朱 刚，刘艳芳

中职教师教育技术应用能力提升的实践研究

朱 刚，刘艳芳

中职教师教育技术应用能力是指中职教师在先进的教育教学理论指导下，把教育技术应用到中职学科教学中去，从而提高中职课堂教学的效率、效果和效益。以江阴市璜塘综合高级中学“机械制图”课堂教学为例，探讨了“机械制图”虚拟模型库的建立，阐述了虚拟模型库在教学中的优势和不足，对中职教师教育技术应用能力的提升进行了实践研究。

中职教师;教育技术应用能力;机械制图;虚拟模型库

2013年，江阴市璜塘综合高级中学“中职学校教师教育技术应用能力提升途径研究”被成功立项为江苏省第二期职业教育教学改革研究课题，其子课题“中职教师教育技术能力在机械专业中的提升途径研究”以本校教学为例，对中职机械专业教师教育技术能力的提升进行了案例研究。中职教师教育技术应用能力是指中职教师在先进的教育教学理论指导下，把教育技术应用到中职学科教学中去，从而提高中职课堂教学的效率、效果和效益。本文以“机械制图”课堂教学为例，根据教师教育技术应用能力建立虚拟模型库，对中职教师教育技术应用能力的提升进行实践研究。

一、虚拟模型库的建立［1］

“机械制图”虚拟模型库是用计算机软件对实物模型进行虚拟化处理，教师将需要的模型利用三维设计软件制作形象逼真的虚拟实体模型，然后根据教学内容的需要应用到教学过程中。常用的计算机软件有AutoCAD、Solidworks、Pro/E、UG等，利用这些软件的三维造型功能，不仅可以完成虚拟模型的建立，而且还可以进行多方位旋转演示、剖切演示、三维模型生成三视图等。

在建立虚拟模型库时，根据“机械制图”课程的需要，将虚拟模型库划分为如图1所示的五大类，分别应用于课堂例题、课后练习、课外练习三大块，以便于教学的实施及模型的查找。本文主要采用Solidworks［2］软件进行三维建模，虚拟模型库建立好之后，用DreamweaverMX［3］软件进行网页制作，从而最大限度地实现资源共享，方便其他教师教学利用及学生学习使用，以充分体现网络时代的优越性。

图1 “机械制图”模型库结构

二、教师教育技术应用能力在“机械制图”课堂中的实践应用

(一)虚拟模型库的优势

随着计算机技术和网络技术的迅速发展，计算机辅助教学作为教育现代化的突破口，以其集成性、交互性、可控性、实时性等特点越来越受到广大教育工作者的欢迎和重视。近几年来，网络化教学的普及、计算机应用水平的逐年提高、以及各类辅助教学应用型软件的不断出现等，都为课程教学改革提供了技术手段。

教学模型作为教学手段的重要组成部分，在帮助学生形象地理解教学内容的过程中，发挥着积极的辅助作用。“机械制图”作为机械专业的重要专业基础课，主要研究机械图样的绘制和识读规律，其目的是培养学生的绘图和读图能力、空间想象和思维能力。机械图样被称为工程界的“技术语言”，该课程将为后续专业课程的学习奠定基础。“机械制图”的课堂教学和课后作业，都需要大量使用教学模型，以增加学生的感性认识。而传统的教学模型因其价高、易损、不便携带、不能修改等缺点，已经不能满足现代教学的需要。应用计算机软件结合多媒体技术建立基于三维CAD技术的虚拟模型库，可以完全克服传统教具的缺点。近年来，随着网络技术的快速发展，师生可以在学校的任何一台计算机上进入校园网和INTERNET，利用网络进行备课和学习，这些有利条件的创设为开发机械制图虚拟模型库提供了可能。

