基于網絡平臺的電氣工程制圖實驗室的研究與實踐

王熙雛 張淑紅 范宏

摘要：依托網絡平臺，創建電氣工程制圖實驗室，建設線上資源，組織線上教學活動，使線上教學與課堂教學有機融合，克服了本課程課時少與信息量大之間的矛盾。實踐證明，新的教學模式具有可行性與有效性，為學生自主學習與師生互動式教學提供了有益的平臺，從而師生之間實現教學相長與共同發展。

Abstract： Relying on the network platform， electrical engineering graphics laboratory is created， the construction of online resources and the organization of online teaching activities make online teaching and classroom teaching organic integration， so that the contradiction between little lesson and large amount of information is overcomed. Practice has proved that the new teaching mode is feasible and effective，a useful platform is provided for autonomous learning for the students and interactive teaching between the teachers and students， so as to realize teaching and common development between teachers and students.

關鍵詞：電氣工程制圖;實驗室;線上教學

Key words： electrical engineering drawing;laboratory;online teaching

中圖分類號：TB23? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0224-04

0? 引言

隨著教育技術與信息技術日新月異的發展，以及翻轉課堂教學模式的出現，教育的信息化改變著傳統的以教師為中心的教學模式，形成一種探究協作學習的新型教學模式，教師的作用不再是一味地傳遞信息，而是學生自主學習的促進者，用線上教學補充常規課堂教學，讓學生在線上學習中實現知識的認知、團隊協作、知識內化，給學生提供廣闊的學習空間和多維的學習方式。

本文以高等職業院校電氣工程類專業的專業基礎課程《電氣工程制圖》為研究對象，針對課程教學中存在的問題，以解決問題為出發點，適應電氣專業培養具有創新與實踐能力的應用型人才的培養目標，構建了一種適應高職院校電氣專業學生層次的電氣工程制圖網絡教學體系，以網絡教學平臺為基礎，創建虛擬實驗室，在線上建設和使用教學資源、組織教學活動、協調線上與線下教學，為學生提供交互性學習環境，創設學習情境，激發學生自主探究協作學習的興趣，從而提高教學質量[1]。網絡實驗室的創建是對電氣工程制圖課程與信息技術融合的探索與實踐。

1? 網絡虛擬實驗室特點

電氣工程制圖作為電氣專業的專業基礎課程，課程內容涵蓋機械制圖、計算機繪圖、電氣工程圖三個方面[2]，為后續專業課的學習、畢業設計提供基礎，以及學生進入職場后，開展各種電氣技術工作都離不開電氣工程制圖。以往的教學方法就是單一的課堂教學，學生反饋滯后，實踐教學與理論教學脫節，課程的“難教”與“難學”一直困擾著師生。針對這種情況，我們借助于網絡教學平臺，用AUTOCAD、FLASH等軟件作為工具，創建一個符合學生認知習慣的電氣工程制圖虛擬實驗室，學生在課外通過校園網絡進入實驗室進行自主學習。該實驗室具有以下特點：①充分體現了理論與實踐、課上課下、線上線下的有機融合。利用網絡實驗室，改變過去課堂內教師純粹填鴨式地滿堂灌，課堂外學生為了獲得學分被動地做習題的枯燥模式，實現了以學生為核心的自主學習模式，教師引導學生進行線上學習，在網絡上實現師生互動，克服了本課程教學學時少、師生互動困難等不足[3]。②網絡實驗室全天開放，不受時間與空間的限制，具有靈活性、實踐性。③在第二課堂中，組織學生參加各類制圖競賽，以賽促進，教師利用網絡實驗室進行賽前指導，創建競賽資源庫，資源庫也可作為學生課外學習的內容[4]。④在網絡實驗室中，加入企業案例，供學生自主學習，改變以往只知紙上談兵，與生產實踐脫節的現象，實現校企無縫對接。電氣班為企業冠名班，學生在學習過程中要去冠名企業進行工學交替，企業一線專家為學生授課，學生通過識崗、習崗與企業零距離接觸后，認識到電氣工程制圖這門課程的重要性，回校后，利用網絡積極參與課程學習，將企業案例與工程實際聯系起來，為三年級的頂崗實習培養職業技能。

