信息化技術(shù)背景下《工程制圖》教學(xué)改革與探索

李雪芝

摘? 要：由于教學(xué)環(huán)境因素的變化，課堂學(xué)時(shí)被壓縮，但又需完成教學(xué)成果的達(dá)成度，應(yīng)自適應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，打破課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的傳統(tǒng)模式。以《工程制圖》為例，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建制圖課程教學(xué)資源，設(shè)計(jì)線上學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成靈活、有效的教學(xué)模式，全面提高工程制圖教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生們的自主性和積極性，為將來的就業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程制圖? 信息化教學(xué)設(shè)計(jì)? 課程? 課堂? 線上+線下混合式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（c）-0185-04

Abstract： Due to changes in teaching environment factors， classroom hours are compressed， but the achievement of teaching achievements needs to be completed. The teaching concept should be adaptively changed to break the traditional model of course content and teaching methods. Taking "Engineering Drawing" as an example， with the help of a network teaching platform， constructing teaching resources for drawing courses， designing various links of online learning and classroom teaching， forming a flexible and effective teaching mode， comprehensively improving the quality of engineering drawing teaching， and cultivating students' innovation ability and self-learning ability ， which can lay a good foundation for future employment.

Key Words： Engineering drawing; Information teaching design; Course; Classroom; Online and offline hybrid teaching

工程圖樣是工程技術(shù)人員關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念、設(shè)計(jì)過程等方面進(jìn)行溝通、交流的重要依據(jù)，是工程和生產(chǎn)產(chǎn)品的有形載體?！豆こ讨茍D》是高等院校理工科大一學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程基于正投影理論和國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，主要包含繪制、閱讀工程圖樣的制圖基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論（畫法幾何）及基本技能（尺規(guī)繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖等）。工程制圖課程是一門體現(xiàn)工程特點(diǎn)的入門基礎(chǔ)課程，不僅要求學(xué)生掌握繪制、閱讀工程圖樣的基本方法和技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生們的空間思維能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和工作作風(fēng)。

社會(huì)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，信息化技術(shù)已經(jīng)滲透到多個(gè)領(lǐng)域中，如掃碼支付、5G、直播平臺(tái)等。在這樣的高度信息化背景下，教育必然要走上信息化道路上來。基于現(xiàn)代教育思想和理論，新興的信息化教學(xué)模式不斷在擴(kuò)大，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法，逐漸成為一個(gè)主流的教學(xué)方式。目前，慕課、微課、微雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等一些教學(xué)方式相繼出現(xiàn)，進(jìn)而提高了教育質(zhì)量和效率，形成一批適應(yīng)信息化社會(huì)要求的新教育模式。由于教育形勢(shì)和教育環(huán)境的日益變化，大學(xué)生課堂的理論學(xué)時(shí)不斷被壓縮，其中《工程制圖》專業(yè)類基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)也是一再被壓縮，結(jié)合課程特點(diǎn)，如理論知識(shí)多、抽象難懂等，導(dǎo)致課程學(xué)時(shí)的壓縮與知識(shí)的增長(zhǎng)之間的矛盾日益突出，現(xiàn)有的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容等已不適應(yīng)教學(xué)要求，這就需要及時(shí)更新教學(xué)方法與教學(xué)手段。

本文通過分析制圖課程現(xiàn)狀，探討現(xiàn)代化信息技術(shù)在高等院校理工科工程制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)線上學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成靈活、有效的教學(xué)模式，最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

