基于智慧課堂的“工程制圖”課程教學(xué)模式探索與實踐

時 黛

(吉林化工學(xué)院 機電工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

隨著社會的不斷發(fā)展，我國的教育制度也正在不斷地優(yōu)化和完善，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段與教學(xué)相結(jié)合成為各界關(guān)注的焦點，而智慧課堂則是二者“深度融合”的主要體現(xiàn)形式，智慧課堂以提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力為主要目標，合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，從而使學(xué)生獲得更深入的知識學(xué)習(xí)[1-2]。因此構(gòu)建智慧課堂，對加速教育教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量和效果具有重要意義。

一、“工程制圖”課程教學(xué)目標及課程特點

(一) 課程教學(xué)目標

以吉林化工學(xué)院為例，作為一所工科應(yīng)用型學(xué)校，我校36個工科專業(yè)開設(shè)“工程制圖”課程，且該課程是工程上對結(jié)構(gòu)或模型進行有效表達以及工程交流的語言，可見其作用和地位之重要。“工程制圖”課程采用OBE教學(xué)理念進行教學(xué)與改革[3]，從社會需求出發(fā)制定課程教學(xué)目標，以我校過程裝備與控制工程專業(yè)“工程制圖”課程為例，主要任務(wù)是使學(xué)生能夠運用工程圖樣對過程工業(yè)中的過程裝備與控制系統(tǒng)復(fù)雜工程問題進行有效表達，培養(yǎng)學(xué)生利用工程制圖知識完成對工程圖樣的表達以及閱讀工程圖樣的能力。

(二) 課程特點

“工程制圖”課程主要由畫法幾何和機械制圖兩部分組成，通常在第一學(xué)期開設(shè)，由于每位同學(xué)的空間感不同，且剛進入大學(xué)校園，缺乏必要的感知和空間能力的訓(xùn)練，所以培養(yǎng)學(xué)生空間分析的能力，成為教學(xué)的最大難題。通過多年來對“工程制圖”課程教學(xué)改革的不斷深化[4]，“工程制圖”課程具有以下特點：

1.課程教學(xué)內(nèi)容多、難點多

“工程制圖”課程教學(xué)內(nèi)容涉及畫法幾何以及機械制圖兩部分內(nèi)容[5]，第一部分內(nèi)容主要包括點、線、面、體的投影，組合體等平面圖形分析與繪圖等[6]；第二部分主要內(nèi)容包括零件圖、裝配圖的繪制與表達等，而且隨著3D打印、智能工廠等工程制圖新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及制圖國家標準的更新，進一步豐富了教學(xué)內(nèi)容；另外課程難點較多，學(xué)生不易掌握，特別是截交線、相貫線、補畫第三視圖以及選擇合理的視圖表達方法等是學(xué)生學(xué)習(xí)中易出錯的地方。

2.課程知識具有較強的實踐性

“工程制圖”課程由理論教學(xué)和實踐教學(xué)組成，理論教學(xué)通常在課堂上進行，而實踐教學(xué)由徒手繪圖和AutoCAD上機實踐組成，而這些課程知識都需要進行大量的實踐訓(xùn)練才能掌握，特別是組合體視圖、剖視圖等內(nèi)容，如果不通過一定量的讀圖、繪圖練習(xí)，學(xué)生很難能正確的對工程圖進行表達。在AutoCAD上機實踐的同時，學(xué)生還需要熟練掌握計算機繪圖軟件AutoCAD中關(guān)于文件的布局、保存、打印等內(nèi)容，這些都需要經(jīng)過大量的反復(fù)練習(xí)才能更好掌握[7]。因此“工程制圖”課程知識具有很強的實踐性。

3.課程教學(xué)學(xué)時較少

由于課程改革后，“工程制圖”課程的學(xué)時在減少[8]，而課程內(nèi)容卻變動不大，所以，導(dǎo)致在有限的學(xué)時內(nèi)完成如此之多的教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)安排難度增大。

二、智慧課堂內(nèi)涵及在“工程制圖”教學(xué)過程中的應(yīng)用

(一) 智慧課堂教學(xué)模式內(nèi)涵

針對“工程制圖”課程的特點，引入智慧課堂教學(xué)模式。一方面可以緩解課時不足、實踐不夠的問題，讓學(xué)生根據(jù)需要隨時利用線上教學(xué)平臺獲取學(xué)習(xí)資源；另一方面教師在后臺隨時監(jiān)測學(xué)生觀看學(xué)習(xí)視頻等資源的反饋統(tǒng)計信息，了解學(xué)生對知識點的觀看學(xué)習(xí)情況，知曉學(xué)生在哪些知識點用時較多，用時多則說明該部分學(xué)生理解有難度，課上需重點強調(diào)與講解。此模式中，充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心，學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主體，使學(xué)習(xí)方式由傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)[9]；而教師則主要發(fā)揮引導(dǎo)監(jiān)督作用，最大程度地激發(fā)學(xué)生的主動性和積極性，以期能夠取得最優(yōu)的學(xué)習(xí)效果。為后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程和進行實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，以及今后從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

(二) 智慧課堂的應(yīng)用

基于智慧課堂的教學(xué)模式開展教學(xué)，不同專業(yè)對該課程有不同要求，其講授的重點也會有差異，如在機械制圖中零件圖與裝配圖這部分內(nèi)容，對于過程裝備與控制工程專業(yè)，重點講授換熱器和反應(yīng)釜等化工設(shè)備，能源與動力工程專業(yè)重點講授汽輪機和工業(yè)爐等裝置。在整個教學(xué)過程中，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性有針對性的學(xué)習(xí)及教師的向?qū)ё饔茫玫貙崿F(xiàn)“輸入—吸收—輸出”這個教育閉環(huán)。

