现代教育技术在机械制图课程建设中的应用

　　【摘要】文章通过对机械制图传统教学方法的剖析，引出现代教育技术在机械制图教学中的应用，在建构主义教育原理的指导下，运用多媒体技术和网络技术进行课程建设。

　　【关键词】机械制图；现代教育技术；建构主义；多媒体技术
　　
　　《机械制图》是工科类专业的主干课程，其研究对象是机械图样，其目的是培养学生的绘图、识图和空间想象能力。制图课中的空间分析和想象能力是指在接受物体的二维和三维信息后，经过联想和判断、想象和推理等思维活动，确定物体在空间的位置和几何形状的能力。该课程教学难度大，难就难在学生难以建立空间概念以及机件表达方法的正确选择上。传统的教学模式主要是通过教师板书，借助模型、挂图进行课堂教学，效率低、信息量小。在计算机技术的迅速普及和推动下，从上个世纪80年代初的电化教学、计算机辅助教学到今天的多媒体教学，已经由单一的纸介质教材转化为多种介质共存，如由高新技术支持的磁介质、网络传输等现代化教学手段具有更丰富、更先进的表达能力，并且能把音像和多种媒体所表述的内容与教材有机结合，形象生动。
　　一、传统机械制图教学的弊病
　　（一）以教师为中心的行为主义教学模式
　　在传统―填鸭式的课堂教学中，由于教师始终唱主角，满堂灌，使得学生处于被动地位，课堂气氛呆板、沉闷，影响了教学效果，阻碍了学生的学习兴趣，抑制学生的发展。
　　（二）黑板作图，效率低下，耗费大量时间，教学信息量较少
　　传统的机械制图教学模式是：粉笔+黑板式的教学，教师在课堂上往往要书写大量的板书，画大量的图，重复劳动多，劳动强度大，工作效率低下，往往无法与学生进行充分交流。
　　（三）实物模型数量较少，讲解例题时，不能找到足够多的模型
　　机械制图是一门抽象性很强的课程，在学习过程中需要一定的空间想象能力，而青少年学生的抽象思维能力往往较差，这就使得在制图教学中存在着较多的难点，在讲授这部分内容时，教师往往无法讲得很清楚，学生也往往听不明白。以往都是使用实物模型来帮助学生建立空间想像能力，但仍然不能很形象的表达，模型的种类和数量也不能随着形体的不同，无限制的增多。
　　（四）分析几何形体的结构以及讲解机件的表达方法时，缺乏形象生动的教学手段
　　例如在讲解组合体的读图时，各种类型的组合体视图的分析过程，以往教师都是利用徒手绘制轴测图的方法，来展示视图所表达的形体的形状，这对教师的徒手绘制轴测图的能力要求较高，尤其是新教师很难掌握，影响教学效果。另外，在讲解剖视图的时候，对两个相交的剖切平面的剖视图的画法，利用挂图也较难讲清楚。
　　二、运用现代教育技术的方法如何实现机械制图课程的教学设计
　　[1]教育技术是以现代教育理论为基础，运用现代科技成果和系统科学提高教学效益，优化教育教学过程的理论和实践的技术。它通过研究学习过程和学习资源来解决教育教学问题，即解决“如何教”和“怎样教好”的问题。以现代学与教的理论为依据，并用系统方法去调动、协调、处理好教学系统中各要素，使教育技术更有时代特色，更加科学化和系统化。随着现代教育技术的不断的发展，越来越多的教师在教学过程中应用多媒体课件，重视网络课程的开发和建设，在教学设计中运用建构主义原理，以期追求更好的教学效果。
　　我们在建构主义理论的指导下，对机械制图课程的教学进行了设计：
（一）将认知学习理论应用于教育技术实践
[2]以学生为主体，遵循学生的认知和学习规律，在教学中正确设计多媒体课件教学方案，积极调动学生的参与意识。关于教学媒体的设计，包括教学媒体选择与媒体内容呈现方式的设计。为了使媒体的利用能在教学中发挥最佳效果，教学媒体设计除了要考虑教学目标、教学内容、教学对象外，还须以认知心理学为依据。仔细分析注意、知觉、记忆、概念形成等四种心理活动所具有的特性以及与媒体呈现之间的关系，可以得出一批有价值的结论，这些结论对教学媒体的设计有直接指导作用，使教学媒体设计建立在坚定的理论基础之上。机械制图课程建设正是基于这种建构主义理论基础上，运用多媒体、网络技术来实现教学设计的。
　　（二）设计学习环境和教学模式
　　[3]随着学生认知学习理论的普及，人们认识到学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，教师不向学生直接灌输知识，而是创建良好的学习环境和理想的交互方式，发挥学生的积极性、主动性。因此，多媒体课件在设计中形成的交互性的教和学情景，能把教师和学生有机的联系起来。
　　（三）利用多媒体课件将机械制图中的难点和重点突出表达出来，使学生把握重点，理解难点
　　[3]建构主义认为，学习总是与一定 “情景”相联系的。思维和学习只有在特定的情景中才有意义。所有的思维、学习和认知都是处在特定的情景脉络中的，因此，课程教学设计注重使学习者能利用自己原有知识结构中的一些经验，去分析和理解当前学到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，为学生构造良好的学习情景。因此，[4]通过多种媒体的设计，展现几何形体的结构特征，以此来使学生在这种特殊的“情景”中，将大脑中的各种简单形体的认知联系起来，形成对复杂几何形体的认知，从而正确理解利用二维图形对三维几何形体的表达。
　　（四）引导学生开展协作学习
　　[3]为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识。所以，多媒体课件注重教学方法的设计，对知识点的介绍是循序渐进的，提供交互方式的设计，将知识逐渐深化。
　　（五）组织学生利用网络进行学习。
　　[2]在网络环境下进行学习，学习者、教师和学习伙伴的思维与智慧就可以被沟通共享，共同完成学习任务。制作网络课程，可以通过网络使学生能够对课堂教学内容进行复习巩固，并组织学生对典型的题目进行讨论，发表各自的不同看法。

