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【摘要】借助虚拟技术和三维建模技术,实现了液压与气动技术教学资源立体化、动态化、可视化和网络化,解决了项目教学过程中师资力量相对缺乏的问题。
【关键词】虚拟技术 三维建模 立体化
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0217-01
液压与气动是二十世纪四十年代发展起来的一门新型传动技术,尤其是与微电子、计算机技术相结合后,已发展成为包括传动、控制和检测技术在内的一门完整的自动化技术[1],广泛应用于现代化工业生产中。
贴合企业需求和高职人才培养实际,经过多年的课程建设,我院《液压与气动技术》已经建设成为无锡市精品课程,通过课程组成员的国外学习和国内交流,针对液压与气动技术理论与实践结合紧密的特点,在教学环节中逐步引入“项目引导,任务驱动”的理念,通过江苏省机电课程群等项目资金建设了完善的液压与气动实验室。
但是在项目教学实践过程中存在一个瓶颈问题:师资力量相对缺乏。在国外的项目教学过程中,一个老师指导几个学生,这样可以根据教学内容设计一个大的项目分解为多个任务,为学生提供了具体现实的学习情境,通过教师引导,学生以团队形式独立完成,通过项目的实施,培养学生分析问题,解决实际问题的专业能力和团队协作的职业素质。而国内一般为40人同时上课,即使任务内容设计的再简单,实施也是不可能的。针对这一现实问题,在新一轮的课程建设中,课程组提出了立体化教学资源的建设课题。
一、立体化教学资源规划
分析现有条件,实验室硬件已经完全满足项目化教学的需要,师资力量的相对缺乏主要体现在教师的引导作用,因此,在立体化教学资源的建设,主要解决如何引导学生完成实践任务,并留有足够的时间完成各个环节的学生综合评价问题。
虚拟现实技术是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的虚拟技术交叉学科[2],对该技术的研究始于20世纪60年代,虚拟技术早在20世纪70年代便开始将其用于培训宇航员。目前,虚拟现实已被推广到不同领域中,得到广泛应用。虚拟现实是用户可以和一个由计算机产生的三维立体空间中的对象交互,除观看外还可以在空间中随用户的意志自由操纵其中的对象,进而产生相当的融入感及参与感。
具体做法,针对项目化的教学内容,通过虚拟技术建立立体的实践平台,借助于多媒体教学手段,引导学生完成教学过程。
在立体化教学资源的建设中,为保证与工业现场的一致性,采用三维建模技术,按照实际元件的图纸尺寸建立立体元件库,结合实际的实验平台建立元件调用和系统构建平台。
二、立体化教学资源建设内容:
液压与气动技术项目化教学主要内容为元件认知和系统调试,贴合课程内容立体化教学资源的建设内容主要有三维元件建模,虚拟拆装平台构建和虚拟系统平台构建三个方面。对比现有课程资源主要进行了四项转化,以齿轮泵为例。
1.二维图片立体化
3.系统结构可视化
4.教学资源网络化
所有的教学资源均为电子文件,借助于网络平台实现远程教学和自学环节的虚拟实验。
三、总结
液压与气动立体化教学资源已经初步在教学过程中获得应用,突出了教师的引导作用,特别是在实践教学环节,增强了学生的动手实践能力。回顾液压与气动立体化教学资源建设过程,主要有以下两个方面认识:
1.可操作性
教学资源建设要突出教和学两个环节的可操作性,不能只停留在理论的可行和建设上,要充分利用现有条件,解决现有问题,实现教学资源理论和实践的统一。
2.开放性
教学资源的开放性既包括本课程引入新技术新方法新内容,也包括与其它课程体系的有机融合。液压和气动技术在实际使用中,必然要结合机械技术和电气控制技术,通过后续机械和电气立体化教学资源的建设,借助虚拟技术,逐步建立机电课程群综合知识的教学资源。
参考文献:
