基于MOOC的新媒體教材建設與研究

張宏 胡業發 莊可佳 石繪

摘要 MOOC 背景下的適宜于新工科的《互換性與測量技術》新媒體數字化立體教材，有效整合了教材與 MOOC 的優勢，運用現代信息化技術，將新媒體教材與 MOOC 相互融合。新媒體教材與 MOOC 資源和線上動態教學活動互為支持、優勢互補、相輔相成，有效解決了傳統教材內容相對穩定和教學內容動態更新的矛盾。新媒體數字化立體教材創新了教材理念，立德樹人;創新了教材內涵，推行基于計量學的新一代N-GPS 標準體系;創新了教材形式，融合新媒體技術。課程建設，教材先行，打造互動型和課程型新媒體教材。

關鍵詞新媒體教材;MOOC;新一代 N-GPS 標準體系

中圖分類號：G642文獻標識碼：A?????? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.05.011

Construction and Research of New Media Textbooks Based on MOOC

——Take the National First-class Course "Interchangeability and Measurement Technology" as an example

ZHANG Hong， HU Yefa， ZHUANG Kejia， SHI Hui

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract? Under the background of MOOC， the new media digital three-dimensional textbook of "Interchangeability and Measurement Technology" suitable for new engineering subjects， effectively integrates the advantages of textbooks and MOOC， and uses modern information technology to integrate new media textbooks with MOOC. New media textbook and MOOC resources and online dynamic teaching activities support each other， complement each other's advantages，? and complement each other，? effectively solving the? contradiction between the relative? stability of traditional textbook and the dynamic update of teaching content. New media digital three-dimensional textbooks： innovated the concept of textbooks and fostered people; innovated the content of the textbooks， and implemented a new generation of N-GPS standard system based on metrology; innovated the form of textbooks and integrated new media technologies. Curriculum construction， textbooks first， create interactive and curriculum-based new media textbooks.

Keywords? new media textbook; MOOC; new-generation N-GPS standard system

1現狀

2019年，國家教材委員會印發了《全國大中小學教材建設規劃（2019—2022年）》，[1]教育部印發了《普通高等學校教材管理辦法》，[2]強調教材要體現創新性和學科特色，富有啟發性，有利于激發學習興趣及創新潛能，要以適應高校提升學生實踐能力、創新創業能力的需求編寫創新教材。

《互換性與測量技術》教材主要介紹產品幾何技術規范標準體系中的精度設計相關內容。目前的相關教材大都講解基于幾何學的第一代產品幾何技術規范 F-GPS（First-generation? Geometrical? Product ?Specification? and Verification）標準體系，該體系只能描述零件的理想幾何形狀，在設計過程中沒有考慮實際工件在生產過程中存在的多變性，也沒有將產品的幾何規范與產品的功能要求有效關聯，表述對幾何特征誤差控制的要求存在理解的分歧，由此導致產品的功能要求失控。此外，由于在規范設計過程中沒有限定測量和評定的具體方法，因此在產品的測量認證過程中缺乏唯一的合格性評定標準，在產品質量評定過程中經常發生糾紛。

隨著信息化和數字化的發展，國際標準化組織提出了新一代產品幾何技術規范 N-GPS （New-generation Geom- etrical Product Specification and Verification）標準體系，新一代 N-GPS 標準體系是基于計量學的適用于現代化發展的一套完整的標準體系。我國在2020年前后發布了一系列適用于我國制造業的新一代產品幾何技術規范 N-GPS 標準體系，我國的新一代N-GPS 標準體系規范了尺寸公差、幾何公差、表面結構及其產品幾何誤差的檢測，如：GB/T 1182-2018、[3]GB/T 38368-2019、[4]GBT 1800.1-2020[5]等新一代產品幾何技術規范。新一代 N-GPS 標準體系保證產品的尺寸、形狀和位置精度，還確保了產品的功能要求，同時設計給定的公差和檢測規范從源頭上實現設計、制造、檢測之間的協調統一，不會產生歧義，如圖1所示。

