互聯網+環境下《工程制圖》混合教學方法的研究

韓正功 李玢 曾萍 王云海

摘要：《工程制圖》是一門集理論學習與實踐訓練為一體的普通高等院校工科專業的學科平臺課，在高校本科教育中占有舉足輕重的地位，而互聯網+不會取代傳統教育，而且會讓傳統教育煥發出新的活力。在互聯網+環境下教學方法的選擇和應用直接決定了該課程的教育教學質量和效果。該文對三維建模/仿真軟件+微信輔助教學、清華在線+MOOC翻轉課堂教學、MOOC+雨課堂教學等方法進行了分析，并舉例說明了在《工程制圖》教學中各種混合教學模式的具體實施過程，希望在以后的教學活動中對各位同僚有所幫助，借以起到拋磚引玉作用。

關鍵詞：互聯網+;工程制圖;混合教學方法

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）30-0166-03

工程圖樣是準確表達工程對象形狀、大小、結構及技術要求的圖，它是表達設計意圖、進行技術交流和指導生產的"31程界的語言”，它必須是規范、統一的，工科學生作為未來儲備的工程師，必須熟練掌握這一共同語言。因此，《工程制圖》這門學科平臺課，在高校工科專業的課程開設中占有舉足輕重的地位，由于《工程制圖》該門課程理論基礎已經非常成熟，同時具有較強的實踐性，隨著計算機技術的快速發展，一些新的混合教學模式，比如慕課、學堂在線、清華在線平臺的出現都極大沖擊了傳統的教學模式。在新時代、新環境和新技術下，就要求教師除了自身知識面廣之外，還應熟練掌握并靈活應用多種教學方法，讓師生在全新的教學過程中，提高教育教學的質量和效果，下面就《工程制圖》課程在互聯網+環境下，幾種混合教學方法進行簡要分析。

1互聯網+環境下混合教學方法

1.1三維建模，仿真軟件+微信輔助教學

三維建模，仿真軟件主要分為通用軟件和專業軟件兩類，教師可根據自己的專業背景和教學情況選用合適的軟件，常見的三維建模/仿真軟件有Solidworks、Pro/E、UG、CATIA、3DSMax、Rhino、Sketchup等，這些軟件中幾乎涵蓋了市面上大部分企業和用戶的需求。下面就以最常用的SolidWorks軟件來闡述說明如何將其用于三維輔助教學。

工程制圖中“立體表面的交線”這個知識點是學生進行空間想象能力訓練的第一關卡，也是學生在整個學習過程中從沒有見過到能想象出空間曲線的難點之一。立體表面的交線包含兩種，一種是截交線（平面、立體等兩種相交而產生的交線），另一種是相貫線（兩個立體相交之后產生的交線）。雖然教師用了積聚投影法、輔助面法再加以圖示進行講解，但很多學生在學習這個知識點的時候因為空間曲線本身較為抽象，從而學起來感覺會比較吃力，特別是三個或以上的立體相交之后得到的各種曲線。此時，教師可充分利用SolidWorks軟件建立二維草圖直接生成相應的三維模型，直觀、形象地將截交線，相貫線的位置、空間形狀、具體類型、組合方式及投影特性（特殊點、一般點、方位極限點）等信息更加清楚明了地給學生展示，或者用虛擬的仿真視頻或動畫以微信公眾號的方式推送給學生，幫助學生理解的同時還能循序漸進地培養他們的空間想象力，讓其所見即所得，使學生更加深入了解并掌握該部分內容。

又如，組合體是通過各種基本立體（包括棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、球等）通過疊加或切割而形成的立體。對組合體這個知識點的學習過程中，讀組合體三視圖、補畫組合體第三視圖也是整個教學的重難點。由于學情參差不齊，學生的空間想象能力良莠不齊，會使得學生在學習過程中的學習效率也有差異。此時，教師把三維建模軟件SolidWorks引入到其中，通過對組合體進行多樣化構型，利用拉伸、旋轉、放樣、掃描、圓角、倒角等命令，完整、清晰地演示整個組合體建立的具體形成過程，能夠使得學生對于理解基本立體間存在的各種組合方式、基準與尺寸間的關系等相關知識點都更得心應手，便于調動學生主觀能動性，逐步培養并提升學生的空間想象力及自主學習能力。除此之外，SolidWorks軟件還可通過組合體，利用“工程圖”的功能自動生成二維工程圖，可以自動生成第一視角、第三視角畫法的三視圖，同時也可讓學生充分理解并掌握第三視角的畫法原理。

利用三維建模，仿真軟件+微信輔助教學的精髓就是“由平面轉為立體，再由立體轉為平面”，直觀、方便、逼真地再現紛繁復雜的空間圖形，便于師生非常精確地得到理想的結果，這種方式不但可以激發學生的學習興趣，還能在某種程度上提高學生的空間想象能力。更重要的是，將二維設計與三維建模，甚至設計加工仿真過程緊密結合到一起，既增強了學生使用計算機輔助設計的能力，又提高了教育教學質量及效果，這不失為一種簡捷實用的好方法。

