基于MOOC的新媒體教材建設(shè)與研究

張宏 胡業(yè)發(fā) 莊可佳 石繪

摘要 MOOC 背景下的適宜于新工科的《互換性與測(cè)量技術(shù)》新媒體數(shù)字化立體教材，有效整合了教材與 MOOC 的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用現(xiàn)代信息化技術(shù)，將新媒體教材與 MOOC 相互融合。新媒體教材與 MOOC 資源和線上動(dòng)態(tài)教學(xué)活動(dòng)互為支持、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相輔相成，有效解決了傳統(tǒng)教材內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定和教學(xué)內(nèi)容動(dòng)態(tài)更新的矛盾。新媒體數(shù)字化立體教材創(chuàng)新了教材理念，立德樹(shù)人;創(chuàng)新了教材內(nèi)涵，推行基于計(jì)量學(xué)的新一代N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系;創(chuàng)新了教材形式，融合新媒體技術(shù)。課程建設(shè)，教材先行，打造互動(dòng)型和課程型新媒體教材。

關(guān)鍵詞新媒體教材;MOOC;新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.05.011

Construction and Research of New Media Textbooks Based on MOOC

——Take the National First-class Course "Interchangeability and Measurement Technology" as an example

ZHANG Hong， HU Yefa， ZHUANG Kejia， SHI Hui

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract? Under the background of MOOC， the new media digital three-dimensional textbook of "Interchangeability and Measurement Technology" suitable for new engineering subjects， effectively integrates the advantages of textbooks and MOOC， and uses modern information technology to integrate new media textbooks with MOOC. New media textbook and MOOC resources and online dynamic teaching activities support each other， complement each other's advantages，? and complement each other，? effectively solving the? contradiction between the relative? stability of traditional textbook and the dynamic update of teaching content. New media digital three-dimensional textbooks： innovated the concept of textbooks and fostered people; innovated the content of the textbooks， and implemented a new generation of N-GPS standard system based on metrology; innovated the form of textbooks and integrated new media technologies. Curriculum construction， textbooks first， create interactive and curriculum-based new media textbooks.

Keywords? new media textbook; MOOC; new-generation N-GPS standard system

1現(xiàn)狀

2019年，國(guó)家教材委員會(huì)印發(fā)了《全國(guó)大中小學(xué)教材建設(shè)規(guī)劃（2019—2022年）》，[1]教育部印發(fā)了《普通高等學(xué)校教材管理辦法》，[2]強(qiáng)調(diào)教材要體現(xiàn)創(chuàng)新性和學(xué)科特色，富有啟發(fā)性，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新潛能，要以適應(yīng)高校提升學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的需求編寫創(chuàng)新教材。

《互換性與測(cè)量技術(shù)》教材主要介紹產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系中的精度設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容。目前的相關(guān)教材大都講解基于幾何學(xué)的第一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 F-GPS（First-generation? Geometrical? Product ?Specification? and Verification）標(biāo)準(zhǔn)體系，該體系只能描述零件的理想幾何形狀，在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有考慮實(shí)際工件在生產(chǎn)過(guò)程中存在的多變性，也沒(méi)有將產(chǎn)品的幾何規(guī)范與產(chǎn)品的功能要求有效關(guān)聯(lián)，表述對(duì)幾何特征誤差控制的要求存在理解的分歧，由此導(dǎo)致產(chǎn)品的功能要求失控。此外，由于在規(guī)范設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有限定測(cè)量和評(píng)定的具體方法，因此在產(chǎn)品的測(cè)量認(rèn)證過(guò)程中缺乏唯一的合格性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生糾紛。

隨著信息化和數(shù)字化的發(fā)展，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 N-GPS （New-generation Geom- etrical Product Specification and Verification）標(biāo)準(zhǔn)體系，新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系是基于計(jì)量學(xué)的適用于現(xiàn)代化發(fā)展的一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。我國(guó)在2020年前后發(fā)布了一系列適用于我國(guó)制造業(yè)的新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系，我國(guó)的新一代N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)范了尺寸公差、幾何公差、表面結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)品幾何誤差的檢測(cè)，如：GB/T 1182-2018、[3]GB/T 38368-2019、[4]GBT 1800.1-2020[5]等新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范。新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系保證產(chǎn)品的尺寸、形狀和位置精度，還確保了產(chǎn)品的功能要求，同時(shí)設(shè)計(jì)給定的公差和檢測(cè)規(guī)范從源頭上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，不會(huì)產(chǎn)生歧義，如圖1所示。

