Inventor在“机械基础”云课堂教学中的应用

陈健宇

摘 要 随着计算机虚拟技术的不断成熟和虚拟技术操作不断更新，云课堂的应用也变得更广泛、更灵活、更智能。在“机械基础”云课堂教学中，由于授课条件的限制，给授课教师和学生带来一定的授课难度和理解难度。本文通过自身教学实践，从“机械基础”云课堂教学出现的问题及教学效果等问题入手，并结合Inventor进行辅助教学，从而有效地改善教学效果进行探索和研究。

关键词 Inventor 机械基础 云课堂 教学效果

中图分类号：G424                                  文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.061

Application of Inventor in Cloud Classroom Teaching of "Mechanical Foundation"

CHEN Jianyu

（Guangdong Lingnan Industry & Commerce First Technician College， Guangzhou， Guangdong 510800）

Abstract With the continuous maturity of computer virtual technology and the continuous updating of virtual technology operation， the application of cloud classroom has become more extensive， more flexible and more intelligent. In the cloud classroom teaching of mechanical foundation， due to the limitation of teaching conditions， it brings certain teaching difficulty and understanding difficulty to teachers and students. In this paper， through their own teaching practice， from the "mechanical foundation" cloud classroom teaching problems and teaching effect and other problems， and combined with inventor auxiliary teaching， so as to effectively improve the teaching effect of exploration and research.

Keywords Inventor; Mechanical Foundation; cloud classroom; teaching effect

1 “機械基础”云课堂教学的现状

1.1 “机械基础”课程基本情况

“机械基础”课程是一门讲授机械基础相关理论知识的专业基础必修课程，是机械类专业必学的一门专业基础课。课程主要内容包括：机械传动、常用机构和轴系零件等知识。其教学目的是让学生获得从事与机械类相关工作所必须具有的理论知识与技能，掌握机械的传动方式及常用机构等知识点，为继续学习专业技术课程和职业生涯发展奠定基础。

1.2 云课堂教学现状

云课堂教学可以给教学带来很多的便利，但因“机械基础”课程理论性较强且工作原理较为抽象，课堂教学中需紧密联系实际、联系日常生活实例及生产加工中的实例进行分析，便于学生对知识点的掌握。因此云课堂教学也给“机械基础”课程教学中带来一定的教学难度。

1.3 云课堂教学的特点及功能

学生和教师只需通过互联网及教学软件或小程序就可以在各虚拟平台上进行教习。教师也可以多样化地进行授课，甚至更加方便地结合网络资源进行教学，而非局限于传统课堂之上实现学习。且云课堂教学基本都有回放功能，便于学生课后进行回顾授课内容，加强对知识点的理解。

2 “机械基础”云课堂教学存在的问题

2.1 课程实践性较强，机械原理较为抽象

“机械基础”课程涉及机械中常用的机械传动和传动机构等有关基础知识，应用广泛且原理抽象。因部分学生空间想象力缺乏，如果只靠教材上的学习内容和举例还是远远不够的，还需结合更多的实例进行教学，所以在课堂教学中需要准备更多的实例和模型进行分析，便于学生对知识点的掌握。

2.2 受教学环境限制，实物展示不清晰

云课堂教学可以给提供多样化的教学方式，但在实物展示方面，云课堂教学还是略逊于常规课堂教学。在常规课堂中，学生可以在模型室通过拆装或驱动模型观察机械传动和传动机构等工作原理和实际运动，而云课堂教学学生只能通过平台观察教师做实物演示，对于知识点的掌握和理解不够透彻，给教学效果带来一定的影响。

2.3 课前准备工作量大，模型种类较多

“机械基础”课程涉及知识面广，而且机械传动和传动机构等变化方式也比较多。所以教师在课前需要提前准备好模型，而且在云课堂教学时，教师需要准备的模型还需结合学生的想象能力和模型演示清晰程度进行选择模型，加大授课教师的备课难度。

2.4 模型不具备多功能性

常用教学模型中，大部分“机械基础”模型只能了解机械传动原理及传动机构的工作原理等（如凸轮机构、齿轮传动等），对于机械传动和传动机构的应用和注意事项都不能清晰地展示。模型选择还要考虑到零件和零件之间的配合关系，部分精密配合的模型也很难有条件进行拆装、观察和学习。

2.5 教学管理难度较大，学生学习积极性下降

云课堂教学模式无法让老师与学生做到面對面交流，教师只能做到“言传”而无法做到“身教”。教师也无法对学生进行有效的监督，学生只能凭借个人自控能力进行学习。部分缺乏自律性的学生会出现旷课、挂机等无心向学的现象，进而影响教学效果。

针对以上云课堂教学所出现的情况，笔者在“机械基础”云课堂课程教学中，尝试结合Inventor辅助云课堂教学，让课堂更贴近于实际，让学生更清晰、简单地进行云课堂学习，让教师可以轻松地进行备课和授课。提高云课堂教学效果，降低云课堂管理难度。

3 Inventor在“机械基础”云课堂教学中的应用及部分案例

结合inventor进行授课需教师课前准备好上课虚拟模型，其中还需约束模型中零部件间的配合关系及相互运动关系等。本文选取“机械基础”云课堂教学中部分模型为例，介绍Inventor在“机械基础”云课堂教学中的应用。

