計算機輔助設(shè)計的慕課教學(xué)改革研究

沈嶸楓 林曙 張小珍等

摘要計算機輔助設(shè)計課程的學(xué)習(xí)具有較強的實用性，該課程的目的是讓學(xué)生掌握計算機的基本平面設(shè)計。慕課作為一種新型教育模式，其顯著的特點可以助力于計算機輔助設(shè)計課程并改變其教學(xué)模式。該研究就慕課的應(yīng)用特點，使其與計算機輔助設(shè)計課程相結(jié)合，制定全新的課程教學(xué)模式，并以福建農(nóng)林大學(xué)森林工程專業(yè)學(xué)生為實踐對象，分析學(xué)生慕課學(xué)習(xí)的效果，期望為高校教育改革提供新思路。

關(guān)鍵詞慕課；計算機輔助設(shè)計；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)實踐

中圖分類號S-01；G420文獻標識碼A文章編號0517-6611（2016）04-335-04

Reform Practice of Computer Aided Design Course Based on MOOC Teaching

SHEN Rongfeng， LIN Shu， ZHANG Xiaozhen et al （School of Transportation and Civil Engineering， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002）

AbstractThe study of Computer Aided Design course has strong practicality， the purpose of the course is to make students master the basic graphic design of computer. As a new type of educational model， the remarkable characteristics of MOOC can help to change the teaching mode of the Computer Aided Design course. A new teaching mode was designed according to MOOC characteristics and combined with Computer Aided Design course. With students majored in Forest Engineering of Fujian Agriculture and Forestry University as objects， students learning results were analyzed， so as to provide a new way for education reform in colleges and universities.

Key wordsMOOC； CAD； Teaching design； Teaching practice

基金項目福建省教育廳科技項目（JA10117）；林業(yè)機械立體化教材研究與實踐研究（111414044）；電驅(qū)動采伐機機器人架構(gòu)與建模創(chuàng)新實驗資助項目（111ZC5040）；林業(yè)智能機械立體化教材（112515013）；交通運輸類實驗教學(xué)示范中心資助項目（01SJ10009）；福建農(nóng)林大學(xué)高水平大學(xué)建設(shè)重點資助項目（113-612014018）。

作者簡介沈嶸楓（1970-），男，福建莆田人，副教授，博士，從事林業(yè)機械設(shè)計方面的研究。

收稿日期20160111計算機輔助設(shè)計已經(jīng)成為我國高校中一門至關(guān)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其教學(xué)內(nèi)容涵蓋了繪圖基本知識、創(chuàng)建基本圖形、建立圖層等。作為理工科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，計算機輔助設(shè)計知識的掌握對學(xué)生的影響十分深遠，但由于該科目具有比較強的邏輯性，操作界面、操作內(nèi)容比較復(fù)雜，容易造成部分學(xué)生掌握較差。2012年以來，慕課作為一種新型學(xué)習(xí)方式，為教學(xué)方式提供了一項全新的思路[1]。該研究以福建農(nóng)林大學(xué)2014級森林工程學(xué)生為研究對象，將慕課平臺與計算機輔助設(shè)計課程結(jié)合在一起，目的在于提高學(xué)生工程繪圖技能的掌握程度，以便于在將來的學(xué)習(xí)與工作中更好地應(yīng)用計算機技術(shù)。

1慕課的特點及其應(yīng)用于計算機輔助設(shè)計課程的優(yōu)勢

慕課的特點和優(yōu)勢主要包括以下幾個方面：①工具資源多元化[2]。慕課為全球網(wǎng)民提供了多元化的學(xué)習(xí)工具和豐富的教學(xué)資源，學(xué)生只需按照提示說明進行注冊、登錄后即可觀看學(xué)習(xí)。課程對于學(xué)員的硬性條件沒有做出任何規(guī)定，且所有視頻都是免費的[3]。②參與課程自主化。由于一切課程均由網(wǎng)絡(luò)提供，觀看視頻方便，學(xué)生可以充分利用自己碎片化的時間自主學(xué)習(xí)，根據(jù)個人實際情況安排課程進度[4]。慕課視頻觀看皆要在線進行，因此學(xué)員能隨意安排時間，學(xué)習(xí)的靈活性和自主性極高。③課程人數(shù)無上限。慕課面向全球，只要互聯(lián)網(wǎng)普及的地區(qū)就能使用該工具觀看教學(xué)視頻，大家可以在論壇上暢所欲言，交流心得，有利于分享不同的觀點，也有利于難題的立體化解決[5]。

