基于正誤對比法促進機械制圖課程深度自主在線學習的探索

余曉琴 鄔述暉

摘? 要：疑難不能及時解決、學習反饋效果差是學生對慕課學習不滿的主要原因。機械制圖在線課程也不例外。比較研究能快速而深刻地認識事物的本質，是一種較高層次的學習方法。正誤對比可產生頓悟，更是一種高效的認知思維。文章介紹了把正誤對比法系統化應用于機械制圖在線課程的探索，為促進深度自主在線學習提供了一種解決方案。

關鍵詞：深度自主學習;在線課程;學習質量;正誤對比學習法

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）36-0061-04

Abstract： The main reason for students' dissatisfaction with MOOCs is that problems cannot be solved in time and the feedback effect is poor. Online courses of Mechanical Drawing are no exception. Comparative study can quickly and deeply understand the essence of things， and is a higher level of learning method. The contrast between the right and the wrong can produce the effect of insight， and is also a kind of efficient cognitive thinking. This? paper introduces the exploration of applying the method systematically to the online course of Mechanical Drawing，and provides a solution to promote in-depth independent online learning.

Keywords： deep autonomous learning; online courses; the learning quality; the learning method of contrasting the right and the wrong

疫情以來，在線課程的應用得到迅速普及。我校身處疫情的重災區武漢，2020年春季整學期所有教學活動全程線上進行。教學前為選擇合適的在線課程，我們觀摩了超星學習通、中國大學MOOC等多個平臺上的許多在線課程，對目前在線課程的建設現狀有了較為全面地了解，并通過在線教學的實施，對在線課程的不足有了親身體會，也了解到了學生對在線學習的不滿和需求。對標學生的不滿，目前在線課程建設的最大問題是：師生間互動效率不高、效果不好，在線學習過程中產生的疑難問題不能及時而有效地解決。這嚴重影響了學習的效果和可持續性，部分學生還產生了學習焦慮。早期的相關文獻也表明：疑難和困惑不能及時有效解決、學習反饋效果差是學生不滿和退出慕課學習的主要原因[1]。由此看來，盡管在線課程已興起和建設多年，但及時解答學習疑難卻始終未能有效實現，成為在線課程發展的瓶頸。機械制圖課程也不例外。為解決該問題，我們探索建設了“機械制圖正誤對比學習資源庫”供在線學習使用，以彌補現有在線課程的不足。

一、理論依據與本課程的應用現狀

（一）理論依據

教學的方法有很多：陳述法、問題法、對比法、歸納總結等。用得最多的方法是陳述法。陳述式教學法的優點是邏輯性強，闡述全面;缺點是平淡，當知識密集時，容易疲倦。比較是把有關聯的事物放在一起，確定對象間異同的一種邏輯思維方法，能夠啟發人們對所研究的對象進行廣泛而深入地探索。它既是人類認識客觀事物的思維過程，也是辨別是非、真偽、優劣的方法，能有效地幫助人們清晰而深刻地認識事物的本質，是一種較高層次的學習方法[2]。著名教育學家烏申斯基也曾說過“比較是一切理解和思維的基礎”[3]。正誤對比由于反差大、對比鮮明，更易激發思維，能產生頓悟的效果，使人對事物的印象大大增強，理解更深刻，因而是一種高效的認知思維。

（二）機械制圖課程的特色及正誤對比法應用現狀

機械制圖是一門非常具有特色的課程。其特色主要表現在三個方面：第一，機械制圖是用二維的平面圖樣表達三維的幾何形體，包含空間思維方式;第二，學科知識中既有理論內容，也有實踐內容，如零件的工藝結構、加工位置、工作位置等涉及生產實踐;第三，課程知識涉及大量國家標準規范。由于學生在過去的學習中很少涉及空間思維，并缺乏工程實踐體驗導致對與前兩項特色有關的課程知識理解難度大。又由于課程知識涉及大量的國家標準，規范嚴謹而細致，導致內容繁瑣，且各個規范內容間邏輯性不強，無法用一個知識推導另一個知識，記憶不易或似是而非。對相當多的學生來說，中學里空間思維接觸少、沒有任何機械設計和加工經驗，加上國家標準的瑣碎，導致他們往往需要經過大量的練習甚至數次糾錯后，才能高質量地表達機械產品。在線學習過程中由于師生間難以高效地實時溝通更加劇了認知難度。

