摘 要：计算机多媒体技术（简称ＣＡＩ）在处理图形，设计创作三维立体模型，集文字、声音、图形、图像、视频、动画于一体，实现“人机”对话、迅速反馈教学信息等方面具有独到的作用。在机械制图教学中运用ＣＡＩ，处理好教师主导作用的发挥及实现教学目标的关系， 发挥ＣＡＩ交互性强、共享性好、信息量大的优势，是提高机械制图课堂教学效率的有效途径。
关键词：ＣＡＩ 机械制图 课堂教学 辅助性
一、ＣＡＩ教学是机械制图教学改革的必然
机械制图是一门系统性和实践性强，并且逻辑思维严密的技术基础课。
随着现代科学技术迅猛的发展，计算机辅助教学技术（Computer Assisted Instruction，简称ＣＡＩ）的日趋成熟，已能将文字、声音、图形、图像、动画等综合成有机整体，突破了传统媒体的“线性限制”，具有直观性强、表现力丰富、交互性强、共享性好、信息量丰富等特点，是提高机械制图课教学效果，促进和培养学生空间想象能力和空间思维能力的重要途径。将ＣＡＩ引入机械制图课教学，是新时期课堂教学改革的必然结果。
二、ＣＡＩ在机械制图教学中具体应用
（一）虚拟三维空间，培养学生空间感。
图样是工程界的技术语言，主要研究的是空间物体与平面图形的相互转换。要想学好这门课，除了要有扎实的平面作图基本功，还需要有很强的空间想象能力和空间思维能力，而职高学生在这方面的能力还相当薄弱。传统的教学手段，受到条件的限制，很难在这里有较快的突破，而借助ＣＡＩ可直接虚拟出动态的、逼真的三维空间，帮助学生很快地摆脱时空的束缚，从而帮助和促进学生对三维空间的认识与理解。例如：机械制图中空间点、线、面的投影是机械制图教学的重要组成部分，也是培养学生空间感的一个重要窗口。这部分内容掌握的熟练程度直接影响到后续章节的学习。在讲授空间点的投影时笔者设计了如下动画流程：
1.运用Flash技术动态虚拟出一个色彩鲜明的三投影面体系。
2.利用经技术处理后的字母和文字分别标出Ｖ（正投影面）、Ｈ（水平投影面）、Ｗ（侧投影面）及ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ投影轴。
3.向虚拟的三投影面体系中动态引入一个彩色小球作为空间点Ａ。
4.模拟一组平行光线使其通过彩色小球（空间点Ａ）分别垂直射向Ｖ面、Ｈ面、Ｗ面，在三个投影面上分别得到小彩球（空间点Ａ）的影子（投影）a′、a、a″。
5.用直线段分别连接Ａa″、Ａa′、Ａa，即为彩色小球（空间点Ａ）到Ｗ面、Ｖ面、Ｈ面的距离，也就是彩色小球（空间点Ａ）的Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标。
6.保持Ｖ面不动，将Ｈ面、Ｗ面按规定的方向旋转展开，摊平在同一个平面上，并拉伸有关线段后可得到彩色小球（空间点Ａ）的三面投影图。
7.采用文字图片，叙述、总结空间点的投影规律。
通过这一形象、逼真、立体的动画模拟，学生直观地看到了三投影面体系的空间结构，及由三维空间展开过渡到二维平面的动态过程，再加上声音及教师的辅助讲解，能在学生脑海中留下深刻印象，有利于培养学生的空间想象能力和空间思维能力，便于学生的领悟与理解。
（二）创建三维实体模型，帮助学生分析、解决问题。
机械制图课本中、习题中有些形体零件的结构是比较复杂的，但学生的空间思维能力、分析问题的能力是相当有限的，所以在传统的教学模式中，往往会出现教师在课上讲得“热火朝天”，而学生听得却是“冷若冰霜”、毫无反应的现象。为了使课堂教学符合从形象到抽象，由感性到理性的认识规律，适当引用ＣＡＩ进行课堂教学会收到良好的效果。例如，在讲授利用形体分析法画轴承座组合体视图时笔者设计了如下动画流程：
