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如何利用多媒體課件提高《機械設計基礎》課程的教學效果

摘要：多媒體教學集聲、光、視頻、動畫于一體，有傳統教學無可比擬的優越性，極大地豐富了課堂教學。本文就如何運用多媒體課件提高《機械設計基礎》課程的教學效果及應注意的問題進行了闡述。
關鍵詞：多媒體課件；教學效果；應用
　　　《機械設計基礎》是機械類專業的一門主干課程，它主要介紹常用機構和通用機械零部件的基本知識和基本設計方法等方面的知識。教材中不少插圖較為復雜且涉及動態的分析過程，采用掛圖、簡易實物模型等傳統的教學方法來說明機械的工作原理、結構、設計理論，教與學雙方都感到比較困難，學生學習也缺乏興趣，無法達到較好的教學效果。運用多媒體課件教學之后，不但使教與學雙方都感到輕松，還提高了教學效果和效率。
　　一、多媒體課件在教學中的作用
　　　有效實現直觀教學運用計算機的動畫制作技術，可將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關內容時巧妙地將現有教具與多媒體課件結合使用，使那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來，清晰的圖像可豐富課堂教學的表現力，從而提高課堂教學效果。如在講解漸開線標準齒輪的嚙合時，由于內容過于抽象，借助傳統的教學方法很難用語言表達一對齒廓或相鄰齒廓不同時刻的嚙合狀況，導致學生很難理解教學內容。筆者在教學過程中先展示一對嚙合的直齒輪模型，之后播放多媒體課件中用Flash做成的一對相互嚙合齒輪運動狀況的動畫給學生觀看，齒輪嚙合過程可用按鈕進行控制，演示時可方便地使嚙合過程停留在任何位置。這樣，學生能清晰地觀察到一對齒廓或相鄰齒廓在不同時刻的嚙合狀況，為講解漸開線標準齒輪的正確嚙合條件與連續傳動條件做好準備。又如利用Flash動畫來演示曲柄搖桿機構、曲柄滑塊機構的工作過程，學生對機構的工作過程一目了然，對極限位置、死點、極位夾角等抽象的概念也能有一個明確的理解。
　　幫助學生建立正確的概念，有利于優化學生的接受過程學生接受某一知識，必須具備一定的基礎。如果所學知識過于抽象，或者所學知識過于復雜，或者所學知識過于陌生，從而與學生現有的知識基礎間存在過大的距離，那么他在學習中就會比較困難。在傳統的《機械設計基礎》課堂教學中，許多章節的內容由于事物不容易表現，學生又缺乏相應的經驗，因此學生不能很好地認識事物。而利用多媒體課件對一些變化過程進行演示，運動模擬可幫助學生建立相應的經驗，可把抽象轉化為具體，把復雜的知識分解為比較簡單的知識，把陌生的知識化為熟悉的知識，從而消除“距離”感，便于接受，在學生、教師和教學內容之間形成相互關聯的紐帶，建立互相溝通的渠道，從而幫助學生建立正確的概念。如在齒輪傳動一章授課過程中，學生對漸開線的形成等內容的理解較困難。在教學過程中，對漸開線的形成、漸開線的性質、齒廓的嚙合特性等內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畫演示，然后對漸開線上各點進行齒形角和受力分析，學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態顯示，又能使學生對漸開線齒廓的嚙合特性有更深刻的理解。
　　激發學生的學習興趣，活躍課堂氣氛，提高教學效果傳統的課堂教學媒體簡單，教師在培養學生學習興趣時，一是依賴于教學內容，二是依賴于教師的教學藝術，但這種依靠個人水平而完成的目標，往往只有少數教師才能達到。課堂教學采用多媒體課件，其形式新穎、活潑，再加上圖文并茂的效果，使學生看到直觀、生動的現象，可以把沉悶的教學過程演繹為一個個生動活潑的教學場景，從而激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，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習重點和難點，從而提高教學效果。
　　二、多媒體課件在教學中的應用
