基于虛擬教學平臺的《機械設計基礎》課程建設

姚春玲

[摘 要]隨著信息化的迅速發(fā)展，虛擬教學平臺作為一種新的教學模式，正迅速的發(fā)展并得到了廣泛的應用。針對目前《機械設計基礎》課程傳統(tǒng)教學中所呈現(xiàn)的問題，分析課程的特點，借助計算機技術搭建虛擬教學平臺。

[關鍵詞]虛擬教學平臺 機械設計基礎 仿真

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0275-01

1 前言

隨著高職院校專業(yè)建設和課程體系改革的進一步深入，課程資源平臺建設正成為高職內(nèi)涵建設的重要方面，就資源建設來說，開發(fā)一批卓有成效的資源庫，在高技能人才的培養(yǎng)中，對提高教學質量和教學水平有著積極的作用[1]。

2 機械設計基礎課程的特點及現(xiàn)狀

機械設計基礎是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，不僅具有較強的理論性，同時具有獨立的實用性，它在培養(yǎng)機械類專業(yè)工程技術人才的全局中，具有增強學生的機械理論基礎、提高學生對機械技術工作的適應性、培養(yǎng)其開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。傳統(tǒng)的課堂教學中，內(nèi)容和步驟相對固定，學生只需按部就班的進行學習，在很大程度上是處于被動地位。這樣不利于啟發(fā)與引導學生的思維，激發(fā)學生學習的主動性和積極性，反而養(yǎng)成了學生的依賴性和惰性。作為傳統(tǒng)教學的有益補充，虛擬教學平臺可以為老師和學生提供一個具有交互性、共享性、實時性和綜合性的學習環(huán)境[2]。

虛擬教學平臺的搭建，整合了課程的教學方法和教學資源，激發(fā)了學生的學習興趣，幫助學生更好地掌握教學內(nèi)容，提高教學質量[3]。

3 機械設計基礎虛擬教學平臺的實現(xiàn)

該教學平臺主要有課程學習、課程資源、課程自測和模擬試驗等模塊組成，其功能結構如圖1所示。

3.1 課程學習模塊

該模塊有教學資料和在線課程學習組成，教學資料可以實現(xiàn)對資源的上傳、修改、刪除等功能，包括教學課件、視頻學習、電子講義和課程習題等；在線課程模塊提供了多媒體課件和視頻學習的在線播放功能，在多媒體課件的制作中綜合使用了Powerpoint、Flash、Solidworks等軟件，并且可以使用人機界面交互式來完成對課件的學習。

3.2 課程資源模塊

課程資源模塊包括仿真模型庫、仿真動畫庫和圖片庫三部分。其中仿真模型庫包括：軸、軸套、連桿、齒輪、齒條、凸輪、偏心輪等常用件庫；螺母、螺釘、擋圈、軸承等標準件庫，以及減速器、內(nèi)燃機、自行車、牛頭刨床等典型的機械產(chǎn)品庫。通過對機械零件仿真模型的觀察、機械產(chǎn)品的虛擬拆裝，使學生熟悉機械零部件的結構特征，相互關系，熟悉機械產(chǎn)品的組成、工作原理以及基本工作情況，深化學生對學習和研究對象的感性認識、開拓視野，豐富知識，啟迪創(chuàng)新思維。仿真動畫庫通過對所提供的模型設置運動約束和驅動形式，構成平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等仿真運動模型，通過仿真運動，增強對機構的認識，從而掌握機構的運動特性。

3.3 課程自測模塊

課程自測模塊由試題庫和在線考試組成，其中試題庫可以實現(xiàn)對測試題目的新增、修改、刪除等功能。在線考試可以根據(jù)試題庫及試題的難以權重來自由組成考試套題進行考試?？荚囶}型包括選擇題、判斷題、填空題、簡答題和計算題，學生考試后系統(tǒng)將考試結果直接反饋給學生。

3.4 模擬實驗模塊

實驗模塊包括：機構運動簡圖的測繪實驗、四桿機構類型的判斷實驗、帶傳動的設計、鏈傳動的設計、齒輪范成實驗、減速器的拆裝實驗等。在虛擬平臺中，針對機構運動簡圖的測繪實驗，先利用三維軟件Solidworks、UG等進行機構的實體建模，然后進行運動仿真，學生選擇一個視圖方向，對機構進行結構尺寸的測量，用機構運動簡圖來表述出機構，依據(jù)簡圖進行自由度的計算，如圖2所示。帶的設計實驗中利用Solidworks的插件軟件麥迪工具箱來進行設計，如圖3所示：

4 結束語

將虛擬教學平臺引入機械設計基礎的課改中，改變了傳統(tǒng)的教學模式，大大提高了教學質量。學生可以通過該平臺來隨時隨地的預習、上課、復習等，有效地促進了學生的主動性，使學習變得更加便捷和靈活。

參考文獻

[1] 高職教學資源庫系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J].安徽電子信息職業(yè)技術學院學報. 2012.4.21～23

[2] 吳璟莉.數(shù)據(jù)庫虛擬教學平臺的構建與研究[J].無線互聯(lián)網(wǎng)科技. 2012.203～205

[3] 張燦龍.“模式識別”課程虛擬教學平臺的研究與實現(xiàn)[J].計算機時代. 2014.7.59～61