多媒体技术在铁道车辆专业课程中的应用探索与研究
〔摘 要〕多媒体技术应用于铁道车辆专业教学中，构建出具有现代化教育特征的教学模式。实现了变静态为动态，资源共享，创设探索情境，教育虚拟化和个性化的教学，形成了以教师为主导，学生为主体的职业教育中专业知识教学的素质教育体系。
〔关键词〕多媒体技术；铁道车辆专业课程；教学；探索与研究
我国铁路运输正在向现代化铁路运输突飞猛进的发展，铁道车辆高速、重载的研制及应用，使车辆的新技术应用层出不穷，培养与之发展相适应的高素质技术工人正当之务急。铁道车辆专业是培养车辆运用、维修、保养的一线技术工人的专业，如果通过专业教学，培养出来的学习既具有车辆新技术知识，又具有创新精神和实践能力的学生，那么教师必须改变传统的教育观念、教学手段、教学方法，应用计算机多媒体技术实施素质教育。
一． 多媒体在教学中的作用
在教学过程中使用教育媒体，可以增强教师的教育作用，提高教学效果、扩大教学范围、延伸教师的教学功能；教育媒体分为两类：一类是通常使用的教育媒体，如幻灯机和幻灯片、投影机和投影片、电视机、录像机和录像带等，它们是单向媒体，主要用于教学信息的呈现。另一类是计算机多媒体，它是双向媒体，既可以用来呈现教学信息，又可以用于收集学生的反应信息，并对学生的反应信息进行诊断和评价，根据诊断的结果及时提供反馈信息，这是单向媒体所望尘莫及的。应用计算机多媒体技术辅助铁道车辆专业课程的教学，可使教学内容和教学模式的改革落实到处实，学生的创新能力和实践能力的培养也变得可操作起来了。
二． 多媒体技术在教学中应用的探索与研究
多媒体技术应用在车辆专业课教学中，能改变“教师教，学生学”的传统教学模式。利用计算机的海量存储、高速处理信息和自动工作的功能，实现及时更新教学内容，抽象的内容、微观的现象动态化，资源共享，创设探索情境，构建新的实训环境。成为我们的教学适应车辆新技术发展，促进教学改革和提高教学质量的重要突破口。
1．突破教材限制，及时更新教学内容
随着铁路列车客车提速、货车重载的发展，车辆构造新技术发展日新月异，教材上有很多内容已趋于陈旧未能更新，跟生产现场的差距在拉大，影响着教学效果。提速后的车辆使用了很多新结构、新技术、新工艺、新材料。如25型准高速和高速客车的新型转向架、制动机，货车的转8A型转向架的侧架间加装交叉支撑的改造技术等。因此，教师讲课时不宜照本宣科，而应结合实际，利用计算机不受时间、空间和地域限制、高速处理信息等功能，集成各种学习资源，及时更新教学内容，使教学内容具有先进性和超前性，以增强课程的灵活性、适应性和实践性，构建适应生产技术进步发展需要的课程体系。
2．注重情感教育，激发学习动机
学习动机是引发和维持个体学习活动并将学习活动引向一定学习目标的动力机制。一般说来，学习动机越高，学生的学习效果也越好；反之学习动机越低，学习效果也越差。马斯洛认为，任何人的行为动机都是在需要发生的基础上被激发起来的。在平时的教学过程中，学生的学习动机可在教师有意识的引导和培养下逐渐形成，如应用多媒体的影视、图像、动画、声音、文字生动形象地向学生介绍国内外铁道车辆的发展历史，展示磁悬浮列车、南昆铁路运输、青藏铁路运输的新貌，演示我国客车从标准速度客车 → 准高速客车 → 新型高速客车的结构及技术的发展过程，激发学生的爱祖国、爱铁路的热情，知道铁路运输事业发展的前景及自己肩上的重任，使他们产生要为之而发奋学习的强烈学习需要，形成学生的远景性动机。
3．变静态为动态，突破教学难点