[1]信息技术在液压传动教学中的应用探讨[J];教育理论与教学研究2011年第7期
[2]张中熊.虚拟仪器技术分析与设计[M].北京:电子工业出版社,2007
【关键词】虚拟技术 三维建模 立体化
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0217-01
液压与气动是二十世纪四十年代发展起来的一门新型传动技术,尤其是与微电子、计算机技术相结合后,已发展成为包括传动、控制和检测技术在内的一门完整的自动化技术[1],广泛应用于现代化工业生产中。
贴合企业需求和高职人才培养实际,经过多年的课程建设,我院《液压与气动技术》已经建设成为无锡市精品课程,通过课程组成员的国外学习和国内交流,针对液压与气动技术理论与实践结合紧密的特点,在教学环节中逐步引入“项目引导,任务驱动”的理念,通过江苏省机电课程群等项目资金建设了完善的液压与气动实验室。
但是在项目教学实践过程中存在一个瓶颈问题:师资力量相对缺乏。在国外的项目教学过程中,一个老师指导几个学生,这样可以根据教学内容设计一个大的项目分解为多个任务,为学生提供了具体现实的学习情境,通过教师引导,学生以团队形式独立完成,通过项目的实施,培养学生分析问题,解决实际问题的专业能力和团队协作的职业素质。而国内一般为40人同时上课,即使任务内容设计的再简单,实施也是不可能的。针对这一现实问题,在新一轮的课程建设中,课程组提出了立体化教学资源的建设课题。
一、立体化教学资源规划
分析现有条件,实验室硬件已经完全满足项目化教学的需要,师资力量的相对缺乏主要体现在教师的引导作用,因此,在立体化教学资源的建设,主要解决如何引导学生完成实践任务,并留有足够的时间完成各个环节的学生综合评价问题。
虚拟现实技术是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的虚拟技术交叉学科[2],对该技术的研究始于20世纪60年代,虚拟技术早在20世纪70年代便开始将其用于培训宇航员。目前,虚拟现实已被推广到不同领域中,得到广泛应用。虚拟现实是用户可以和一个由计算机产生的三维立体空间中的对象交互,除观看外还可以在空间中随用户的意志自由操纵其中的对象,进而产生相当的融入感及参与感。
具体做法,针对项目化的教学内容,通过虚拟技术建立立体的实践平台,借助于多媒体教学手段,引导学生完成教学过程。
在立体化教学资源的建设中,为保证与工业现场的一致性,采用三维建模技术,按照实际元件的图纸尺寸建立立体元件库,结合实际的实验平台建立元件调用和系统构建平台。
二、立体化教学资源建设内容:
液压与气动技术项目化教学主要内容为元件认知和系统调试,贴合课程内容立体化教学资源的建设内容主要有三维元件建模,虚拟拆装平台构建和虚拟系统平台构建三个方面。对比现有课程资源主要进行了四项转化,以齿轮泵为例。
1.二维图片立体化
3.系统结构可视化
4.教学资源网络化
所有的教学资源均为电子文件,借助于网络平台实现远程教学和自学环节的虚拟实验。
三、总结
液压与气动立体化教学资源已经初步在教学过程中获得应用,突出了教师的引导作用,特别是在实践教学环节,增强了学生的动手实践能力。回顾液压与气动立体化教学资源建设过程,主要有以下两个方面认识:
1.可操作性
教学资源建设要突出教和学两个环节的可操作性,不能只停留在理论的可行和建设上,要充分利用现有条件,解决现有问题,实现教学资源理论和实践的统一。
2.开放性
教学资源的开放性既包括本课程引入新技术新方法新内容,也包括与其它课程体系的有机融合。液压和气动技术在实际使用中,必然要结合机械技术和电气控制技术,通过后续机械和电气立体化教学资源的建设,借助虚拟技术,逐步建立机电课程群综合知识的教学资源。
参考文献:
[1]信息技术在液压传动教学中的应用探讨[J];教育理论与教学研究2011年第7期
[2]张中熊.虚拟仪器技术分析与设计[M].北京:电子工业出版社,2007