信息技术在高职机械分析应用基础课程中的应用
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作者:丁红珍 曾宪荣
[摘 要] 近年来，为推动信息技术与教育教学深度融合，提高职业院校教师教育技术应用能力和信息化教学水平，全国和各省市已连续多年举办高职院校信息化教学比赛。以2018年广东省职业院校信息化教学大赛课堂教学比赛一等奖作品急回特性的应用为例，阐述信息技术在机械分析应用基础课程中的应用。通过采用“微知库”平台、教学视频、动画、机构仿真技术、无线投屏技术、二维码等信息技术，学生上课的积极性、课堂参与度、任务完成度等都有明显提高，教学效果较显著并有效达成了教学目标。
[关 键 词] 信息技术;高职;教学比赛;机械
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）18-0150-02
为深入贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》和《教育信息化“十三五”规划》，推动信息技术与教育教学的深度融合，提高职业院校教师教育技术应用能力和信息化教学水平，全国和各省市已连续多年举办高职院校信息化教学比赛。该赛项是考核教师信息化教学水平的重要赛事，致力于“推动职业教育教学改革创新，提高教师教育技术应用能力和信息化教学水平，促进信息技术在教育教学中的广泛应用”。[1]目前信息化教学比赛已成为推动职业教育教学改革的重要力量，在提升职业技能人才培养质量方面发挥着不可替代的作用。[2]
一、信息技术在机械分析应用基础课程中应用的必要性
机械分析应用基础是国家级精品课程和广东省在线开放课程，是高职机械类、近机类各专业的技术基础平台课程。该课程依照新时期技术技能人才培养要求，以职业岗位所需的知识和技能为依据，目的是培养学生应用基本知识和理论分析、解决实际问题的能力，应用多门学科的知识和技术解决工程综合问题的能力，如动手能力、合作能力、创新能力以及对择业的适应能力。它以高等数学、现代机械制图、机械制造技术基础等课程的学习为基础，是进一步学习与机械设备相关的各专业课程的基础。[3]
由于涵盖的学科较多，内容较抽象，传统的教学以文字为主，不够直观和形象，难以激发学生的学习热情，对一些重点难点只能通过实物模型来讲解，学习效果不佳。本次教学充分利用信息化平台的各项资源，通过多元方法和手段，系统优化教学过程，解决教学中的重点和难点，使学生更易于理解和掌握急回特性，从而激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，将传统课堂教学中学生被动接受转变为学生主动参与、独立思考，提升教学效率和效果。
二、信息技术在急回特性的应用中的应用
急回特性的应用选自机械分析应用基础课程“结构设计”中的“利用机构特性提高工作效率”。急回特性是平面四杆机构的一个重要特性，可以缩短非生产时间，减小原动机功率，提高生产效率。传统的教学以多媒体课件、教学模型为主，不够直观和形象。学生难以理解极位夹角等概念，不会判断给定机构是否具有急回特性，能否用来提高牛头刨床的工作效率，学习效果不佳。本次教学充分利用信息技术，通过多元方法和手段，系统优化教学过程，解决教学中的重点和难点，使学生更易于理解和掌握急回特性，从而激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。将传统课堂教学中学生被动接受转变为学生主动参与、独立思考，提升教学效率和效果。以下是信息技术在急回特性的应用中的应用。
（一）“微知库”国家教学资源共享库平台
“微知库”平台是一个支持课前、课中、课后学习的开放性、可扩展性在线学习平台，可实现“能学”与“辅教”两大功能。学生利用平台完成课前、课中和课后任务，教师利用平台辅助教学。通过该平台，教师可以很好地与学生交流互动，可完成学生的实时二维码考勤、推送课前预习任务、检查并讲解学生上传的资料及完成的课堂测试、布置课后任务、统计学习情况、导出考核成绩等。学生通过“微知库”平台可获取电子书、课件、教学视频、仿真动画等信息化教学资源，上传预习过程搜集到的资料及完成的教学任务，完成课后任务和单元测试，并对感兴趣的问题提问，教师与企业专家进行远程答疑。该平台丰富的教学资源可满足学生的学习要求，通过该平台学生可自主完成学习、自定义学习路径、自我控制学习进度，拓展了学习时间与空间，实现了个性化、差异化的学习。
课前，教师将任务推送到“微知库”平台，通过“微知库”APP等推送课前预习任务。学生接到预习通知后，登录“微知库”APP或“微知库”PC学生平台，在该教学资源库平台浏览、获取电子书、课件、教学视频、仿真动画等信息化教学资源并进行自主学习、小组协作学习提出解决提高牛头刨床工作效率的方案。