在本課程的傳統教學中，授課幾乎都以陳述法為主，對比思維應用較少。多年前筆者想到：機械圖樣具有視覺直觀性，適宜采用正誤對比法;如果把正誤對比學習法全面引入機械制圖課程及教學過程并形成系統化應用，應該可以很好地提高學生對本課程知識的認知質量和認知效率。為此，我們編寫了供學生自主學習的教材《機械制圖正誤對比300例》。該書出版后廣受讀者好評，在當當網、博庫網均進入精品圖書榜，在亞馬遜網曾位列“機械制圖”類受讀者歡迎程度第一。不過由于疫情前我們從未在教學中使用在線課程，因此該教學法的應用也未涉及在線課程領域。

二、正誤對比法全面引入機械制圖課程教學

要在機械制圖課程教學中全面、全程運用正誤對比法，正誤對比的案例應具有實用性、生動性和課程知識全覆蓋性并形成體系。

（一）正誤對比案例的選擇原則

正誤對比案例應注重突出教學重點、突破學習難點。為此我們確定了案例選擇的幾項原則，下面將以國家標準規范內容為例進行說明。

1. 解決教學中的難點問題

機械圖樣上零件幾何公差的標注一直是難點。對機械類專業而言，公差的重要性不言而喻，所有機械制圖課程教學中都必會講授該內容。我校機械專業開設的機械制圖課程總學時為80學時，講授該內容僅有2學時。而公差項目卻較多，且國標中的規定嚴謹細致，內容瑣碎，導致學生常常出現標注錯誤。如不同的公差項目即使公差引線指向同一被測要素，但引線方向卻可能不同，如圖1b上方所示：直線度和圓度公差引線均指向圓錐面，但直線度公差引線與外輪廓垂直，而圓度公差引線與軸線垂直。圖1c展示了典型錯誤。又如不同公差項目的被測要素都為直線，但如果公差帶形狀不同，公差數值的標注法也不同，如圖1b所示：直線度公差的被測要素為圓柱、圓錐素線，公差帶的形狀為帶狀，標注公差數值時直接注寫數字;而當被測要素為圓柱體或圓錐體軸線時，公差帶的形狀為圓柱狀，標注公差數值前必須有直徑符號Φ[4]。學生常常因為沒有正確認識彼此間的差異而混同這些標注。若采用圖1b和圖1c作正誤對比，并以圖1a輔助說明，則有助于加深認識、強化記憶，提高正確標注率。

2. 應解決典型性、共性的問題

在機械制圖課程學習中，有些錯誤是學生常見、典型的錯誤，如半剖視圖的畫法和標注，如圖2a所示。學生往往認為半剖的剖切法如圖2模型所示，剖切面的標注如圖2b俯視圖所示，主視圖中則畫出了側平剖切面的集聚投影（圖2b中的錯誤2所示粗實線）。由于剖切是假想行為，不是真實剖切物體，因此不應該畫模型中假想的側平剖切面的集聚投影，即半個剖視圖與半個視圖間不畫粗實線[5]。圖2b主視圖中還示意了另兩種常見錯誤畫法：錯誤1，依據國家標準規定的剖視圖畫法規則，表達清楚的內部結構不畫虛線，而錯誤1為畫了不該畫的虛線;錯誤3，剖切后變為可見的結構應以粗實線畫出，錯誤3為漏畫圓柱體后壁上的圓孔。圖2a為正確畫法。通過兩圖正誤對比，錯誤之處一目了然。

3. 正誤對比案例應解決易混淆或易被忽略的問題

國家標準規定：畫剖視圖時，剖面區域畫剖面符號。通用剖面符號為與物體輪廓成45度的細實線。而與要表達的機器設備相鄰、其他設備上的零部件被剖切后的剖面區域不畫剖面符號[5]。學生繪圖時常常把“與設備相鄰的零部件”與“設備自身的組成零部件”混淆，導致畫錯。這種錯誤在公開出版、甚至在發行量較大的機械制圖教材中、全國機械制圖自考試卷中也能見到。圖3鉆模裝置裝配圖就來源于某教材，圖中被加工的零件不屬于“鉆模裝置”，其剖面區域不應畫剖面線。

4. 正誤對比的案例應具有生動性、實用性

為使正誤對比案例有吸引力，案例應具有生動性和實用性。為保證生動性，錯誤案例應來源于學生作業或后續有關課程設計中的錯誤畫法。由于常用機構、裝置林林總總，在機械制圖課程中難以一一列舉。本著機械制圖課程為后續有關課程設計、畢業設計服務的目的，在選取錯誤案例時未局限于機械制圖課程的習題范圍，拓展到了常用機構和裝置上。這樣可便于學生在后續課程設計、畢業設計環節中查閱、借鑒正誤對比案例，避免同類錯誤，從而提高后續實踐課程教學環節中工程圖樣的表達質量。

