“互聯網+”背景下工程制圖數字化教學模式的研究

李獻麗 侯舟波

摘要：隨著互聯網信息技術的發展，以數字化為特征的信息化教育蓬勃發展，教育模式不斷創新。本文針對工程制圖課程從數字化教學資源建設、數字化教學設計、評價體系的構建等方面進行教學模式研究，通過網絡學習平臺的構建，形成全新的數字化線上線下混合教學模式。

關鍵詞：數字化;工程制圖;教學模式;互聯網+

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）15-0109-03

“互聯網+”信息技術的發展，教育信息化迎來了很好的發展機遇。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》 中提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”。習近平在致首屆國際教育信息化大會的賀信中提到"積極推動信息技術與教育融合創新發展"。2017年6月27日，在“工業自動化隱形冠軍與工業4.0教育專家”論壇上，肖維榮博士發表了“數字化的轉變-教育的根本改變”為主題的演講，深入淺出的剖析了數字化這一不可逆轉的潮流。王瑩[1]在數字化時代高校課程教學的創新與改革研究中提到了數字化時代是高校課程教學改革的難得契機。數字化時代已經到來，在數字化的沖擊下，各高校應該積極進行教學方式和教學模式創新。

1 工程制圖教學的現狀分析

1.1 工程制圖課程特點

該課程是理論、實踐性較強的專業基礎課，該課程的學習效果直接影響后續課程的學習，其內容包括制圖的基本知識和技能、平面圖形的繪制、畫基本體和組合體的三視圖及截交線和相貫線、畫軸測圖、機件的基本表示法、識讀標準件、識讀零件圖和裝配圖。該課程主要培養學生的空間想象力和構圖能力，培養學生具有機械工程專業基礎知識、并能運用學到的知識解決機械工程領域復雜工程問題; 能夠在機械工程實踐中初步掌握并使用現代工程技術、方法和工具，了解與機械工程相關的技術標準。內容知識點繁多，學習及繪圖過程需要學生耐心認真，并需要學生具有一定的空間思維能力。

1.2 前期教學過程中存在的問題

1）學生學習的主體性發揮不夠充分

一般的教學設計更加關注課堂知識的傳授，在授課過程中加入練習比滿堂灌的教學確實可以提高學生的參與度和教學效果，并且在課堂教學過程中根據學生情況適當調整教學進度，但在授課前不清楚學生的難點疑點，僅憑一堂課的教學很難達到理想的教學效果，學生仍然存于被動學習階段，并且課后的師生交流也不及時，老師對學生的掌握程度很難把握。

2）缺乏課程思政和教學的融合

習近平在全國高校思想政治工作會議上強調要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程。而該課程主要關注了知識的講解和學生的繪圖成果，對學生的思政教育關注較少。該課程也有很多思政點可以體現，譬如繪圖過程著重培養學生的遵守標準規范意識及工匠精神、復雜問題團結協作和科學探索精神以及勇于展現自我等思政要素。

3）教學素材不夠豐富

該課程對學生的空間想象力與空間邏輯思維能力有一定的要求，部分同學因為缺乏此方面的能力，顯現出畏難情緒，而幫助學生輔助提高其空間感知能力的素材較少。肖新林[2]提到了三維機械制圖發展的必要性，因此應該豐富教學素材。另外對于煩瑣的繪圖過程，還是依靠教師課堂反復講解為主，缺少反復播放的微課等視頻輔助教學。

4）評價方式不夠全面

大部分的課程評價關注于期末考試成績，考試是能某種程度上反映掌握知識水平，但綜合素質的評價需要評價各個方面，包括課堂前后的學習程度等各方面。需要采用合理的評價方式，激發學生的學習主動性、認真度、創新能力等。

2 數字化教學模式的構建

2.1 優化課程教學結構

“互聯網+”背景下數字化教學模式的形成，產生了以網絡教學平臺為依托的線上線下一體的混合教學模式，本課程依托超星學習通網絡學習平臺。平臺上各種資源的建設有利于學生的課前預習、課中的教學實施以及課后的交流。學生可以借助電腦、手機等，隨時隨地進行課前預習、課后復習等。學生通過課前的預習，對內容的知識點、重難點、學習目標等有直觀的認識，根據預習情況提出問題，真正參與到課程設計的過程中。教師也通過課前的交流，更直觀的了解學生對課程的認識，進一步規劃課堂教學內容和教學方法。課中充分體現學生的“主體”地位，通過任務驅動形式，以解決問題為主，通過問題講解內容，“學中做、做中學”，利用數字化教學發揮學生個體差異性以及團結合作等特點。并借助網絡平臺上的功能，多方式的調動學生課堂參與的積極性，課后可以利用數字化手段進行反饋指導、反思總結，形成數字化教學模式下的線上線下混合式教學，真正實現“教師主導、學生主體”的教學結構。