1? 《工程制圖》課程當(dāng)前存在的問題

1.1 單一的教學(xué)形式和枯燥的教學(xué)內(nèi)容

作為培養(yǎng)復(fù)合型人才的高等院校，《工程制圖》課程是我校電氣工程、化學(xué)工程、生物工程等國(guó)家級(jí)一流建設(shè)本科專業(yè)，以及自動(dòng)化、紡織工程等自治區(qū)級(jí)一流建設(shè)本科專業(yè)的通識(shí)教育課程。本課程最大的特點(diǎn)是理論知識(shí)概括性強(qiáng)、抽象度高。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是課堂上講授理論知識(shí)和相應(yīng)的例題，接著學(xué)生做一些練習(xí)，根據(jù)學(xué)生的完成度，老師們?cè)倮^續(xù)講解，這種單一的教學(xué)模式，只會(huì)讓學(xué)生越發(fā)感到枯燥。因此，當(dāng)前《工程制圖》課程所存在的最大問題是學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣薄弱，每一學(xué)期這門課的掛科率或者重修率比較高。在課堂上，老師們的教學(xué)形式大都是板書或PPT或教學(xué)工具，現(xiàn)代化信息資源比較少，所呈現(xiàn)出的教學(xué)內(nèi)容也比較枯燥，難以引起學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)熱情，隨著課堂/課程的進(jìn)行，學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)能力降低。另一方面，對(duì)于部分老師來說，過多依賴多媒體教學(xué)，使用現(xiàn)代化信息技術(shù)教學(xué)還存在一些經(jīng)驗(yàn)不足，同樣會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的薄弱。以上分析，學(xué)好這一門課程的關(guān)鍵因素是提高學(xué)生們的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在信息化背景下，老師們應(yīng)及時(shí)更新教學(xué)手段，依托多樣性、多方位的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，掌握現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的課堂。

1.2 理論與實(shí)踐教學(xué)協(xié)同不足

《工程制圖》課程在理論方面需要學(xué)生們掌握繪制、閱讀工程圖樣的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論，能夠做到活學(xué)活用，在實(shí)踐方面需要結(jié)合大量的工程案例，增強(qiáng)基本技能的訓(xùn)練。如果理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)出現(xiàn)脫節(jié)，協(xié)同不足，將對(duì)學(xué)生造成不利的影響，主要是以下兩個(gè)方面：（1）課堂上所獲得的專業(yè)理論知識(shí)沒有得到實(shí)踐，將不能及時(shí)鞏固和接受鍛煉。（2）工程實(shí)踐的參與機(jī)會(huì)越少，學(xué)生們的創(chuàng)新思維越易固化，難以解決工程領(lǐng)域中出現(xiàn)的新情況、新問題?！豆こ讨茍D》課程的最終目的是將學(xué)生們所學(xué)的專業(yè)工程制圖知識(shí)與實(shí)踐生產(chǎn)有效結(jié)合起來，識(shí)別、表達(dá)及解決機(jī)械系統(tǒng)中的復(fù)雜工程問題。然而，在傳統(tǒng)課堂上，老師們只是用板書或教學(xué)工具向?qū)W生展示，其中機(jī)械零部件之間的幾何關(guān)系、裝配關(guān)系等難以表達(dá)清楚，學(xué)生們根本沒有機(jī)會(huì)得到實(shí)踐。另外，工程制圖是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，學(xué)生們?nèi)狈ι鐣?huì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在課程設(shè)計(jì)方面難以考慮這一點(diǎn)，最終影響學(xué)習(xí)質(zhì)量。從以上分析原因來看，需要對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以筆者所在單位為例，在培養(yǎng)方案原有的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，增設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練、企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)、企業(yè)內(nèi)全程畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)過程，整合已有教學(xué)資源、購置必需教學(xué)設(shè)備，構(gòu)建全方位開放式的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新性思維。

2? 信息化教學(xué)在《工程制圖》課程中的應(yīng)用策略探析

2.1 信息化教學(xué)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

基于以上所分析的制圖課程現(xiàn)狀，可以得出教學(xué)不是教師的獨(dú)角戲，也不是知識(shí)的唯一來源，教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐應(yīng)由教師的“教”向?qū)W生的“學(xué)”轉(zhuǎn)變。教師“教”為中心的課堂教學(xué)在同一學(xué)習(xí)空間，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果存在差異，主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)速度上。因此，學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)是未來的發(fā)展方向，這就需要在信息化背景下對(duì)《工程制圖》進(jìn)行教學(xué)改革，以及信息化教學(xué)應(yīng)用策略探索?！熬€上+線下”混合式教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，解決教師無法提供個(gè)性化指導(dǎo)的問題。

以本單位為例，在《工程制圖》教學(xué)過程中，為突出學(xué)生的教學(xué)主體地位，依托“智慧樹”等教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源，對(duì)課程/課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，合理引入多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，突出重要、疑難的知識(shí)點(diǎn)，并給出問題的解決方法和主要思路，引導(dǎo)學(xué)生的個(gè)性化自主學(xué)習(xí)。

