對《機械制圖》課程線上線下教學(xué)新模式的探索

徐 泉 李葉青 周 洋

中國石油大學(xué)(北京),新能源與材料學(xué)院 北京 102249

1 引言

《機械制圖》是一門主要研究識讀及繪制工程類圖紙,教授機械原理的學(xué)科[1]。作為高校理工科專業(yè)的一門重要通識教育課程,其在培養(yǎng)學(xué)生圖形及空間思維、解決實際工程問題等能力方面起到舉足輕重的作用。課程要求學(xué)生不僅要掌握該門課程的相關(guān)制圖方法和專業(yè)理論知識,還應(yīng)提高自身的計算機應(yīng)用技能和基本操作能力。該課程作為基礎(chǔ)課程,對學(xué)生未來自身發(fā)展及就業(yè)有很大幫助,因而教學(xué)方法更應(yīng)注重創(chuàng)新、與時俱進。教師要將《機械制圖》革新作為教育發(fā)展的重點,并以此帶動其他課程進行教學(xué)改革。而由于受到疫情影響,高校更需主動探求高效開展線上線下混合教學(xué)的新方式,以保證正常教學(xué)進度,提高教學(xué)質(zhì)量。并利用大數(shù)據(jù)分析,找到學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的薄弱環(huán)節(jié),對癥下藥。充分體現(xiàn)了以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的理念。同時,這種創(chuàng)新課堂也起到了提升教師教學(xué)能力和質(zhì)量的作用,實現(xiàn)了雙贏。

2 目前高校機械制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

近年來,為滿足經(jīng)濟建設(shè)要求,國家對工程類人才的需求量逐年增加,而大學(xué)是肩負著培養(yǎng)高素質(zhì),全面發(fā)展專業(yè)人才的重要場所。但是目前,傳統(tǒng)的教學(xué)模式過于刻板單一,對于圖形和空間的演示能力不足,不能很好滿足教學(xué)要求。另外,不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和理論基礎(chǔ)存在著差異性,單純使用“口述+練習(xí)”的方式授課并不能實現(xiàn)全體學(xué)生共同進步的目標。就課程改革的現(xiàn)狀而言,依然存在著諸多問題。

隨著科技發(fā)展,各類新型教學(xué)媒體興起,極大豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容。處在后疫情時代的今天,建立并完善線上線下混合教育平臺亦是大勢所趨。而目前,采用新模式教學(xué)大多未能達到預(yù)期的教學(xué)效果。

首先,線上線下教學(xué)內(nèi)容被割裂開來,相互之間缺少聯(lián)系,缺乏完整性和系統(tǒng)性,無法起到相互輔助的作用。課堂教學(xué)的內(nèi)容沒有根據(jù)實際情況做出相應(yīng)的改變,只是盲目地將課程資源生硬的傳授給學(xué)生,并未加以整合優(yōu)化,與傳統(tǒng)課堂授課方式并無本質(zhì)不同。因而,使線上線下教學(xué)脫節(jié),反而增加了學(xué)生的課業(yè)負擔,難以激發(fā)學(xué)生的興趣,不能有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

其次,未建立良好監(jiān)督和反饋機制。教師在線上授課期間無法與學(xué)生面對面交流溝通,致使不能對學(xué)生的知識掌握情況做出有效的評價和研究,對于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的薄弱環(huán)節(jié)無法及時查漏補缺,降低了線上線下混合教育的有效性。與此同時,學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)情況缺乏準確的認知,也會對接下來的深入學(xué)習(xí)感到力不從心,導(dǎo)致不同學(xué)生之間的學(xué)習(xí)效果差距加大。

此外,機械制圖課程注重實踐,而目前大多課程學(xué)時分配不夠合理,理論教學(xué)與綜合實踐課程未能有效結(jié)合。由于接觸機械實物機會較少,學(xué)生對于機械結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識的理解局限于書本,無法形成系統(tǒng)完整的知識體系。并且,由于課程設(shè)置單一,許多高校未能將機械制圖教學(xué)與計算機制圖技術(shù)有效地結(jié)合。學(xué)生對于各類機械結(jié)構(gòu)的抽象思維、圖紙繪制以及設(shè)計能力的掌握程度不夠,對于計算機常用機械制圖軟件的運用水平不高[2]。

3 機械制圖線上線下混合教學(xué)改革措施

3.1 積極改善教師教學(xué)理念和方式方法 構(gòu)建效果良好的線上線下學(xué)科教育平臺,需要教師和學(xué)生共同努力。因此,不應(yīng)將注意力全部集中在如何提高學(xué)生能力身上,同樣也要認識到教師在教學(xué)過程充分發(fā)揮引導(dǎo)作用的重要性。因此,教師應(yīng)該根據(jù)實際情況合理運用現(xiàn)有資源,進行創(chuàng)新式教學(xué),有目的培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。在教學(xué)過程中,不僅要時刻注意學(xué)生對理論知識的理解情況,及時對教學(xué)內(nèi)容做出相應(yīng)調(diào)整,還應(yīng)積極學(xué)習(xí)并熟練掌握相關(guān)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的使用方法,尋求線上線下混合教學(xué)效果最優(yōu)化。此外,在進行機械制圖教學(xué)時,教師應(yīng)積極使用計算機建模,為學(xué)生進行演示和講解,使其對機械實物產(chǎn)生一定的基本認知。同時,對學(xué)生在機械制圖教學(xué)過程中遇到的重難點問題進行及時答疑,幫助其鞏固所學(xué)知識,為后期繼續(xù)深入學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),也為其他課程的學(xué)習(xí)提供了借鑒。

