計算機輔助設計的慕課教學改革研究

沈嶸楓 林曙 張小珍等

摘要計算機輔助設計課程的學習具有較強的實用性，該課程的目的是讓學生掌握計算機的基本平面設計。慕課作為一種新型教育模式，其顯著的特點可以助力于計算機輔助設計課程并改變其教學模式。該研究就慕課的應用特點，使其與計算機輔助設計課程相結合，制定全新的課程教學模式，并以福建農林大學森林工程專業學生為實踐對象，分析學生慕課學習的效果，期望為高校教育改革提供新思路。

關鍵詞慕課；計算機輔助設計；教學設計；教學實踐

中圖分類號S-01；G420文獻標識碼A文章編號0517-6611（2016）04-335-04

Reform Practice of Computer Aided Design Course Based on MOOC Teaching

SHEN Rongfeng， LIN Shu， ZHANG Xiaozhen et al （School of Transportation and Civil Engineering， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002）

AbstractThe study of Computer Aided Design course has strong practicality， the purpose of the course is to make students master the basic graphic design of computer. As a new type of educational model， the remarkable characteristics of MOOC can help to change the teaching mode of the Computer Aided Design course. A new teaching mode was designed according to MOOC characteristics and combined with Computer Aided Design course. With students majored in Forest Engineering of Fujian Agriculture and Forestry University as objects， students learning results were analyzed， so as to provide a new way for education reform in colleges and universities.

Key wordsMOOC； CAD； Teaching design； Teaching practice

基金項目福建省教育廳科技項目（JA10117）；林業機械立體化教材研究與實踐研究（111414044）；電驅動采伐機機器人架構與建模創新實驗資助項目（111ZC5040）；林業智能機械立體化教材（112515013）；交通運輸類實驗教學示范中心資助項目（01SJ10009）；福建農林大學高水平大學建設重點資助項目（113-612014018）。

作者簡介沈嶸楓（1970-），男，福建莆田人，副教授，博士，從事林業機械設計方面的研究。

收稿日期20160111計算機輔助設計已經成為我國高校中一門至關重要的技術基礎課，其教學內容涵蓋了繪圖基本知識、創建基本圖形、建立圖層等。作為理工科的專業基礎課程，計算機輔助設計知識的掌握對學生的影響十分深遠，但由于該科目具有比較強的邏輯性，操作界面、操作內容比較復雜，容易造成部分學生掌握較差。2012年以來，慕課作為一種新型學習方式，為教學方式提供了一項全新的思路[1]。該研究以福建農林大學2014級森林工程學生為研究對象，將慕課平臺與計算機輔助設計課程結合在一起，目的在于提高學生工程繪圖技能的掌握程度，以便于在將來的學習與工作中更好地應用計算機技術。

1慕課的特點及其應用于計算機輔助設計課程的優勢

慕課的特點和優勢主要包括以下幾個方面：①工具資源多元化[2]。慕課為全球網民提供了多元化的學習工具和豐富的教學資源，學生只需按照提示說明進行注冊、登錄后即可觀看學習。課程對于學員的硬性條件沒有做出任何規定，且所有視頻都是免費的[3]。②參與課程自主化。由于一切課程均由網絡提供，觀看視頻方便，學生可以充分利用自己碎片化的時間自主學習，根據個人實際情況安排課程進度[4]。慕課視頻觀看皆要在線進行，因此學員能隨意安排時間，學習的靈活性和自主性極高。③課程人數無上限。慕課面向全球，只要互聯網普及的地區就能使用該工具觀看教學視頻，大家可以在論壇上暢所欲言，交流心得，有利于分享不同的觀點，也有利于難題的立體化解決[5]。

