現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)改革實(shí)踐

徐 榮， 劉 輝

（安徽廣播電視大學(xué) 信息工程學(xué)院，安徽 合肥 230001）

現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)改革實(shí)踐

徐 榮， 劉 輝

（安徽廣播電視大學(xué) 信息工程學(xué)院，安徽 合肥 230001）

針對現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)中存在的問題，本文結(jié)合課程教學(xué)實(shí)踐，把任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法、案例啟發(fā)式教學(xué)法、比較式教學(xué)法引入課程教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力為目標(biāo)，推動該課程教學(xué)及考核方式改革.

計(jì)算機(jī)繪圖；任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)；案例啟發(fā)式教學(xué)；教學(xué)改革

采用計(jì)算機(jī)繪圖相對于傳統(tǒng)的手工繪圖而言具有明顯的優(yōu)勢，即精確的繪圖功能、靈活的編輯工具、快捷的圖塊與圖庫、高效的裝配功能等等.這些優(yōu)勢可以有效促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本.現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》這門課程是國家開放大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，以計(jì)算機(jī)圖形來表達(dá)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)意圖的工具課程.該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握軟件的主要功能、特性以及軟件的使用方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生正確高效的繪制規(guī)范圖紙的能力.目前市場上流行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件較多，如UG-NX、SolidWorks、Pro/Engineer、CAXA等.經(jīng)過比較并結(jié)合開放教育教學(xué)實(shí)際，選擇了應(yīng)用面最廣的Auto-CAD作為計(jì)算機(jī)繪圖課程的教學(xué)軟件.

1 現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)現(xiàn)狀

現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為信息載體，學(xué)習(xí)者在導(dǎo)學(xué)教師的引導(dǎo)下進(jìn)行的學(xué)習(xí)活動的總和.這些學(xué)習(xí)活動既可以是在基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬課堂進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，也可以是在現(xiàn)實(shí)的教室里參加面授輔導(dǎo)教學(xué)活動，還可以在“虛擬”和“現(xiàn)實(shí)”兩個課堂進(jìn)行同步學(xué)習(xí).這樣的線上線下相結(jié)合的“混合式教學(xué)”模式，對導(dǎo)學(xué)教師和輔導(dǎo)教師都提出了新的要求:一方面需要整合、建設(shè)多種教學(xué)媒體資源，建立課程體系，完善網(wǎng)上教學(xué)支持服務(wù)功能；另一方面也必須深化教學(xué)模式改革，創(chuàng)新教學(xué)方法，提高面授課堂教學(xué)效果.

目前使用的計(jì)算機(jī)繪圖教材，包括這些內(nèi)容:軟件簡介、基本知識、繪圖命令、編輯命令、圖案填充、文本、圖塊、尺寸標(biāo)注等等.在編排時，都是將繪圖命令作為一章，將編輯命令作為一章[1].這種編排方法對于課本來說體現(xiàn)了課程的系統(tǒng)性.但在遠(yuǎn)程教育的實(shí)際教學(xué)過程中，如果按照教程順序來講授就存在諸多問題.從課程內(nèi)容本身來看，任何一個零件或圖形都不可能僅用繪圖命令而不使用編輯命令就能快速的繪制出來，學(xué)生也不易掌握各命令之間的聯(lián)系與配合，對課程的學(xué)習(xí)失去興趣；從遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)條件來看，他們要兼顧工作和學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時間、地點(diǎn)受到一定的限制，要因人而宜，制定適應(yīng)個性化學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)；從遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力來看，他們的一般理解力優(yōu)于記憶力，實(shí)際操作動手能力相對較強(qiáng)，所以教學(xué)過程中應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力；從遠(yuǎn)程教育的特點(diǎn)來看，“虛擬”和“現(xiàn)實(shí)”兩個課堂并行，但面授課堂的課時往往不能滿足實(shí)際需求.所以，要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和方法設(shè)計(jì)，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐改革，采用多種教學(xué)方法混合并用來提升課堂教學(xué)效果.

2 現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)改進(jìn)對策

為了解決遠(yuǎn)程教育教學(xué)過程中面臨的諸多問題，充分發(fā)揮面授課堂導(dǎo)學(xué)及教學(xué)作用，必須進(jìn)行教學(xué)過程優(yōu)化設(shè)計(jì)，嘗試著綜合運(yùn)用各種典型教學(xué)方法進(jìn)行《計(jì)算機(jī)繪圖》課程的課堂教學(xué)，從而提升課堂教學(xué)實(shí)效性.

2.1 采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào):學(xué)生的學(xué)習(xí)活動必須與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，創(chuàng)建真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)學(xué)習(xí)，以使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán).學(xué)生的學(xué)習(xí)不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更應(yīng)該是學(xué)生主動建構(gòu)自己的知識經(jīng)驗(yàn)的過程，通過新經(jīng)驗(yàn)和原有知識經(jīng)驗(yàn)的相互作用，充實(shí)和豐富自身的知識、能力[2].遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)是實(shí)際的動手操作能力較強(qiáng)，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法特別適用于實(shí)踐性和操作性較強(qiáng)的課程，所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，優(yōu)先將任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法融入課程教學(xué).