心理学认为，学生对新知识的建构是用相应的认知图式进行整体性知觉的过程。新知识的建构不仅与原有的知识技能有关，而且还与习惯的加工策略有关。如果学生不能从现实事物中发现原有认知图式中的不合理成分，则新知识的建构是无法真正实现的。应用多媒体技术，提供按照学生的逻辑将会出现什么不合理现象的反馈信息，是突破这一教学难点的有效手段。
铁道车辆专业课程主要讲解铁道客车和货车的构造组成及其工作原理、检修方法，内容具有复杂性、试验性和实用性等特点。在教学过程中，教师需要引导学生边观察边分析一些结构复杂、体积较大的零部件的结构及它们之间的工作配合关系，而这些零部件多是金属构件，透视性较差，利用实物演示，对封闭或半封闭状态的内部进化零件的动作过程看不清；利用模型演示，动作完成速度快，对细小的、关键的动作不易观察清楚；利用挂图或幻灯投影的二维图形演示，零件之间的动作过程是由一张张图片表现出来的，是静止的；用纯语言描述不如前两种生动、形象、逼真，更不能达到较好的教学效果了。实验证实：人类获取信息的83％来自视觉，也就是说，通过视觉观看是学生获取信息的主要来源。运用计算机多媒体的文本、图像、图示、声音和动画等新颖的直观演示，对各个构件从整体结构一一分解，放大、停镜、重放，从不同视角全面地、完整地、清楚地展示出实物直观也难以看到的零部件工作的配合关系，补充了实物直观的不足。使学生能获得丰富的感性知识，为工作原理的理解、故障的判断建立起向理性认识飞跃的基础。这种可以人为地突出重点与本质，不易受时间与空间的限制的直观演示，为理解教材内容创造有利的条件。
例如：车钩的闭锁、开锁、全开三种状态的基本动作原理的分析历来是教学中的一个难点。因为车钩三态作用的形成，是钩锁在钩腔内位置改变移动的过程。运用计算机多媒体课件进行三维图像的动态的模拟，对学生难理解的动作过程，可以有目的地突出重点与本质，如放慢速度演示，对重要部位局部放大、特殊显示，很好地揭示车钩三态作用形成过程中钩腔内部各个零件相互配合的微妙关系，使学生看得清、听得懂，同时建立起了正确的动作概念，这样的教学过程把枯燥无味的知识变得趣味盎然了。这种化静为动、化难为易的直观教学方法，使教学难点得以有效突破。在整个教学过程中，一方面能教会学生观察的方法，培养学生良好的观察习惯。另一方面，能激发学生的学习兴趣，促进学生对所学知识的领会、理解和掌握，有利于提高教育、教学质量。
4．资源共享，促进知识获取方式的更新
教育资源信息化是教育信息化的核心。信息化教育资源的利用和其“共享性”，是现代教育信息技术的目的，同时也促使知识获取方式得到了更新。学习资源包括Internet上的信息资源，校园网上的资源，以及一些专业公司开发的多媒体课程资源。校园网提供丰富的学科资源有：教师的电子教案、自制的多媒体课件，系统的专业课程巩固练习资料、职业资格证书考前培训、练习资料，专业课程的新技术、新工艺、新产品及最新研究的信息。资源共享，不仅拓宽学生的视野，而且能让学生自主选择学习内容、学习次数、学习时间，使他们从传统的被动地接受知识转变为主动地获取知识、处理知识、运用知识，真正成为学习的主体，构建了学生自主学习的学习模式。
5．创设探索情境，培养学生创新能力
知识经济时代的教育是以培养学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育。实施创新教育的关键是培养学生的创新性学习。而创新性学习的功能就是通过学习提高一个人发现、吸收新信息和提出新问题的能力。实施创新教育，必须从教育观念的转变、教学内容的改革到教学方法与手段的创新；从课内教学到课外活动；从家庭、学校到社会；从教育机构、教育科研机构到学校教学，等等，为学生提供和创造各种教育环境，使学生创新学习的培养成为一项系统工程。在信息时代的今天，多媒体网络教学系统为学生提供了丰富的学习资源，这些资源为培养创新精神和创新人才提供了很好的条件。