1.优于传统实物模型的教学效果。(1)从模型制作角度。传统的实物模型一般是木制或者其他材料制作而成，制作过程复杂，成本高;受体积、重量等因素影响，携带不方便;实物模型更新换代的速度慢且不能修改。而虚拟模型库是用三维CAD技术(本文中采用Solidworks软件)创建的三维立体模型，教师可以根据教学需要建立相应的虚拟模型库，这种方法建立的模型库避免了实物模型的诸多弊端。如:可以根据教师教学和学生学习需要灵活创建、制作过程快速简单、成本低、储存方便、更新快捷、可以实现网络共享，等等。同时，利用虚拟模型库进行教学也避免了在传统模型不存在的情况下自行制作模型的麻烦。(2)从教师教学角度。利用传统的实物模型进行教学，必要时需要配以相对应的挂图进行讲解。如果没有相应的挂图，教师需要提前将较为复杂的二维图形画在小黑板上。这样，一方面，由于小黑板上的图形不具有永久性，不利于保存，每次上课都增加了教师备课负担;另一方面，由于这种图形不具有动画性、不生动，因此，教学效果并不佳。利用虚拟模型库进行教学，教师可以节省制作挂图或画小黑板的时间，只要在已经建立好的模型库中选取所需要的模型即可。将已经用 Solid-Works软件建立好的模型制作成适合自己的PPT，在教学过程中利用课件可以实现模型的动态演示，可以方便地进行三维实体与二维视图的相互转换，而不需重新绘制与三维实体相对应的二维图形或者绘制与二维图形相对应的轴测图。比如，在讲组合体时，有时需要学生由二维视图想像三维实体，有时则给出三维轴测图让学生补画三视图。教师在讲解时经常需要配合立体图给学生以启发，受制于传统模型数量及样式的局限性，教师只能在黑板上画出模型的轴测图，既费时又费力，而虚拟模型库则弥补了这样的不足。(3)从学生学习角度。传统的实物模型不能根据学生的需要进行任意剖切，从而影响了学生对较抽象机件的理解。另外，学生在做课后练习时，由于实物模型数量有限，很多相应的实物模型缺乏，造成不能顺利地进行自主学习。虚拟模型库中的3D模型可以实现动态演示、剖切、旋转、放大、平移、二维图形三维看等，还可以在图样上添加注释图形，而不改变原来的图样。与实物模型相比，不仅精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂形体的外型与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势、装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来，加上动画效果，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。比如在讲相贯线、装配图零件连接关系、复杂零件的内腔等细节时，传统的模型很难清晰地将其展示出来;有些涉及到剖视图的题型，我们需要从不同的角度对模型进行剖切，却不能随意地剖切传统模型;在用多媒体展示虚拟模型时，可以将其放大或进行动画演示，使坐在后排的学生也能看得很清楚;我们还可以根据教学需要，随时进行虚拟模型库的建立与更新。除此之外，由于虚拟模型库包括《机械制图》第五版习题册上的典型模型，因此，可以成为学生课后学习的有效助学型素材。

可见，利用三维CAD技术创建的虚拟模型库，弥补了实物模型的局限性，不仅能够及时补充符合新教学内容的模型，还可以针对不同的教学对象、教学要求调整现有的模型，充分满足了教学中对模型种类及数量的需要，有效地降低了教学成本。虚拟模型库以其特有的动态性、生动性、清晰性满足了教师教学和学生学习的需要，达到了提高教学质量的目的。

2.学生课下学习的助学型课件。近几年来，由于同一班级生源质量的差异增加以及机械制图的授课时数不断减少，使得教师的课后辅导难度有所增强。一方面，对于程度低一些的学生，如果辅导不够及时，他们一旦无法战胜学习中的困难，便退缩或放弃学习，从而失去了对机械制图学习的兴趣。另一方面，在机械制图的学习过程中，阅读、分析、比较典型机械图样，对学生提高读图能力、开阔视野、积累经验、提高对机械零件的表达能力都有一定的帮助。机械制图虚拟模型库可以帮助学生理解学习中的难点、重点，充分体现以学生为主体的教学理念，学生还可以根据自己的学习方式和学习能力，进行自主性学习。