1.2清華在線+MOOC翻轉課堂教學

在“MOOC”大背景下，以學生為主體、教師為主導的教學方式實現了師生關系的翻轉。學生可以在課前、校外、坐公交等任何時間、任何地點學習，利用學生碎片化時間自主交流和研討，這大大提高了學習的主動性;而老師的主要作用則更傾向于引導和監督，引起學生的興趣并引發其思考，即“啟發式”教學，從而達到更好的教育教學質量和效果。清華在線教育綜合平臺是清華大學教育技術研究所針對國內高等院校辦學理念與模式、課程組織與管理方法、教學效果評價指標、教師和學生應用習慣等多方面因素進行深入的分析和探討，自主設計開發的符合國內高等院校教學特點的網絡教學綜合平臺。教師可將MOOC資源發布在清華在線平臺中，學生可進行線上線下自由觀看學習。

基于MOOC的翻轉課堂的教學分為課前、課堂、課后三個環節，結合學生學習的實際情況，教師在課前準備好MOOC資源，獲取MOOC資源的方式不限，可通過高校合作共享、校企合作制作、自行簡易錄制等途徑，引導和幫助學生進行自主學習。一份良好的預習報告的體現在：①能夠有效幫助學生進行課前自學（以學生為主體），知識點或題目設置應具有引導性、驅動性和重點性，教師可通過評閱任務書或預習報告，掌握學生的課前學習情況及初探學生對該知識點的學情。②能夠培養學生挖掘知識點能力、總結歸納能力、知識實際運用能力等三大基本能力，通過一些歸納性、開放性題目的設置和評閱，教師可掌握學生是否認真思考、歸納、總結，逐步鍛煉學生的能力。③任務表或預習報告設計應呈動態化、階段化，教師要充分考慮到學生在課程中的能力的動態變化，起初考慮到學生的接受程度，以知識點挖掘能力訓練為主，簡單進行歸納總結能力和知識運用能力訓練為輔;后期因為有前期的經驗和積累了各方面能力后，著重訓練其歸納總結能力和知識運用能力為主。

MOOC翻轉課堂的課堂環節，教師在整個授課過程中，應注意以下幾點：①翻轉課堂應同時翻轉師生的角色變化，教師不再是填鴨式和滿堂灌，應負責主持、引導課程內容逐項進行，監控整個教學過程，把握教與學的進度，對學生表述不完整、不準確的地方進行補充、總結，對各部分時間進行把控，對重難點的地方進行再次點撥和答疑。②對學生進行分組組織學習，培養學生的團隊意識和競爭意識，成績以教師評價與小組互評相結合。

MOOC翻轉課堂的課后環節主要包括兩項主要任務：①教師圍繞上課內容，布置給學生適量的課后作業，進行鞏固和加強。②教師要圍繞上課內容，要求學生做好自我總結。全方位訓練學生的能力，進一步保證教學質量和效果。

以《工程制圖》典型項目“軸測圖的畫法”為例，采用基于線上線下、清華在線+MOOC混合教學模式，其教學活動過程設計如下所示：

課前，教師進行線上答疑：1.在清華在線平臺發布MOOC學習資源f①發布MOOC視頻：正等軸測圖的畫法、斜二等軸測圖的畫法;②發布網絡電子書：第六章軸測圖;③發布軸測圖知識點的相關參考資料;④發布模型庫：與平面二維圖對應的軸測圖）;2.設計課前任務書（①內容圍繞正等軸測圖（占比70%）與斜二等軸測圖（占比30%）的基本概念;②題型涉及選擇題、填空題、作圖題、思考題等）。3.線上師生互動，教師針對學生提問答疑。學生則進行線上自學：1.在清華在線平臺學習MOOC資源;2.完成課前任務書3.線上師生互動，學生針對自學問題提問。

課中，教師進行線下主導教學：1.課前回顧f回顧任務書內容，就任務書內容進行分組討論和訂正）;2.鞏固訓練，案例深化，重難點知識點撥，觀摩教師現場繪圖;3.布置課堂小任務：指導學生分組現場實戰繪圖，組織學生討論總結;4.歸納升華：糾正學生錯誤的觀點，再次點撥并補充;5.記錄學生此次課堂表現成績。學生則進行線下分組學習：1.分組提交課前完成的任務書，分組討論任務書內容，并派出代表進行表達;2.聆聽教師對任務書內容的總結和點撥;3.全員實戰，現場繪圖;4.分組討論，并派出代表進行歸納總結的陳述;5.分組討論，并給出本組同學此次課堂表現成績。

