“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下工程制圖數(shù)字化教學(xué)模式的研究

李獻(xiàn)麗 侯舟波

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)字化為特征的信息化教育蓬勃發(fā)展，教育模式不斷創(chuàng)新。本文針對(duì)工程制圖課程從數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)、數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建等方面進(jìn)行教學(xué)模式研究，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建，形成全新的數(shù)字化線上線下混合教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;工程制圖;教學(xué)模式;互聯(lián)網(wǎng)+

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）15-0109-03

“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化迎來了很好的發(fā)展機(jī)遇?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》 中提出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”。習(xí)近平在致首屆國際教育信息化大會(huì)的賀信中提到"積極推動(dòng)信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展"。2017年6月27日，在“工業(yè)自動(dòng)化隱形冠軍與工業(yè)4.0教育專家”論壇上，肖維榮博士發(fā)表了“數(shù)字化的轉(zhuǎn)變-教育的根本改變”為主題的演講，深入淺出的剖析了數(shù)字化這一不可逆轉(zhuǎn)的潮流。王瑩[1]在數(shù)字化時(shí)代高校課程教學(xué)的創(chuàng)新與改革研究中提到了數(shù)字化時(shí)代是高校課程教學(xué)改革的難得契機(jī)。數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)到來，在數(shù)字化的沖擊下，各高校應(yīng)該積極進(jìn)行教學(xué)方式和教學(xué)模式創(chuàng)新。

1 工程制圖教學(xué)的現(xiàn)狀分析

1.1 工程制圖課程特點(diǎn)

該課程是理論、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的學(xué)習(xí)效果直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，其內(nèi)容包括制圖的基本知識(shí)和技能、平面圖形的繪制、畫基本體和組合體的三視圖及截交線和相貫線、畫軸測圖、機(jī)件的基本表示法、識(shí)讀標(biāo)準(zhǔn)件、識(shí)讀零件圖和裝配圖。該課程主要培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和構(gòu)圖能力，培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、并能運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)解決機(jī)械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題; 能夠在機(jī)械工程實(shí)踐中初步掌握并使用現(xiàn)代工程技術(shù)、方法和工具，了解與機(jī)械工程相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)繁多，學(xué)習(xí)及繪圖過程需要學(xué)生耐心認(rèn)真，并需要學(xué)生具有一定的空間思維能力。

1.2 前期教學(xué)過程中存在的問題

1）學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性發(fā)揮不夠充分

一般的教學(xué)設(shè)計(jì)更加關(guān)注課堂知識(shí)的傳授，在授課過程中加入練習(xí)比滿堂灌的教學(xué)確實(shí)可以提高學(xué)生的參與度和教學(xué)效果，并且在課堂教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生情況適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，但在授課前不清楚學(xué)生的難點(diǎn)疑點(diǎn)，僅憑一堂課的教學(xué)很難達(dá)到理想的教學(xué)效果，學(xué)生仍然存于被動(dòng)學(xué)習(xí)階段，并且課后的師生交流也不及時(shí)，老師對(duì)學(xué)生的掌握程度很難把握。

2）缺乏課程思政和教學(xué)的融合

習(xí)近平在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程。而該課程主要關(guān)注了知識(shí)的講解和學(xué)生的繪圖成果，對(duì)學(xué)生的思政教育關(guān)注較少。該課程也有很多思政點(diǎn)可以體現(xiàn)，譬如繪圖過程著重培養(yǎng)學(xué)生的遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范意識(shí)及工匠精神、復(fù)雜問題團(tuán)結(jié)協(xié)作和科學(xué)探索精神以及勇于展現(xiàn)自我等思政要素。

3）教學(xué)素材不夠豐富

該課程對(duì)學(xué)生的空間想象力與空間邏輯思維能力有一定的要求，部分同學(xué)因?yàn)槿狈Υ朔矫娴哪芰?，顯現(xiàn)出畏難情緒，而幫助學(xué)生輔助提高其空間感知能力的素材較少。肖新林[2]提到了三維機(jī)械制圖發(fā)展的必要性，因此應(yīng)該豐富教學(xué)素材。另外對(duì)于煩瑣的繪圖過程，還是依靠教師課堂反復(fù)講解為主，缺少反復(fù)播放的微課等視頻輔助教學(xué)。