机械制图虚拟模型库可以载入网络，不受时空限制在网上进行传输。当学生在课后练习中遇到困难时，可以通过校园网进入模型库主页，在库中找到所需要的模型，进行仔细观察，从而增强对实物的感官认识，辅助完成课后练习。另外，计算机模型库中收集了大量典型零、部件的三维模型与二维工程视图，采用了不同的表达方法，学生可以通过与自己所绘图形的对比来检验自己的读图能力和对机件的表达能力。计算机模型库可以改变传统教学的单调模式，有助于学生从被动学习变为主动学习，从而提高学习效率。

3.实践性教学的素材库。为了使机械类专业的学生毕业后能胜任生产第一线的实际工作，必须对其加强实践能力的培养，实践性教学的目的就是使学生能够综合地应用所学知识解决实际问题。在科学技术迅猛发展的今天，计算机辅助教学已经成为“机械制图”课程中一个重要的组成部分，目前，学校6个多媒体教室的计算机中，除了安装二维绘图软件(AutoCAD、CAXA电子图板)外，还安装了三维绘图软件(Solid2000、3DMAX)，并且每台计算机都可以方便地进入校园网和INTERNET，这就为“机械制图”实践性教学提供了必要的物质条件。过去的“机械制图”实践性教学，通常采用测量和拼装模型的方法进行，这样，一方面，要准备很多模型，因而占用较大的空间和较多的资金投入;另一方面，模型的种类较少，因而限制了实践性教学的内容，影响了教学效果。利用三维CAD软件建立的参数化机械制图三维虚拟模型库，作为“机械制图”实践性教学的素材库，可以有效解决上述问题。在教学过程中，教师可以根据教学需要分组设计不同的教学任务，每组学生根据自己的教学任务要求，从素材库中调用零件模型，借助三维CAD软件提供的测量与装配功能进行零件测绘以及装配体的拼装，然后，利用二维绘图软件进行零件图的绘制以及装配图的拼画。这种以虚拟制造环境为背景的教学模式，有利于激发学习者的观察力、发现力、想像力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，开阔了学生的视野，极大提高了其学习的效率与趣味性。

4.激发学生学习绘图软件的积极性。学生能在课件演示的过程中，发现三维制图软件的优势，从而对相关绘图软件产生浓厚的兴趣，激发学习该软件的积极性。

(二)有待改进之处

实践证明，机械制图虚拟模型库的设计是成功的，借助计算机虚拟模型，可以将授课中的一些重点问题如截交体、相贯体、组合体、剖视图等，清晰、生动、形象地展示在学生面前，使学生的感性认识增强，使难点变得容易理解。此外，机械制图虚拟模型库减轻了教师的辅导工作量，学生可以根据自己的需要，重复多次地进行有关内容的学习。但在实际使用中也发现，该模型库还存在很多有待改进的地方。

1.可利用Flash等其他动画软件对有必要的模型进行加工，从而使其能够更加生动地进行动画演示。

2.实现机械制图虚拟模型库可以载入网络平台，不受时空限制在网上进行传输，以便于更多的教师和学生在教学或学习中使用。

［1］曾德惠.SolidWorks和eDrawings在工程制图教学中的应用［M］.机械管理开发，2008(2):179－180.

［2］田东主.solidworks2005三维机械设计［M］.北京:机械工业出版社，2006.

［3］网星工作室.DreamweaverMX完全自学手册［M］.北京:希望电子出版社，2002.

［责任编辑 盛 艳］

朱刚，男，江阴市徐霞客综合高级中学高级讲师，主要研究方向为机电一体化教学;刘艳芳，女，江阴市徐霞客综合高级中学讲师，硕士，主要研究方向为机电专业教学。

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1674－7747(2015)36－0032－03