“一平三端”在機械制圖課程中的應用探索與實踐

薛瑩

（無錫機電高等職業(yè)技術學校，江蘇無錫214028）

隨著信息技術的不斷發(fā)展，在教學中運用信息化手段輔助教學已經(jīng)成為目前中職教學的大趨勢。機械制圖課程也不例外，有大量教師進行了實踐探索。楊金花、朱鳴[1]在教學過程中應用三維軟件SolidWorks建立物體的立體模型，自動生成三視圖，幫助學生建立空間思維。姜昊宇[2]嘗試應用網(wǎng)絡教學平臺、三維繪圖軟件、教學動畫演示等多種信息化手段進行教學設計。陳喜春[3]在課堂中利用手機掃描二維碼答題，利用微課照顧不同層次的學生，利用AutoCAD軟件構建虛擬模型等方法進行信息化教學。李薇、趙國偉等[4]利用云課堂網(wǎng)絡教學平臺進行信息化教學設計。宋飛鴻[5]嘗試運用翻轉課堂對“點的投影”進行教學設計。

在這些文獻中，信息技術的應用為達成教學目標起到很好的輔助作用，但是忽略了傳統(tǒng)教學方法的重要性。機械制圖是一門培養(yǎng)學生繪制和識讀機械圖樣能力的課程。其中繪制機械圖樣離不開規(guī)范的手工繪圖，而這種規(guī)范性需要在黑板上親自示范才能達成。課堂中僅僅是用動畫或三維軟件演示代替手工繪圖是不利于學生對課程內容掌握的[6]。而使用翻轉課堂進行教學，對于中職學生來說更是難以實現(xiàn)。中職學生本就基礎薄弱，讓學生花大量時間進行前期學習無疑增加了學生的學習負擔，還會對所學知識產(chǎn)生厭惡情緒。

本文旨在利用信息技術，結合傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢，嘗試用“一平三端”，即教學平臺、電腦端、手機端、教室端，在教師和學生之間形成閉環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示，使得學生可以隨時學，教師可以隨時教，提高教學效率和教學質量。具體做法是教師將教學資源，如PPT、微課、三維立體模型、作圖動畫、題庫等，上傳教學平臺供學生課前學習，再在教室端結合教學平臺資源進行課中教學。學生課前、課中的學習效果，都可以通過教學平臺的作業(yè)、測試、評價等活動進行檢驗，并反饋給教師，或者直接與老師線上交流答疑，教師根據(jù)學生的反饋可及時調整教學策略。課后學生還能利用手機端或電腦端在教學平臺上進行知識鞏固與提高，教師也可以及時答疑解惑。

圖1 應用“一平三端”形成的閉環(huán)系統(tǒng)

下面以“平面立體的截切”第一課時為例，探索與實踐“一平三端”在機械制圖課程中的應用。

1 教學分析

1.1 內容分析

在該課之前，已經(jīng)學習過點、線、面的投影和基本立體的投影。該課主要任務是綜合前期所學內容，學會平面立體被截切后的三視圖畫法，進一步提高空間想象能力，為后續(xù)課程內容“組合體”打下基礎。

1.2 學情分析

該課授課對象為中職“機電一體化”專業(yè)一年級學生。通過前期學習，掌握了基本的作圖規(guī)范，具備了基本的看圖和畫圖能力，對于該課的順利開展奠定了基礎。學生具有一定的自主學習能力；同時由于他們出生在網(wǎng)絡時代，信息素養(yǎng)較高。

1.3 教學目標

根據(jù)學生特點、教學內容、人才培養(yǎng)的要求，設置了知識、技能、情感三個方面的教學目標。知識目標：掌握平面立體被單一平面截切后的三視圖畫法。技能目標：能正確繪制平面立體被單一平面截切后的三視圖。情感目標：培養(yǎng)學生自主學習的能力；培養(yǎng)學生嚴謹細致的工作作風。

1.4 教學重、難點

教學重點是：平面立體被單一平面截切后的三視圖畫圖步驟。教學難點是：正確繪制平面立體被單一平面截切后的三視圖。

2 教學策略

該課傳統(tǒng)的教學方法是教師利用實物模型進行黑板手工繪圖，從而教會學生繪圖過程和規(guī)范的作圖方法。而目前大部分教師可以利用實物模型或制作虛擬三維模型，在黑板上通過手工繪圖或者利用PPT動畫進行畫圖過程的講解，而后學生進行習題練習?？梢钥吹?，在目前的教學中，已經(jīng)用到了虛擬模型、動畫等信息化手段輔助教學，但是，這些信息化手段是比較單一的，信息化資源不能被學生隨時使用，很難做到及時評價和檢驗教學效果，教學效率低下。

為此，該課利用“一平三端”，以任務教學法為主體，用問題導向、自主學習、啟發(fā)探究等方法，做到做中學、做中教，培養(yǎng)學生的自主學習能力和嚴謹細致的工作做風。根據(jù)學校實際情況，“一平”選用的是超星泛雅教學平臺，該平臺的手機端APP為超星學習通?！敖淌叶恕背藗鹘y(tǒng)的黑板外，都配備了希沃一體機，通過一體機，可實現(xiàn)手機實時投屏。

3 教學過程

整個教學過程分為課前準備、課堂教學、課后拓展三個部分。

3.1 課前準備

課前教師利用電腦端進行備課，通過教學QQ群發(fā)布本課任務：完成平面立體被單一平面截切后的三視圖。學生可通過電腦端的超星泛雅平臺或手機端的超星學習通進入《機械制圖》課程，復習點的投影、面的投影、基本體三視圖等基礎知識，完成“平面立體截切課前準備測試題”，教師通過教學平臺查看學生的完成情況，個性問題個別指導，共性問題課堂中師生共同分析；學生通過教學平臺自主預習截切的相關知識點，遇到問題可在線討論。

