基于微课的中职学校机械制图课程实践与应用研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

关战杰

郑州市经济贸易学校,河南 郑州 450053

摘要

本文旨在探讨基于微课的中职学校机械制图课程的实践与应用。首先阐述微课的特点和优势,以及其在教育领域的应用现状。接着分析中职学校机械制图课程的特点、教学目标和传统教学中存在的问题。然后详细介绍基于微课的机械制图课程教学设计,包括微课的制作、内容规划、教学方法选择等。旨在为中职学校机械制图课程教学改革提供有益的参考,以更好地利用微课提升教学质量和学生的综合素质。


关键词

微课;中职学校;机械制图课程

正文


引言在信息技术飞速发展的时代,教育领域也在不断寻求创新和变革。微课作为一种新型的教学资源,以其短小精悍、针对性强等特点,为中职学校的课程教学带来新的机遇。机械制图课程是中职机械类专业的重要基础课程,传统教学方式在一定程度上存在局限性。将微课应用于机械制图课程,可有效解决这些问题,提高教学效果,满足学生的学习需求,促进中职机械制图教学的发展。

一、微课的特点

微课具有如下特点:1.时间短微课的时长通常在5-15分钟左右,这一特点符合学生的注意力集中时间规律。相较于传统的课堂教学,微课在短时间内聚焦一个知识点或技能点,避免学生长时间学习产生疲劳,提高学习效率[1]2.内容精微课围绕特定的教学主题展开,内容经过精心设计和筛选,突出重点、难点。不像传统课程那样涵盖大量内容,而是将复杂的知识体系分解成一个个小的、易于理解的单元,使学生能够更清晰地掌握关键内容3.形式多样微课采用多种形式呈现,如视频、动画、演示文稿等。丰富的形式满足不同学习风格学生的需求,增强学习的趣味性。对于一些抽象的机械制图概念,通过动画形式展示,使学生更直观地理解。

二、中职学校机械制图课程分析

(一)课程特点

中职学校机械制图课程特点包含如下:1.理论性与实践性并重机械制图课程既包含了投影理论、制图标准等理论知识,又需要学生掌握绘制和识读机械图样的实践技能。学生需要理解点、线、面的投影规律,同时运用这些知识绘制机械零件图和装配图2.空间想象力要求高机械制图涉及到三维空间向二维平面的转换以及反之的过程,要求学生具备较强的空间想象力。学生需利用二维的图样想象出三维的物体形状,对于很多中职学生来说是一个较大的挑战[2]3.规范性强机械制图有严格的国家标准和规范,如线型、字体、尺寸标注等。学生必须严格遵守这些标准,才能绘制出合格的机械图样。

(二)教学目标

中职学校机械制图课程的教学包含三个方面:1.知识目标使学生掌握机械制图的基本理论知识,包括投影原理、视图表达方法、尺寸标注等。了解国家制图标准,识别和理解不同类型的机械图样2.技能目标培养学生绘制和识读机械图样的技能,包括手工绘图和计算机绘图。能够准确、规范地绘制简单机械零件图和装配图,以及根据给定的图样想象出物体的形状和结构3.情感目标培养学生严谨、细致的工作态度和团队合作精神。在机械制图的学习过程中,注重培养学生对机械制造行业的兴趣和热爱[3]

三、微课在中职学校机械制图课程中的运用意义

(一)化抽象为具体,助力知识理解

在中职机械制图课程中,像几何精度、连接件与标准件、联轴器与离合器等内容,具有较强的抽象性。以几何精度为例,其涉及的尺寸公差、形位公差等概念,对于学生来说理解起来有很大难度。传统教学方法只是通过书本和简单的黑板绘图讲解,学生很难在脑海中形成清晰的图像。而微课可以通过动画演示、三维模型展示等方式,将这些抽象的概念具象化。例如,用动画展示一个零件在不同几何精度要求下的实际形状变化,让学生直观地看到尺寸公差和形位公差是如何影响零件质量和装配的。对于连接件与标准件,微课可详细展示各种连接件(如螺栓、螺母)的结构特点和标准尺寸,通过实物模型与制图的对比,帮助学生理解其在图纸上的表达方法。在讲解联轴器与离合器时,微课模拟它们的工作原理,再将原理与制图中的视图表现相联系,使学生明白如何准确绘制这些复杂部件的图纸,从而有效提升学生对课程知识的理解程度[4]