　　（六）强调多范围、多层次的学习
　　课程教学设计最好将学生认知和学习理解为个体层次和社会层次之间的动态互动过程。如果只关注某一个层次，并假设其他因素都是常态或者是可以预期的，就不能充分提供有效的学习情景。因此，制作包含各种层次要求的习题库和试题库，可以适合不同层次学生练习的需要，满足教学考核的需要。
　　三、现代教育技术在机械制图课程建设中的具体应用
　　基于以上机械制图的教学设计，我们在该课程的建设中做了如下尝试：
　　（一）利用多种集成软件制作多媒体课件
　　以powerpoint软件为平台，将图片、影片、flash动画、文档等多种媒体集成为课件，实现多媒体教学。
　　（二）利用网络教学平台制作网络课程
利用天空教室等网络课程制作平台制作机械制图精品课程，将各种教学文件，如教学计划、教学大纲、授课计划、电子教案、电子教材、实践性环节指导书等公布于网络，使教师和学生能够上网查阅。
（三）制作习题库和试题库
　　利用word软件搜集整理各类习题及试题，还利用auto cad软件绘制习题和试题，以便能够根据需要修改试题。
　　（四）利用虚拟现实技术实现电子模型的模拟仿真
　　利用三维实体造型软件pro/e、solidworks、ug等制作三维电子模型，并通过使用特殊插件，能够在网络上实现电子模型的仿真模拟，能够随意旋转、移动、翻转模型，使学生通过对电子模型的研究，达到对真实形体的理解，从而较快建立空间概念，培养空间想像能力。
　　四、机械制图多媒体课件及网络课程在实际教学中的应用效果
　　1.利用多媒体课件教学受到广大学生及教师的欢迎，教学过程生动形象，教学手法新颖独特，给学生营造了一种轻松学习，娱乐学习的氛围。真正实现了“愉快地教”、“轻松地学”。
　 2.单位教学时间的信息量增大，解决了当前课时压缩，而教学内容较多的矛盾。同时，在课件中结合实际的内容多了，增加了学生的感性认识，将理论知识与实践操作有机地结合起来。
　 3.运用多媒体课件及电子模型可以满足学生对较多模型的需要。让学生在屏幕上看到形态各异，结构不同的零件，而且对它们的内外结构特征理解深刻，帮助他们较快建立空间想像能力，达到学习制图的目的。
　 4.利用习题库可以让教师根据需要多举实例，也可以使学生在课堂上完成较多练习。在课堂上利用多媒体进行交互，教师提出问题，学生进行讨论分析，解决问题，同时，结合黑板作图，以达到较好的教学效果。
　 5.利用试题库进行考核，真正实现教考分离，改变传统考试制度中由任课教师授课、复习、出卷、评分的模式，减少考试本身的随意性和主观性，以公正地评价学生的学习效果。
　 五、结语
　　在具体的教学实践中，我们不断尝试运用最新的现代教育技术，以建构主义教育理论为指导，对传统的机械制图课程教学进行改革，课程建设是一项系统工程，工作量很大，需要多方协作、领导支持，开发研制人员还要有奉献精神。这项工作对推进教育教学改革，提高教学水平将有深远意义。

参考文献
[1]网络课程.现代教育技术./nc
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[2]赵明生，朱鹏.建构主义理论指导下的网络教学设计[j].现代教育技术，2005，(6)．
[3]网络课程.建构主义教育理论学习网站./．
[4] 李敏.多媒体系统在机械制图教学中的应用[j].中央民族大学学报(自然科学版)，2004.

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