傳統(tǒng)普通高等學(xué)校教材存在諸多缺點(diǎn)：（1）形式單一，內(nèi)容呈現(xiàn)基本以文本形式為主;（2）內(nèi)容更新緩慢，很多教材內(nèi)容陳舊，跟不上時(shí)代的發(fā)展和教育教學(xué)的需求;（3）學(xué)習(xí)互動(dòng)性差，學(xué)生只能單向地從教材中獲取知識(shí)，缺乏有效的交互。傳統(tǒng)教材已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今 MOOC 教學(xué)精品化、數(shù)字化、國(guó)際化發(fā)展的需求，不能適應(yīng)新工科人才的培養(yǎng)。我?！盎Q性與測(cè)量技術(shù)”課程在2017年12月通過(guò)了首批國(guó)家級(jí)精品在線開(kāi)放課程的評(píng)定，[6]該課程是機(jī)械類各專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，配合該課程的國(guó)家精品課程建設(shè)，將線上線下教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段有效融合，我校教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索 MOOC 背景下的新媒體數(shù)字化立體教材。[7]

2基于 MOOC 的新媒體數(shù)字化立體教材建設(shè)與研究2.1創(chuàng)新教材理念，立德樹(shù)人

黨中央和國(guó)務(wù)院從制度層面上明確教材建設(shè)是國(guó)家事權(quán)，[8]課程教材是學(xué)校教育工作的核心內(nèi)容。課程教材能集中體現(xiàn)教育思想和理念、人才培養(yǎng)的目標(biāo)和內(nèi)容。我校的“互換性與測(cè)量技術(shù)”是首批國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程，其主要內(nèi)容與機(jī)械產(chǎn)品的精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)密切相關(guān)，能否設(shè)計(jì)并制造出高精度的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)成為國(guó)家制造業(yè)是否強(qiáng)大的重要標(biāo)志之一。該教材著眼于現(xiàn)代高科技的飛速發(fā)展，將機(jī)械工程學(xué)科的最前沿技術(shù)納入教材中，將中國(guó)的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)融合到基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容中，將思想政治元素融入專業(yè)課程的案例教學(xué)中，著力培養(yǎng)學(xué)生們“精益求精、追求卓越”的工匠精神。基于 MOOC 的新媒體數(shù)字化立體教材隨著信息化的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，其教材建設(shè)理念適應(yīng)了新工科人才培養(yǎng)，拓寬學(xué)生國(guó)際視野，及時(shí)反映新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系的最新進(jìn)展，融合智能制造新成果，培養(yǎng)具備工程領(lǐng)導(dǎo)力的新工科人才。

2.2創(chuàng)新教材內(nèi)涵，推行基于計(jì)量學(xué)的新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系

新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系是以計(jì)量學(xué)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，它是對(duì)第一代F-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系質(zhì)的飛躍，新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系提出了一系列新的概念，如表面數(shù)字化模型、操作算子、對(duì)偶性原理等等，通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)描述、定義、建模以及信息傳遞的方法，由于測(cè)量方法的不一致而引起的糾紛都可以有效地解決，由此解決了以幾何學(xué)為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)體系所存在的難題。新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系面向幾何產(chǎn)品在“功能描述、規(guī)范設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)評(píng)定”過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)，統(tǒng)一規(guī)范，通過(guò)科學(xué)的建模、分類、規(guī)范與數(shù)字化操作集成方法，實(shí)現(xiàn)了“幾何要素”及其“規(guī)范/特征值”從定義、描述、規(guī)范設(shè)計(jì)到實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程的數(shù)字化體現(xiàn)，如圖2（p34）所示。

新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系將產(chǎn)品的規(guī)范、加工和認(rèn)證作為一個(gè)整體來(lái)考慮，為產(chǎn)品功能需求的表述提供了精確的方法，推進(jìn)制造業(yè)信息化、數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)。我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的《互換性與測(cè)量技術(shù)》新媒體教材以新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)，圖文并茂地詮釋產(chǎn)品幾何規(guī)范的基本原理、內(nèi)容及其應(yīng)用，講述該標(biāo)準(zhǔn)體系的最新動(dòng)態(tài)和研究成果，積極推行新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系在各行各業(yè)的貫徹實(shí)施。