(二)聚焦重点难点,提升学习效率

微课能够针对机械制图课程中的重点难点内容进行精准教学,对于提升学习效率意义重大。几何精度相关内容是机械制图的重点之一,直接关系到零件的质量和互换性[5]。通过专门制作的微课,可以详细剖析每个公差项目的含义、标注方法和检测手段。对于连接件与标准件中的复杂标准,如螺纹的标注和各种标准件的简化画法,微课将这些重点内容单独呈现,避免在传统教学中被其他信息干扰。联轴器与离合器的内部结构和装配关系是课程的难点,微课聚焦这些问题,结合分解结构、逐步讲解制图步骤,让学生在有限的时间内集中精力攻克这些难关。有针对性的学习方式,帮助学生避免在学习过程中浪费时间在已经掌握或非重点的内容上,从而提高整体学习效率。

(三)促进自主学习,培养职业素养

微课为中职学生的自主学习创造了良好条件,对于培养他们的职业素养有着积极影响。学生根据自己的学习进度和需求,自主选择与几何精度、连接件与标准件、联轴器与离合器相关的微课进行学习。例如,在课后复习或预习时,他们针对自己在课堂上没有理解透彻的几何精度问题,反复观看微课内容,加深理解。在学习连接件与标准件时,学生可以通过微课提前了解不同类型标准件的应用场景和制图要求,为后续的课程学习和实践操作做好准备。对于联轴器与离合器的学习,学生可以自主探索其工作原理和制图方法之间的联系,培养自己的钻研精神。这种自主学习习惯有助于培养学生在机械行业中所需的独立思考、主动学习和解决问题的能力,为他们未来的职业生涯打下坚实的基础。

四、中职学校机械制图课程传统教学中存在的问题

(一)教学方法单一

传统的中职机械制图教学方法多以教师的课堂讲授和黑板绘图演示为主。教师在讲台上讲解理论知识,通过在黑板上绘制简单的图形来辅助说明。这种方式过于单调和枯燥,无法有效吸引学生的注意力,难以激发他们的学习兴趣。而且,单向的知识传递方式,使学生处于被动接受的状态,不利于培养他们的自主思考和创新能力,学生只是机械地记录和模仿,无法真正理解和掌握制图的精髓,从而影响了教学质量和学生的学习效果。

(二)实践环节不足

机械制图是一门理论性与实践性紧密结合的课程,但传统教学在实践环节存在明显不足。一方面,由于教学时间有限,分配给学生进行手工绘图练习的时间较少,学生不能充分熟悉绘图工具的使用和绘图技巧的掌握。例如,在绘制复杂图时,学生由于练习不足,无法准确安排视图布局和标注尺寸。另一方面,对于计算机绘图软件的教学不够深入,学生缺少足够的时间在机房进行实际操作练习。在现代机械制造行业中,计算机辅助绘图已成为主流,学生实践机会的缺乏导致他们在这方面的技能欠缺,难以适应未来的工作需求,限制了学生实践能力和职业素养的提升。

(三)个体差异难以兼顾

在传统的机械制图课堂中,学生的个体差异问题很难得到妥善解决。由于学生的学习能力、知识基础、学习速度等各不相同,教师采用统一的教学进度和教学方法,无法满足所有学生的需求。对于学习能力较强的学生,他们会觉得教学内容过于简单,进度缓慢,从而浪费学习时间,无法充分挖掘自身的潜力。而对于学习能力较弱的学生,跟不上教学进度,对复杂的制图知识和绘图技巧理解困难,逐渐失去学习的信心。这种情况长期存在,会导致班级内学生的学习水平差距越来越大,整体教学效果大打折扣,不利于每个学生在机械制图课程中获得应有的成长和发展。

