基于ICD的線上線下教學創新

程可 周俊靜 徐國平 周劍鋒

摘 ?要 研究結合案例和競賽選拔的線上線下ICD教學模式，在工程制圖教學中引導學生自主學習、協作學習、深度學習。

關鍵詞 ICD教學模式;線上線下教學;教學創新;工程制圖;自主學習;協作學習;深度學習

中圖分類號：G434 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）19-0045-04

0 ?引言

近些年教學中遇到一些問題。

問題一：教學對象是00后大一新生，他們有較強的自我發展意識，較感興趣于有挑戰性的任務，不滿足傳統課堂的授課方式，但自主學習能力不足。以工程制圖教學為例，學生從空間到平面的思維問題不大，但從平面到空間的思維比較困難，會過分依賴空間想象力，從而忽視投影規律和作圖方法的積累。而投影規律是這門課的基礎，作圖方法的積累過程正是鍛煉空間思維能力、提高畫圖和讀圖能力、從量變到質變的重要過程。他們的學習往往只停留在獲取知識的表面。

問題二：制造業是我國的立國之本、興國之基，但人才培養還存有與企業需求脫節、工程教育理科化等傾向，不能有效滿足未來制造業發展需要。

問題三：一場突如其來的疫情，對教學產生極大的影響，必須將課堂搬到網絡。

問題四：學校不允許大一學生攜帶電腦，因此，大一課程的教學創新受到限制，必須探索適合學校大一學生的教學方法。

以工程制圖課程為例，南京工業大學機械與動力工程學院每年承擔全校大約120多班級3400～3500名學生的教學任務。鑒于工程圖樣在生產中的重要性及課程的特點，制圖課程的學習方法是以“圖”為中心，不斷地從空間到平面、從平面到空間進行轉換練習。教學理念是：采用合適的教學方法，在培養學生空間思維能力、糾正想象誤區的同時，引導學生注意投影規律，體會如何將想象與方法恰當融合，增強自主學習的能力，培養團隊精神，學會學習，盡快掌握工程界“語言”，為學習后續專業課打好基礎。為此，研究并實踐結合案例和競賽選拔的線上線下ICD（Indepen-

dent Learning、Collaborative Learning、Deep Learning）

教學模式。

1 ?創新點

1.1 ?教學內容創新

創造性地在教學中構建了以虛助實、虛實互聯的教學模式，不僅開發了工程制圖AR輔助學習系統（圖1～圖4），還在對分易教學平臺創建了在線課程，包含視頻（圖5、圖6）、PPT和VR模型。

1.2 ?教學方法創新

采取線上線下混合方式進行ICD模式教學——引導學生自主學習、協作學習、深度學習。

1）引導學生自主學習（Independent Learning）。改變以往教師滿堂灌、學生被動接收的模式為精講理論與方法，根據需要結合案例為學生建立正確的投影概念;精講課程重點部分的作圖方法，訓練學生空間思維能力;引導學生主動思考、動手實踐，不僅讓大腦動起來，思考解決問題的方法，有了方法后還要動手一步一步把圖畫出來。如講畫組合體視圖時，讓學生跟著畫軸承座草圖。

課后以布置小任務的方式促進學生自主學習，學生可以在下次課之前帶著任務在圖書館、教室、寢室，甚至帶著手機在公交、地鐵等任何地方，充分利用豐富的課外學習資源，以自己的節奏、自己的方式消化課堂講授內容并進行拓展。

2）帶領學生協作學習（Collaborative Learning）。第二次課在講新課前先分組討論，討論過程如下。

小組內個人陳述（5分鐘）：每組四位學生，要求每人發言并展示已完成或部分完成的任務。

分組方式：教師隨機分組，每次的合作伙伴不同，有新鮮感。

小組討論（10分鐘）：交流不同意見，通過互相啟發，達到深入理解所學內容、掌握重點和難點的效果;確定一位學生進行記錄和整理，準備作為代表在全班交流。

全班交流（15分鐘）：小組代表發言，發言內容代表

小組。

教師在討論的基礎上進行總結（5～10分鐘）。

學生知識的差異、學習態度和努力的差異都會體現在課堂互動環節，通過交流、教師積極引導，這種水平差異反過來促進學生更加努力地學習，實現優秀的學生更優秀、一般或較差的學生更努力。

3）指導學生深度學習（Deep Learning）。華東區大學生CAD應用技能競賽及“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽是工程制圖教學的風向標。

經過以上層次遞進的三個步驟，學生理解教學內容、掌握所學知識后，以培養未來多元化、創新型卓越工程人才為目標，將競賽和教學相融合，鼓勵學生深度學習，達到更高水平;同時在學生中培養優秀的參賽選手，實現以賽促教、以教帶賽的良性循環。如圓柱的截交線（圖7）這部分內容，主要講概念、重點求解方法，再詳細地講切一刀截交線為橢圓的情況，引導學生自己解決切兩刀以上的情況，并且與實踐聯系（圖8）、與競賽聯系（圖9）。