2? 實驗室模塊

網絡實驗室劃分為6個模塊，如圖1所示。

2.1 課程信息資源模塊

課程信息資源模塊包含課程介紹、課程標準、授課計劃。學生可以從中獲得課程性質、課程目標、課程內容、考核標準、授課進度安排等基本信息，它是支撐網絡實驗室的骨架，為其他模塊的建設指明了方向。

2.2 教學材料模塊

教學材料模塊如圖2所示，包含教案、課件、教學視頻、企業案例、學生作品等資源，各資源配合線上授課進度與教學任務進行有序開放，認真甄選教學資源，使學生線上學習與課堂學習無縫對接。

按照教學內容，在機械制圖內容模塊，加入了機械工程圖的三維動畫演示，通過AUTOCAD軟件創建了平面立體、回轉體、截交線、相貫線、組合體等三維模型庫，如圖3所示，學生通過二維與三維對照學習，圖感與空間想象力得以提升，解決了課堂教學中“難教”與“難學”的問題，同時滿足了學生課外自學與拓展學習的需要[5]。

同時，為了拓展線上學習資源，在電氣制圖內容模塊，加入了電氣工程圖的經典動畫演示，如圖4所示，直觀有趣，并且對其工作原理進行文字說明，讓學生在進行電氣制圖的同時還能具備一定的識圖能力。

針對學生筆記本電腦的普及率很高，在網絡實驗室中為學生提供了AUTOCAD安裝軟件及其安裝方法，學生可以下載安裝軟件，培養了學生的動手能力;匯總了計算機繪圖中的常見問題以及解決方法，為學生完成第二課堂任務清除了障礙;并把學生在第二課堂中完成的優秀作品在網絡平臺上展示，使學生充滿成就感，激發學生的學習熱情和創作動力。

為了對應課堂教學，在網絡實驗室中提供了相應的微課教學視頻，根據知識點設計成相對獨立的微課單元，學生可以針對薄弱的知識點來快速甄選使用，具有靈活性與針對性。此外，學生隨時隨地能夠聽課，不受時空限制，為傳統課堂教學做了有益補充。

2.3 答疑討論模塊

答疑討論模塊中包含課程討論區、常見問題、自動答疑、郵件答疑4個子模塊，如圖5所示，在此模塊中，可以實現課下線上的師生互動、生生互動，通過學生提問，師生對問題進行討論，實現師生與生生之間的交流與分享，最終達到消除疑問、解決問題的目的。答疑討論模塊既解決了以往教學中師生互動困難、學生反饋滯后的問題，又使師生雙方在相互溝通、相互補充、相互啟發中增進情感交流，互相促進、共同提高[6]。

2.4 教學筆記模塊

教學筆記模塊包含教師筆記和學生筆記2個子模塊，教師可以記錄自己在教學過程中的體會，學生可以分享自己對課程的學習心得，教師可以傾聽學生的傾訴，了解學生的需求，從而總結教學中的經驗教訓、完善教學方法、提高教學水平。師生可以通過此模塊互相影響與促進，從而達成共識與共享，實現教學相長與共同發展。

2.5 教學活動資源模塊

教學活動資源模塊包含課程作業、試卷試題庫、在線測試3個子模塊，課程作業模塊如圖6所示，教師布置線上作業，查看與批閱作業，進行作業統計分析;學生登錄平臺查看任務，提交作業，并可以查看教師批閱結果。試卷試題庫模塊包含試題庫與試卷庫的維護，教師可以存儲練習題與模擬題，練習題可以對學生公開，供學生線上練習，模擬題可以供測試組卷。教師可以利用在線測試模塊組卷供學生線上自主測試，與傳統的線下考試相比，在線測試在分數管理、考試時間控制、信息反饋速度等方面都具有較強優勢。