1.动画引入轴承座的三维实体彩色模型。
2.利用Pro ENGINEER将轴承座的三维实体模型炸开分为底板、支撑板、圆柱筒、肋板四个组成部分。
3.利用动画分别单独演示四个组成部分的结构形状。
4.利用动画按底板→支撑板→圆柱筒→肋板的顺序将四个组成部分装配为轴承座组合体模型，以便于学生观察、分析各组成部分的相对位置和连接关系。
5.将轴承座三维实体模型按不同视角进行旋转，以确定三视图的主视方向。
6.利用画面显示轴承座三维实体模型的各组成尺寸，便于合理选择、确定图幅及绘图比例。
7.运用Pro ENGINEER的工程图功能，逐步演示形体分析法画轴承座组合体视图的具体步骤：画作图基准线，作底板的三视图，作圆柱筒的三视图，作支撑板的三视图，作肋板的三视图，检查、修改、加深完成图样。
ＣＡＩ教学给学生的感官刺激远远超过了传统的耳听眼看的强度。通过以上对轴承座三维实体模型的创建及声形并茂的动画演示过程，既吸引了学生听课的注意力，激发了他们的学习兴趣，又培养了他们观察、分析、解决问题的能力，使学生对利用“形体分析法”画组合体视图有了更深刻的认识与理解，提高了课堂教学效果。
（三）建立实用图库，提高教学效率。
用传统的教学方式教师往往需要在板书图形上花去太多的时间，严重影响了教学效率和教学进度，既不利于教师的教，也不利于学生的学。而利用计算机绘制图形，教师可以根据教学内容、教学目标事先精心准备好形体图样，不仅绘图精确度大大提高，而且可以省去很多课堂作图时间。其次教师在黑板上留下的图形只能是静止的，而利用多媒体制作出的图形，不但可以表现出动态的、彩色的图形，还可以图、声并茂，并可以对各组相关图形进行比较、归纳、总结。学生不仅很容易接受理解，更重要的是能激起学生学习的主动性，使学生在掌握知识的同时学会了学习方法，提高了思维能力。
三、在机械制图教学中应用ＣＡＩ须注意的问题
（一）要充分认识ＣＡＩ在机械制图教学中的局限性
ＣＡＩ弥补了传统教学手段中的一些缺陷，但就目前而言，大量的ＣＡＩ课件还需要学科教师自己动手制作。由于计算机多媒体是一种新兴技术，所以制作的ＣＡＩ课件本身还需要不断地自我完善。又由于机械制图知识的系统性、实践性和逻辑思维性，我们不可能用ＣＡＩ解决机械制图课程中的所有问题，也不可能让教师每一节课都利用ＣＡＩ来辅助教学。利用ＣＡＩ也要紧密结合教学内容和教学目标，课本有些内容是不能用计算机来解决的，而有些问题也不需用ＣＡＩ来解决，对于利用传统教学手段就能让学生掌握的知识内容，大可不必一味费时费力地制作ＣＡＩ课件。
（二）要认清ＣＡＩ教学的辅助性
ＣＡＩ的教学实践证明：计算机无法取代教师，仅仅在“辅助”的意义上扮演着自己的角色。因为计算机呈现的大部分是感性材料，只是学生形成理性认识的基础。引导学生实现感性到理性、形象到抽象的飞跃，离不开教师的指导和点评。另外，我们在进行多媒体辅助教学时，要因“课”制宜，对课件的内容、课件呈现的时机、课件呈现的次数作恰当的处理，在课本知识的延伸处，课堂教学的关键处、思维发展的障碍处恰当使用CAI课件，充分体现教师的主导性和创造性，形成一种良好的“机随人转”的多媒体课堂秩序。在处理人、机关系时，我们要遵循“以教师为主导”、“以学生为主体”的原则。
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