2.2 數字化教學資源建設

信息化時代，數字化教學資源充分的開發利用對推動學生的線上線下自主學習有很好的促進作用，數字化教學模式的形成需要豐富的教學資源的支撐。信息化時代機械制圖數字化教學資源建設與應用研究[3]中提到了豐富的教學資源提升了學生學習的積極性和課上課下學習的主動性;提高了繪圖技能和工程實踐的能力;拓展了專業知識面，學生的創新意識也得到了提高。尤其該課程對學生的空間想象力與空間邏輯思維能力有一定的要求，而部分學生的基礎較差。容易產生畏難情緒，從而失去興趣，因此該課程需要大量的有直觀感的模型。目前有一些實體模型，但為數較少，傳統地利用PPT圖片或者實體模型展示形體的外部形狀和內部結構特征，立體感欠佳，且不能多方位展示。又針對教室空間大、學生多的特點，能多方位展示的三維模型更適合教學，利用Solidworks軟件制作三維模型庫，部分采用虛實結合的方式，為空間想象力差的同學提供幫助，增加其學習的信心。也有一些關于Solidworks三維造型的課程教學研究，其是一款非常優秀的三維機械設計軟件，具有功能強大、簡單易學等特點[4-5]。所建立的三維模型，教師可從外部輪廓、內腔結構、剖面形狀、各個投射面等進行展示教學，對提高學生的三維空間思維能力有很大幫助。如圖1所示部分三維模型。

目前配合教學任務單制作了三維模型60余個，便于學生根據自身情況進行輔助學習。另外滿足不同學生的要求，在網絡學習平臺上進行了視頻資源建設，包括授課內容講解視頻，而對于煩瑣的繪圖過程，為了解決需要反復講解的問題，制作了視頻繪制過程的微課資源，學生就可以隨時查閱并反復觀看，有利于知識的掌握和鞏固。在超星學習通網絡學習平臺上每一章節配有相應的電子教材、重難點分析、PPT資源、視頻資源，課堂任務單、內容總結等，并設置有作業庫和題庫，便于課外作業的布置和學生的自學。課堂教學過程中也有大量的圖片動畫等來展示立體結構和繪圖步驟等。資源庫建設主要有以下內容如圖2：

2.3 數字化教學設計

“互聯網+”信息技術的發展，數字化技術要真正融入教學，改變并豐富教師的教學方式。學生的學習手段和學習方式也相應要發生變化。充分利用學生手機、電腦等移動設備不受時間空間限制的特點，與學生交流溝通碎片化知識，形成線上線下一體化混合式教學模式。分為課前—課中—課后，課前課堂上充分利用數字化技術，進行課前預習、完成課前小測等，課堂上進行簽到、搶答、討論等環節，調動課堂學生參與度，部分章節采用翻轉課堂，課堂主要采用任務單形式來完成任務，課堂任務單共30份，例任務1.3部分內容如圖3。對于《工程制圖》這門課程，該課程特點以畫圖和識圖為主，圖形在黑板上展示比較困難，因此超星學習通網絡平臺就展現了它的優點，將學生成果拍照上傳班級群，并在課堂大屏幕上進行展示，同學們一起對成果進行評價，相互評分，從而同學們可以很快地明確自己的結果正確與否。課堂教學可以為學生提供更多討論、展示和交流的機會，有利于培養學生的表達能力、鑒賞能力、批判思維能力。具體教學設計如圖4。

2.4 課程評價體系的構建

評價體系應體現學生的主體地位和差異性，學生的期末考試考核是必須的，采用考察方式學生容易思想怠慢，但過程性評價也需要重視。過程性評價重視學生的情感、課程思政等方面能力的體現。充分利用信息化的線上線下一體化教學，便于老師掌握學生的課前課后情況，評價體系應包括線上學習情況（點擊率、在線互動、任務點完成度等）、課堂表現情況、課后線上學習情況以及學生的自評互評等。合理的課程評價體系，對學生的學習也有至關重要的作用。

互聯網+背景下的數字化為線上線下一體化教學提供了保障，充分利用網絡學習平臺可以提高學生的自學能力，滿足學生的個性化需求，課堂以完成任務單為主，鍛煉學生解決問題和展現自我的能力。數字化只是一種手段，不能過度依賴，其在課外學習、線上師生互動、教學評價和課堂某些環節等方面，具有很大的優勢，應恰當并充分利用，教學改革必會取得好的效果。

參考文獻：

[1] 王瑩. 數字化時代高校課程教學的創新與改革[J]. 江蘇高教， 2019（9）：72-77.

[2] 肖新林. 基于數字化的三維機械制圖的發展分析[J]. 中外企業家， 2019（17）：111-111.

[3] 張攀. 信息化時代機械制圖數字化教學資源建設與應用研究[J]. 課程教育研究， 2019（43）：261-261.

[4] 陳智琴， 張淑芳， 李文魁. 基于SolidWorks三維造型的《工程制圖》課程教學模式改革的研究[J]. 山東化工， 2014， 43（1）：115-116.

[5] 王剛， 周洋， 牛鵬輝. 三維設計軟件SolidWorks教學實踐與研究[J]. 科教導刊， 2018， 353（10）：127-128.

【通聯編輯：王力】