《机械制图》多媒体CAI的研究与实践

摘　要：多媒体技术的直观性、可操作性和交互性等特点，特别能满足《机械制图》的直观形象化教学的需要。在满足教学大纲要求的前提下，创作个性化多媒体课件，运用于课堂教学中，使教师的教学效果得到增强和教学效率得到提高。

关键词：多媒体技术；机械制图；多媒体课件；教学效果；教学效率

　　《机械制图》是工科类专业重要的技术基础课，其研究对象是机械图样，其主要目的是培养学生的读图、绘图和空间想象能力，因此教学过程要加强“由物到图”，又“由图到物”的训练，掌握其转化规律，提高读图和绘图能力[1]2。在教学内容不断优化，教学学时减少，同时教学媒体相对不足的实际情况下，多媒体技术作为现代化的教学手段，具有文字、图形图像、动画、音频和视频[2]85的一体化效果，它的直观性、可操作性和交互性，使其特别适合《机械制图》教学的需要。采用课前编制好的多媒体CAI课件演示教学内容，可以使机械制图课程教学的信息更丰富，教学过程更生动有趣，教学效果得到增强，同时提高教学效率。
　　1、机械制图课程教学运用多媒体的必要性和可行性
　　机械制图课程教学目的之一是培养学生的空间逻辑思维能力和形象思维能力[3]4,这种能力的培养，单纯依靠教师使用传统教学模式授课，使该课程教学达到教学目的有一定的难度，学生很难建立机件的空间概念，教学中的突出矛盾，主要体现如下两方面：（一）学时少。机械制图课程教学学时比较少，在规定的学时内只能完成必要的教学内容的讲授，没有更多的时间指导学生提高绘图、读图技能以及训练和培养学生的空间思维能力、综合创新能力和初步设计能力。（二）教学媒体不足。实物模型数量较少，讲解例题时，不能找到足够多的模型，在讲授部分内容时，教师往往无法讲得很清楚，学生也往往听不明白。传统的机械制图教学模式的教学，教师在课堂上往往要进行大量的板书，画大量的图，重复劳动多，劳动强度大，工作效率低下，往往无法与学生进行充分交流。机械制图课程教学的主要内容是研究用二维平面的“图”来表达三维空间的“物”。如何帮助学生在“图”和“物”之间建立一座桥梁，使他们能在二维平面和三维空间之间自由来往，是传统教学模式很难解决的一个问题。
　　2、多媒体CAI课件创作
　　2.1、多媒体CAI课件设计的特点及指导思想
　　目前市场上不乏优秀的《机械制图》多媒体教学软件，教师可根据学生的特点和教学的需要，在教学软件中选择需要的内容，使多媒体教学更符合实际的教学需要。另外，在满足教学大纲要求的前提下，教师可运用素材库制作个性化的CAI课件，充分发挥每个教师的积极性，使教学以人为本，教学过程更加丰富、多样化，教师可利用AutoCAD、Authorware、Powerpoint、3DS MAX等主要软件来制作一些多媒体课件。例如，在剖视图这一节课程内容中，教师可利用多媒体制作一道关于画零件剖视图的例题，以例题来演示说明零件剖视图的形成及画图的步骤，使学生更容易掌握画剖视图的方法。通过多媒体把较为复杂的抽象的问题比较简单的直观的展示给学生，做到既能使老师省时省力，又能提高学生的的学习效果。
　　2.2、系统设计
　　课件设计的整体框架，画出课件的结构图给出总体概念和开发制作思路，明确课件的教学内容，使用对象及该课件教学要求要达到的教学目标。以机械制图课程中读组合体[3]86这一节内容为例，多媒体制作的总结构图如图所示。