2.2 基于課程的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

老師在課程教學(xué)活動(dòng)開展之前，選擇信息表征多樣化的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，如軸測(cè)圖、組合體過程、截交線、相貫線、斷面圖、剖視圖、裝配圖等，重點(diǎn)突出工程制圖的基礎(chǔ)性和工程性。以筆者所在單位為例，《工程制圖》課程是在“智慧樹”平臺(tái)建立的，根據(jù)課程大綱，設(shè)置了8個(gè)單元，錄制了相關(guān)單元的微視頻，其數(shù)量分別為8、16、12、10、4、8、2、12，共計(jì)72個(gè)視頻。采用智慧樹的“翻轉(zhuǎn)課堂”模塊，通過學(xué)習(xí)任務(wù)、見面課、學(xué)習(xí)資源、問答討論、作業(yè)考試、小組教學(xué)、學(xué)生管理、成績(jī)管理等功能模塊，構(gòu)建制圖課程的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)“線下+線下”混合式教學(xué)。依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、QQ、微信、釘釘?shù)龋?shù)字化教學(xué)資源，并將教學(xué)大綱、PPT、電子教案、學(xué)習(xí)教程、習(xí)題集、工程案例、輔助資源等課程教學(xué)資料共享于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，提高學(xué)生線上學(xué)習(xí)的積極性。特別是一些典型零件圖例操作錄制成微課，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上共享，更有助于學(xué)生的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和反復(fù)練習(xí)。此外，由于信息化技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)還包含測(cè)驗(yàn)、任務(wù)點(diǎn)、作業(yè)庫、題庫、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等環(huán)節(jié)，基于平臺(tái)的數(shù)據(jù)反饋，老師可以掌握每位學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的情況，根據(jù)學(xué)生的完成度，及時(shí)調(diào)整課堂上的教學(xué)內(nèi)容，提高教育質(zhì)量。

2.3 基于課堂的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

老師在課堂教學(xué)活動(dòng)之前，應(yīng)對(duì)各個(gè)班級(jí)和班級(jí)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，各班級(jí)及班級(jí)學(xué)生存在智力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、個(gè)性特征等方面的差異，應(yīng)合理設(shè)計(jì)靈活、有效的教學(xué)方法，如討論式、啟發(fā)式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式，讓不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)以老師為主導(dǎo)的“滿堂灌”向以學(xué)生為主體的“滿堂學(xué)”轉(zhuǎn)變，全面提升課堂質(zhì)量?！豆こ讨茍D》這門課的知識(shí)點(diǎn)難易程度循序漸進(jìn)，特別是在相當(dāng)抽象的章節(jié)上，如果出現(xiàn)學(xué)習(xí)跟不上，學(xué)生漸漸對(duì)這門課的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣降低。因此，老師在課堂開始或者結(jié)束時(shí)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)，但仍有部分同學(xué)不會(huì)預(yù)習(xí)。學(xué)生的自主性和積極性需要老師進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行引導(dǎo)。在信息化技術(shù)背景下，老師可以將所需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容或者需要完成的作業(yè)以文字、視頻等多種形式上傳到“雨課堂”、“藍(lán)墨云”、“釘釘”，同時(shí)設(shè)置完成預(yù)習(xí)和作業(yè)所需要的時(shí)間。后臺(tái)可以對(duì)每一位同學(xué)的完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。基于后臺(tái)數(shù)據(jù)，教師能夠更好地了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況以及所遇到的問題，并在課堂上重點(diǎn)講解，提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。

《工程制圖》部分內(nèi)容比較有難度，如果采用傳統(tǒng)教學(xué)法講授知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生很難理解和掌握，那么課堂教學(xué)應(yīng)采用動(dòng)畫、視頻對(duì)讀圖、識(shí)圖過程進(jìn)行演示，全面提高課堂教學(xué)的信息量，讓枯燥的知識(shí)點(diǎn)“活起來”。以讀組合體三視圖為例，主要是對(duì)組合體在空間的位置、形狀進(jìn)行展示，以典型機(jī)械零部件組合體為對(duì)象，通過形體分析法，掌握組合體與基本體之間的關(guān)系以及相鄰表面的連接關(guān)系。為培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、分析能力，在本節(jié)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先利用SolidWorks建立零部件的三維模型，結(jié)合CAD繪圖和多媒體制作，通過CAI課件分析組合體的組合過程，既能使學(xué)生加強(qiáng)直觀了解，又使學(xué)生感覺學(xué)有所用。

3? 《工程制圖》課程的"線上+線下"混合式教學(xué)實(shí)施

通過課程+課堂的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，工程制圖課程采用"線上+線下"混合式教學(xué)，其具體的教學(xué)過程主要包括課前復(fù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)三個(gè)方面。