傳統普通高等學校教材存在諸多缺點：（1）形式單一，內容呈現基本以文本形式為主;（2）內容更新緩慢，很多教材內容陳舊，跟不上時代的發展和教育教學的需求;（3）學習互動性差，學生只能單向地從教材中獲取知識，缺乏有效的交互。傳統教材已經不能適應當今 MOOC 教學精品化、數字化、國際化發展的需求，不能適應新工科人才的培養。我校“互換性與測量技術”課程在2017年12月通過了首批國家級精品在線開放課程的評定，[6]該課程是機械類各專業的一門重要基礎課程，配合該課程的國家精品課程建設，將線上線下教學內容與教學手段有效融合，我校教學團隊積極探索 MOOC 背景下的新媒體數字化立體教材。[7]

2基于 MOOC 的新媒體數字化立體教材建設與研究2.1創新教材理念，立德樹人

黨中央和國務院從制度層面上明確教材建設是國家事權，[8]課程教材是學校教育工作的核心內容。課程教材能集中體現教育思想和理念、人才培養的目標和內容。我校的“互換性與測量技術”是首批國家級線上線下混合式一流課程，其主要內容與機械產品的精度設計與檢測密切相關，能否設計并制造出高精度的機械產品已經成為國家制造業是否強大的重要標志之一。該教材著眼于現代高科技的飛速發展，將機械工程學科的最前沿技術納入教材中，將中國的強國夢融合到基礎知識的教學內容中，將思想政治元素融入專業課程的案例教學中，著力培養學生們“精益求精、追求卓越”的工匠精神?；?MOOC 的新媒體數字化立體教材隨著信息化的發展應運而生，其教材建設理念適應了新工科人才培養，拓寬學生國際視野，及時反映新一代產品幾何技術規范 N-GPS 標準體系的最新進展，融合智能制造新成果，培養具備工程領導力的新工科人才。

2.2創新教材內涵，推行基于計量學的新一代 N-GPS 標準體系

新一代 N-GPS 標準體系是以計量學為基礎建立起來的，它是對第一代F-GPS 標準體系質的飛躍，新一代 N-GPS 標準體系提出了一系列新的概念，如表面數字化模型、操作算子、對偶性原理等等，通過應用數學描述、定義、建模以及信息傳遞的方法，由于測量方法的不一致而引起的糾紛都可以有效地解決，由此解決了以幾何學為基礎的標準體系所存在的難題。新一代 N-GPS 標準體系面向幾何產品在“功能描述、規范設計、檢驗評定”過程的數學表達，統一規范，通過科學的建模、分類、規范與數字化操作集成方法，實現了“幾何要素”及其“規范/特征值”從定義、描述、規范設計到實際檢驗過程的數字化體現，如圖2（p34）所示。

新一代 N-GPS 標準體系將產品的規范、加工和認證作為一個整體來考慮，為產品功能需求的表述提供了精確的方法，推進制造業信息化、數字化的實現。我們教學團隊編寫的《互換性與測量技術》新媒體教材以新一代 N-GPS 標準體系為基礎，圖文并茂地詮釋產品幾何規范的基本原理、內容及其應用，講述該標準體系的最新動態和研究成果，積極推行新一代 N-GPS 標準體系在各行各業的貫徹實施。

2.3課程建設，教材先行，打造互動型和課程型新媒體數字化立體教材

《互換性與測量技術》課程教材的最大特點是用量大、教材版本多、涉及的國家標準多并且現行標準改進快。我校教學團隊負責編寫的基于 MOOC 的新媒體數字化立體教材與線上和線下混合式教學改革內容相融合，相輔相成，互為補充，自成體系。線上課堂主要講授適合網上傳播的基礎知識，同時拓展綜合知識體系，通過新媒體教材的二維碼資源關聯、技術支持引用線上課堂內容，將微視頻、案例、在線測試以及討論等在線教學資源以二維碼的形式嵌入到新媒體教材中，不僅豐富了教材內容的廣度和深度，還能與時俱進，不斷改進、完善和充實線上的數字資源內容，滿足教學對于新媒體教材內容知識及時更新的需求。

