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CAI在机械原理教学中的应用研究

时间:2022-05-18 08:00:03 浏览次数:

摘要: 计算机辅助教学课件的制作过程一般比较复杂,但是一旦能够把课件精心制作出来,利用课件的多媒体技术可以完成动画仿真,实现课程预习、课上讲述、课后复习、习题的演练、以及随堂测试等一条龙过程。多媒体课件使教师的教学更加丰富多彩、更加形象直观、学生更易于理解。

Abstract: Though making the computer aided teaching (CAI) course ware is a complicated process, but when we make it, using multimedia technology can completely simulate the form action of animation, realize the process of previewing, reviewing, drilling exercises and testing, which can make the teaching process more exciting and intuitive, make students easier to understand.

关键词: 机械原理;教学改革;CAI

Key words: Mechanical Principle;reform in education;CAI

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)11-0258-02

0引言

“机械原理”是机械类专业的一门非常重要的专业技术基础课程, 其研究对象是机械,在教学中,通过传统的授课方式加上先进的教学方法——CAI教学模式[1-2],精选大量机械产品的应用实例,内容涉及机械制造、工程机械、建筑机械、轻工机械等,这些从实践中精选出来的机械结构分析以及各种零部件结构设计等案例,可以很好地帮助学生认识、了解以及最终理解这些机械产品的工作原理、组成结构与表现特征等,充分活跃了学生的空间思维过程,使学生对三视图的形成有了一个直观认识,提高了学生的观察效率,使学生是在对所学知识获得了充分感知的基础上进行理论学习和归纳总结。既便于学生对该知识点的理解和记忆,又适应了学生学习的个体差异。 不仅能为机械设计基础课程的学习打下良好的铺垫,而且为后续教学内容的展开做了充分的准备。同时,通过对大量机械产品应用实例的展示,充分表现了机械设计在提高生产力、提高产品质量、提高人们生活水平以及推动社会发展中的广泛作用与巨大价值,可以极大地激发学生学习机械专业课程的热情。培养一定的创新能力。

1传统教学模式的情况分析

机械原理课程传统的教学模式可基本简化为:一本教案+一支粉笔+一块黑板+一张嘴[3]。这种传统的课堂讲授模式在经历了若干年的发展与进步后具有显著的优点:

1.1 传情达意利用这种传统的教学模式教师不仅可以传授知识,也可通过语音、词汇、手势和眼神等不断的和学生进行情感的交流,利用三尺讲台尽情发挥其激情,从而激发学生学习的热情和兴趣。

1.2 可以提供笔记、思考时间传统的教学方法即板书是实时进行的,教师语言的描述也是断续进行的,并且是可以发挥的,这不仅给了学生做笔记的时间,还有利于学生思维的扩展。

1.3 有所侧重在黑板上进行板书教学,可以对所讲内容有所侧重,当讲到一些只需学生了解的内容时,可以一带而过,或者在黑板上略写一些,当讲到学生需重点掌握的内容时,老师可以通过板书的反复强调来侧重。

传统教学虽然有许多不可摒弃的优点,但是随着科技的进步以及学科门类的细化,尤其是对于书中一些学生平时只是听过但从未曾见过的机器的运作过程、运行原理等等这些内容都很难通过一席板书尽数表达清楚的。近年来随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ,简称CAI)发展很快,它主要针对课程中很难用语言或板书表达清楚的内容,通过多媒体教学手段来说明和展现,这在机械原理这门可程的讲授过程中收到了非常有效的教学效果。

2CAI在机械原理教学中的重要性

由于机械原理这门课程的教学特点,计算机辅助教学在机械原理课程教学中占有非常重要的位置。

2.1 CAI可以推动教学方法、教学手段的改革“机械原理”课程的特点就是图多,传统的板书教学模式既费时又立体感不强,严重满足不了这门课的教学需要,这就要求采用现代式的多媒体教学。多媒体教学的最大优势在于能够将传统教学中单一的文字或简单的图形呈现教学信息的形式转变成多媒体形式,从而可以把教学过程中抽象的问题,以生动具体、形象逼真的虚拟情景,把抽象的信息内容转变为具体的形式再现给学生,是学生更容易理解,更有兴趣学习。