課前，老師在“智慧樹”等教學(xué)平臺(tái)上構(gòu)建多方位的教學(xué)資源，如微視頻、多媒體課件、學(xué)習(xí)資料以及課前作業(yè)等。其中微視頻是主要的表現(xiàn)方式，可以對(duì)制圖課程中的所有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解和錄制，特別是教學(xué)內(nèi)容中重要的、疑難的知識(shí)點(diǎn)。另外，每個(gè)微視頻只有10多分鐘，可以回放和暫停，有利于學(xué)生耐心學(xué)習(xí)、消化所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)上接收到課前預(yù)習(xí)任務(wù)后，通過微視頻、電子課件、電子資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，并完成老師發(fā)布的課前學(xué)習(xí)作業(yè)。

課中，基于學(xué)生課前學(xué)習(xí)作業(yè)的完成情況，老師及時(shí)調(diào)整課堂的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)結(jié)構(gòu)，并繼續(xù)設(shè)計(jì)一個(gè)新的“學(xué)習(xí)任務(wù)單”，這是實(shí)現(xiàn)混合式課堂教學(xué)的核心。對(duì)于課前學(xué)習(xí)作業(yè)，大部分學(xué)生普遍存在的問題和出現(xiàn)的錯(cuò)誤，老師要重點(diǎn)講解，糾正不合理、不正確之處。在答疑過程中，老師要將新知識(shí)融合進(jìn)去，反復(fù)強(qiáng)調(diào)總結(jié)，提出注意事項(xiàng)。 另外，老師應(yīng)將課堂所傳授的知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)這一方面知識(shí)的認(rèn)知得到鞏固、加深。

課后，老師需要掌握學(xué)生課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)情況和復(fù)習(xí)情況，課后的測(cè)驗(yàn)、評(píng)價(jià)、考核是不可或缺的環(huán)節(jié)。老師在教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布課后作業(yè)或者課后任務(wù)，其中任務(wù)形式、任務(wù)過程、任務(wù)反饋、任務(wù)評(píng)價(jià)等可以采取多樣性、靈活性，典型的形式如以小組為單位，進(jìn)行任務(wù)活動(dòng)，最后各小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，每位學(xué)生在活動(dòng)參與過程中大膽提出想法和實(shí)踐，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性、積極性。

4? 結(jié)語

由于教育形勢(shì)和教育環(huán)境的日益變化，《工程制圖》課程在信息化技術(shù)背景下迎來了重要機(jī)遇和挑戰(zhàn)。老師需要及時(shí)更新教學(xué)理念，努力學(xué)習(xí)新知識(shí)，熟練運(yùn)用信息化教學(xué)技術(shù)手段，拓展多方面教學(xué)資源，通過課程/課堂、實(shí)踐等多方面的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，形成靈活、有效的教學(xué)方法，全面提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。但在混合式教學(xué)的具體實(shí)施過程中需要注意的是：（1） 老師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，不能過分依賴教學(xué)平臺(tái);（2）老師還需要不斷去企業(yè)實(shí)踐、學(xué)習(xí)，將課堂知識(shí)和工程實(shí)踐有效結(jié)合。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙文玉，高忠虎，鄭海晨.《工程制圖》課程考核體系的構(gòu)建與實(shí)踐——以西北民族大學(xué)土木工程專業(yè)為例[J].西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2020，41（2）：84-87.

[2] 范芳蕾，張克義，余宏濤，等.提升工程實(shí)踐能力背景下“工程制圖”教學(xué)改革探索[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2020，39（1）：87-89，93..

[3] 諸悅.信息化構(gòu)建《機(jī)械制圖》“3課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐與探究[J].電子世界，2019（24）：67-68.

[4] 黃藝娜，曠利平.信息化教學(xué)在工程制圖和CAD教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（30）：182-183.

[5] 張書月.計(jì)算機(jī)機(jī)械制圖與AutoCAD課程的整合性分析——評(píng)《機(jī)械制圖與CAD技術(shù)基礎(chǔ)》[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2020，37（6）：148.

[6] 趙博.基于“項(xiàng)目與行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)”理念的中職機(jī)械制圖課程的教學(xué)研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2015.

[7] 楊艷梅.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究——以機(jī)械制圖課程為例[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（22）：121.