將慕課教學(xué)平臺與計算機輔助設(shè)計課程結(jié)合在一起，充分利用了慕課教學(xué)系統(tǒng)的以下幾個優(yōu)點： ①復(fù)述效果。電腦視頻的復(fù)述功能是傳統(tǒng)課堂教學(xué)所缺乏的，學(xué)生可以在電腦中反復(fù)觀看重點難點，加深印象，更深刻地強化知識點記憶[6]。②片段式教學(xué)。慕課教學(xué)設(shè)計把學(xué)習(xí)內(nèi)容較長、較難或者內(nèi)在聯(lián)系不強的教學(xué)內(nèi)容編制成微視頻，把整體內(nèi)容分成若干部分，把教學(xué)內(nèi)容分成了教學(xué)任務(wù)單，逐個完成之后總和為整個教學(xué)任務(wù)[7]。③提高操作技能。計算機輔助設(shè)計是一門需要考驗學(xué)生動手操作能力的課程，需要學(xué)生將書本知識應(yīng)用到軟件之中，而慕課網(wǎng)上學(xué)習(xí)正好用到電腦，這就使學(xué)生可以更加方便地將理論知識應(yīng)用到實踐中。④自主安排時間。學(xué)生都可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)目標，對時間做出總體安排，在有限的時間里把事情做到最高效，并且靈活利用零碎時間[8]。

2計算機輔助設(shè)計課程的慕課教學(xué)設(shè)計流程

基于慕課理念的計算機輔助設(shè)計課程教學(xué)設(shè)計的主要流程首先是課程任務(wù)單的制訂，然后依次是制作課程視頻、學(xué)生自主學(xué)習(xí)，再進行討論分析、教師指導(dǎo)答疑、教師接收反饋信息和教師評價[9]。教學(xué)研究的目標是通過在慕課理念下進行系統(tǒng)的計算機輔助課程學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且為教師提供相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計模板和參考資料。

2.1課程學(xué)習(xí)的設(shè)計流程課程計劃單清晰記錄了什么時間段學(xué)習(xí)什么知識，什么時間進行考核測試，使學(xué)員清楚當前的學(xué)習(xí)計劃（圖1），自主安排學(xué)習(xí)進度，掌控學(xué)習(xí)任務(wù)[10]。教師可依照慕課學(xué)習(xí)平臺的理論制作教學(xué)視頻，定制學(xué)習(xí)任務(wù)單（圖2）。

2.2制作課程視頻課程制作以學(xué)習(xí)目標為首，符合學(xué)習(xí)所需。制訂教學(xué)任務(wù)單的原則：學(xué)生為主體，符合學(xué)習(xí)者特征，符合學(xué)習(xí)者的日常作息特征，選取“中國大學(xué)MOOC”為此次實踐的在線教育平臺，課程視頻由教師根據(jù)教學(xué)大綱設(shè)計，確定后發(fā)至網(wǎng)上，告知學(xué)生接收進行使用。

教學(xué)內(nèi)容：符合教學(xué)要求，精益求精。計算機輔助設(shè)計課程是一門操作性很強的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科。教師綜合考慮教材章節(jié)繪圖命令內(nèi)容和學(xué)生的認知順序，將課程AutoCAD命令內(nèi)容進行知識微元化處理，同時在其中嵌入工程圖學(xué)測試練習(xí)，以便及時掌握學(xué)生的認知情況。設(shè)計慕課教學(xué)方式，可將計算機輔助設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容劃分分為課堂教育和網(wǎng)絡(luò)教育兩部分。教師在課堂講授分解的繪圖命令知識微元，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（如QQ群等），師生之間和學(xué)生之間圍繞課堂繪圖命令知識微元展開討論，相互啟發(fā)，也可以通過遠程操作，實現(xiàn)交互教學(xué)，切實提高課程教學(xué)效果。

