基于现实环境和虚拟样机技术的动态教学方法研究

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1、基于现实环境和虚拟样机技术的动态教学方法研究：“工程机械设计”课程是机械设计制造及其自动化专业工程机械方向的一门专业核心课，详细阐述了该课程的特点以及实际教学过程中存在的问题，围绕如何调动学生学习兴趣、完善教学手段及实践教学环节等问题的探讨，提出了基于现实环境和虚拟样机技术的动态教学方法，对传统的教学方法进行改革与创新，有利于加深学生对该课程授课内容的理解，提高了学生对三维软件学习的兴趣。教学实践证明，这种方法可以起到营造良好的教学环境、激发学生学习兴趣的作用，切实提高教学质量，从而顺利地实现教学目标。　　关键词：

2、工程机械设计；现实环境；虚拟样机技术；动态教学方法　　简介：郑建校（1975-），男，陕西岐山人，西安建筑科技大学机电工程学院，讲师。（陕西西安710055）才委（1975-），女，吉林长春人，吉林大学机械科学与工程学院，讲师。（吉林 长春 130022）　　基金项目：本文系西安建筑科技大学教改基金项目（项目编号：JG080223）、西安建筑科技大学工程机械设计教学团队建设项目的研究成果。　　：G642.3     ：A 

3、;    ：1007-0079（2011）11-0121-02　　　　“工程机械设计”作为机械设计制造及其自动化专业工程机械方向的专业核心课程，随着人才培养目标的转变和社会对人才的需求不同，该课程更加重视综合能力的培养。但是，该课程理论性和实践性都很强，学习难度较大。经过几代人的努力和多年的学科建设，作为西安建筑科技大学机电工程学院（以下简称“我校”）的重点课程，创建了“工程机械设计”教学团队，并且得到了学校的资助。虽然“工程机械设计”课程在课程体系及教学内容方面进行

4、了一些有益的尝试和改革，取得了一些成绩，但同时也存在一些不足之处：实验条件和实验设备通过近几年的建设有了一定程度的改善，但随着科技的发展，现代工程机械不断进步，需要进一步建设和改善；课程内容应紧随时代发展，应不断充实、不断完善；多种机型的多媒体课件和X络教学资源有待进一步加强。因此，为了便于学生的学习和教师的教学，应对其课程教学和实践内容进行改革和研究，本文提出了基于现实环境和虚拟样机技术相结合的动态教学方法，能够克服基础硬件不足的缺点，不仅是该课程的授课需要，而且也加深了学生对该课程授课内容的理解，具有很大的指导

5、作用。[1-3]　　一、“工程机械设计”课程的特点　　“工程机械设计”是高等院校工程机械类专业的重要专业技术必修课，是学生必备的专业技术知识。主要学习工程机械设计的基本步骤、方法和原理，以常用工程机械轮式装载机或液压挖掘机为例，介绍工程机械的设计过程，对典型液压系统、故障诊断等进行分析。本课程的教学思想采用循序渐进的方式，由局部到整体，由简单到复杂，逐步掌握零部件设计的关键技术和工程机械设计的总体设计思想。在课程安排上注重与其他课程架构的联系和衔接，涉及到的先修课有“机械设计基础”、“机械原理”、“材料力学”、“理

6、论力学”、“钢结构”、“机械系统动力学”和“液压原理”等多门课程。该课程不仅涉及范围广、教学内容多、课时数相对少，而且不同课程之间相互联系，其理论性和实践性都很强，是一门教师难教、学生难学的课程，具有基本概念与基本原理多、应用性强的特点，需要理论教学和实践教学紧密结合。因而，“工程机械设计”是一门理论与实践应用结合紧密的专业基础课，而且在培养学生的实践能力和综合素质方面占有独特地位。　　二、教学过程中存在的问题　　“工程机械设计”是一门实践性很强的课程，而且其内容复杂，机械类型多，整机空间结构复杂，课程难懂，从而使

7、学生在学习中产生畏难和厌烦的情绪。通过调查分析，主要原因有三方面。　　1.教学方式比较单一　　长期以来盛行的“灌输式”、“填鸭式”的教学方法已经不能适应当代学生的学习兴趣，传统教学手段比如板书、模型、教具、挂图、实物必不可少，但是对于各个结构之间关系和整机的运动过程难以形象地动态演示出来，有些学生对设计过程的理解有些困难。例如，轮式装载机的六连杆或八连杆工作装置机构空间运动比较复杂，有些学生不能想象出其空间的运动情况，学生对整个设计过程不能深刻理解，长期以往会出现学不懂、甚至放弃的现象。　　随着现代科技的加速发展，

8、不断有新的产品和技术出现，知识量急增，传统的教学方式已经不能适应课程的教学。因而要采用现代教育技术的手段，给教学提供强有力的支持。　　2.学校硬件条件较差　　由于该课程涉及工作机构空间的运动情况，单靠授课教师语言的描述很难让学生深刻理解机构的运动工况，而且运动工况难以通过画图、挂图等方式表达出来。因此，教学过程中需要一定数量的三维实体教学模型和实验装备，然而