2020年新型冠状病毒肺炎疫情(简称疫情)影响了我国的教育教学方式,通过慕课、直播、录播、远程指导等多种教学方式,利用软件、平台、网站等多种媒介展开的线上教学成为应对疫情的重要举措[1]。但是在线教学过程中,实操课几乎全面停摆,绝大部分实验课受到了条件限制不得不延期开展。现代信息技术和软件发展神速,应用广泛,为何在辅助教学方面资源却如此匮乏?这是面对教育信息化发展缓慢现状需要思考的问题。
针对实验实操类课程的线上教学难题,各高校纷纷采取了不同的应对措施。基于虚拟仿真实验平台的实验教学在资源库充足的前提下得以在线顺利开展[2-3],或者结合仿真软件、“个人实验室”、在线实境实验等平台开展实验教学[4]。但在虚拟仿真实验平台支持不足的情况下只能将实践类教学环节碎片化[5],实验实操要求较高的部分留待线下补做[6]。虚拟仿真实验平台是目前线上实验教学最有效的方式之一,但不同课程实验操作的需求不同,因此,采用虚拟仿真实验教学模式,既要考虑虚拟仿真平台的建立,又要考虑资源库的建设。
疫情发展至今,总体趋于常态化,但国际形势依然严峻,国内高校教育教学面临线上与线下“突发式”切换的现状及需求。机械加工装备课程是一门需要结合装备实物进行教学的实践性较强的课程,线上教学让学生、教师、实物资源三者空间分离,既影响了教与学的效果,又影响了学生的学习兴趣。在此背景下,本文以机械加工装备课程教学为例,开发了一款装备机构虚拟装配辅助教学软件(简称软件)。
利用虚拟仿真平台辅助教学已成为教学改革的主要方向之一,但需要开发学科各异的课程应用不同的虚拟仿真载体。现在市面上可用于机械领域的虚拟装配仿真软件非常多,典型的有UG,Catia,Creo,SolidWorks,AutoCAD等,这些都是专业的建模软件,技术上也比较成熟。但与之相比较,本文建立的软件在大小、复杂程度、针对性等方面更贴合目前辅助教学需求,主要体现在以下几个方面:一是属于轻量级软件,对操作平台性能及系统要求较低,便于普及;二是零件的结构属性与功能已经统一定义并集成到程序中,操控简单,对操作者的专业基础要求低;三是具有简单的装配、运动仿真功能,主要用于理解机构的工作原理。
1 面向软件全生命周期的设计及开发
2 软件应用及评价
3 结语
本文所开发的软件界面友好、操作简单,对机械制造专业学生来说易于上手。软件机构库里的机构展示详细,有助于机械加工装备课程的辅助教学。软件使用效果有赖于机构库的建立,在其他课程或使用需求下只需更新机构库内容 (修改源程序) 即可。
但目前软件安装操作环境为Windows10,学生在普通多媒体教室上课时无法亲自操作,下一步将实现在通用的手机系统安装软件并操作。另外,软件保存用户数据也是下一步升级优化的目标之一。
参考文献
[1] 张策,徐晓飞,初佃辉,等.疫情期间网络在线教学模式与方法的再认识:基于疫情期间130所高校的调研[J].高教学刊,2022,8(16):1-7,11.
[2] 印尤强,汪颖,杨维东,等.疫情中基于虚拟仿真项目的动物生物学实验线上教学探索与实践[J].实验技术与管理,2021,38(5):29-32.
[3] 沈春颖,邓淇,何士华,等.线上线下混合式实验教学新尝试[J].科技与创新,2021(14):130-132,135.
[4] 张晓莉,王凤华,黄慧春,等.COVID-19疫情期间高校电工电子实验教学条件的多样性保障[J].实验室研究与探索,2021,40(4):142-145,150.
[5] 王文亮,罗清,李新平,等.后疫情时代高校实践教学模式的思考与构建[J].中国造纸,2022,41(5):117-121.
[6] 徐聪.疫情下机械原理实验教学模式的探索与思考[J].中国现代教育装备,2022(3):71-73.
麦青群 涂铨森 广东海洋大学 |