J].教學研究，2011，（3）：29-30.

作者：涂俊翔 林有希 單位：福州大學機械學院