3.2 探索線上線下課堂教學(xué)新模式 在新冠疫情大背景下,應(yīng)對傳統(tǒng)線下教育進行革新,將網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)以及大數(shù)據(jù)處理融入現(xiàn)有課堂教學(xué)中,形成線上線下結(jié)合的教學(xué)新模式。以機械圖紙識讀、繪制和計算機軟件輔助為基礎(chǔ)構(gòu)建《機械制圖》課程總體框架,并圍繞雨課堂、超新星等多功能線上授課平臺開展靈活教學(xué)工作,將課前預(yù)習(xí)、課堂討論教學(xué)、課后練習(xí)以及計算機輔助繪圖軟件學(xué)習(xí)有機結(jié)合起來。利用大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)單純的教師經(jīng)驗主義,嚴格把控教學(xué)進度,使教學(xué)方案的制定更加科學(xué)、切合實際,極大豐富了教育教學(xué)資源。

(1)整理教學(xué)資源并及時發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)。合理利用網(wǎng)絡(luò)資源是建立線上線下混合教學(xué)平臺的前提。教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有水平,將授課內(nèi)容以PPT、小視頻等形式呈現(xiàn),借由軟件自身的動畫演示功能,讓學(xué)生對機械內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)、透視等有更直觀的了解。并在授課前,通過雨課堂、超新星等平臺發(fā)送給學(xué)生,同時可以增加語音進行針對性指導(dǎo)。將預(yù)習(xí)課件在課前發(fā)布給學(xué)生后,平臺上會顯示每個學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,以此輔助學(xué)生在前期進行預(yù)習(xí)準備工作,培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的意識。這樣做也有助于減少上課期間教師授課負擔,并節(jié)省更多時間用于攻克重問題難點,使課堂教學(xué)更高效。

(2)教學(xué)過程中組織提問、答疑及討論。在構(gòu)建線上線下結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂過程中,應(yīng)時刻關(guān)注考勤、重難點討論、師生互動幾個要素,將傳統(tǒng)課堂的以“教”為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)”為主。課前,可以使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的自主簽到功能進行考勤,避免代簽、漏簽。在正式開始授課后,平臺頁面會實時更新目前所講的PPT頁面,并且每頁PPT下都留有“收藏”和“不懂”選項,以便學(xué)生將重要的或不理解的知識點進行收集和反饋。而教師可以根據(jù)對學(xué)生“不懂”知識的統(tǒng)計實行針對性教學(xué)。一般來說,當授課進行到中后期時,學(xué)生注意力會開始發(fā)散,適時的課堂提問和小測有助于集中注意力。教師可以在平臺上設(shè)置答題時間,以查看學(xué)生當時對知識掌握的熟練度和理解程度。利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,根據(jù)不同學(xué)生的特點和學(xué)習(xí)情況制定有系統(tǒng)性的教學(xué)方案,實現(xiàn)個性化教學(xué),同時克服線上教學(xué)時教師不能同步觀察學(xué)生聽課狀態(tài)的弊端,提高了教學(xué)質(zhì)量,防止班級授課中學(xué)生成績兩極分化嚴重。

此外,雨課堂還附帶有“彈幕”功能,學(xué)生可以通過此功能進行實時反饋,從而加深師生間溝通交流,使教師能夠及時對授課中學(xué)生的問題進行解答,不將疑問帶出課堂。同時,也能以此活躍課堂氣氛,避免由于教學(xué)過程冗長枯燥使學(xué)生對《機械制圖》課程失去興趣。

(3)課后及時進行知識鞏固。課后教師可以在班級群中布置練習(xí)題,幫助學(xué)生及時進行復(fù)習(xí)和知識鞏固,查漏補缺。課后習(xí)題除了基礎(chǔ)理論知識以外,還可以引導(dǎo)學(xué)生利用鉛筆、三角板、圓規(guī)等工具來手工繪制一些簡易的機械圖紙,使學(xué)生對機械構(gòu)造形式有更深刻的認識。此外,由于《機械制圖》課程注重創(chuàng)新性和實用性,適當?shù)卦黾娱_放題的設(shè)置,以團隊合作的形式完成一個課題,可以增加學(xué)生的參與感,也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在學(xué)生完成相應(yīng)作業(yè)和課題后,教師應(yīng)盡快審批,指出改進方向,統(tǒng)計錯誤率,并在之后的教學(xué)中進行重點講解,幫助學(xué)生夯實知識儲備。另外,可以通過公眾號等形式進行知識擴展,將收集到的各類資料在平臺上進行公布,實現(xiàn)信息資源共享,拓寬學(xué)生視野,增長興趣[3]。