“任務(wù)驅(qū)動式”教學(xué)最根本的特點(diǎn)就是“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，以學(xué)定教、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式，通過“任務(wù)”來誘發(fā)、加強(qiáng)和維持學(xué)習(xí)者的成就動機(jī).為使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)學(xué)到最實(shí)用的繪圖知識和技能，在全面分析計(jì)算機(jī)繪圖課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對課程內(nèi)容進(jìn)行重新選擇編排，運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法展開教學(xué)活動.按照“布置任務(wù)→示范操作→學(xué)生操練→歸納總結(jié)”的順序完成教學(xué)內(nèi)容[3].

《計(jì)算機(jī)繪圖》課程實(shí)踐性很強(qiáng)，所包含的教學(xué)內(nèi)容非常豐富.這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以歸結(jié)為大量命令的操作.為便于掌握和運(yùn)用這些命令，把教學(xué)內(nèi)容分成“平面圖形繪制”、“平面圖形尺寸標(biāo)注”、“三維圖形建模”“三維圖形的編輯”、“圖形輸出”五個小模塊，每一個模塊內(nèi)容細(xì)化為一個個容易掌握的“ 任務(wù)”，強(qiáng)調(diào)授課內(nèi)容的實(shí)用性[4].例如“平面圖形繪制”模塊，設(shè)計(jì)了12項(xiàng)任務(wù)，這12項(xiàng)任務(wù)包含了基本的二維繪圖操作和編輯操作的關(guān)鍵知識技能點(diǎn).

例如任務(wù)一，繪制圖1所示的圖形:

圖1 任務(wù)一

圖2 拓展題

主要知識點(diǎn):直線、圓、構(gòu)造線、正多邊形.

授課思路:圍繞任務(wù)展開教學(xué)、分析圖形元素，分析尺寸，找到對應(yīng)的繪圖指令，理清繪圖順序，最終由學(xué)生來完成任務(wù).

任務(wù)總結(jié):在教學(xué)過程中，學(xué)生在教師的幫助下圍繞一個共同的任務(wù)，在強(qiáng)烈的問題導(dǎo)向的驅(qū)動下，進(jìn)行自主探索和相互協(xié)作.完成任務(wù)的過程既是學(xué)習(xí)過程，也是綜合應(yīng)用的過程，把知識的學(xué)習(xí)和知識的應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合了起來.對于學(xué)有余力的同學(xué)可以舉一反三，完成拓展題，不斷驅(qū)動自己深入學(xué)習(xí)，保持較高的學(xué)習(xí)熱情.在具體授課過程中，形成了“以任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生積極性，從而有效地維持和強(qiáng)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2.2 采用案例啟發(fā)式教學(xué)

在設(shè)置任務(wù)的過程中，選擇什么樣的題例成為任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)成敗的關(guān)鍵.經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐和教研活動討論，我們認(rèn)為案例啟發(fā)式教學(xué)方法與任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法在《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)過程中密不可分.

案例教學(xué)法早在1910年就已經(jīng)被當(dāng)時的學(xué)者科普蘭博士提出，并運(yùn)用于哈佛大學(xué)商學(xué)院的工商管理教學(xué)中[6].這種教學(xué)方法針對實(shí)際的案例展開學(xué)習(xí)和討論，頗具成效.案例啟發(fā)式教學(xué)具有明確的目的性、客觀的真實(shí)性、較強(qiáng)的綜合性、深刻的啟發(fā)性、突出實(shí)踐性、學(xué)生主體性、過程動態(tài)性、結(jié)果多元化等特點(diǎn)，被廣泛推廣到其它專業(yè)領(lǐng)域，并取得了良好的教學(xué)效果.作為課堂教學(xué)的一個載體，案例應(yīng)當(dāng)蘊(yùn)含某一個或幾個理論知識點(diǎn)，教師需要精選案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入特定的情境中思考，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生主動分析與解決問題，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[7].

《計(jì)算機(jī)繪圖》課程采用案例型教學(xué)法，就是選取合適的案例融匯多種操作命令、編輯命令，案例涉及什么命令就講解什么命令.所以在任務(wù)設(shè)置過程中需要收集大量的案例，選取合適的進(jìn)行講解.在講解過程中，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，注重設(shè)置問題情境，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，促使他們生動活潑的學(xué)習(xí).基于案例的啟發(fā)式教學(xué)實(shí)踐流程如下所示:

例如任務(wù)二:選擇如圖3所示的例子.

