可視化技術在課堂輔助教學中的設計和實踐

康健　張繼信　高建村　喬思遠

摘 要 可視化技術教學則以其高效率、低成本、內容豐富、性能有效和安全等優勢得到越來越多的應用和推廣。本文設計將“可視化技術”引入到安全人機工程的教學課程中，以實現可視化描述顯性知識和隱形思維。同時，對可視化輔助教學方式進行了問卷調研，分析結果表明該教學方法加深了學生的理解和記憶，有助于知識的傳播、發展和創新。

關鍵詞 可視化技術 輔助教學 課程設計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.09.012

Abstract Visual technology teaching is getting more and more applications and promotion with its advantages of high efficiency， low cost， rich content， effective performance and security. This paper introduces "visualization technology" into the teaching course of safe ergonomics to realize visual description of explicit knowledge and invisible thinking. At the same time， a questionnaire survey was conducted on the visual aided teaching method. The analysis results show that the teaching method deepens the understanding and memory of students and contributes to the dissemination， development and innovation of knowledge.

Keywords visualization technology； aided teaching； course design

0 引言

在傳統的教學模式中，由于受到空間、資金等方面的制約，學校實驗室試驗對真實生產場景的再現程度不高，同時，由于學校實驗室的操作設備和過程不夠規范和成熟，發生危險的可能性相比企業較高。二是走進企業進行參觀是實地學習，這很好地培養了學生觀察問題、解決問題和向生產實際學習的能力，然而，實地實習要耗費大量的課時、成本較高。[1-4]

而可視化技術教學則以其高效率、低成本、內容豐富、性能有效和安全等優勢得到越來越多的應用和推廣，可以較好的實現可視化描述顯性知識和隱形思維，使學生可以不受場地與設備的限制，掌握更多的技能，在工程類課程的教學中具有重要的意義。國內目前在與可視化技術相關的領域，如計算機圖形學，計算機輔助設計， 計算機應用等方面，已經具備了相當的基礎， 積累了豐富的經驗，取得了一系列的成果，將對可視化技術的研究提供良好的環境。[5-6]

本文積極探索，構建可視化教學模式，將可視化技術和安全人機工程教學的特點緊密結合起來，設計合適的教學情境，減少設備消耗、節省時間和經濟成本，保障學生的人身安全，創造出更多更接近工業企業現實的教學情境，以增強學生的實踐性思維，提高課堂感染力，促進課題教學效能。為教學工作者的課程方案制定提供了有益的參考。

1 可視化技術在課堂輔助教學中的設計方案

1.1 建立課程設計原則

（1）教學內容和教學體系革新。以理論知識的應用和實踐能力培養為重點，依托可視化技術的視覺傳達和思維引領優勢，整合和更新教學內容。在理論教學基礎上，更加注重經驗學習和實踐學習，構建新的課程體系和教學內容。

（2）綜合運用現代教育技術。在教學方法上，破除傳統的思想定式，提倡多樣性、實用性。應結合社會對安全工程人才的需求，設置自己的教學方法，如講練結合法、案例教學法等。

（3）依托實際科研項目，培養學生的職業素養。為學生在企業、社會之間建立知識聯系，能對自己的未來職業有初步定為，輔助其完成學習者和生產者角色的轉變，實現科技創新，引導學習建立良好的職業素養。

1.2 方案執行程序

（1）準備階段：①通過文獻和資料查閱，對課本知識和實踐融合問題做細致分析；②對擬開課班學生的實際學習情況進行評估分析。

（2）實施階段：①在充分考慮學生的現有知識和能力水平的基礎上，按照適合協作學習的分組辦法對學生進行分組，安排具體的完成時間和成果的評價方式；②讓學生按照已制定好的計劃逐步完成項目任務。教師對學生進行指導，實現教師和學生以及學生之間的交流。學生通過應用已學習的知識完成工作任務，進行知識的建構，培養學生的問題分析解決能力。

（3）總結階段：在“展示與評價”環節，學生展示自己制作的項目成果，然后接受他人的評價和教師的反饋。

學生在匯報和聽取同學匯報的過程中，通過對比自己與其他同學的成果，查找不足，反思其成敗。

教師設計評分標準及打分依據，結合學生之間的投票，對學生的項目成果進行排序和評價。

2 教學效果評價結果分析

（1）調研方式。在課程結后，采用集中方式進行填寫，回收問卷。整理回收問卷，并進行統計分析，根據調研分析結果提出相應對策及建議。

（2）問卷設計。問卷采用指標分層設計方式，分兩級評級指標，得分范圍5～1分，5分代表非常好，1分代表極差，問卷填寫人員根據自身評估情況進行填寫。指標體系如圖1所示。

（3）問卷統計?，F場回收有效問卷20分，各指標得分情況如圖2所示，縱坐標代表給分學生人數，橫坐標代表所評價指標項?？梢姡兄笜说梅志?分（一般）以上，整體教學效果實施良好。

3 結論

（1）其中課題生動程度非常滿意率達到70%。達到了預計多元化的表現形式，大大突破傳統課堂上學生學習感受枯燥乏味，通過活躍課堂氣氛，提高學生的精力集中程度，同時感受輕松自由的學習氣氛，使他們能夠在課堂上就很牢固地掌握應學的知識。

（2）知識掌握深度和廣度、自主學習、理想的教學環境非常滿意率達到70%。說明了以可視化技術為基礎的教學方案設計能夠激發學生興趣、與學生經驗世界和想象世界相結合的專題或情境，引導學生圍繞這些專題或情境，通過相應的實踐學習，讓基于課程的人才培養更具備適應社會的需要。

（3）對學科前沿的掌握非常滿意率達到70%。說明學生的思維得到了很好的鍛煉，可視化教學環境可以更好的協助教師解決學生可能會遇到的障礙、困惑、錯誤，通過直觀的視覺傳遞，讓抽象的知識能更具體地展現出來，學生將學有所得，減少誤差的積累，增強后續學習的自信心。

（4）課前相關知識準備充足非常滿意率最低，僅為45%，說明在學生課后學習中的監督方式和方法有待進一步改進。

參考文獻

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