2.6 課程管理模塊

課程管理模塊主要包含教學欄目管理、選課學生管理、學生學習統計、課程間分享等子模塊。教師可以利用教學欄目管理子模塊對啟用的教學欄目設置開放范圍、更改排列順序，并可以添加新的課程欄目;教師可以通過選課學生管理模塊來查看學生的課程學習記錄;利用學生學習統計模塊可以統計整個班級學生的各項學習指標，如圖7所示，教師可以了解到每位學生的進入課程次數、上交課程作業次數、學習筆記數量、課程討論區發表話題次數等各項指標，從而在線監控學生在線學習狀態，積極引導學生參與在線學習;課程間共享模塊可以實現本課程與其它相關課程之間的資源共享，可以設置本課程資源共享范圍，也可以引用其它課程共享給本課程的資源，這樣教師可以了解相關課程內容，避免授課內容的重復，實現優勢互補。

3? 教學效果分析

通過探索與實踐，基于網絡平臺的電氣工程制圖實驗室的建設已經取得階段性的成果，通過問卷調查結果分析，教學效果良好，為學生提供了一個便捷、開放、交互、資源豐富的自主學習平臺。通過網絡實驗室的助力，教學效果相較以往有了較大改觀，如表1所示。

同時通過教學資源下載，答疑討論、在線測試等環節，提高了學生的做題速度與準確率，培養了學生的圖感，增強了學生的讀圖識圖能力，取得了事半功倍的效果。圖8與圖9分別給出了課改前與課改后的考試成績統計，針對的是同一教師講授的電氣專業不同屆學生，通過對比分析，可以看出課改后高分段學生明顯增多，課改前的峰值分數段為70-79，而課改后峰值分數段為80-90，成績分布的峰值段明顯前移，可見通過電氣工程制圖網絡實驗室產生的課程改革，能有效提高學生的整體知識水平，提高平均成績，降低不及格率，效果顯著。

4? 結束語

依托網絡平臺，建設電氣工程制圖實驗室以實現線上教學，是信息化發展帶來的紅利，實踐證明，這種線上與線下相融合的教學模式便于激發學生的學習動能，培養學生的創新實踐能力[7]。電氣工程制圖實驗室拓展了課堂教學，延伸了學生學習空間，是師生交流的舞臺。作為教育工作者，我們還需要研究、總結、嘗試、探索、與時俱進，建成具有優質資源的信息化學習環境，這是今后必須完成的課題。加強資源建設、創建優質教學資源、注重整合資源、擴充與完善網絡資源、同時避免資源紊亂與重復，詳細布局資源結構，去繁就簡、條理清晰、層次分明，是今后發展的方向。

參考文獻：

[1]李興田，張麗萍.基于WebGL的工程制圖網絡虛擬模型庫的開發[J].圖學學報，2016，37（6）：836-841.

[2]朱文繼.電氣工程制圖[M].北京：電子工業出版社，2009：207-213.

[3]張宗波，王珉，吳寶貴，劉廣斗.“線上+線下融合式”工程圖學課程建設與教學實踐[J].圖學學報，2016，37（5）：718-725.

[4]許國玉，張夢，蘭朝鳳.依托“技能競賽和考試”提升機械制圖創新教育[J].圖學學報，2015，36（4）：631-637.

[5]吳娜，王庚，魏云平.基于網絡課程平臺的工程制圖實驗室的研究與實踐[J].煤炭技術，2011（10）249-250.

[6]劉志紅.CAD制圖實驗互動平臺的研究與實現[J].圖學學報，2017，38（4）：610-613.

[7]劉桂香，馬洪濤.“機械制圖”課中培養學生創新力的問題與對策[J].教育與職業，2011（27）：131-132.