图1

3.1 台虎钳模型

图1为台虎钳模型，通过在Inventor中进行创建实体、装配及约束等过程，让模型中各零件之间都具备相应的配合关系，让螺杆和螺母间具有确定的运动关系。在云课堂授课时可通过该模型分析“机械基础”中的螺旋传动等知识点。其中包括：（1）普通螺旋传动的应用及其工作原理;（2）普通螺旋传动螺母移动方向的判定。

3.2 手压阀模型

图二为手压阀模型。通过Inventor中进行创建实体、装配及约束等过程，让模型中各零件之间都具备相应的配合关系和运动关系。再将部分零件设置为透明，可以清晰地观察模型内部结构，了解手压阀的运动方式及工作原理。在云课堂授课时可通过该模型分析“机械基础”中的运动副及移动导杆机构等知识点。其中包括：（1）运动副中的高副和低副的工作原理及其应用方式;（2）常见的转动副、移动副、螺旋副的应用特点、工作原理及应用场合等;（3）平面四杆机构中的曲柄摇杆机构演化成移动导杆机构后的工作原理及应用场合。

3.3 涡轮螺旋桨发动机模型

图三为涡轮螺旋桨发动机模型，图四为涡轮螺旋桨发动机内部结构图。通过Inventor中的正齿轮零部件生成功能可快速生成标准齿轮，并对其它零部件进行装配及约束等过程，让模型中各齿轮及其他零部件之间都具有相应的配合关系或啮合关系，通过隐藏部分零件可清晰观察发动机内部结构及齿轮传动方式。在云课堂授课时可通过该模型分析“机械基础”中的齿轮传动及轮系传动等知识点。其中包括：（1）齿轮传动和轮系传动的类型、特点及应用;（2）齿轮传动和轮系传动中各轮转向的判定;（3）齿轮传动和轮系传动传动比的计算及传动比和齿轮转速之间的关系。

4 Inventor在“机械基础”云课堂教学中的应用效果

4.1 提高学生的学习兴趣，降低云课堂管理难度

采用Inventor进行辅助教学，可以更方便地对云课堂中的知识点进行讲解，也可以更灵活地对模型进行展示。让教学更贴近于实际，让云课堂变得更加有趣，同时降低教师的授课难度。让学生更多地参与到云课堂教学活动中，更好地调动云课堂的学习气氛，提高学生的学习兴趣和积极性。

4.2 更加清晰地了解模型结构，加深知识点的理解

采用Inventor进行辅助教学，可以通过对模型进行模拟拆卸和模拟运动，让学生了解设备的结构及组成。对于部分内部结构难以进行表达的设备，可以采取对部分零件进行透明化或隐藏，让学生更清晰、更方便地进行学习，加深对机械传动、常用机构和轴系零件等知识点的理解。

4.3 可建立复杂结构及设备模型，节约耗材

Inventor可用于创建各类简单或者复杂的零部件，对于一些价格较贵的模型和设备都可以通过Inventor进行设计和展示。对于部分精密配合且很难有条件进行拆装和学习的设备也可以通过Inventor进行模拟拆卸和运动仿真等进行展示，进而有效地降低模型和耗材的损耗。

4.4 可建立虚拟模型库，提高工作效率

对于Inventor中已建立好的虚拟模型，教师可以利用课余时间进行整理、改善、归类和保存，将虚拟模型建立模型库。进而更加方便教师课前进行备课和课堂授课，提高备课效率和教学效果。

5 Inventor在“机械基础”云课堂教学应用中的教学反思

5.1 对教师要求较高

结合Inventor辅助云课堂教学需要求教师掌握Inventor的使用方法，虽说Inventor设计流程变得简单化、专业化，上手难度有所降低。但也给部分対软件不熟悉的教师会带来大量的工作负担，备课难度加大。所以要求教师多加强自身业务学习，让课堂变得更加丰富多彩，提高课程教学效果。

5.2 需做好学生学习态度的引导

云课堂之所以授课难度大主要在的学习态度和学习积极性上。结合Inventor进行授课，虽说学生学习积极性和教学效果有明显的提高。但个别学习态度不端正的学生还有存在学习不认真等现象，在平时授课中还需加以关注和引导。

5.3 采用集体备课可降低工作量

因为结合Inventor进行辅助教学时需设计大量的模型，特别在没有虚拟模型库的情况下，会加倍增加教师的备课难度。所以采用集体备课可以将任务进行划分，最后再进行资源整合可以降低教师的备课难度，提高工作效率。

6 结束语

通过Inventor完成本课程云课堂教学实践和总结后发现，该软件不仅适用于云课堂教学，在常规课堂教学中应该也可以起到不错的效果。该方法不仅可以让学生更简单、清晰地进行学习，还可以提高学生的学习兴趣和学习效果。同时可以很好地辅助课堂教学活动的开展，降低教师课前备课和课堂授课难度，更清晰地对知识点进行讲解，让课堂更贴近于实际。在教学中，如果教师能充分利用好Inventor进行辅助教学，定能有效地提高教学效果。

参考文献

[1] 李娜.浅谈Inventor在机械专业课教学中的应用[J].电子测试，2015（21）：162-163.

[2] 王韬.微课在中职学校机械基础教学中的实践与思考[J].林区教学，2020（03）：40-42.

[3] 王鑫，王璐.浅谈Inventor在机械制图教学中的应用[J].内蒙古教育，2019（08）：41-42.