問題情境:思考可以用哪些方法繪制出圖形？哪種方法最快捷？圓弧共有幾種繪制方法，輸入圓弧參數(shù)為正或者負(fù)時結(jié)果會有什么不同？

知識點(diǎn)講解:通過觀察分析得出這個圖形的主要圖形元素是圓或圓弧.完成這個案例所能用到的知識點(diǎn)很豐富，涉及到正多邊形、直線、圓、圓弧、陣列、修剪等等.這個例子可以采用多邊形/圓弧命令來繪制；也可以采用多邊形/圓/陣列/修剪的方法來繪制；還可以采用圓弧/陣列的方式繪制，如圖4所示.

圖3 任務(wù)二

圖4 繪圖方法詳解

實(shí)踐總結(jié):通過實(shí)際上機(jī)操作實(shí)踐發(fā)現(xiàn)Auto-CAD繪制一個圖形的方法有很多種.在任務(wù)講解過程中，將所有方法梳理一遍，然后由學(xué)生實(shí)際操作，總結(jié)出最佳繪圖方案.通過案例進(jìn)行課堂教學(xué)，能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，引導(dǎo)學(xué)生積極主動思考，充分挖掘其思維潛能，使其真正成為學(xué)習(xí)的主人.

2.3 采用比較式教學(xué)法

為彌補(bǔ)個案案例教學(xué)法的局限性，在其基礎(chǔ)上提出基于案例的對比式教學(xué)法，其突出意義表現(xiàn)強(qiáng)調(diào)案例對比的啟發(fā)性和思考性.在任務(wù)分析和案例講解的過程中，可以對不同的命令進(jìn)行深入淺出的比較，例如倒角和圓角操作過程就極其相似，都包括“激活命令——設(shè)置修剪模式——設(shè)置參數(shù)——選擇對象——完成操作”.有趣的是當(dāng)?shù)菇菂?shù)或圓角半徑設(shè)置為零時，將會使選定的兩條直線相交，在繪圖過程中使用這樣的技巧會使我們的繪圖事半功倍.如圖5所示，R5與R10的圓角的兩條邊是邊長30的正五邊形的延長線，就可以通過設(shè)置倒角參數(shù)為零（或圓角半徑為零）來快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn).用這種對比式教學(xué)法進(jìn)行講解不僅使學(xué)生加深對繪圖命令的印象，更容易獲得學(xué)習(xí)的樂趣，而且培養(yǎng)積極思考尋求最快捷的繪圖方法的能力.

2.4 改革課程考核方式

圖5 任務(wù)三

隨著《計(jì)算機(jī)繪圖》課程教學(xué)改革的推進(jìn)，課程的考核方式也發(fā)生了改革，由原來的紙質(zhì)考試改為上機(jī)考試形式.《計(jì)算機(jī)繪圖作》為一門軟件應(yīng)用性課程，具有很大的開放性，考核主要側(cè)重學(xué)生的實(shí)際操作能力.課程最終成績由平時作業(yè)和最終考核成績合成.實(shí)踐證明，這種考核方式符合本課程操作類課程的性質(zhì)，而且深受學(xué)生歡迎.在客觀上能夠引導(dǎo)學(xué)生重視繪圖操作練習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，同時也有效制約了考試作弊行為，提高了教學(xué)質(zhì)量.

3 結(jié)束語

現(xiàn)代遠(yuǎn)程開放教育《計(jì)算機(jī)繪圖》課程的教學(xué)改革，需要不斷的探索與創(chuàng)新、嘗試與總結(jié).任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程中，教師要把握整個教學(xué)過程的內(nèi)容和進(jìn)度，激活學(xué)生思維方式，提高思維能力.同時，在實(shí)施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法教學(xué)時，需要與案例啟發(fā)式教學(xué)法、比較式教學(xué)法有機(jī)結(jié)合，最大限度地調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，激發(fā)他們的求知欲望及自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)出合格的制圖人才.

〔1〕焦永和.計(jì)算機(jī)繪圖[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社,2015.

〔2〕嚴(yán)育洪.任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)意義[J].教學(xué)月刊，2016（6）：13-16.

〔3〕宋雪梅.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].煙臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2014(4)：72-74.

〔4〕毛文武.強(qiáng)化實(shí)踐操作能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)繪圖課程教學(xué)探索[J].裝備制造技術(shù)，2014(10)：227-228.

〔5〕肖揚(yáng)，等.計(jì)算機(jī)繪圖公選課的教學(xué)改革探索[J].中國大學(xué)教學(xué),2014(12)：69-70.

〔6〕趙洪.研究性教學(xué)與大學(xué)教學(xué)方法改革[J].高等教育研究,2006,27(2)：71-75.

〔7〕羅成，等.基于在線教學(xué)案例的啟發(fā)式教學(xué)模式研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程,2014(12)：64—67.

G642.0

A

1673-260X（2017）02-0197-03

2016-11-15

安徽省質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目(編號：2015jyxm736)