同時綜合考慮到繪圖知識的困難性，將教學(xué)視頻采用分小節(jié)循序漸進，每個知識點的講述設(shè)計在5～10 min?？紤]到知識的掌握程度，與學(xué)生的自覺性問題，每個小節(jié)后面都有習(xí)題。學(xué)生課下通過慕課預(yù)先學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，教師課上引導(dǎo)、答疑，將在線的慕課學(xué)習(xí)與課上面對面的學(xué)習(xí)有機整合，既可發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又可充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，由此彌補在線學(xué)習(xí)的真實情感體驗的缺陷，促進教與學(xué)的有機統(tǒng)一，充分實現(xiàn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。把課堂講解與工程圖操練相結(jié)合，學(xué)生學(xué)習(xí)完一課時的知識點，需要進行隨堂測驗或階段性測試，只有通過才能進行下一步學(xué)習(xí)。對于沒通過的學(xué)生，分析原因并對其提出針對性的建議，重新進行該慕課的學(xué)習(xí)，以此保證了學(xué)習(xí)效果。

2.3學(xué)生自主學(xué)習(xí)學(xué)生查看課程任務(wù)計劃單，觀看計算機輔助設(shè)計課程視頻。通過網(wǎng)絡(luò)在線點播學(xué)習(xí)資源進行學(xué)習(xí)，根據(jù)自己的實際情況點播或重播重點難點知識，或定制專屬課程。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)單元中，講解完一個知識點都有相應(yīng)的測試題目，一般情況下為一道或者兩道問題，其中部分章節(jié)可能包括操作題，學(xué)生需要完成相應(yīng)的題目之后，經(jīng)系統(tǒng)評判過關(guān)之后，才能繼續(xù)觀看視頻，以便學(xué)生及時檢測自己的學(xué)習(xí)情況和鞏固知識，同時也能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)進度[11]。如若學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)后，仍不清楚或者有疑問，就需要帶著疑問進入下一個知識內(nèi)化的環(huán)節(jié)，即討論環(huán)節(jié)。

2.4相互監(jiān)督，討論分析在這個過程中，學(xué)生在課堂上需要配備筆記本電腦，方便與同學(xué)討論各自在學(xué)習(xí)中遇到的困難[12]。此外，在學(xué)生討論的同時，教師參與其中，聽取各方在學(xué)習(xí)中存在的疑惑、觀點和見解，幫助個別學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的困難[12]。師生互動，增進教師與學(xué)生的交流，這種教學(xué)形式優(yōu)于傳統(tǒng)課堂師生交流少的狀況，個別指導(dǎo)也映襯了伯克的個別教學(xué)系統(tǒng)中的個別學(xué)習(xí)制，其主要特點是允許學(xué)生自定學(xué)習(xí)進度[12]。課堂上互動、討論，改善了學(xué)生受忽視的心理，激發(fā)了學(xué)生的積極心態(tài)。當課程快結(jié)束時結(jié)束討論，教師根據(jù)學(xué)生的討論進行總結(jié)性評價。

2.5反饋信息通過師生互動的討論，以及學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)表格時候填寫的疑惑或者建議，還有測試作業(yè)的結(jié)果，教師可以制作評估表（圖3），按照反饋信息寫評估表，以達到實時改正與輔助，確保教學(xué)任務(wù)的完成的目的。

到這里基本完成了從學(xué)生自主制定學(xué)習(xí)計劃（包括學(xué)習(xí)時間，學(xué)習(xí)進度），接著按照計劃，進行自主網(wǎng)上聽課，完成習(xí)題，達到牢記知識，掌握技能，然后在課堂上探討問題的學(xué)習(xí)過程。