課后，教師進行線上線下結合評閱答疑：1.在清華在線平臺發布學習公告（①發布MOOC視頻：軸測圖的應用;②發布文本資料：軸測圖在工程中的用途及作用;③發布MOOC拓展視頻：復雜零件的軸測圖的畫法）;2.發布作業，要求按時提交;3.統計學生成績，并公布本項目對學生的評價結果;4.展示優秀同學的作業;5.利用后臺統計數據，分析學生學習成效;6.繼續答疑。學生則線上線下結合鞏固訓練：1.根據學習公告的指引，完成課后學習任務;2.查看作業，按時提交給教師;3.查看本項目教師對學生、學生互評的評價結果;4.交流學習優秀同學的作業;5.有疑問可繼續向老師提問。

這樣的混合模式教學，對學生而言，它使得學生學習積極性得到提高，結合優質的MOOC資源，以網絡平臺為載體，不僅開拓了學生的視野，夯實了基礎，甚至還堅定了學生自身的學習目標。對教師來講，雖然課后思考為學生布置符合學情的合適的任務書，為他們尋求合適的參考資料等工作會不斷增加，但在課堂上授課的工作量，也確實會減小很多，真正地把課堂交給學生。

1.3MooC+雨課堂模式

雨課堂是通過將復雜的信息技術手段融入微軟PPT和微信中，在課外和課堂之間建立起有效溝通的橋梁。雨課堂它是一個智慧工具，它具有以下特點：第一，打破了時間與空間的限制。使用者只需要在聯網和有微信賬號的前提下，就能隨時隨地登錄到雨課堂進行學習。第二，它體現個l生化和差異化。對于學生來說，使用它可以隨時與教師有效地進行互動、溝通和交流。第三，完全免費。軟件易學好懂，只需安裝雨課堂插件就可使用。第四，有數據統計及分析的功能。將雨課堂與MOOC結合起來，這樣的混合教學模式簡直錦上添花。

以《工程制圖》中“制圖的基礎知識”這個知識點為例，由于篇幅限制，MOOC實施過程同上，這里只闡述雨課堂融入MOOC后混合教學模式的實踐過程。在課前準備階段，教師利用雨課堂可以向學生推送包含MOOC視頻、錄音、習題、文獻資料的PPT，發布預習任務，查看學生的使用情況，從而了解學生的自主學習情況，進行有針對性的授課準備。首先，在一臺聯網的計算機上下載并安裝雨課堂插件，打開微軟PPT2010以上的版本，用手機微信“掃一掃”登錄。其次，教師發布“制圖的基礎知識”章節的PPT課件，并在該課件適當位置融入任務書或者預習報告，為幫助學生能更好地理解知識點，針對某些重難點，教師還可在課件上添加語音予以講解，也可在PPT中插入MOOC視頻或者網絡視頻（僅限騰訊和優酷）。最后，將PPT課件成功推送至雨課堂，再進入手機端雨課堂發布課件即可。

在課堂正式上課階段，首先，在聯網的計算機上打開PPT2010以上的版本，用微信“掃一掃”登錄，此時，教師就能通過手機遙控學生的手機端需接收的信息。通過手機微信，選擇課程和班級開始上課，教師還可通過微信查看學生簽到人數，用隨機點名功能隨機抽查學生的出勤率。如果課堂采用MOOC教學模式進行授課的話，教師一旦開啟雨課堂彈幕功能后，學生就可通過微信發送實時彈幕來表達自己的想法觀點，教師可針對學生提出的彈幕問題，在課堂合適的時機進行答疑;其次，教師可推送適量有針對性的題目，即課堂小測試，檢驗學生的學習成效，設置限時答題，檢查成效。最后，結束雨課堂授課后，軟件會及時反饋本節課的學習情況，教師也可將“學生數據”展示給學生，讓同學們在學習過程中有所意識及互相勉勵。

在課后鞏固訓練階段，教師還可繼續發布拓展知識面的文獻資料或文本。雨課堂的反饋機制能讓教師了解所有學生的學習過程情況，這對某些自覺性較差的學生起到一定約束作用，不斷督促他們分配出一些課余時間將注意力集中在獲取知識和能力上，從某種意義上來講，有種約束力在推動著學生不斷自主地主動學習，而非傳統的填鴨式、滿堂灌式的教學，讓學生有備而來進入課堂，與教師在教與學中形成碰撞的火花，讓學生“遠離”聊天、打游戲的手機，“親近”充滿知識、兼有娛樂的手機，讓課堂的“低頭族”們真正漲知識、學本領、辦實事。

2結束語

《工程制圖》作為一門工科學生必修的學科平臺課，在互聯網+環境下，教學方法有很多很多，無論大家采用哪一種，最終都應該把課堂的主體交給學生，把握住教師只是“引路人”的原則，把傳統的教學模式和新興的教學模式有機結合、混合起來，集它們之所長，在教學過程中不斷探索，因地制宜，因材施教，各高校結合自身的需求和有差異的學情，積極探索合理、新穎、高效的混合教學方式，不斷總結自身經驗教訓，不斷提高自身教育教學水平，最終提高教育教學質量及效果，推動我國高等教育綜合改革浪潮，不斷為國家培養出優秀的高素質應用型人才。