將慕課教學平臺與計算機輔助設計課程結合在一起，充分利用了慕課教學系統的以下幾個優點： ①復述效果。電腦視頻的復述功能是傳統課堂教學所缺乏的，學生可以在電腦中反復觀看重點難點，加深印象，更深刻地強化知識點記憶[6]。②片段式教學。慕課教學設計把學習內容較長、較難或者內在聯系不強的教學內容編制成微視頻，把整體內容分成若干部分，把教學內容分成了教學任務單，逐個完成之后總和為整個教學任務[7]。③提高操作技能。計算機輔助設計是一門需要考驗學生動手操作能力的課程，需要學生將書本知識應用到軟件之中，而慕課網上學習正好用到電腦，這就使學生可以更加方便地將理論知識應用到實踐中。④自主安排時間。學生都可以根據自己的學習目標，對時間做出總體安排，在有限的時間里把事情做到最高效，并且靈活利用零碎時間[8]。

2計算機輔助設計課程的慕課教學設計流程

基于慕課理念的計算機輔助設計課程教學設計的主要流程首先是課程任務單的制訂，然后依次是制作課程視頻、學生自主學習，再進行討論分析、教師指導答疑、教師接收反饋信息和教師評價[9]。教學研究的目標是通過在慕課理念下進行系統的計算機輔助課程學習，提高學生的學習興趣，并且為教師提供相應的教學設計模板和參考資料。

2.1課程學習的設計流程課程計劃單清晰記錄了什么時間段學習什么知識，什么時間進行考核測試，使學員清楚當前的學習計劃（圖1），自主安排學習進度，掌控學習任務[10]。教師可依照慕課學習平臺的理論制作教學視頻，定制學習任務單（圖2）。

2.2制作課程視頻課程制作以學習目標為首，符合學習所需。制訂教學任務單的原則：學生為主體，符合學習者特征，符合學習者的日常作息特征，選取“中國大學MOOC”為此次實踐的在線教育平臺，課程視頻由教師根據教學大綱設計，確定后發至網上，告知學生接收進行使用。

教學內容：符合教學要求，精益求精。計算機輔助設計課程是一門操作性很強的專業基礎學科。教師綜合考慮教材章節繪圖命令內容和學生的認知順序，將課程AutoCAD命令內容進行知識微元化處理，同時在其中嵌入工程圖學測試練習，以便及時掌握學生的認知情況。設計慕課教學方式，可將計算機輔助設計課程教學內容劃分分為課堂教育和網絡教育兩部分。教師在課堂講授分解的繪圖命令知識微元，通過網絡教學平臺（如QQ群等），師生之間和學生之間圍繞課堂繪圖命令知識微元展開討論，相互啟發，也可以通過遠程操作，實現交互教學，切實提高課程教學效果。

同時綜合考慮到繪圖知識的困難性，將教學視頻采用分小節循序漸進，每個知識點的講述設計在5～10 min。考慮到知識的掌握程度，與學生的自覺性問題，每個小節后面都有習題。學生課下通過慕課預先學習教學內容，教師課上引導、答疑，將在線的慕課學習與課上面對面的學習有機整合，既可發揮教師的主導作用，又可充分體現學生的主體地位，由此彌補在線學習的真實情感體驗的缺陷，促進教與學的有機統一，充分實現學生的個性化學習。把課堂講解與工程圖操練相結合，學生學習完一課時的知識點，需要進行隨堂測驗或階段性測試，只有通過才能進行下一步學習。對于沒通過的學生，分析原因并對其提出針對性的建議，重新進行該慕課的學習，以此保證了學習效果。

2.3學生自主學習學生查看課程任務計劃單，觀看計算機輔助設計課程視頻。通過網絡在線點播學習資源進行學習，根據自己的實際情況點播或重播重點難點知識，或定制專屬課程。學生在課程學習單元中，講解完一個知識點都有相應的測試題目，一般情況下為一道或者兩道問題，其中部分章節可能包括操作題，學生需要完成相應的題目之后，經系統評判過關之后，才能繼續觀看視頻，以便學生及時檢測自己的學習情況和鞏固知識，同時也能保證學生的學習進度[11]。如若學生完成學習任務后，仍不清楚或者有疑問，就需要帶著疑問進入下一個知識內化的環節，即討論環節。

