基于慕課平臺的機械制圖課外輔導模式研究

萬志華 翟 彤 嚴清華

(武漢輕工大學，湖北 武漢 430048)

0 前言

《機械制圖》是高等學校理工科學生必須掌握的一門專業(yè)基礎課，研究空間幾何問題圖示法和圖解法[1-2]?！稒C械制圖》的課程目標是培養(yǎng)學生在平面上用幾何作圖的方法來解決空間幾何問題的能力，逐步培養(yǎng)和發(fā)展空間想象力和空間構(gòu)思能力，為今后的相關課程打下良好的基礎。由于該課程需要學生具備較強的空間思維能力，一些高校開設課時短，僅靠課堂講授往往很難達到預期的教學目標，學生迫切希望能有課外時間來自主學習并獲得教師的課外輔導。隨著各高校逐年擴招，急劇增長的輔導需求讓教師們很難在有限的時間內(nèi)完成輔導。 基于慕課平臺的課外輔導模式，通過將相關教學資源上傳至慕課平臺，學生可以在該平臺實現(xiàn)自主學習，并能在平臺上提問，由教師在網(wǎng)上進行答疑[3-5]。 經(jīng)過一個學年的教學實踐，表明該模式能較好地解決課程的課外輔導問題，取得了良好的教學效果。

1 機械制圖慕課平臺功能與內(nèi)容

1.1 機械制圖慕課平臺功能

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的蓬勃發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)上獲取知識成為高校學生學習的一種重要手段。當前困擾高校教學部門和高校教師的一個重大問題是，網(wǎng)絡中的教學資源魚龍混雜，缺乏有針對性的課件和交流平臺，尤其是缺乏專業(yè)的課外輔導平臺。 高校課程具有很強的專業(yè)性特點，需要專業(yè)教師的全程參與和研制。只有長期在第一線上課的教師才能夠真正了解學生學習過程中存在的問題。

為了適應新形勢下的教學需要，筆者于2017年成功申報了《機械制圖》校級精品課程。以建設精品課程為契機，在學校的網(wǎng)絡教學平臺上傳了課程的全套教學資料，成為新的機械制圖慕課平臺。 這是一套基于校園網(wǎng)的課外輔導系統(tǒng)，為學生提供了很好的自主學習平臺。 尤其是平臺的在線答疑功能，成為一種新型有效的課外輔導模式，收到了很好的教學效果。

共享是互聯(lián)網(wǎng)教學的一大特點，機械制圖慕課平臺上的師生雙向交流可以不受時間和空間的限制，這就解決了課時有限和師生比不平衡的矛盾。機械制圖慕課平臺含有豐富的教學資源，包括教學課件、習題集、拓展練習等，學生可以很方便地上網(wǎng)下載或瀏覽這些資源。這一模式很好地解決了課堂時間短并難以消化知識的缺點。 在長期的課外輔導實踐中還發(fā)現(xiàn)，許多學生感覺上課都能聽懂但一接觸作業(yè)和考試就不會做題，這在機械制圖課程的教學中體現(xiàn)得非常充分。造成這一現(xiàn)象的根本原因是學生的課外練習量不夠。 針對這一情況，機械制圖慕課課程平臺還上傳大量的練習題，并提供答案供學生參考。 學生通過做練習可以很好地鞏固學習要點。

1.2 機械制圖慕課平臺內(nèi)容

機械制圖課程的主要任務包括以下四點：

（1）學習正投影法的基本理論及其應用。

（2）培養(yǎng)繪制和閱讀工程圖樣的能力。

（3）培養(yǎng)空間幾何問題的圖解能力。

（4）培養(yǎng)空間思維和空間分析問題的能力。

此外，在教學過程中，還必須有意識地培養(yǎng)創(chuàng)新能力、自學能力、分析與解決問題的能力，以及培養(yǎng)認真負責的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風。這也是大學四年學生必須具備的學習能力與工作作風。

機械制圖課程的知識承接構(gòu)架包括課程的全部教學內(nèi)容，如圖1 所示。

圖1 機械制圖課程的知識承接構(gòu)架

機械制圖慕課平臺包括教學課件、教學視頻、習題解答、拓展資源、在線答疑等版塊。 其中，教學課件覆蓋課程全部教學內(nèi)容，教學視頻覆蓋課程全部知識點。 教學視頻采用微課形式，每個視頻時長不超過15 分鐘，學生可以反復觀看并下載視頻，教師可以在平臺上監(jiān)控學生的學習情況。在線答疑版塊提供線上提問功能，學生可以將問題上傳至網(wǎng)絡，并及時得到教師的回復，如圖2 所示。

