如何利用多媒體課件提高《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果

摘要：多媒體教學(xué)集聲、光、視頻、動(dòng)畫于一體，有傳統(tǒng)教學(xué)無可比擬的優(yōu)越性，極大地豐富了課堂教學(xué)。本文就如何運(yùn)用多媒體課件提高《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果及應(yīng)注意的問題進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：多媒體課件；教學(xué)效果；應(yīng)用
　　　《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械類專業(yè)的一門主干課程，它主要介紹常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零部件的基本知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方法等方面的知識(shí)。教材中不少插圖較為復(fù)雜且涉及動(dòng)態(tài)的分析過程，采用掛圖、簡易實(shí)物模型等傳統(tǒng)的教學(xué)方法來說明機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)理論，教與學(xué)雙方都感到比較困難，學(xué)生學(xué)習(xí)也缺乏興趣，無法達(dá)到較好的教學(xué)效果。運(yùn)用多媒體課件教學(xué)之后，不但使教與學(xué)雙方都感到輕松，還提高了教學(xué)效果和效率。
　　一、多媒體課件在教學(xué)中的作用
　　　有效實(shí)現(xiàn)直觀教學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)的動(dòng)畫制作技術(shù)，可將一些難以想象和無法用語言表達(dá)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關(guān)內(nèi)容時(shí)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(jī)械運(yùn)動(dòng)過程和工作原理演示出來，清晰的圖像可豐富課堂教學(xué)的表現(xiàn)力，從而提高課堂教學(xué)效果。如在講解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合時(shí)，由于內(nèi)容過于抽象，借助傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難用語言表達(dá)一對(duì)齒廓或相鄰齒廓不同時(shí)刻的嚙合狀況，導(dǎo)致學(xué)生很難理解教學(xué)內(nèi)容。筆者在教學(xué)過程中先展示一對(duì)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(duì)相互嚙合齒輪運(yùn)動(dòng)狀況的動(dòng)畫給學(xué)生觀看，齒輪嚙合過程可用按鈕進(jìn)行控制，演示時(shí)可方便地使嚙合過程停留在任何位置。這樣，學(xué)生能清晰地觀察到一對(duì)齒廓或相鄰齒廓在不同時(shí)刻的嚙合狀況，為講解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的正確嚙合條件與連續(xù)傳動(dòng)條件做好準(zhǔn)備。又如利用Flash動(dòng)畫來演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作過程，學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的工作過程一目了然，對(duì)極限位置、死點(diǎn)、極位夾角等抽象的概念也能有一個(gè)明確的理解。
　　幫助學(xué)生建立正確的概念，有利于優(yōu)化學(xué)生的接受過程學(xué)生接受某一知識(shí)，必須具備一定的基礎(chǔ)。如果所學(xué)知識(shí)過于抽象，或者所學(xué)知識(shí)過于復(fù)雜，或者所學(xué)知識(shí)過于陌生，從而與學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)間存在過大的距離，那么他在學(xué)習(xí)中就會(huì)比較困難。在傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)中，許多章節(jié)的內(nèi)容由于事物不容易表現(xiàn)，學(xué)生又缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，因此學(xué)生不能很好地認(rèn)識(shí)事物。而利用多媒體課件對(duì)一些變化過程進(jìn)行演示，運(yùn)動(dòng)模擬可幫助學(xué)生建立相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，可把抽象轉(zhuǎn)化為具體，把復(fù)雜的知識(shí)分解為比較簡單的知識(shí)，把陌生的知識(shí)化為熟悉的知識(shí)，從而消除“距離”感，便于接受，在學(xué)生、教師和教學(xué)內(nèi)容之間形成相互關(guān)聯(lián)的紐帶，建立互相溝通的渠道，從而幫助學(xué)生建立正確的概念。如在齒輪傳動(dòng)一章授課過程中，學(xué)生對(duì)漸開線的形成等內(nèi)容的理解較困難。在教學(xué)過程中，對(duì)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(dòng)畫演示，然后對(duì)漸開線上各點(diǎn)進(jìn)行齒形角和受力分析，學(xué)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(dòng)態(tài)顯示，又能使學(xué)生對(duì)漸開線齒廓的嚙合特性有更深刻的理解。
　　激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果傳統(tǒng)的課堂教學(xué)媒體簡單，教師在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣時(shí)，一是依賴于教學(xué)內(nèi)容，二是依賴于教師的教學(xué)藝術(shù)，但這種依靠個(gè)人水平而完成的目標(biāo)，往往只有少數(shù)教師才能達(dá)到。課堂教學(xué)采用多媒體課件，其形式新穎、活潑，再加上圖文并茂的效果，使學(xué)生看到直觀、生動(dòng)的現(xiàn)象，可以把沉悶的教學(xué)過程演繹為一個(gè)個(gè)生動(dòng)活潑的教學(xué)場景，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在課堂上能跟隨教師講課的思路積極地思考問題、分析問題，盡可能在課堂上消化本次課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，從而提高教學(xué)效果。
　　二、多媒體課件在教學(xué)中的應(yīng)用