2.4相互監督，討論分析在這個過程中，學生在課堂上需要配備筆記本電腦，方便與同學討論各自在學習中遇到的困難[12]。此外，在學生討論的同時，教師參與其中，聽取各方在學習中存在的疑惑、觀點和見解，幫助個別學生解決學習中的困難[12]。師生互動，增進教師與學生的交流，這種教學形式優于傳統課堂師生交流少的狀況，個別指導也映襯了伯克的個別教學系統中的個別學習制，其主要特點是允許學生自定學習進度[12]。課堂上互動、討論，改善了學生受忽視的心理，激發了學生的積極心態。當課程快結束時結束討論，教師根據學生的討論進行總結性評價。

2.5反饋信息通過師生互動的討論，以及學生完成學習任務表格時候填寫的疑惑或者建議，還有測試作業的結果，教師可以制作評估表（圖3），按照反饋信息寫評估表，以達到實時改正與輔助，確保教學任務的完成的目的。

到這里基本完成了從學生自主制定學習計劃（包括學習時間，學習進度），接著按照計劃，進行自主網上聽課，完成習題，達到牢記知識，掌握技能，然后在課堂上探討問題的學習過程。

2.6教學評價的設計教學評價的設計分為階段性評價和總結性評價。①階段性評價：階段性評價能及時、準確地掌握教學過程中的問題和階段教學情況，獲取信息，以便教師及早調整教學進度、教學設計方案，改進教學方法[13]。②總結性評價：總結性評價用于檢驗教學活動是否達到標準。該研究根據教學實驗前后的教學活動觀察表和對學生在實施了慕課教學案例后進行了訪談，完成對學習的總結性評價[14-15]。

3計算機輔助設計的慕課教學實踐

3.1應用設計案例筆者針對福建農林大學2014級森林工程專業的學生，以中國林業出版社出版的《計算機輔助設計：Auto CAD 2015》為教材，在計算機輔助設計課程上進行了慕課實踐。教學過程中提倡跟隨工程案例動手實踐，積極參加各種主題討論等線上線下多種形式的學習模式。課程學習規劃可按章節自主選擇知識點的相關內容和學習方式，如各知識要點的授課視頻、案例分析視頻、工程圖實驗視頻、習題分析視頻等。每小節均有小節討論及知識要點綜述和相關練習，每章都有單元測試，或自測練習及習題分析解答等。在學習過程中，可根據內容自主選擇問題討論、編程練習、自測練習等，以強化知識要點基礎訓練與計算思維技術方法（圖4）。

計算機輔助設計課程結合慕課教學特點，優化提煉了所有內容的知識點，通過案例應用來解析相關的知識要點和繪圖命令操作實現方法，以及相關的工程圖學和專業技術規范等。課程教學可培養學生的空間形象思維能力，為繪制工程圖打下必要的基礎。通過該課程的學習，學生能掌握制圖的基本知識，能用Auto CAD繪圖工程圖樣。課程主要內容包括了解Auto CAD的主要功能特性；掌握并牢記Auto CAD繪制新圖的一般步驟；掌握Auto CAD中命令、數據的輸入方法以及常規的編輯方法；熟練掌握基本圖樣的繪制方法；熟練運用各種繪圖輔助工具迅速完成繪圖任務；理解并基本掌握塊與外部參照的使用方法；熟練運用尺寸標注工具對圖樣進行尺寸標注；能熟練運用Auto CAD軟件繪制常規的工程設計圖。

案例：第一章 認識 AutoCAD 2015。

學生查看學習任務單（圖5），根據學習指南和學習任務進行學習。圖4課程計劃單

3.2實施慕課教學前后的聽課記錄任課教師結合前期聽課記錄與后期聽課記錄進行對比和深入分析發現：經過基于慕課平臺的計算機輔助設計課程教學系統設計后，教師教和學生學方面都有明顯變化（表1）。