4）評(píng)價(jià)方式不夠全面

大部分的課程評(píng)價(jià)關(guān)注于期末考試成績，考試是能某種程度上反映掌握知識(shí)水平，但綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)需要評(píng)價(jià)各個(gè)方面，包括課堂前后的學(xué)習(xí)程度等各方面。需要采用合理的評(píng)價(jià)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、認(rèn)真度、創(chuàng)新能力等。

2 數(shù)字化教學(xué)模式的構(gòu)建

2.1 優(yōu)化課程教學(xué)結(jié)構(gòu)

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下數(shù)字化教學(xué)模式的形成，產(chǎn)生了以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為依托的線上線下一體的混合教學(xué)模式，本課程依托超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。平臺(tái)上各種資源的建設(shè)有利于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課中的教學(xué)實(shí)施以及課后的交流。學(xué)生可以借助電腦、手機(jī)等，隨時(shí)隨地進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)等。學(xué)生通過課前的預(yù)習(xí)，對(duì)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)、學(xué)習(xí)目標(biāo)等有直觀的認(rèn)識(shí)，根據(jù)預(yù)習(xí)情況提出問題，真正參與到課程設(shè)計(jì)的過程中。教師也通過課前的交流，更直觀的了解學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步規(guī)劃課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。課中充分體現(xiàn)學(xué)生的“主體”地位，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)形式，以解決問題為主，通過問題講解內(nèi)容，“學(xué)中做、做中學(xué)”，利用數(shù)字化教學(xué)發(fā)揮學(xué)生個(gè)體差異性以及團(tuán)結(jié)合作等特點(diǎn)。并借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的功能，多方式的調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂參與的積極性，課后可以利用數(shù)字化手段進(jìn)行反饋指導(dǎo)、反思總結(jié)，形成數(shù)字化教學(xué)模式下的線上線下混合式教學(xué)，真正實(shí)現(xiàn)“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)。

2.2 數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)

信息化時(shí)代，數(shù)字化教學(xué)資源充分的開發(fā)利用對(duì)推動(dòng)學(xué)生的線上線下自主學(xué)習(xí)有很好的促進(jìn)作用，數(shù)字化教學(xué)模式的形成需要豐富的教學(xué)資源的支撐。信息化時(shí)代機(jī)械制圖數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)與應(yīng)用研究[3]中提到了豐富的教學(xué)資源提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和課上課下學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;提高了繪圖技能和工程實(shí)踐的能力;拓展了專業(yè)知識(shí)面，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)也得到了提高。尤其該課程對(duì)學(xué)生的空間想象力與空間邏輯思維能力有一定的要求，而部分學(xué)生的基礎(chǔ)較差。容易產(chǎn)生畏難情緒，從而失去興趣，因此該課程需要大量的有直觀感的模型。目前有一些實(shí)體模型，但為數(shù)較少，傳統(tǒng)地利用PPT圖片或者實(shí)體模型展示形體的外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，立體感欠佳，且不能多方位展示。又針對(duì)教室空間大、學(xué)生多的特點(diǎn)，能多方位展示的三維模型更適合教學(xué)，利用Solidworks軟件制作三維模型庫，部分采用虛實(shí)結(jié)合的方式，為空間想象力差的同學(xué)提供幫助，增加其學(xué)習(xí)的信心。也有一些關(guān)于Solidworks三維造型的課程教學(xué)研究，其是一款非常優(yōu)秀的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，具有功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)等特點(diǎn)[4-5]。所建立的三維模型，教師可從外部輪廓、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、剖面形狀、各個(gè)投射面等進(jìn)行展示教學(xué)，對(duì)提高學(xué)生的三維空間思維能力有很大幫助。如圖1所示部分三維模型。