　　　　應用于課堂教學運用多媒體課件進行教學，只是一種教學手段和方法的改進。多媒體教學的目的在于幫助學生理解與掌握教學內容，給學生展示教師的思維過程和教學內容內在的聯系。因此，在選擇和確定多媒體課件教學內容時，必須對教學內容和教學對象進行認真分析，認定哪些內容有必要采用多媒體課件進行教學，運用多媒體課件教學對學生有什么幫助，不用多媒體課件教學對教學有什么影響等。就《機械設計基礎》課程而言，多媒體課件教學主要應用于機械的運動原理、特性分析、設計原理等內容抽象并且難用語言表達的部分。例如，平面機構的結構分析、平面四桿機構類型及應用、鉸鏈四桿機構的演化、圖解法設計凸輪機構反轉法原理、齒輪機構、帶傳動受力及應力分析、螺紋連接結構設計、軸的類型及結構設計、滾動軸承類型及結構、滾動軸承的組合設計等。利用多媒體課件中的動畫演示，加上教師的詳細講解，使學生對一些抽象、模糊的機械運動、工作原理、內部結構有更清晰的感性認識，接受起來比較容易，從而提高教學效果。如在講授用圖解法設計凸輪輪廓時，將凸輪機構運動時各構件的運動情況及凸輪機構經過反轉法原理處理后各構件的運動情況用Flash動畫分別演示出來，然后對照分析，引導學生思考這兩種運動的異同，進而得出結論：兩種情況下各構件的相對運動并不改變，因此可知經過反轉法處理的凸輪機構可看成凸輪處于相對靜止狀態，從動件尖端始終與凸輪接觸，尖端的運動軌跡便是凸輪的理論輪廓。實際上這時凸輪輪廓的設計也就轉化為設計凸輪機構從動件尖端相對凸輪的運動軌跡，而由動畫片段已清晰看出用反轉法處理后的凸輪機構從動件尖端相對凸輪的運動，是既繞凸輪輪心轉動又沿凸輪徑向線移動。如果已知凸輪的基圓半徑、凸輪轉向、從動件的位移線圖，很快就能設計出凸輪輪廓。由于將書本上靜態的概念變成生動、形象、直觀的動態形式，充分發揮了學生的觀察力，促進了學生的求知欲，學生更容易理解掌握，因此提高了教學效果。而在講解帶傳動和齒輪傳動的設計計算時，筆者則采用傳統的“黑板+粉筆”的教學方式。通過適當的板書和詳細的講解讓學生明確設計的方法步驟，并在講解設計計算的過程中指導學生查閱相關資料，這種方式既可增加師生之間的交流，及時掌握學生的學習情況，又能培養學生動手查閱資料的能力。
　　應用于習題課和課程設計這部分多媒體課件內容主要選擇機構的設計、零部件的設計等，使學生達到“一題多改”（即對同一題目反復改變已知條件下的解答方法）、“一題多解” （即對同一題目可用各種不同的解答方法）的目的。如在鉸鏈四桿機構的判定練習中，通過改變不同的桿件為機架來判定機構的類型。又如在軸系的設計練習中學生可通過點擊習題中預先設置的各種情況來逐步完成軸系的設計。這種圖形互動的練習方式，可以使學生輕松鞏固已學知識，獨立完成練習，從而提高分析問題、解決問題的能力。
　三、運用多媒體課件教學應注意的問題
　　　　要準確把握教學過程中教師的作用，防止教師主導功能的退化，成為課件的解說者和機器的操作者發揮教師的主導作用是學生有效地學習知識、發展身心的必要條件。如果課堂教學沒有教師對教學內容的深刻剖析講解，沒有教師對教學進行引導，啟發學生積極思維，將不利于培養學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節奏加快，學生的思維處于高度緊張狀態，稍有疏忽就會跟不上，來不及對教學內容進行思考，反而達不到好的教學效果，這是應該加以注意的。
　　要重視學習情況的反饋使用多媒體課件教學，雖然形象、直觀，學生好理解，但這是一種表面現象，只是理解并沒有真正掌握，往往出現不能舉一反三、作業不會做的現象。這正說明使用課件只是一種手段，而不能代替課堂教學。因此，使用課件教學時，教師一定要十分重視學生學習情況的反饋，并根據反映出的問題及時給予解惑釋疑。 
　　多媒體課件只是課堂教學的一種輔助教學手段，整個教學環節的設計、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，學生變得主動，才能達到錦上添花的效果。
　　　參考文獻：
　　陳立德.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社