课中，教师根据学生上传到“微知库”平台的资料，提出解决方案，应用“微知库”教学资源库的教学资源，使用多媒体设备进行详细剖析：如何利用机构的急回特性提高牛頭刨床的工作效率。学生以小组的形式协作完成任务：判断给定机构是否具有急回特性，能否用来提高牛头刨床的工作效率。然后，使用“微知库”的“实训任务”模块上传资料，并派代表上台展示交流。教师针对学生完成任务的情况，进行点评并及时调整教学策略，启发学生思考哪些机构可以用来提高牛头刨床的工作效率，解决教学难点。最后，教师总结并通过“微知库”布置课后任务、完成课程考核。
课后，拓展任务：如何将急回特性应用于其他工程实例中。学生利用网络平台资源，在“微知库”平台完成课后任务和单元测试，并与教师或企业专家进行远程答疑。 （二）教学视频和动画
通过教学视频和动画可使原来学生难以理解、抽象的学习内容通过视频、动画等表现形式变得直观，有效解决了教学过程中的重点及难点，增强了学生的学习兴趣，提高了学生的学习效率。
用曲柄搖杆机构动画帮助学生理解极位夹角这一重要参数。通过动画可使学生很直观地看出当摇杆处在两极限位置时，曲柄所在的位置，从而很容易找出极位夹角，理解急回特性存在的条件，有效破解教学重点。
通过偏置曲柄滑块机构、对心的曲柄滑块机构和摆动导杆机构的动画，便于学生更好地判断机构是否具有急回特性，有效地解决教学中碰到的重点和难点。当第三组学生不能正确找出极位夹角θ时，及时调整教学策略，通过动画、连续图片等方式找出极位夹角θ，加深学生对极位夹角θ的理解。并启发学生思考哪些机构可以用来提高牛头刨床的工作效率，解决教学难点。
通过急回特性方向的视频，使学生深刻理解急回特性方向的重要性，避免在实际中将电动机的方向接反。通过插床视频，学生可清晰地观看到插床运动时的急回特性，以工程实例说明急回特性也可用来提高其他机床的生产效率，将知识进行有效迁移。
（三）机构仿真技术
通过机构仿真技术可模拟机构的运动，从而更好地展示机构的急回特性，让枯燥的理论知识以浅显易懂的方式呈现出结果，加深对理论知识的理解和认识，提高学生的学习兴趣。
（四）无线投屏技术
采用无线投屏技术可以将学生运用仿真技术实现摆动导杆机构的运动仿真动画实时展现在投影上，实现教师电脑和学生电脑的有效对接，便于学生成果的分享与展示，增强学生课堂的参与感，提高分享效率。
（五）二维码技术
通过二维码技术学生可以实时教学视频、动画、参考资料等。学生通过近距离观察牛头刨床的运动，可直观看出牛头刨床工作行程速度比较慢，而回程比较快，从而引出急回特性。提高信息获取效率，增强课堂的互动性。
三、采用信息技术的教学效果
高职学生有一定的信息化素养，善于获取网络信息，在教学中融入信息技术，可以有效激发学生的求知欲望，提高学生的学习兴趣，更能够延长学生的有意注意时间。[4]将多种信息化技术应用到机械基础课程的教学后，能够充分调动学生的学习积极性，激发学生潜能，教学活动的效率得到了明显提高，有效完成了教学的知识目标和技能目标，提高了学生的专业能力和个人能力，从课前预习率到课后任务完成都有大幅度的提升。
（一）学生上课的积极性有所提高
传统的教学比较枯燥和乏味，有些重点难点学生不易理解，通过视频、动画、仿真技术等信息技术，实现复杂问题简单化，抽象问题形象化，可以帮助学生破解教学重点和难点，更好地理解急回特性，由于学生能较好地理解教学内容，所以积极性比较高。
（二）学生上课的参与度提高了
学生是学习的主体，要最大限度地参与教学活动。学生通过在“微知库”平台完成一个个教学任务，积极参与到课程中来，实现在做中学。
（三）教学效果较显著
根据“微知库”平台的统计数据、问卷调查、座谈等内容发现，相比于传统的课堂教学，学生学习的效果较显著：通过信息技术的运用，学生能较好地理解教学重点及难点，学习收获较大;通过在“微知库”平台课前预习任务，课中完成任务，课后拓展任务，学生能较好地完成急回特性的系统学习。
通过将合适的信息技术应用于急回特性的实践，发现学生上课的积极性和参与度都有明显提高，有效破解了教学重点及难点，教学效果较显著。利用“微知库”平台，实现“能学”与“辅教”两大功能，学生利用平台完成课前、课中和课后任务，教师利用平台辅助教学。采用无线投屏技术，实现教师电脑和学生电脑的有效对接，便于学生成果的分享与展示。通过动画、教学视频等信息化技术，帮助学生理解极位夹角θ的含义、急回特性存在的条件、方向判断等，有效解决教学重点及难点，完成急回特性的系统学习。
参考文献：
[1]柏景岚.全国职业院校信息化教学大赛解析：以高职组教学设计分赛项为例[J].职业技术教育，2016（12）：43-46.
[2]杨洋.信息化教学比赛对职业院校教与学的促进作用：以获奖作品水平角的测量为例[J].林区教学，2018（4）：35-38.
[3]李会文，皮云云.机械分析应用基础（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2017.
[4]刘丽萍.信息技术在高职液压与气压传动课程中的应用研究[J].产业与科技论坛，2018（17）：158-159.
编辑 李 静
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