目前配合教學(xué)任務(wù)單制作了三維模型60余個(gè)，便于學(xué)生根據(jù)自身情況進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)。另外滿足不同學(xué)生的要求，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行了視頻資源建設(shè)，包括授課內(nèi)容講解視頻，而對(duì)于煩瑣的繪圖過程，為了解決需要反復(fù)講解的問題，制作了視頻繪制過程的微課資源，學(xué)生就可以隨時(shí)查閱并反復(fù)觀看，有利于知識(shí)的掌握和鞏固。在超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上每一章節(jié)配有相應(yīng)的電子教材、重難點(diǎn)分析、PPT資源、視頻資源，課堂任務(wù)單、內(nèi)容總結(jié)等，并設(shè)置有作業(yè)庫和題庫，便于課外作業(yè)的布置和學(xué)生的自學(xué)。課堂教學(xué)過程中也有大量的圖片動(dòng)畫等來展示立體結(jié)構(gòu)和繪圖步驟等。資源庫建設(shè)主要有以下內(nèi)容如圖2：

2.3 數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)

“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)要真正融入教學(xué)，改變并豐富教師的教學(xué)方式。學(xué)生的學(xué)習(xí)手段和學(xué)習(xí)方式也相應(yīng)要發(fā)生變化。充分利用學(xué)生手機(jī)、電腦等移動(dòng)設(shè)備不受時(shí)間空間限制的特點(diǎn)，與學(xué)生交流溝通碎片化知識(shí)，形成線上線下一體化混合式教學(xué)模式。分為課前—課中—課后，課前課堂上充分利用數(shù)字化技術(shù)，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、完成課前小測等，課堂上進(jìn)行簽到、搶答、討論等環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)課堂學(xué)生參與度，部分章節(jié)采用翻轉(zhuǎn)課堂，課堂主要采用任務(wù)單形式來完成任務(wù)，課堂任務(wù)單共30份，例任務(wù)1.3部分內(nèi)容如圖3。對(duì)于《工程制圖》這門課程，該課程特點(diǎn)以畫圖和識(shí)圖為主，圖形在黑板上展示比較困難，因此超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)就展現(xiàn)了它的優(yōu)點(diǎn)，將學(xué)生成果拍照上傳班級(jí)群，并在課堂大屏幕上進(jìn)行展示，同學(xué)們一起對(duì)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，相互評(píng)分，從而同學(xué)們可以很快地明確自己的結(jié)果正確與否。課堂教學(xué)可以為學(xué)生提供更多討論、展示和交流的機(jī)會(huì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、鑒賞能力、批判思維能力。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如圖4。

2.4 課程評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

評(píng)價(jià)體系應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和差異性，學(xué)生的期末考試考核是必須的，采用考察方式學(xué)生容易思想怠慢，但過程性評(píng)價(jià)也需要重視。過程性評(píng)價(jià)重視學(xué)生的情感、課程思政等方面能力的體現(xiàn)。充分利用信息化的線上線下一體化教學(xué)，便于老師掌握學(xué)生的課前課后情況，評(píng)價(jià)體系應(yīng)包括線上學(xué)習(xí)情況（點(diǎn)擊率、在線互動(dòng)、任務(wù)點(diǎn)完成度等）、課堂表現(xiàn)情況、課后線上學(xué)習(xí)情況以及學(xué)生的自評(píng)互評(píng)等。合理的課程評(píng)價(jià)體系，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)也有至關(guān)重要的作用。

互聯(lián)網(wǎng)+背景下的數(shù)字化為線上線下一體化教學(xué)提供了保障，充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)可以提高學(xué)生的自學(xué)能力，滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，課堂以完成任務(wù)單為主，鍛煉學(xué)生解決問題和展現(xiàn)自我的能力。數(shù)字化只是一種手段，不能過度依賴，其在課外學(xué)習(xí)、線上師生互動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)和課堂某些環(huán)節(jié)等方面，具有很大的優(yōu)勢，應(yīng)恰當(dāng)并充分利用，教學(xué)改革必會(huì)取得好的效果。

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【通聯(lián)編輯：王力】