五、基于微课的机械制图课程教学设计

(一)微课的制作

1.选题

针对机械制图课程中的重点和难点内容进行微课选题,如平面四杆机构、滚动轴承、液压传动等部分。对于平面四杆机构,可选择“平面四杆机构的运动分析”“平面四杆机构的类型判断”等具体主题,因为这些是学生理解和绘制相关机构视图的关键。对于滚动轴承,像“滚动轴承的结构和画法”“滚动轴承在装配图中的表达”等选题能帮助学生掌握其在机械制图中的呈现方式。液压传动部分,则可围绕“液压传动原理图的绘制”“液压元件在图中的表示方法”等来制作微课,确保选题能够满足学生在学习这些复杂内容时的需求。

2.教学设计

在设计平面四杆机构的微课教学时,明确教学目标为让学生掌握平面四杆机构的基本原理、运动特性以及在机械制图中的正确表达。教学内容包括平面四杆机构的组成部分、不同类型四杆机构的特点,通过动画演示其运动过程。对于滚动轴承的微课,教学目标是使学生熟悉滚动轴承的内部结构、分类以及在装配图中的标准画法。教学内容涵盖滚动轴承各个部件的形状、尺寸关系,以及不同类型滚动轴承在不同视角下的绘图方法。液压传动微课的教学设计,以让学生理解液压传动的工作原理和能准确绘制液压传动系统图为目标,教学内容包括液压元件的结构、工作原理和它们在原理图中的符号表示。

3.制作工具选择

制作平面四杆机构、滚动轴承和液压传动的微课可综合使用多种工具。对于动画演示部分,可使用Adobe Animate3DMAX等软件,生动地展示机构的运动和部件的结构。视频录制可以选择Camtasia Studio,它能方便地录制屏幕操作和旁白讲解。在图形编辑方面,Adobe Illustrator可以用于绘制精确的机械图形,保证图形的规范性和清晰度。同时,利用音频编辑软件对旁白进行优化,提高微课的整体质量。

(二)微课内容规划

1.基础知识讲解

对于平面四杆机构,制作如“平面四杆机构的基本概念”“四杆机构的组成元素”等微课,讲解基本原理和术语。滚动轴承部分包括“滚动轴承的基础知识”,介绍其类型、结构组成等。液压传动则有“液压传动的基本原理”“液压系统的基本构成”等微课,让学生先掌握基础知识,为后续学习打基础。

2.重点难点剖析

针对平面四杆机构的类型判断和运动分析制作微课,结合实例和动画深入讲解。滚动轴承在装配图中的画法和标注是重点,制作专门微课详细分析。液压传动原理图的绘制和复杂液压系统的分析是难点,通过逐步拆解和案例讲解的微课帮助学生理解。

3.实践操作指导

实践操作指导类微课需紧扣中职学生“重实操、强技能”的培养目标,以“分步演示、细节强调”为原则,规范手工绘图与计算机绘图操作。为平面四杆机构设计“根据给定条件绘制四杆机构视图”的微课,包括手工绘图和计算机绘图的步骤。补充的SolidWorks三维绘图微课,展示从二维原理图到三维装配模型的转化过程,帮助学生建立“二维图纸与三维实体”的对应认知,提升综合实操能力。滚动轴承可制作“在装配图中准确绘制不同类型滚动轴承”的微课,指导实践操作。液压传动则有“使用绘图软件绘制液压传动系统图”的微课,提高学生实践技能。