（二）機械制圖課程正誤對比的體系建立、案例對知識點的全覆蓋性

為把正誤對比法全面引入機械制圖課程學習中，我們制作的正誤對比圖例中包含錯誤案例300例以上。案例的集合則較為全面地涵蓋了機械制圖課程的主干知識點，包括了課程知識中涉及國家標準規范、機械設計和生產實踐、空間思維訓練的內容，所形成的體系與機械制圖課程教材基本對應。

三、建設電子版“機械制圖正誤對比學習資源庫”供自主在線學習

在線課程學習由于師生間交互不便、效率低下，對突破教學難點、解決疑難的需要相對于線下更為迫切和重要。學習方式的變化需要學習思維、教學方法作出適應性變化。為此，我們探索了建設“機械制圖正誤對比學習資源庫”，嘗試把正誤對比法引入在線自主學習過程中。

借助于多媒體技術、PPT軟件的強大功能，正誤對比案例的電子版表現手法更多、趣味性也更好。如“平面與回轉面的連接關系”中“平面與圓柱面”知識點：當平面與圓柱面相切時，兩個表面間過渡光滑，中間沒有輪廓線;當平面與圓柱面截交時，兩個表面分界處產生了截交線，截交線是輪廓線。點擊打開學習系統相應正誤對比案例看到如圖4a所示界面。系統要求學習者依據自己的判斷選擇正確的作圖。選錯會出現“×”，選對則出現“√”，如圖4b、圖4c所示。完成選擇后界面上會出現“點評”“模型”“舉一反三”的可選操作。如果不能理解錯誤原因，點擊“點評”后會出現文字講解，如圖4d;如果不能理解講解內容，可點擊“模型”查看立體圖幫助想象和思考;完成這些流程后還可點擊“舉一反三”或“對比”進行后續相關練習。圖4e為本題的對比學習題——平面截切圓柱體，兩表面間有分界輪廓線。通過作其他同類習題的練習可鞏固學習成果;或通過對比有關聯的問題，達到深化理解和區別并快速記憶的效果。

四、“機械制圖正誤對比學習系統”對在線學習的作用和意義

（一）實現了自主實時完成解答疑難問題

學習者可以通過案例的正誤對比發現錯誤所在，通過“點評”可以知道錯誤的原因，這些過程都由學生自主完成，在一定程度上解決了在線實時答疑問題。

（二）線上實現了教師的引導作用，提高學習質量和效率

雖然正誤對比的學習由學生自主在線進行，但正誤對比案例的選擇、點評講解、舉一反三案例的選擇、對比學習題例和內容都由教師設定。通過正誤對比案例引導學生在學習過程中關注易錯點，從而提高學習質量。此舉不僅實現了教師對學生的實時指導作用，還改變了在線課程中教學方法單一的狀況，可整體提高學習效率。

（三）電子版中圖例的表現手法更多，更富趣味性，可提高線上學習的積極性

相對紙版資源來說，電子版色彩豐富。以不同的顏色區別不同的對象，使得看圖更輕松;賞心悅目的色彩還可在一定程度上緩解學習的單調、枯燥而產生的疲憊。如進一步將“×”和“√”分別設置為哭臉或笑臉等，還可進一步增強趣味性。

（四）進一步促進了在線學習的自主性和持續性

通過正誤對比圖和適當地講解，對于突破教學難點、透釋疑義、明晰概念、提高學生對機械產品的表達質量和繪圖質量大有裨益，可收到事半功倍的效果。案例的生動性可提高學生的學習興趣和學習主動性;案例對課程主干知識點的全覆蓋性保證了將正誤對比全面引入機械制圖課程教學過程。正誤對比案例的選擇實現了教師對學生學習的引導作用。通過制作正誤對比電子學習資源并置于在線課程，可把正誤對比這種高效的學習思維貫穿于機械制圖在線課程的全程學習過程，這在一定程度上實現了教師對學生實時在線難點指導和學習引導;該電子學習資源的使用由學生自己掌握，他們在時間上具有自主性。學習疑難問題的及時解決是學習后續內容的基礎，學習質量的保障可促進自主在線學習的持續性，因此“機械制圖正誤對比學習資源庫”在一定程度上解決了目前在線課程的缺陷。

參考文獻：

[1]許濤.慕課背后的爭議研究綜述[J].中國大學教學，2015（7）：22-27+21.

[2]張艷萍，李海.成人學習心理與學習方法[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2003：77，115.

[3]王悅.常用教學方法集粹[M].北京：紅旗出版社，2000：96.

[4]GB/T 1182-2008.產品幾何技術規范（GPS）幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標注[S].

[5]GB/T 4458.6-2002.機械制圖 圖樣畫法 剖視圖和斷面圖[S].