探索性训练是创新性学习的基本方法之一。探索性训练是指教育教学活动要贯彻探索精神，为学生创设探索情境，提出探索性问题。教师要引导学生在教育教学活动中不断地探索，得出科学的结论，让学生养成勇于探索的精神。
在探索训练中，首先教师提出问题。如：客车提速后，客车车辆在构造的组成、工艺、材料使用上有何新技术，铁路线上的技术性能会有哪些要求？其次，教师指导学生，如何向信息资源的来源处查找所遇到的涉及专业领域知识。如：图书馆、博物馆、产业单位、网络上的网站，专业人士、高等院校和研究机构的专家等。如果要顺利完成问题的探索，学生还要具有一般的搜集资料的方法知识，如调查访问的知识、撰写研究报告的知识；网络上的搜索引擎获取信息的能力，加工信息和发布信息的能力。对于不具有这些知识和能力的学生，可以边做边学，这样他们的收获就更大了。在整个探索过程，提高了学生的学习参与程度，使学生真正成为了发现问题、分析问题、解决问题的主人。这不仅培养了学生的创新精神和实践能力，还改变了传统教育的教师教，学生学的以分数高低代替能力强弱的教学方法。
在信息资源支持的探索性学习方式中，学生可以主动地对学习环境进行操作，并通过这种操作从学习环境中获得自然的反馈信息，并通过这些反馈来判断自己的假设预想是否正确，从而自我建构新知识，学生从被动学习状态变为主动学习状态，真正成为学习的主体。
6、构建新的实训环境 培养学生实践技能
古希腊智者发表过这样的见解：“没有实践的理论和没有理论的实践都没有意义。”职业教育专业课程中的知识基本上由技术理论知识和技术实践知识两部分组成。实践教学的目的：其一是加强专业知识的学习和印证理论知识，其二是培训学生的实践技力，最终把学生培养成为应用型人才。
铁道车辆专业课程的教学，长期是以传统的理论教学与实践教学分开的教学模式，人为地割裂了理论与实践间的内在必然关系，不利于学生技能的形成和发展。重理论、轻实践或实践条件差成了制约实践教学质量提高的关键问题。应用多媒体技术和实物构建一个集实物设备、仿真教学系统、虚拟实训系统为一体的实践教学基地，能很好地融合理论教学与实践教学，实现讲、演、练、评合一，为学生提供边听、边看、边想、边做的一体化和个性化学习的新型课堂。
在科学技术新成果迅速增加的今天，从科学研发到大规模的应用的时间间隔逐渐缩短，技术产品的淘汰速度越来越快。因此，为了适应这种新技术革命的挑战，实践教学要采用最新的技术供学生操作演练，实训需要适度的超前进行。铁道车辆的新制辆车，从使用到厂修的周期是6年到10年，如果我们等到这些车辆经过6年到10年间进入修理厂再进行实训，教育显然落后了。运用多媒体技术设计虚拟实习场地，把现实环境很难实现或无法实现的实习项目都搬进电脑，用图形、图像等多媒体形式，模拟各种操作全过程，制作出各种课件供学生“实习”操作和反复操作练习，实现了交互式操作，发挥学生的潜能，提高学生对实际操作过程认识和理解。环境虚拟化的特点更新了原有的教学环境，使实训在内容上不受时间和空间的限制，在速度上紧跟铁道车辆的新发展。
总之，多媒体技术为专业课教学提供了一种有效的手段。作为专业课教师，应根据教学的实际需要，合理地把多媒体技术引入到教学过程中，用先进的教学方法来展示专业知识，用先进的教学手段迅速准确地教授新知识、新理念，解决教学的重点和难点。在实践中将现代信息技术与车辆专业课程的教学恰如其分地整合，使车辆专业课程教学进行得更加完善，车辆专业课程教学也必将插上腾飞的翅膀，培养出更新更多的铁路技术应用人才。
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