　　　　　　　　　　总结构图
　　2.3、节目脚本编写[2]164
　　节目脚本是课件设计思想的具体体现，是课件制作的依据，也是课件制作的主要环节。脚本编写时，应根据教学目标研究教材，进行教学内容编辑，突出重点和难点。将传统教学手段难以处理的抽象概念，以具体、生动、形象的多媒体技术展现出来，同时注重启发学生应用知识分析，去创造性地解决问题。
　　2.4素材制作
　　在制作过程中需要图像、声音、文字、动画等多媒体素材的收集与创作，因此素材制作是课件制作的重要环节，图像可以通过扫描、数码照相机等获得，也可通过AutoCAD软件制作后导入；文字可以通过PowerPoint直接输入，也可通过从其他软件中导入；动画可以用3DS MAX制作，利用它可以方便的制作三维动画，然后嵌入到课件中，例如读切割类的组合体视图时，通过动画制作，很容易帮助学生建立空间模型。
　　3、多媒体CAI在课堂教学过程的实践
　　3.1、教师充分做好课前准备，设计好教学过程
　　多媒体教学大量的工作要在备课中完成，备课应从实际出发，遵循教学原则，它包括选择或制作课件、搜集资料、书写教案、操作演示等，为多媒体教学做好充分准备。在多媒体教学的环境中，如果使用不当，教师的主导地位容易被削弱，学生容易产生在“看戏”的感觉。这样，不但要求教师熟悉多媒体教学软件的操作及多媒体课件的内容，而且要求教师规划好教学过程，并设计好教学方法。例如：在讲述读组合体的方法时，先要规划好教学过程，首先讲授读组合体的步骤，然后以读压板的三视图为例演示说明读图步骤，并做课堂练习。并设计采用讲授、演示、讲练结合等多种教学方法，使课件的运行与教师的讲授达到最佳效果。这样，教师才能在多媒体教学中处于主导地位，更好地操控多媒体教学。
　　3.2调动学生的主体能动性
  （1）教师对教学内容讲解的同时，通过不同的途径向学生提出问题，让学生带着问题思考，带着问题听课，使学生主动参与多媒体教学。例如影响相贯线的因素有哪些？老师可通过CAI课件进行演示后，让同学总结规律。（2）教师要对比较抽象难懂的内容进行反复演示、重点讲解，务求使学生掌握好难点和重点。（3）教师在演示和讲授课件时，要注意对每个知识点进行归纳小结，使学生对各个知识点的关系有明确认识。避免流水帐，要注意适当的停顿，使学生有反思过程和接受过程，并要求学生把要点记录下来。　　   
    3.3加强课堂练习，巩固所学知识，提高学生绘图技能
　　在多媒体教学过程中，容易产生只注重学生的读图能力，而忽视学生的绘图能力的错误。所以教师在进行教学时，除保证适量的课外作业外，还应安排一定比例的课堂练习。教师在讲授习题时，可采用手工绘图的教学方法，也可采用AutoCAD软件来进行绘图。在培养空间想像能力上起了关键性的作用，学生的学习兴趣和学习热情也会有很大的提高。这样，既提 高了多媒体教学的效率，又提高了多媒体教学的质量。
　　3.4、做好多媒体教学的评价与反馈
　　评价是多媒体教学过程的一部分，可制作或选用多媒体课件，测试学生的读图能力，通过测试，不但获得对制图教学的评价，而且也培养了学生的想象能力和空间思维能力。反馈是完善多媒体教学的一部分，在课堂上，教师要注意观察学生对多媒体教学的接受情况，及时调整教学进度；在课后，教师要反馈学生对所学内容的掌握情况，并通过反馈的信息，研究进一步完善多媒体教学的方法，使多媒体教学更成熟、更完善、更优化。
　　4、结论
　　直观形象化教学是《机械制图》课程教学的突出特点。充分发挥现代教育技术的作用是《机械制图》课程教学改革的一个主攻方向和一大特色。目前，多媒体技术已在教学中普遍应用，大大提高了教学效果和教学效率。该课程充分发挥多媒体优点，又避免其不足之处，建立多媒体教学素材库，提倡教师进行个性化教学。在满足教学大纲要求的前提下，教师运用素材库制作个性化的CAI课件，充分发挥每个教师的积极性，使教学以人为本，教学过程更加丰富、多样化。学生的感受最直接，上过这门课的学生都有这样一个感受：“《机械制图》课程教学采用多媒体非常有利于教学，对一些板书、板图不易描述的内容，用多媒体课件来介绍，方便快捷，效果非常好。”
参考文献：
[1]王謨金 机械制图[M]． 北京：清华大学出版社 2008.4
[2]王知非，贾宗福  现代教育技术基础[M]． 北京：高等教育出版社  2005.12
[3]顾玉坚，李世兰  工程制图基础[M]． 北京：高等教育出版社  2005.