2.6教學(xué)評價的設(shè)計教學(xué)評價的設(shè)計分為階段性評價和總結(jié)性評價。①階段性評價：階段性評價能及時、準確地掌握教學(xué)過程中的問題和階段教學(xué)情況，獲取信息，以便教師及早調(diào)整教學(xué)進度、教學(xué)設(shè)計方案，改進教學(xué)方法[13]。②總結(jié)性評價：總結(jié)性評價用于檢驗教學(xué)活動是否達到標準。該研究根據(jù)教學(xué)實驗前后的教學(xué)活動觀察表和對學(xué)生在實施了慕課教學(xué)案例后進行了訪談，完成對學(xué)習(xí)的總結(jié)性評價[14-15]。

3計算機輔助設(shè)計的慕課教學(xué)實踐

3.1應(yīng)用設(shè)計案例筆者針對福建農(nóng)林大學(xué)2014級森林工程專業(yè)的學(xué)生，以中國林業(yè)出版社出版的《計算機輔助設(shè)計：Auto CAD 2015》為教材，在計算機輔助設(shè)計課程上進行了慕課實踐。教學(xué)過程中提倡跟隨工程案例動手實踐，積極參加各種主題討論等線上線下多種形式的學(xué)習(xí)模式。課程學(xué)習(xí)規(guī)劃可按章節(jié)自主選擇知識點的相關(guān)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，如各知識要點的授課視頻、案例分析視頻、工程圖實驗視頻、習(xí)題分析視頻等。每小節(jié)均有小節(jié)討論及知識要點綜述和相關(guān)練習(xí)，每章都有單元測試，或自測練習(xí)及習(xí)題分析解答等。在學(xué)習(xí)過程中，可根據(jù)內(nèi)容自主選擇問題討論、編程練習(xí)、自測練習(xí)等，以強化知識要點基礎(chǔ)訓(xùn)練與計算思維技術(shù)方法（圖4）。

計算機輔助設(shè)計課程結(jié)合慕課教學(xué)特點，優(yōu)化提煉了所有內(nèi)容的知識點，通過案例應(yīng)用來解析相關(guān)的知識要點和繪圖命令操作實現(xiàn)方法，以及相關(guān)的工程圖學(xué)和專業(yè)技術(shù)規(guī)范等。課程教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生的空間形象思維能力，為繪制工程圖打下必要的基礎(chǔ)。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握制圖的基本知識，能用Auto CAD繪圖工程圖樣。課程主要內(nèi)容包括了解Auto CAD的主要功能特性；掌握并牢記Auto CAD繪制新圖的一般步驟；掌握Auto CAD中命令、數(shù)據(jù)的輸入方法以及常規(guī)的編輯方法；熟練掌握基本圖樣的繪制方法；熟練運用各種繪圖輔助工具迅速完成繪圖任務(wù)；理解并基本掌握塊與外部參照的使用方法；熟練運用尺寸標注工具對圖樣進行尺寸標注；能熟練運用Auto CAD軟件繪制常規(guī)的工程設(shè)計圖。

案例：第一章 認識 AutoCAD 2015。

學(xué)生查看學(xué)習(xí)任務(wù)單（圖5），根據(jù)學(xué)習(xí)指南和學(xué)習(xí)任務(wù)進行學(xué)習(xí)。圖4課程計劃單

3.2實施慕課教學(xué)前后的聽課記錄任課教師結(jié)合前期聽課記錄與后期聽課記錄進行對比和深入分析發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過基于慕課平臺的計算機輔助設(shè)計課程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計后，教師教和學(xué)生學(xué)方面都有明顯變化（表1）。

44卷4期沈嶸楓等計算機輔助設(shè)計的慕課教學(xué)改革研究3.3實施慕課教學(xué)后學(xué)生訪談數(shù)據(jù)分析為了更深入地分析慕課教學(xué)在本科計算機輔助設(shè)計課程教學(xué)中的實踐效果，在實施教學(xué)后，從學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果等方面對多名學(xué)生進行了深入訪談。通過微課程的方式組織課程教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度從不積極狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極狀態(tài)，對教師提出問題的態(tài)度也從一般變?yōu)榉e極。實施慕課教學(xué)后，學(xué)生成績數(shù)據(jù)分析如圖6所示，可以清楚地看出學(xué)生的前后變化。成績分五等級：A+為非常優(yōu)秀（100～90分），A為優(yōu)秀（89～80分），A-和B為及格（69～60分），C為不及格（59分以下）。根據(jù)成績前后分析，實施慕課教學(xué)可以提高學(xué)習(xí)成績，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