1.3 ?考核與評價方式創新

進行多元化考核，尤其注重學生的學習能力。降低期末成績在總評成績中所占比例，基本每八學時進行一次階段性測試，及時掌握學生的情況，做到過程控制他們的學習效果。在分組討論、全班交流環節，上臺發言的學生代表小組，教師給的評分是全小組的成績，通過激勵制度，培養學生責任感，促進小組共同進步。

1.4 ?教學資源建設與創新

解除時空對學生的束縛，方便學生隨時隨地學習和思考。線下教學時，教師除了課上用PPT演示模型，課下常提供實物模型讓學生觀看、觸摸，幫助建立空間概念，學生非常喜歡。為達到與線下教學同樣效果，基于教學理論、學生的認知規律，根據實際教學內容在線上課程中創建VR模型，課后學生可通過移動端（圖10、圖11）、PC端（圖12、圖13）進行多點觸控的轉動、放大縮小等操作，逼真地展示三維立體模型，幫助提高空間思維能力。

2 ?應用情況與實施效果

2.1 ?學生非常喜歡

2016年起在一個班開展ICD教學，近兩年進行推廣，學生高度認同，學習熱情高漲，積極思考、積極動手，參與課堂互動和課后實踐。

2.2 ?學生在思想上、學習方法上、與他人交往方面收獲很大

他們給予ICD很高的評價，由于篇幅有限，在此僅列小部分：

*教學方法比較靈活、獨特，老師采取了講課加分組討論回答問題的方式來促進我們學習。

*感謝工圖老師靈活的教學方法，讓我們在學習中找到樂趣，輕松地掌握了這門課程。

*課堂上，我能感受到一種輕松的氛圍，同學們也更加積極活躍。

*我明白了團隊的重要性以及集體的強大力量，也讓我意識到自己還有許多需要繼續學習的地方。

*我明白了自我學習和團隊配合的重要性，老師在學習過程中只是起了引導作用，而學習的主體還是自己。

*更培養了我們認真負責、踏實細致的工作作風、科學嚴謹的工作態度和團隊精神。

*這樣提高了我獨立思考的能力。

*會提高學習的挑戰度。

*高數老師要是也能這樣上課就好了。

*單純理論知識的學習難免空泛，了解一些案例能更好地幫助我們加深印象，有更多的想象空間。

*提高了學習效率，更容易集中注意力。

*讓我有了克服困難的勇氣，在以后的生活和學習中。

*案例可以幫助我們更好地聯系實際，與現實接軌，利于掌握課堂內容。

2.3 ?學生學習成績普遍提高、全面發展

學生自主學習、思維空間、人際交往、提出問題、分析問題和解決問題等方面的能力均能得以拓展，他們互相啟發、互相促進，學得快、學得好、學得扎實。曾將推廣班與同一教師教的同專業普通班學生統考卷面成績作比較，推廣班的班級平均分比普通班高12%以上。推廣班的學生更愛學習、更會學習，他們不僅工程制圖課成績優秀，其他課的學習效果也很好。在獲得獎學金的學生中，推廣班學生占80%。

2.4 ?后續課程的作業完成質量高，專業課教師滿意

2.5 ?疫情期間圓滿完成教學任務

疫情期間在線進行ICD教學，鼓勵學生在線上互相激勵、督促、合作（圖14、圖15），圓滿完成學習任務。

2.6 ?競賽獲得更好成績

前已述及，華東區大學生CAD應用技能競賽和“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽是工程制圖教學的風向標，多年來，南京工業大學在這兩項賽事上獲獎無數，唯獨缺少團體獎。推廣ICD教學模式后，南京工業大學在第八屆華東區大學生CAD應用技能競賽中獲得團體一等獎，在第十屆華東區大學生CAD應用技能競賽中獲得團體二等獎，在第十一屆、第十三屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽中均獲得團體三等獎。（注：中間一屆華東區大學生CAD應用技能競賽及“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽期間選拔的學生因出國交流，未參加比賽，故未獲獎。）

2.7 ?教材建設取得成果

教材是為進行ICD教學編寫的江蘇省重點教材，特別適合自主學習，然而ICD教學又為所編教材獲得2019年機械工業科技進步獎提供了有力支撐。

2.8 ?成功指導考研和就業

推廣班考研錄取率比較高，就業單位比較理想。2019年，成功指導當年制圖成績70分的15級學生以制圖高分（132分，總分150分）考研進入西南交通大學。

3 ?結語

實踐證明，ICD教學模式充分考慮學生的個性與成長特點，從人才培養與國家未來發展的需要出發，以課堂教學為抓手，培養學生自主學習、協作學習、深度學習的能力。為更方便學生學習，將與對分易教學平臺合作，開發在平臺上實時設計和繪圖的功能;將繼續注重師生交互、生生互動，切實讓學生參與學習，激發他們的學習意愿，以境育人;根據學生學習能力的差異采用差異化教學手段，為學生思維能力的培養和創造性精神的培育打下堅實基礎的同時，使每一位學生變得更好。

參考文獻

[1]程可.機械制圖[M].北京：化學工業出版社，2015.

[2]程可，朱亞軍，曾昌鳳，等.基于“對分課堂”模式的工程制圖教改探索[J].中國教育技術裝備，2019（24）：91-93.