圖2 機械制圖慕課平臺在線答疑版塊

2 機械制圖課外輔導系統(tǒng)的網(wǎng)絡技術組成

校園網(wǎng)需要覆蓋學校的所有有效學習和工作結(jié)點，如教研室、學生宿舍、圖書館和實驗室等。 由于每一個結(jié)點處都具有至少20M 的數(shù)據(jù)傳輸能力，所以教研室可以輕松地將所需的教學資源上傳至校園網(wǎng)。學生可以隨時隨地訪問訪問慕課平臺，教師也可以在任何時間和任何地進行動態(tài)的教學活動。如果訪問的學生數(shù)量很大，可以考慮以下兩種方案：

（1）通過200M 寬帶主干網(wǎng)接入，從而擴大結(jié)點的接入能力。

（2）將系統(tǒng)直接接進校園主干網(wǎng)絡。

第一種方案在系統(tǒng)維護上更加方便，第二種方案在系統(tǒng)運行中則更加有效。 因此，該慕課平臺提供的答疑系統(tǒng)是非常靈活的。 為了節(jié)省教學成本，機械制圖慕課課程網(wǎng)站的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)采用Microsoft NT Server 6，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2017，系統(tǒng)客戶端訪問采取Windows 10 下的IE，主機的主頻為4G 的Intel CPU。

3 機械制圖課外輔導系統(tǒng)的實現(xiàn)

基于慕課平臺的機械制圖課外輔導系統(tǒng)包括答疑知識庫和答疑功能平臺兩大板塊，其中答疑知識庫是系統(tǒng)運行時能夠進行課外輔導的基本知識庫。答疑知識庫是教師在教學實踐中積累的大量的典型問題及解答。這些問題和解答本身就具有可變參數(shù)的交互式功能和豐富的多媒體功能。答疑功能平臺的功能設置也是圍繞這些主題問題構(gòu)建，在教學和學習效應上基于如下一些因素進行考慮：

（1）對上網(wǎng)答疑的學生和教師的信息，以及主題知識單元進行有效管理。

（2）答疑內(nèi)容和過程具有良好的互動關系，內(nèi)容和組件具有可變參數(shù)的特點。

（3）對主題問題具有統(tǒng)計功能，提供學生和教師關于當前學習和教學中的典型問題。

（4）提供學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的窗口。

（5）學生和教師的答疑互動過程被分離設計，但保持相互之間的時間和空間彈性。

課外輔導系統(tǒng)按照機械制圖的知識單元組織答疑范圍，具體如下：

（1）機械制圖國標。

（2）點線面的投影。

（3）基本立體三視圖。

（4）組合體的三視圖。

（5）機件的表達方法。

（6）標準件與常用件。

（7）零件圖。

（8）裝配圖。

為了便于利用課外輔導系統(tǒng)開展教學研究，為課堂教學提供教學信息，機械制圖慕課課程平臺為此設立了如下一些功能：

（1）按主題問題的瀏覽次數(shù)對知識單元內(nèi)的問題進行排序便于發(fā)現(xiàn)教學中同學們存在的共性和典型問題。

（2）為每一個注冊答疑的學生設立學習檔案記錄在網(wǎng)上答疑的信息便于將來教師對其進行學習診斷。

（3）按知識單元和主題問題進行信息統(tǒng)計提供教學研究的數(shù)據(jù)。

（4）記錄主題問題的瀏覽次數(shù)和補充提問和回答的次數(shù)。

4 結(jié)論

課外輔導是高校教學的一項重要環(huán)節(jié)，通過課外輔導可以顯著提高學生的學習效果。基于慕課平臺的機械制圖課外輔導系統(tǒng)，可以利用慕課的大規(guī)模開放式在線課程的優(yōu)勢，不受時間和空間的限制，為學生提供全方位、全天候的教學服務。 經(jīng)過一個學年的教學實踐，結(jié)果表明，基于慕課平臺的機械制圖課外輔導模式，可以較好地激發(fā)學生的學習積極性，提高教學效率，顯著改善教學質(zhì)量。