44卷4期沈嶸楓等計算機輔助設計的慕課教學改革研究3.3實施慕課教學后學生訪談數據分析為了更深入地分析慕課教學在本科計算機輔助設計課程教學中的實踐效果，在實施教學后，從學習興趣、學習效果等方面對多名學生進行了深入訪談。通過微課程的方式組織課程教學，學生的學習態度從不積極狀態轉變為積極狀態，對教師提出問題的態度也從一般變為積極。實施慕課教學后，學生成績數據分析如圖6所示，可以清楚地看出學生的前后變化。成績分五等級：A+為非常優秀（100～90分），A為優秀（89～80分），A-和B為及格（69～60分），C為不及格（59分以下）。根據成績前后分析，實施慕課教學可以提高學習成績，提高學生的學習效果。

4結論

慕課的意義在于優質教學資源的共享。當互聯網進入教育產業，并用互聯網思維改變接收和學習的方式時，課程教學方式面對這一新趨勢應迅速改變。慕課平臺下的計算機輔助設計課程教學有傳統課堂不具備的優勢，新穎的教學模式更能夠提高學生對課程的積極性和興趣，增加師生互動，而師生互動是教育教學的基本形態，也是這次教學改革的關鍵要素。新的方式不僅為學習者提供了新的學習途徑，也為教育者創造了實踐教學方法的機會。綜上所述，慕課在未來的互聯網教育事業中將擁有越來越重要的作用，未來的慕課教學將引領教育的新趨勢，這對學生、教師都提出了更高的要求。在慕課平臺下，計算機輔助設計課程教師應更新教學理念，加強課程建設，合理組織教學內容，加強信息技術的培訓，切實提高教學水平，為學生提供多維度、多層次的教學資源，使課程教學能夠滿足每一個學生個性發展的需要，切實提高學生使用工程圖學工具解決實際問題的能力。

參考文獻

[1] 陶金.基于MOOC理念下MOOC課程教學設計與實踐[D].重慶：重慶師范大學，2015：6-15.

[2] 吳紹靖.基于WEB的網絡輔助教學平臺的設計與實現[D].武漢：華中師范大學，2007：2-11.

[3] 萬李.MOOC對高校計算機基礎課程教學改革的啟示：以湖南科技學院為例[J].湖南理工學院學報（自然科學版），2014（4）：83-85.

[4] 林文樹，徐華東，薛偉，等.森林工程專業卓越農林人才培養模式構建研究[J].森林工程，2015（6）：158-161.

[5] 胡鐵生，黃明燕，李民.我國MOOC課程發展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：36-42.

[6] 黎加厚.微課的含義與發展[J].中小學信息技術教育，2013（4）：10-12.

[7] 岑健林，胡鐵生.微課：數字化教學資源新形式[J].教育信息技術，2013（4）：19-21.

[8] 施云春.微課程在信息技術教學中的有效應用[J].中國科教創新導刊，2014（1）：163.

[9] 王蕊，余華敏.基于MOOC的C語言程序設計課程教學思路探索[J].軟件工程師，2015（3）：60-61.

[10] 沈嶸楓，戴之銘，粘雅玲.計算機輔助設計立體化教材建設[J].成都師范學院學報，2014（3）：108-111.

[11] 樊梓鸞，張華，包怡紅. 以創新能力培養為目的的教學方法改革[J]. 森林工程，2015（5）：166-168.

[12] 郝丹.國內MOOC研究現狀的文獻分析[J].中國遠程教育，2013（11）：42-50.

[13] 王穎，張金磊，張寶輝.大規模網絡開放課程（MOOC）典型項目特征分析及啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：67-75.

[14] 李曼麗.MOOCS的特征及其教學設計原理探析[J].清華大學教育研究，2013（4）：13-21.

[15] 張靜然.微課程之綜述[J].中國信息技術教育，2012（11）：19-21.