4結(jié)論

慕課的意義在于優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。當互聯(lián)網(wǎng)進入教育產(chǎn)業(yè)，并用互聯(lián)網(wǎng)思維改變接收和學(xué)習(xí)的方式時，課程教學(xué)方式面對這一新趨勢應(yīng)迅速改變。慕課平臺下的計算機輔助設(shè)計課程教學(xué)有傳統(tǒng)課堂不具備的優(yōu)勢，新穎的教學(xué)模式更能夠提高學(xué)生對課程的積極性和興趣，增加師生互動，而師生互動是教育教學(xué)的基本形態(tài)，也是這次教學(xué)改革的關(guān)鍵要素。新的方式不僅為學(xué)習(xí)者提供了新的學(xué)習(xí)途徑，也為教育者創(chuàng)造了實踐教學(xué)方法的機會。綜上所述，慕課在未來的互聯(lián)網(wǎng)教育事業(yè)中將擁有越來越重要的作用，未來的慕課教學(xué)將引領(lǐng)教育的新趨勢，這對學(xué)生、教師都提出了更高的要求。在慕課平臺下，計算機輔助設(shè)計課程教師應(yīng)更新教學(xué)理念，加強課程建設(shè)，合理組織教學(xué)內(nèi)容，加強信息技術(shù)的培訓(xùn)，切實提高教學(xué)水平，為學(xué)生提供多維度、多層次的教學(xué)資源，使課程教學(xué)能夠滿足每一個學(xué)生個性發(fā)展的需要，切實提高學(xué)生使用工程圖學(xué)工具解決實際問題的能力。

參考文獻

[1] 陶金.基于MOOC理念下MOOC課程教學(xué)設(shè)計與實踐[D].重慶：重慶師范大學(xué)，2015：6-15.

[2] 吳紹靖.基于WEB的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢：華中師范大學(xué)，2007：2-11.

[3] 萬李.MOOC對高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的啟示：以湖南科技學(xué)院為例[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（4）：83-85.

[4] 林文樹，徐華東，薛偉，等.森林工程專業(yè)卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)模式構(gòu)建研究[J].森林工程，2015（6）：158-161.

[5] 胡鐵生，黃明燕，李民.我國MOOC課程發(fā)展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：36-42.

[6] 黎加厚.微課的含義與發(fā)展[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013（4）：10-12.

[7] 岑健林，胡鐵生.微課：數(shù)字化教學(xué)資源新形式[J].教育信息技術(shù)，2013（4）：19-21.

[8] 施云春.微課程在信息技術(shù)教學(xué)中的有效應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014（1）：163.

[9] 王蕊，余華敏.基于MOOC的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)思路探索[J].軟件工程師，2015（3）：60-61.

[10] 沈嶸楓，戴之銘，粘雅玲.計算機輔助設(shè)計立體化教材建設(shè)[J].成都師范學(xué)院學(xué)報，2014（3）：108-111.

[11] 樊梓鸞，張華，包怡紅. 以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的教學(xué)方法改革[J]. 森林工程，2015（5）：166-168.

[12] 郝丹.國內(nèi)MOOC研究現(xiàn)狀的文獻分析[J].中國遠程教育，2013（11）：42-50.

[13] 王穎，張金磊，張寶輝.大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程（MOOC）典型項目特征分析及啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：67-75.

[14] 李曼麗.MOOCS的特征及其教學(xué)設(shè)計原理探析[J].清華大學(xué)教育研究，2013（4）：13-21.

[15] 張靜然.微課程之綜述[J].中國信息技術(shù)教育，2012（11）：19-21.