新媒體數字化立體教材不僅僅是課本知識的載體，更是課本知識的無限延伸。在手機 APP 端，學生通過掃描二維碼，可以觀看新媒體教材中對應知識點相關視頻、在線測試、擴展資源等豐富的 MOOC 數字資源，輔助學生課前預習，課中討論，課后復習，還可以利用在線測試來檢測該課程知識的掌握程度，極大地提高了資源的利用率、資源的動態性及學習的實效性?；?MOOC 的新媒體數字化立體教材充分利用移動互聯技術，使教材內容、課程教學資源和教學服務三者融為一體。新媒體教材便是課堂，與課程緊密融合，擁有知識傳遞、互動和檢測等特征，課程與新媒體教材之間的界限逐漸模糊。課程型新媒體數字化立體教材更加重視學生學的過程，以學生為中心，有效激發學生創新思維，自主學習，移動互聯網技術實現了讀者隨時隨地學習新媒體教材線上課程資源。

本課程教學團隊根據多年教學經驗，已經完成了課堂教學的全部視頻錄制，在中國大學 MOOC 愛課程平臺上傳了完整的授課視頻、教學課件、在線測試、在線作業等相關教學資源。該課程2020年榮獲國家首批線上線下混合式一流課程，[9]基于 MOOC 的新媒體數字化立體教材起到重要支撐作用。新媒體教材自出版以來，在武漢理工大學、武漢東湖大學、華夏理工學院、湖北工業大學、武漢科技大學等高校廣泛使用，受到師生好評。

3結語

新一代N-GPS 標準體系是數字化、信息代發展的必然結果，它是產品幾何技術規范和計量認證融合為一體的標準體系，具有先進性、科學性、可操作性強，但是由于涉及大量的應用數學、先進技術和新理論，限制了新一代 N-GPS 標準體系的推廣和應用，為此我們編寫了基于新一代 N- GPS 標準體系的、數字化、立體化、通俗易懂的和圖文并茂的精度設計新媒體教材，加速現行新一代 N-GPS 標準體系的推廣和應用。

MOOC 背景下的適宜于新工科的互換性與測量技術新媒體數字化立體教材，有效整合了新媒體教材與 MOOC 的優勢，運用現代信息化技術，將新媒體教材與 MOOC 相互融合，使新媒體教材與 MOOC 資源和線上動態教學活動互為支持、優勢互補，相輔相成。新媒體教材讀者與 MOOC 用戶打通，擴大教材用量和 MOOC 選課人數，進一步擴大了共享范圍，增加了基于新一代 N-GPS 標準體系的數字化精度設計新媒體教材的受益面，滿足了學習型社會的建設要求。

基金項目：湖北省教學研究項目“基于 MOOC 的新工科教材建設與研究——以國家精品在線開放課程《互換性與測量技術》為例”（20181207111748）。

參考文獻

[1] 國家教材委員會.全國大中小學教材建設規劃（2019-2022年）[Z].2019.

[2] 教育部.普通高等學校教材管理辦法[Z].2019.

[3] 中國國家標準化管理委員會. GB/T 1182-2018《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》[M].北京：中國標準出版社，2018.

[4] 中國國家標準化管理委員會.GB/T 38368-2019《產品幾何技術規范（GPS）基于數字化模型的測量通用要求》[M].北京：中國標準出版社，2019.

[5] 中國國家標準化管理委員會.GBT 1800.1-2020《產品幾何技術規范（GPS）線性尺寸公差ISO 代號體系第1部分：公差、偏差和配合的基礎》[M].北京：中國標準出版社，2020.

[6] 中國大學 MOOC 平臺， 武漢理工大學， 互換性與測量技術課程[DB/OL].http：//www.icourse163.org/learn/WHUT-1001860005html，2016-12-16.

[7] 胡業發，張宏.互換性與測量技術[M].北京：機械工業出版社，2020.

[8] 國務院辦公廳.教材建設是國家事權[Z].2016.

[9] 教育部.互換性與測量技術課程獲批“首批國家級線上線下混合式一流課程”[Z].2020.