用現代教育技術優化《工程制圖》的教學過程

胡文

【摘 要】 現代教育是教育和技術相結合的產物，現代教育技術的運用是提高教學質量的有效途徑之一。從《工程制圖》課程的特點出發，探討了多種教學媒體用于教學過程的幾種模式及應避免的問題。

【關鍵詞】 教學設計；教學媒體；工程制圖

【中圖分類號】 G64.21 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）25-00-02

教學是一項有明確目的的信息傳播活動，其根本目的在于促進學生學習，使其掌握一定的知識技能，身心得到良好的發展。在整個教學系統中，包含了教師、學生、教學信息和教學媒體四個要素。其中教學信息是學生學習的內容，教學媒體是傳遞教學信息的工具，是連接教師和學生的通道和橋梁，教師教、學生學是教學過程中最基本的活動。

教學過程是一個信息雙向傳遞和交流的過程，即教師以各種形式將信息傳給學生，學生主動接受信息并積極作出反應，教師對反應及時作出評價并反饋給學生，以便學生改進及調整自己的學習活動。在教學過程中，教師需設計并采取一套行之有效的方式來促進學生學習，這就是常說的教學媒體的設計與應用。現代科技的進步，為教師采用多種多媒體進行教學提供了條件。如何使用眾多的教學媒體，充分發揮其作用，達到最佳的教學效果，即優化教學過程，成為一項亟需研究和探討的課題。

一、教學設計是優化教學過程的前提和關鍵

教學設計就是傳統意義上的選材與備課的過程，即教師以高度負責和謹慎的態度，設計一個有系統計劃的方案來實施教學，它包括教學過程的設計、教學方式的設計和媒體的選擇。教學設計的依據是：（1）教學目標是什么？（2）教學媒體有哪些？（3）如何檢驗達到的結果并據此調控教學進展。可見，教學媒體的選用是以教學目標為前提的。

1.教學目標分析

從教學過程來看，教師、學生、教學媒體是在教學目標的制約下進行協調的。教師的教學活動必須符合教學目標的要求；學生的學習效果以教學目標為評價標準；教學媒體是實現教學目標的工具。

工程制圖是一門專業基礎課，整體而言，其主要任務是培養學生的空間想象能力、邏輯思維能力和圖示圖解能力，這就需要突出從空間到平面、從平面到空間、再從空間返回平面的邏輯思維與形象思維并重的方法。因此，在教學過程中，要緊緊把握從直觀教學入手，將空間物體通過投影理論轉換成平面投影圖，然后再將平面投影圖通過邏輯思維和形象思維的反復結合，返回到空間物體。

2.教學媒體選用

教學媒體的選擇應與教學內容相適應，針對工程制圖的教學目標和課程特點，我校在該課程的教學中很早就引入了計算機輔助教學（CAI）。CAI有如下幾個優點：（1）減輕了教師的工作強度。以往的掛圖、模型、部分板圖被計算機完美地取代，減少了課堂上的無效時間，增加了單位時間內的信息量。（2）計算機強大的圖形功能，可以輕松地實現從平面到空間（識圖）和由空間到平面（畫圖）的動態轉換，三維技術可形象、生動地展現物體的形成過程，強調了物體形狀在大腦中的構建過程，這對學生的空間想象力、邏輯思維能力和圖示圖解能力的培養和提高起到不可替代的作用。（3）通過人機對話，教師可根據需要，隨機選擇知識庫中的知識點，并能控制授課內容和速度，對重點、難點可暫停和反復播放講解。

然而，作為一種輔助手段，CAI并不能替代所有的教學媒體。在教學設計中，教師應充分利用現有的資源，了解各媒體的性能，從教學的目標、內容、對象等多方面出發，進行教學媒體的選用及CAI課件的設計。

學習（即認知）總是與一定的社會文化背景相聯系，在多媒體構建的環境下進行學習可利用生動直觀的形象有效地激發聯想，喚醒長期記憶中相關的知識和意象，從而讓學習者能利用自己原有認知結構中的有關知識與經驗去“同化”當前學習到的新知識，賦予新知識以某種意義；如果原有知識與經驗不能“同化”新知識，則要引起“順應”過程，即對原有認知結構進行改造和重組。總之，通過“同化”與“順應”才能達到對新知識意義的建構，而“同化”與“順應”不能離開原有知識結構中的知識、經驗和表象。所以媒體選擇應為提取長時記憶中的這些知識、經驗與表象創造有利條件。