2.3課程建設(shè)，教材先行，打造互動(dòng)型和課程型新媒體數(shù)字化立體教材

《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程教材的最大特點(diǎn)是用量大、教材版本多、涉及的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)多并且現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)快。我校教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)編寫的基于 MOOC 的新媒體數(shù)字化立體教材與線上和線下混合式教學(xué)改革內(nèi)容相融合，相輔相成，互為補(bǔ)充，自成體系。線上課堂主要講授適合網(wǎng)上傳播的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)拓展綜合知識(shí)體系，通過(guò)新媒體教材的二維碼資源關(guān)聯(lián)、技術(shù)支持引用線上課堂內(nèi)容，將微視頻、案例、在線測(cè)試以及討論等在線教學(xué)資源以二維碼的形式嵌入到新媒體教材中，不僅豐富了教材內(nèi)容的廣度和深度，還能與時(shí)俱進(jìn)，不斷改進(jìn)、完善和充實(shí)線上的數(shù)字資源內(nèi)容，滿足教學(xué)對(duì)于新媒體教材內(nèi)容知識(shí)及時(shí)更新的需求。

新媒體數(shù)字化立體教材不僅僅是課本知識(shí)的載體，更是課本知識(shí)的無(wú)限延伸。在手機(jī) APP 端，學(xué)生通過(guò)掃描二維碼，可以觀看新媒體教材中對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)視頻、在線測(cè)試、擴(kuò)展資源等豐富的 MOOC 數(shù)字資源，輔助學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課中討論，課后復(fù)習(xí)，還可以利用在線測(cè)試來(lái)檢測(cè)該課程知識(shí)的掌握程度，極大地提高了資源的利用率、資源的動(dòng)態(tài)性及學(xué)習(xí)的實(shí)效性。基于 MOOC 的新媒體數(shù)字化立體教材充分利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，使教材內(nèi)容、課程教學(xué)資源和教學(xué)服務(wù)三者融為一體。新媒體教材便是課堂，與課程緊密融合，擁有知識(shí)傳遞、互動(dòng)和檢測(cè)等特征，課程與新媒體教材之間的界限逐漸模糊。課程型新媒體數(shù)字化立體教材更加重視學(xué)生學(xué)的過(guò)程，以學(xué)生為中心，有效激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，自主學(xué)習(xí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了讀者隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)新媒體教材線上課程資源。

本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)完成了課堂教學(xué)的全部視頻錄制，在中國(guó)大學(xué) MOOC 愛(ài)課程平臺(tái)上傳了完整的授課視頻、教學(xué)課件、在線測(cè)試、在線作業(yè)等相關(guān)教學(xué)資源。該課程2020年榮獲國(guó)家首批線上線下混合式一流課程，[9]基于 MOOC 的新媒體數(shù)字化立體教材起到重要支撐作用。新媒體教材自出版以來(lái)，在武漢理工大學(xué)、武漢東湖大學(xué)、華夏理工學(xué)院、湖北工業(yè)大學(xué)、武漢科技大學(xué)等高校廣泛使用，受到師生好評(píng)。

3結(jié)語(yǔ)

新一代N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系是數(shù)字化、信息代發(fā)展的必然結(jié)果，它是產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范和計(jì)量認(rèn)證融合為一體的標(biāo)準(zhǔn)體系，具有先進(jìn)性、科學(xué)性、可操作性強(qiáng)，但是由于涉及大量的應(yīng)用數(shù)學(xué)、先進(jìn)技術(shù)和新理論，限制了新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系的推廣和應(yīng)用，為此我們編寫了基于新一代 N- GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系的、數(shù)字化、立體化、通俗易懂的和圖文并茂的精度設(shè)計(jì)新媒體教材，加速現(xiàn)行新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系的推廣和應(yīng)用。

MOOC 背景下的適宜于新工科的互換性與測(cè)量技術(shù)新媒體數(shù)字化立體教材，有效整合了新媒體教材與 MOOC 的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用現(xiàn)代信息化技術(shù)，將新媒體教材與 MOOC 相互融合，使新媒體教材與 MOOC 資源和線上動(dòng)態(tài)教學(xué)活動(dòng)互為支持、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，相輔相成。新媒體教材讀者與 MOOC 用戶打通，擴(kuò)大教材用量和 MOOC 選課人數(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大了共享范圍，增加了基于新一代 N-GPS 標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)字化精度設(shè)計(jì)新媒體教材的受益面，滿足了學(xué)習(xí)型社會(huì)的建設(shè)要求。

基金項(xiàng)目：湖北省教學(xué)研究項(xiàng)目“基于 MOOC 的新工科教材建設(shè)與研究——以國(guó)家精品在線開(kāi)放課程《互換性與測(cè)量技術(shù)》為例”（20181207111748）。

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