3.3 掌握制圖基本技能,增加機械制圖相關(guān)計算機軟件教學(xué) 為培養(yǎng)有創(chuàng)新思維和機械設(shè)計能力的應(yīng)用型人才,適應(yīng)國家、企業(yè)建設(shè)需求,《機械制圖》課程的教學(xué)內(nèi)容要與實際工程項目相貼合。為此,將相關(guān)計算機軟件融入機械制圖教學(xué)是十分必要的,其中使用最廣泛的軟件是Auto CAD。目前,CAD等軟件已在大多設(shè)計院和企業(yè)中應(yīng)用推廣并不斷開發(fā)出新的功能,而在學(xué)校實際教學(xué)中,依然以最基本的二維模式為主,教學(xué)現(xiàn)狀與社會需求差距較大[4]。因此,學(xué)校應(yīng)針對如何提高學(xué)生機械設(shè)計水平、如何引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)軟件解決實際項目等問題積極進行教學(xué)改革,大力培養(yǎng)學(xué)生的工程意識,同時也為今后的升學(xué)就業(yè)做好準備。

3.4 建立客觀、多元的考核評價機制 教師應(yīng)改變單一的評價模式,不再單純以考勤和期末考試成績作為唯一評價指標,而是探索一種更加客觀的綜合評價方式?！安晃ǔ煽冋撚⑿邸?分角度評價,從而促進學(xué)生的全方面發(fā)展。研發(fā)線上線下混合教學(xué)與診斷性評價、形成性評價、終期性評價相結(jié)合的多元化考核評價體系[5]。教師應(yīng)跳出固定教學(xué)評價模式,將課堂答題情況、團隊合作參與度、計算機軟件應(yīng)用水平均設(shè)置為平時表現(xiàn)考察項目,時刻關(guān)注學(xué)生發(fā)展動向。避免學(xué)生出現(xiàn)懈怠情緒以及考試前夕熬夜突擊、臨時抱佛腳的行為。以線上線下混合教學(xué)模式為基礎(chǔ),進行考核評價的全面創(chuàng)新,對學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握程度和閱讀繪制機械圖紙的能力進行評估,并將他們應(yīng)對實際項目的綜合能力納入考核,以提高學(xué)生的工程素質(zhì)。

3.5 積極舉辦線下活動,增強學(xué)生創(chuàng)新意識 目前,疫情防控局勢好轉(zhuǎn),各高校已逐步恢復(fù)返校授課。教師可以利用校內(nèi)現(xiàn)有資源,積極舉辦線下活動,推動實踐教學(xué)改革。將線上線下翻轉(zhuǎn)課堂與各類實驗、競賽更加緊密的結(jié)合起來,以多種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為媒介,別出心裁設(shè)計各類課堂教學(xué)活動,使學(xué)生們將線上所學(xué)知識靈活應(yīng)用并加以鞏固擴展。教師通過參觀學(xué)習(xí)、親自動手實驗等教學(xué)活動讓學(xué)生對機械結(jié)構(gòu)、機械設(shè)計、機械操作產(chǎn)生更真實、系統(tǒng)的認知,而不是將學(xué)生禁錮在教室中。

此外,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與機械制圖類比賽,并提供相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo),幫助學(xué)生在比賽過程中激發(fā)自身潛能,不斷突破自我。這也有助于促進學(xué)生興趣養(yǎng)成,向更高的平臺發(fā)展。

4 結(jié)語

疫情時代下,隨著新型教學(xué)手段和平臺的不斷更新,傳統(tǒng)的班級授課形式受到了沖擊和挑戰(zhàn),而發(fā)展有特色的線上線下綜合教學(xué)新模式、充分進行內(nèi)部教學(xué)資源優(yōu)化是打破《機械制圖》課程局限、改革創(chuàng)新的必由之路。以學(xué)生的能力提升、工程思維培養(yǎng)作為主線,按照先引導(dǎo),再提問,后答疑的過程,合理安排教學(xué)周期整體規(guī)劃方案。此外,將教學(xué)活動中學(xué)生的反饋信息進行收集,并利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具對海量數(shù)據(jù)分析管理,可以幫助教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進行清晰的判斷和分析。

通過線上互動型授課和線下創(chuàng)新型實踐的相互配合[6],能夠讓學(xué)生從意識層面對所學(xué)課程進行內(nèi)化整合,并充分提高相關(guān)制圖設(shè)計軟件使用熟練程度,發(fā)展創(chuàng)新及發(fā)散思維能力。同時,實踐性的教育活動也可以拉近師生距離,加深溝通交流,教學(xué)相長,共同追尋更高級的教學(xué)目標。