机械装调基本技能数字化教学软件的开发与实践

◆彭 敏

(长春市机械工业学校)

一、教学软件开发背景

为体现中职“以服务为宗旨、以就业为导向”的教育方针，配合我校国家改革发展示范校重点建设机电技术应用专业建设，我校进行了基于工作过程的机械装调基本技能课程开发。在课程调研的基础上，通过对课程对应工作岗位进行分析，确定岗位典型工作任务，分析工作过程，确定职业能力，以机械零件的手动加工、机械零部件的装调为主线，以典型工件及零部件为载体，设计了15个来源于企业和职业资格认证内容，经过教学化改造的工作任务载体为教学项目以承载知识和技能的传授，在此基础上编写了机械装调基本技能校本教材。

随着科学技术的发展，教育理念的更新，信息化教学手段在教学中显示出无法比拟的优势。数字化教学资源的开发有利于教师专业水平的提高、为教师的教和学生的学提供优质的教育资源支持共享、优质内容共享、教学设计思想的共享，成为解决当前教育资源建设效能和效益的最佳突破口。

二、教学软件开发过程

1.数字化教学软件功能设计

(1)漫游功能

此功能可以实现认识现场环境，认识现场设施、设备，认识现场安全生产，使学生获得良好感知认识，提高学生兴趣。

(2)演示功能

此功能可以将教师难以讲解的机械内部结构及运动原理生动逼真地用三维动画形式动态展示。使操作者熟悉操作程序，了解操作过程逻辑关系;熟悉工具使用及安装拆卸顺序关系;高度重视安全操作与安全生产及误操作所带来的严重后果。

(3)互动功能

此功能利用鼠标、键盘的操作，对屏幕画面仿真实物实施自主操作，实现实操实训前的计算机虚拟仿真教学。使学生对课堂教学内容加深理解，并充分记忆。

(4)考核功能

此功能可以实现理论考核和实训考核的信息化;实现验证学习能力，突出核心技能点;考查核心技能点操作是否科学、合理、灵活，是否符合安全操作与安全生产。

机械装调基本技能数字化教学软件与校本教材内容相配合，前九个项目既包括理论知识，又包括实训内容;后六个项目是典型的拆装实训，在设计软件功能时，将前九个项目定义为理实一体教学软件，后六个项目定义为虚拟仿真实训教学软件。

理实一体教学软件利用软件的漫游功能，带领学生畅游在壮阔的机械装调场景之中，激发他们强烈的好奇心和求知欲;安全文明生产图文并茂，帮助学生树立正确的生产意识;利用软件的演示功能，清晰展示工量具的结构、钳工基本操作方法等，便于学生理解和掌握，将教师从枯燥的理论讲解中解脱出来。项目的实施是重点，为便于“教、学、做”一体化教学模式的开展，软件设计了“教师教一教”“学生做一做”两个功能模块，利用软件互动功能培养学生工具选择能力。该软件主要应用数字化教学软件的漫游、演示、互动功能，既便于教师的教学，又可用于学生的自主学习。

虚拟仿真实训教学软件遵循中职生“感知——表象——概念”的认知规律，设计了获取新知、巩固强化、勇士闯关、拓展提高四个功能模块。

获取新知功能模块帮助教师完成教学重点:部件的装配、精度检测与调试。软件利用装配图的识读、装配工具的选择、装配工艺的确定、装配工作的实施、装配精度的检测、试车六个装配步骤作为工作按钮，帮助记忆装配过程。装配图的识读从平面到立体、抽象到直观，丰富学生的空间想象力。透明、缩放、旋转、隐藏更加细致清晰展现零件结构。装配工具的选择提供多种装配工量具，可选取项目所需工量具到工具箱内。装配工作的实施可连续演示装配与调试全过程，激发学生兴趣。装调工作结束后，进入试车，点击手柄，在虚拟的世界中体验成功。

巩固强化功能模块利用软件互动功能，搭建了学生自主操作平台。进入该模块后，同时点击零件名称和相应位置以培养学生读图能力。实施装配工作时，操作者以第一人称视角进入场景，进行装配。整个过程帮助按钮随时给出参考工艺以利于学生的自主学习。

勇士闯关功能模块利用软件的考核功能实现对教学效果、学生能力的评价。需要按照装配步骤逐一进行操作，软件不给出任何提示信息。试车后，根据学生闯关时间打出分数，完成考评。

拓展提高功能模块提供更加丰富的实际机床精度检测信息，拓宽视野，潜移默化中提升能力。

2.数字化教学软件脚本的编写

在确定了软件内容与功能的基础上，将需要在软件上展现的动画、功能、文字、图片等以文字的形式清晰地表达出来，完成软件脚本的编写。

3.数字化教学软件的制作

由专业软件制作公司的多媒体技术人员、美术创作人员及其他工作人员相互配合共同完成软件的制作。

三、机械装调基本技能数字化教学软件教学实践

为验证基于工作过程机械装调基本技能课程改革和数字化教学软件的实际效果，将课程应用于机电技术应用专业教学中。课程的实施在理实一体教室内进行。在做中教，在做中学，以工作过程为导向，发挥学生的主观能动性。每个项目的教学过程设计为课前复习、新课讲授、项目总结、知识拓展四个环节。其中新课讲授以项目引入、布置任务、制订计划、项目实施、检查评价五个步骤展开教学。

1.项目引入

利用仿真软件，创设项目情景，使学生明确项目的现实工作意义，激发学生实施项目的热情。

2.布置任务

采用任务驱动法，学生分组，下发工作任务书，明确项目内容和要求;下发任务进度表，掌握工作的进度安排，树立良好的时间观念;下发评价单，了解评价标准，督促自觉遵守。

3.制订定计划

下发项目图纸、工作页、工艺卡片。学生讨论，制定工艺方案，填写工作页和工艺卡片。此过程采用引导文教学法、小组讨论法，教师巡回指导，及时发现问题，启发引导，提出建议，鼓励学生突破思维，大胆创新。

4.项目实施

小组选派代表陈述工艺方案，教师指导，提出建议，利用教学软件验证工艺的合理性;利用软件的评价功能对学生的工艺知识进行考核，确定最后方案。按照工艺方案，学生实际加工或装配。

5.检查评价

从理论知识、实践技能、安全文明生产和职业素质培养等方面，通过自评、互评、教师评价等方式对学生进行全面评价。此过程采用示范教学法，对操作进行检查，教师帮助学生纠正错误，对需要指导的个人进行指导。

在课程实施之后，通过与学生、专家的交流、反馈，他们普遍认为基于工作过程的课程借助数字化教学软件，采用多种教学方法，技能训练过程中适时、适度地融入理论知识，体现了实用性、针对性和形式多样性原则，实现了教学方法的转变。