(三)教学方法选择

1.问题导入式教学

问题导入式教学需以“生活化、针对性”问题为切入点,引导学生带着疑问学习微课内容,激发主动探索意识。在平面四杆机构微课开篇,结合学生熟悉的生活场景提出“缝纫机踏板、剪板机都能实现特定运动,如何判断这些设备里的机构是否属于平面四杆机构?”,让学生先调动已有认知尝试判断,再通过微课逐步讲解“构件数量、连接方式、运动平面”三大判断依据,最终回归问题给出答案,形成“提问-思考-学习-解答”的闭环。讲解滚动轴承时,针对学生易混淆的装配图画法问题,抛出“为什么同一型号的滚动轴承,在汽车轮毂和机床主轴的装配图中画法不同?”,引发学生对“装配环境影响画法”的思考,再通过微课对比两种场景下的配合要求与画法规范,帮助学生理解背后的设计逻辑。液压传动微课则以“车间需要设计一个能平稳升降重物的简单液压系统,如何画出对应的系统图?”为导入问题,让学生带着实际需求学习,在微课中围绕“系统组成、元件选择、图纸绘制”逐步拆解,使学习目标更明确,避免被动接收知识的枯燥感。

2.案例教学法

案例教学法需选取“贴近专业、典型实用”的工业案例,将机械制图知识与实际应用场景结合,帮助学生理解知识的实践价值。讲解平面四杆机构时,以汽车雨刮器、搅拌机为核心案例:在微课中展示雨刮器实物视频,拆解其内部四杆机构结构,分析“曲柄带动摇杆实现雨刮往复运动”的原理,再演示如何根据机构尺寸绘制三视图,让学生掌握“从实物到图纸”的转化逻辑;以搅拌机为例,对比其与雨刮器四杆机构的差异,讲解不同运动需求下的制图调整,强化知识迁移能力。滚动轴承教学选取汽车轮毂、机床主轴案例:通过三维动画展示轮毂中深沟球轴承、主轴中圆锥滚子轴承的装配关系,分析“轮毂轴承需承受径向载荷,主轴轴承需同时承受径向与轴向载荷”的差异,进而讲解两种场景下装配图的画法重点(如圆锥滚子轴承需标注接触角)。液压传动则以液压起重机、液压机床为案例,在微课中展示设备工作过程,拆解其液压系统回路,讲解如何根据“起重升降、机床进给”等功能需求绘制原理图,让学生明白制图与设备功能的关联。

3.自主学习与协作学习相结合

该方法需依托微课的碎片化优势与课堂的互动场景,实现“个性化学习+团队互助”的互补。课前将平面四杆机构、滚动轴承、液压传动的微课按知识点分类上传至学习平台,标注每个微课的学习目标(如“掌握四杆机构类型判断”“学会轴承装配图标注”),学生可根据自身薄弱环节自主选择学习内容,例如基础薄弱的学生先学基础知识微课,学有余力的学生提前学习难点剖析微课,满足差异化需求。课堂上围绕微课内容组织协作学习:以复杂液压传动系统分析为例,将学生分成4-5人小组,每组发放系统案例图纸,要求结合课前学习的微课知识,共同讨论“系统包含哪些回路”“各元件的作用是什么”“如何规范绘制原理图”,小组内分工(如一人负责拆解回路、一人负责标注元件、一人负责总结画法),最后每组派代表展示成果,教师结合微课内容点评补充。通过自主学习夯实基础,协作学习攻克难点,让学生在交流中深化对机械制图知识的理解,提升团队协作与问题解决能力。
结论

基于微课的中职学校机械制图课程实践与应用研究表明,微课在机械制图教学中具有显著的优势,能有效解决传统教学中存在的问题,提高学生的学习兴趣、学习成绩和自主学习能力。未来,随着信息技术的不断发展和教育教学改革的深入推进,微课在中职机械制图课程中的应用将更加广泛和深入,为培养高素质的中职机械类专业人才提供有力支持。

参考文献:

[1]窦陈.微课在中等职业学校数控专业机械制图课程教学中的应用研究[J].职业,2019(34):110-111.

[2]郭耀彩.微课在中职机械制图课程教学中的应用[J].广西教育(中等教育),2022(5):77-79.

[3]王虞锦.中职机械制图教学中微课的应用研究[J].新课程,2022(39):178-180.

[4]林集.谈微课在中职机械制图教学中的应用[J].教师,2021(31):82-83.

[5]戴东海.三维软件与微课结合在中职机械制图教学中的应用——以三视图教学为例[J].湖北农机化,2019(9):39.


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