　　　　應(yīng)用于課堂教學(xué)運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，只是一種教學(xué)手段和方法的改進(jìn)。多媒體教學(xué)的目的在于幫助學(xué)生理解與掌握教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生展示教師的思維過程和教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在的聯(lián)系。因此，在選擇和確定多媒體課件教學(xué)內(nèi)容時(shí)，必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真分析，認(rèn)定哪些內(nèi)容有必要采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，運(yùn)用多媒體課件教學(xué)對(duì)學(xué)生有什么幫助，不用多媒體課件教學(xué)對(duì)教學(xué)有什么影響等。就《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程而言，多媒體課件教學(xué)主要應(yīng)用于機(jī)械的運(yùn)動(dòng)原理、特性分析、設(shè)計(jì)原理等內(nèi)容抽象并且難用語言表達(dá)的部分。例如，平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面四桿機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、圖解法設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法原理、齒輪機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)受力及應(yīng)力分析、螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滾動(dòng)軸承類型及結(jié)構(gòu)、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)等。利用多媒體課件中的動(dòng)畫演示，加上教師的詳細(xì)講解，使學(xué)生對(duì)一些抽象、模糊的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更清晰的感性認(rèn)識(shí)，接受起來比較容易，從而提高教學(xué)效果。如在講授用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓時(shí)，將凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)情況及凸輪機(jī)構(gòu)經(jīng)過反轉(zhuǎn)法原理處理后各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)情況用Flash動(dòng)畫分別演示出來，然后對(duì)照分析，引導(dǎo)學(xué)生思考這兩種運(yùn)動(dòng)的異同，進(jìn)而得出結(jié)論：兩種情況下各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變，因此可知經(jīng)過反轉(zhuǎn)法處理的凸輪機(jī)構(gòu)可看成凸輪處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，從動(dòng)件尖端始終與凸輪接觸，尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡便是凸輪的理論輪廓。實(shí)際上這時(shí)凸輪輪廓的設(shè)計(jì)也就轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件尖端相對(duì)凸輪的運(yùn)動(dòng)軌跡，而由動(dòng)畫片段已清晰看出用反轉(zhuǎn)法處理后的凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件尖端相對(duì)凸輪的運(yùn)動(dòng)，是既繞凸輪輪心轉(zhuǎn)動(dòng)又沿凸輪徑向線移動(dòng)。如果已知凸輪的基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動(dòng)件的位移線圖，很快就能設(shè)計(jì)出凸輪輪廓。由于將書本上靜態(tài)的概念變成生動(dòng)、形象、直觀的動(dòng)態(tài)形式，充分發(fā)揮了學(xué)生的觀察力，促進(jìn)了學(xué)生的求知欲，學(xué)生更容易理解掌握，因此提高了教學(xué)效果。而在講解帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，筆者則采用傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學(xué)方式。通過適當(dāng)?shù)陌鍟�和詳�?xì)的講解讓學(xué)生明確設(shè)計(jì)的方法步驟，并在講解設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，這種方式既可增加師生之間的交流，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，又能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手查閱資料的能力。
　　應(yīng)用于習(xí)題課和課程設(shè)計(jì)這部分多媒體課件內(nèi)容主要選擇機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、零部件的設(shè)計(jì)等，使學(xué)生達(dá)到“一題多改”（即對(duì)同一題目反復(fù)改變已知條件下的解答方法）、“一題多解” （即對(duì)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(jī)構(gòu)的判定練習(xí)中，通過改變不同的桿件為機(jī)架來判定機(jī)構(gòu)的類型。又如在軸系的設(shè)計(jì)練習(xí)中學(xué)生可通過點(diǎn)擊習(xí)題中預(yù)先設(shè)置的各種情況來逐步完成軸系的設(shè)計(jì)。這種圖形互動(dòng)的練習(xí)方式，可以使學(xué)生輕松鞏固已學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成練習(xí)，從而提高分析問題、解決問題的能力。
　三、運(yùn)用多媒體課件教學(xué)應(yīng)注意的問題
　　　　要準(zhǔn)確把握教學(xué)過程中教師的作用，防止教師主導(dǎo)功能的退化，成為課件的解說者和機(jī)器的操作者發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用是學(xué)生有效地學(xué)習(xí)知識(shí)、發(fā)展身心的必要條件。如果課堂教學(xué)沒有教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的深刻剖析講解，沒有教師對(duì)教學(xué)進(jìn)行引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生積極思維，將不利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和分析解決問題的能力。
　　要防止課堂信息容量增大后學(xué)生來不及消化雖然使用多媒體課件減少了教師板書、作圖等工作量，提高了工作效率，但由于課堂信息容量增大后課堂教學(xué)節(jié)奏加快，學(xué)生的思維處于高度緊張狀態(tài)，稍有疏忽就會(huì)跟不上，來不及對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思考，反而達(dá)不到好的教學(xué)效果，這是應(yīng)該加以注意的。
　　要重視學(xué)習(xí)情況的反饋使用多媒體課件教學(xué)，雖然形象、直觀，學(xué)生好理解，但這是一種表面現(xiàn)象，只是理解并沒有真正掌握，往往出現(xiàn)不能舉一反三、作業(yè)不會(huì)做的現(xiàn)象。這正說明使用課件只是一種手段，而不能代替課堂教學(xué)。因此，使用課件教學(xué)時(shí)，教師一定要十分重視學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋，并根據(jù)反映出的問題及時(shí)給予解惑釋疑。 
　　多媒體課件只是課堂教學(xué)的一種輔助教學(xué)手段，整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、安排仍要由教師完成。只有合理使用多媒體課件，才能使教材變得生動(dòng)，學(xué)生變得主動(dòng)，才能達(dá)到錦上添花的效果。
　　　參考文獻(xiàn)：
　　陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社