机械原理课程教学中涉及大量的机构运动分析以及运动设计的内容,使用传统的教学方法很难达到预期的教学效果。比如渐开线的形成过程、渐开线齿轮的范成法加工、连杆机构的设计过程、槽轮机构棘轮机构的运动过程及原理等等这些问题都是教学过程中的难点所在,因为很难通过老师的描述或板书的叙述把这些问题解释清楚。但是通过CAI丰富多彩的教学手段与模式(像一些动画flash、一些声音资料、一些现场加工过程资料),把一些抽象的概念、原理转化程为生动形象的内容,调动学生的学习兴趣,使学生大脑皮层兴奋,知识烙印更深,达到事半功倍的效果。

2.2CAI改变了现有的教学模式,实现了教学过程的多元化

CAI可以使教学过程由单纯的教师课堂讲授、课下辅导的模式变成课上、课下并用,手脑眼耳并用的多元化模式。有利于提高学生学习的兴趣,体现了因材施教的教育思想。

2.3 CAI可以有力节约成本,提高资源利用率,从而提高了课时利用率随着近年来各个高校招生的扩招,学校每个专业的学生人数都已超编,尤其是机械专业这种工科专业,并且这些专业基础课的课时往往很有限,内容又比较多。这些问题的存在不仅在空间上对教室的资源利用率提出了挑战,对教师的资源也提出了挑战。在班级数目增加、学生人数增加,教师资源有限、教室资源有限的双重压力下,合班上课成为了解决问题的一种手段。那么如何在合班人数较多, 教室空间较大的前题下能够有序保质保量的完成授课任务呢? 采用CAI课件授课就成为了解决问题的一个方式之一。投影教学解决了板书字迹小, 距离黑板较远的学生不能看清的问题。另外,采用CAI课件授课可以有效节约课堂时间,它可以把画图、板书和公式推导的时间节约下来从而提高课堂时间的利用率。

3CAI在教学使用过程中的缺点

多数高校在使用CA I课件授课方式的过程中,逐渐显露出一些弊端[4]。

3.1 大容量的课堂灌输对教学效果的影响多媒体课件教学以其容量大、速度快、易操作、课堂教学效率高而著称。但是由于其画面切换太快,没有充分考虑学生的思维水平和思维速度,像电视或电影画面那样一闪而过,不容学生细看和思考,造成学生跟不上多媒体教学进程,也不便于学生记笔记,这将极大地影响教学效果。

3.2 授课方式的不当造成对教学的负面影响采用CAI课件进行教学,在授课环节中教师始终对着计算机屏幕的界面,教师素质的培养受到挑战。尤其是对于一些年轻教师来说,单纯的准备CAI课件,刻意追求课件在形式上的新颖和动感,过多运用强烈的色彩、丰富的图片,看起来充分利用了多媒体的特点,学生也被这种综合刺激所吸引,事实上这种为了迎合学生兴趣的多媒体教学对学生造成了误导,分散了他们的注意力,使他们过多地关注在多媒体技术的各种展示技巧上,而忽视了教学内容,造成了本末倒置。

4总结

机械原理教学过程中引入计算机辅助教学可以合理运用计算机的文本、图片、影像、动画等多媒体功能,将课本中难以通过语言板书描述清楚的内容非常形象生动地解释清楚,并且多媒体教学可以大大节省教学过程中类似与公式推导、画图的时间,来更加有效的利用课上时间。但是,我们不能一味的看到CAI教学的这些优点,毕竟它还存在一些弊端,在机械原理教学课堂上应该把传统教学和CAI教学有机的结合在一起,二者相得益彰,才能更加有效提高教学效率。

参考文献:

[1]侯德荣.CAI课件设计的原理和方法[M].北京:高等教育出版社,1994.

[2]李运林.教学媒体的理论与实践[M].北京:北京师范大学出版社,2003.

[3]马洪亮.机械原理课程教学改革的新思路[J].河北农业大学报,2005(1):21-23.

[4]李信利,吕月娥.探析多媒体教学的弊端[J].科技资讯,2006( 25):106-107.

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