3.2 課堂教學

課堂教學在教室端完成。

3.2.1 創(chuàng)設情境

向學生展示機械零件“壓塊”（見圖2）及其三視圖，并引導學生觀察該零件，從而發(fā)現(xiàn)該零件是平面立體四棱柱經(jīng)過多次截切而成。機械零件的識讀是本課程終極目標，而機械零件大多是由基本體根據(jù)不同要求疊加或切割而成。所以在學習了平面立體三視圖畫法后，有必要學會平面立體被截切后的三視圖畫法，為機械零件的繪制打下基礎，從而引入本課。

圖2 壓塊

3.2.2 明確任務

將壓塊零件簡化和變形，結合教學目標，設計該課任務為畫截切后的四棱柱和截切后的四棱錐的三視圖，立體模型如圖3、圖4所示。

圖3 單一平面截切后的四棱柱

圖4 單一平面截切后的四棱錐

3.2.3 任務分析

教師以提問啟發(fā)的方式，指導學生觀察兩個立體的形體特征，找出畫截切后三視圖的關鍵在于畫截斷面的投影，并進一步分析需要哪些知識來幫助畫圖。這些知識課前學生已經(jīng)通過手機端的超星學習通進行了準備和測試，教師通過電腦端的超星泛雅平臺能快速掌握學生的測試情況，在教室端進行共性問題講解，進一步鞏固所學知識，從而為順利完成任務做好準備，并引導學生將任務分成兩個子任務。

3.2.4 任務實施

首先師生共同分析完成任務一：畫四棱柱截切后的三視圖。每一步均由教師引導完成，而后請學生到黑板上進行實際畫圖操作，教師根據(jù)畫圖過程中學生出現(xiàn)的問題進行講解。在黑板手工繪圖的同時，教師通過PPT同步動態(tài)演示畫圖過程。手工繪圖是學生必須掌握的繪圖技能，但黑板演示時，后排同學無法看清細小結構，而用PPT演示可以彌補手工繪圖的不足，雙管齊下，使作圖過程清晰可見。任務一運用探究式、參與式教學法，在“做中學，做中教”的過程中突破了重點。

接著由學生通過任務一的完成，總結作圖步驟，舉一反三，自主分析完成任務二：畫四棱錐截切后的三視圖。教師巡回指導，并觀察學生的完成情況，找到4名學生，其中1個作圖正確且規(guī)范，1個作圖正確但不夠規(guī)范，另外2個作圖錯誤但有典型代表性。用手機拍下他們的三視圖，通過手機投屏功能將4張圖投到希沃一體機上，供大家進行糾錯和評價，從而體會什么是正確且規(guī)范的作圖。學生通過自主學習，教師引導，對比學習，逐步化解教學難點。而手機投屏的應用省去了請學生到黑板上重新畫圖的時間，極大提高了課堂效率。

3.2.5 任務評價

為了及時檢驗學習效果，教師首先通過超星學習通發(fā)布“平面立體截切能力自測題”，學生在手機端進行在線答題，后臺實時統(tǒng)計學生完成情況，并通過電腦端展示在希沃一體機上。答題結束后，教師根據(jù)后臺統(tǒng)計情況，進行點評，并選取錯誤率高的題目和選項進行講解，進一步鞏固本課所學知識。而后在教學平臺上發(fā)起總評活動，見表1。評價內容包括任務完成的各個過程性評價，以及學習態(tài)度和學習能力，評價結果通過希沃一體機顯示。針對學生自評，教師進行點評，表揚完成出色的學生，鼓勵課堂積極主動的學生。并在課后完成平臺上教師評價部分?？傇u成績可通過超星學習通及時查看。

表1 任務總評表

任務評價利用教學平臺強大地統(tǒng)計功能，實現(xiàn)了及時評價，并對學生掌握薄弱知識點進行精準定位，便于教師及時強化薄弱知識點，極大地提高了教學質量和教學效率。

3.3 課后拓展

由課堂上學習的單一平面截切過渡到多個平面同時截切一個平面立體，學生根據(jù)課堂所學知識，舉一反三，完成課后拓展練習。完成過程中遇到問題，學生可利用手機端或電腦端隨時登錄教學平臺，自主學習“平面立體被多個面截切后的三視圖”微課。同時，課堂例題和習題精解也制作成微課上傳至平臺，供學生在線復習鞏固。

4 教學效果

通過在兩個同進度班級進行實驗，A班采用“一平三端”輔助教學，B班采用傳統(tǒng)教學模式進行教學，課后測試了同一份試卷，發(fā)現(xiàn)A班平均分比B班高出7.3分。說明“一平三端”的應用，能極大提高教學質量，同時為老師的教、學生的學提供了空間，教學平臺大量教學資源解決了傳統(tǒng)“一次性教學”的問題，可實現(xiàn)多次教學，反復教學，滿足個性化學習需求。注重實時、在線、多元評價，有助于教師和學生及時掌握教與學的情況，教師可以及時反思與改革，教學效果突出。

5 結論

通過探索與實踐，發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)教學中應用“一平三端”輔助教學，能有效提高教學效率和教學質量。其中教學平臺和教室端形成教學雙陣地，打破時間、空間的限制，形成教學閉環(huán)系統(tǒng)。而手機端和電腦端則是完成閉環(huán)教學的最好工具。當然，“一平三端”的普及應用需要同一學科教學團隊的共同努力，去設計完善教學資源，需要學校提供信息化的教學環(huán)境。相信在不久的將來，這一教學模式能得到更廣泛的應用。