二、多媒體優化課堂教學的幾種模式

1.演示―質疑（傳統媒體的結合與計算機輔助教學）式的教學（見下圖所示）

這種教學方式有助于基本理論、基本知識的理解，對培養解決空間幾何問題的圖解能力、空間想象力和空間幾何分析能力很有幫助。這里的傳統媒體，指的是長期以來課堂教學中學生可聽、可看、可能模仿的信息傳播工具，它包括教師的教學語言、板書、板圖、教材、掛圖、模型等。例如，兩立體相貫，其相貫線會隨著立體形狀、大小、位置的不同而發生變化，傳統媒體只能體現出變化結果而無法動態地表現其變化趨勢和過程。而用計算機輔助教學，就可以形象地展示其動態變化過程，由學生自己得出結論，提高了學習效率和學習興趣。

這種教學模式在組合體的教學中更為適用。組合體是由基本形體合成的，是“幾何化”了的構件。這一部分內容是理論聯系實際的橋梁，為繪制和閱讀圖樣提供必要的分析方法。大量的空間分析和空間想象是這部分內容的一個顯著特點。而計算機多媒體技術可方便地表達空間立體及其幾何要素與平面圖形之間的關系，幫助學生完成空間-平面-返回空間這樣一個思維過程，從而使學生較深地理解空間幾何分析，掌握形體分析的基本方法，較好地培養圖解能力及空間想象力。

運用這種教學模式應著重CAI課件的選擇和設計，本著選用、改造現有軟件與自行設計相結合的原則。

2.演示—應用式的教學（見下圖所示）

《工程制圖》課的內容與生產實際聯系緊密，采用教學錄像片是完全必要與可行的。這種方式適用于制圖工具的使用、制圖標準的基本規定和與生產實際相關的了解性內容。其缺點是錄像片內容搜索慢、定位難、畫面質量不高，學生只能被動接受，無法參與到教學中去，且易疲勞，注意力易分散，因此不能長時間使用這種方式。

3.通過演示質疑，引起學生討論、辯論的開放式教學（見下圖所示）

這里說的電教媒體是指包括使用現代教育技術手段的一切工具，如計算機、投影儀、手寫屏、放像機等。構形設計和改型設計是從培養創造型人才的角度出發，在傳統制圖課內容的基礎上增加的新內容。構形設計是一種不考慮加工制造的形狀設計，便于學生智力發揮；而改型設計則是在讀圖基礎上通過功能及位置的變化，對現有構件進行模仿、改造，設計出新的結構形狀。當然，由于缺乏相關知識，設計往往有不少缺陷，但它培養了學生的創新意識，擴展了空間思維能力。

4.用實物投影儀輔助批改作業

作業是教學過程的一個組成部分，是課堂教育的繼續和深化。制圖課作業的特點是圖形多、作業量大、難批改，教師工作量極大，而且學生往往對教師批改作業的意圖不很理解；又由于空間結構形狀難以語言描述，師生之間的交流存在一定困難。

針對這一特點，可首先抽查三分之一左右的作業，以便教師了解學生的學習情況，發現作業中的共性問題；然后，用實物投影儀將學生作業直接投影到屏幕上，在課堂上集體分析、討論、講解；最后統一批改。

三、在多媒體教學過程中應注意的問題

1.注意教學節奏的控制，充分發揮教師的主導作用

在多媒體教學中，由于信息量較大，屏幕上快速變換的內容學生來不及消化理解，加重了學生的負擔，達不到應有的學習效果。因此，教師作為教學的組織者，應注意教學節奏的控制，充分發揮教師的主導作用。

2.應貫徹“培養技能，重在應用”的原則

工程素質的培養，僅靠虛擬的動畫和錄像片是遠遠不夠的，必須加入教師的講解和作圖示范。雖然CAD是先進的繪圖手段和工具，但俗話說“好記性不如爛筆頭”，對于制圖標準的基本規定，專業圖的規定畫法，必須通過一定量的尺規圖加以練習才能牢記并熟練應用，這些技能是掌握CAD的必不可少的圖學基礎，同時尤其應加強草圖繪制的訓練。

3.應堅持實用性的原則

不能為追求形式上的高、精、美，而忘記了教學媒體是為達到教學目的服務的。把本來利用傳統的教學方法完全可以輕松講解的問題，硬是加上音響，配上動畫，結果是畫蛇添足分散了學生的注意力。

總之，形式是為內容服務的，教學媒體的使用也必須根據教學內容的變化而擇其最優。教學過程中要遵循一定的原則和規律，但教學模式是靈活的，具體的教學設計要從內容、特點和媒體功能來綜合考慮，以求達到最好的教學效果。