液压传动课程的多媒体教学研究

Elislette

液压传动是利用液体的压力能来传递力和运动的一种传动方式，从17世纪中叶帕斯卡提出静压传递原理，18世纪末英国制造出世界上第一台水压机计算起，液压传动已有近三百年的发展历史。由于它具有机械传动和电力拖动所不可替代的许多特性，目前液压传动技术广泛应用于工业生产的各个领域。据资料统计，在发达国家，90%以上的工程机械、数控加工中心和自动线都采用了液压传动。生产实际迫切需要大量掌握液压传动技术的人才，因而高校机械类专业均把液压传动作为一门专业基础课而开设。然而，在多年的教学实践中，我们发现学生对液压传动课程的学习存在许多困难，如基本概念不清楚、元件结构复杂、工作过程抽象等。传统的教学设备、教学手段和方法面临着极大的挑战。如何在新的形势下，采用新的手段来提高学生的学习兴趣和学习效果?教研组经过研究决定，将计算机多媒体教学应用于液压传动教学中，在液压传动中开展多媒体教学。
　　媒体是存储和传递信息的载体。多媒体技术涉及音频、视频、压缩等高新技术，它应用计算机把文字、声音、图像、视频和处理融为一体。多媒体技术的出现和发展为研制新一代多媒体计算机辅助教学(CAI)系统提出了技术上的可靠保证。在多媒体CAI系统中，将声音、图像、视频媒体相结合，产生生动活泼的效果，提高学生学习兴趣和加强记忆能力；同时，充分利用多媒体的表现力、参与性、重视力和受控性强的特点，达到传授知识、开发智力、培养能力及实现因材施教和个别化教学的目的。
　　多媒体在教学上的主要优势是：
9 i5 ?! c+ }/ r" s8 F! r" ^　　(1) 信息的表达形式与人类的记忆结构类似，减少了将信息存储在头脑中的加工转换过程；
　　(2) 多媒体将书本上抽象的静态的知识以多种多样的形式呈现在学生面前，大大地降低了认知负担，便于学生同化和接收；
! a6 V$ `$ z- h; `( a( S$ u　　(3) 多媒体教学为学生提供了一个培养创造力的机会。
6 h. _7 S& {2 ]3 Z8 ~' W" |　　液压传动的多媒体教学是将多媒体技术应用于液压传动教学中，用多媒体手段，改变传统的教学方法和模式，将理论的、抽象的、静态的内容转换为生动形象的知识，加深学生对知识的理解和掌握。
1　液压传动多媒体教学的功能模块
8 S2 |9 F% S" {# S/ d1 T　　传统的液压传动教学分为三大部分：(1)基础知识，包括液压传动教学过程中所用到的流体力学的基础知识；(2)元件部分，它将组成液压传动的各个元件按功能划分分类介绍其功用、工作原理、结构特点等知识；(3)基本回路及典型系统等。按照课本的教学结构，我们将液压传动的多媒体教学按功能模块划分如下：
' v! n: |4 h( ]* {4 k8 N0 e　　①理论教学模块。该模块将教材知识的内容写在超文本文件中。主要内容包括基础理论知识、说明元件结构原理的原理简图、元件外形图、元件四分之一剖分图、系统原理图及文字说明等。在版面布置，按教材上各章节的顺序用级联菜单给出，它是一种树形结构，用户根据需要直接选择或翻页选择某一学习内容。该模块还具有强大的检索功能，即用户可以通过主题词(特殊字体)直接切入有关内容，快速查找相应资料。
　　②动作演示模块。这个模块分三部分，第一部分演示所有元件的动作图，如换向阀的电磁铁得电后，阀芯的移动和油路的连通及油液流向；油缸两腔进回油路确定后油缸的运动方向等，动作进行的同时，配上相应的解说词，说明元件的名称、功用、特点、应用等有关内容；第二部分是基本回路动作图，演示所有基本回路的工作过程、功能和应用；第三部分用计算机播放录像，反映工业现场液压系统的实际工作过程及各类系统的应用领域。通过动画、音响和视频等各种技术和表现手法，学生能直观地感受到各类元件的工作原理、结构特点、基本回路的应用场合和液压系统在生产实际中的使用等内容。
　　③题库。该模块将大量的用以检验学生对课本知识理解程度的练习有机地放在一起，学生可以通过人机对话的形式，进行自我测试。题库可以是分类练习，也可以是综合训练，从各个角度或全面衡量学生对液压传动教学内容的理解和掌握程度。测试或练习后，软件将对学生的答题进行评分、归档及统计分析等，因此教师可以获知学生的学习情况和掌握程度等。
2　液压传动多媒体教学的硬件设计
6 H2 m1 t4 |. T: ?: f9 x5 k' q　　液压传动多媒体教学的硬件配置，采用计算机集成的方法，如图1所示，它包括服务器和终端以及其间的数据通讯网络，教学终端中有语言解说设备。与一般计算机相比，它的图示和语音功能及外设装置要强，视听结合，直观形象，生动活泼。该系统适用于网络系统，满足较多学生在一起上机学习的要求。液压传动的多媒体也可以用作单用户教学。

图1　多用户分时多媒体教学系统结构
3　液压传动多媒体教学的软件设计
, p$ j) d/ g5 l. ?0 O) g　　液压传动多媒体教学的软件设计，要实现上述功能模块所具有的要求，为用户提供一套简洁实用，操作方便的软件。目前，设计多媒体软件可有两种选择方法，一类为多媒体制作平台，也称创作系统，另一类是程序设计语言。
　　多媒体软件制作平台是一种特殊的应用软件，它集成了应用软件制作、多媒体设备接口、多媒体信息编辑和数据库接口等功能，可以方便地制作出多媒体应用软件，使开发过程中的编程工作简化。例如Microsoft公司的Multimedia Extension 1.0、Apple公司的Quick Time等。
  h! I+ Y* K& l0 C; |" F$ K5 J' E　　利用程序设计语言开发多媒体软件，是指程序员使用编程语言如C++、VISUAL BASIC等来专门开发的应用软件。这些编程语言灵活，有着丰富的类库、工具箱和库函数等，能够开发范围广泛的多媒体软件。当然，利用编程语言进行多媒体软件制作，要编写许多行代码，对于技术人员来说，障碍是非常明显的。只有那些有技术和经验的人才能发挥它的良好性能。
# I" q9 ]0 x2 B& R6 x' ^* Z　　在制作多媒体软件的两种方法中，多媒体制作平台的主要特点在于它缩短了用户的开发时间，并且维护、修改方便，软件结构合理，性能可靠。另外，平台一般能提供样板应用程序，这些样板对于快速拼装一个应用程序、获取反馈信息并进行适当改动极为有用。图2是液压传动多媒体教学软件制作平台的总体结构图。

图2　液压传动多媒体软件制作平台总体结构图
4　结论
　　液压传动是一门运用相当广泛的实用技术，讲授内容包括大量的理论知识和丰富的视图，采用液压传动计算机多媒体教学，利用其文、像、音等多种表达方式，将枯燥乏味、静态不动的理论知识和元件结构，以丰富有趣、形象生动的形式展现学生面前，增强学生的学习积极性，提高学生的学习效果。随着计算机价格性能比的日益提高，相信这一课题必将受到广大液压传动教师和学生的欢迎，也值得其它课程借鉴。
/ f  k; `- ?6 U1 o/ d) k, s文章关键词： 液压传动