依據(jù)教學(xué)大綱及線上數(shù)據(jù)分析和學(xué)生的反饋，整合授課內(nèi)容，按照學(xué)生理解的難易程度分為課上精講講練、課上略講與線上自學(xué)三部分，在第一次課將整個課程的知識點及其要求與進度利用智慧課堂平臺發(fā)布給學(xué)生，以便學(xué)生了解教學(xué)要求和進度，做到提前預(yù)習(xí)。課前教師利用信息技術(shù)平臺，發(fā)布一定的課前任務(wù)及相關(guān)學(xué)習(xí)資源，學(xué)生預(yù)習(xí)和做課前測驗，教師依據(jù)學(xué)生的問卷調(diào)查、課前預(yù)習(xí)、測評分析，了解學(xué)生的學(xué)情情況，制定相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計方案，做到因材施教，開展個性化教學(xué)[10]。每次上課學(xué)生都登陸課程進行簽到，APP中的簽到方式有多種，可根據(jù)實際情況在設(shè)定的時間內(nèi)完成某種方式的簽到，而且每人的賬號唯一避免替簽到的傳統(tǒng)問題，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一種快速、高效的點名、簽到[11]，這樣基本上沒有學(xué)生曠課和早退。課堂上為了使更多學(xué)生參與到智慧課堂教學(xué)中，可以利用APP開展多種形式的教學(xué)互動活動，如對上課內(nèi)容進行隨堂測驗，便于教師及時、準確地了解學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容掌握的情況，有側(cè)重地通過講評進行學(xué)習(xí)，從而及時調(diào)整教學(xué)計劃，對大多數(shù)學(xué)生易犯錯誤的問題進行講解；在討論課堂上，由教師通過智慧教學(xué)平臺下發(fā)新的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，開展探究式課堂教學(xué)改革；智慧教學(xué)環(huán)境為師生之間立體化的、無障礙的即時交流互動創(chuàng)造了可能，緩解學(xué)生上課的疲憊感，調(diào)動學(xué)生積極性，使教師的教與學(xué)生的學(xué)能夠更有效地雙向交流，解決問題更加高效、及時。

課后教師可以通過手機或電腦隨時登錄智慧教學(xué)云平臺，查看每次課的互動與測驗等活動的學(xué)情分析報告，既可以看到每個知識點學(xué)生整體掌握的情況，又可以看到每個學(xué)生的答題情況，以便對有需要的學(xué)生進行重點輔導(dǎo)，使他們盡快跟上教學(xué)進度，增加學(xué)習(xí)的信心，順利完成課程的學(xué)習(xí)。

課程利用智慧教學(xué)平臺采用多元化全過程的考核評價體系，有助于實現(xiàn)全過程考核的課程評價改革[12]。課程注重過程性考核評價，以考輔教、以考促學(xué)，總成績由30%的平時成績和70%的期末成績構(gòu)成，平時成績中包括作業(yè)、手繪圖、討論、測驗等部分，具體如圖1所示。

圖1 過程性考核評價體系成績組成圖

三、智慧課堂實踐效果

基于智慧課堂的“工程制圖”教學(xué)全程以學(xué)生為中心，將先進的現(xiàn)代教學(xué)信息化技術(shù)、豐富的教學(xué)模式融合在課堂教學(xué)中，使課堂教學(xué)不受課內(nèi)限制，課外依然可以進行，實現(xiàn)了師生之間更為有效的雙向互動，提高了課堂教學(xué)效果。以我校2017級、2018級過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生“工程制圖”課程為例，經(jīng)過課程質(zhì)量分析后，其成績分布如圖2所示。

學(xué)生人數(shù)2017級傳統(tǒng)模式教學(xué)成績分布

學(xué)生人數(shù)2018級課程智慧課堂成績分布圖2 過控專業(yè)“工程制圖”課程期末成績分布圖

從圖2可以看出，2017級學(xué)生為傳統(tǒng)模式教學(xué)，2018級學(xué)生為采用智慧課堂方式教學(xué)，2018級學(xué)生課程的整體通過率要高于2017級學(xué)生，而且高分成績?nèi)藬?shù)也多于2017級，同時整體平均分數(shù)2018級學(xué)生較2017級學(xué)生要高出近5分左右，可見采用智慧課堂的教學(xué)模式其教學(xué)效果明顯，學(xué)生對移動終端進入教學(xué)環(huán)節(jié)表現(xiàn)出支持甚至興奮的態(tài)度，大部分同學(xué)認為上課既緊張又刺激，普遍反映效果良好，這對于課程改革來說是最好的表態(tài)。

四、結(jié) 語

“工程制圖”課程教學(xué)需要學(xué)生具備較強的空間思維及分析能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方式，由于教學(xué)資源欠缺、實體模型展示過程中難以精準把握以及板書和多媒體教學(xué)均無法做到全方位展示，因此該課程的教學(xué)效果不佳，對學(xué)生及教師的心理造成了嚴重的影響。隨著教育教學(xué)改革的大力發(fā)展，部分課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式已不能滿足學(xué)生需求及社會發(fā)展的需要，而智慧課堂就是一種新的、有效的教學(xué)方式和手段，使教師易于教、學(xué)生易于學(xué)，是當下教育教學(xué)改革的發(fā)展方向及未來的發(fā)展趨勢。