機械制圖微課建設研究與實踐

摘 要 隨著網絡技術的飛速發展和信息化時代的到來，高等院校迫切需要實現課堂教學與網絡教學的對接，滿足學生自我學習和自我評價的需求。機械制圖作為專業技術基礎課程，被大連海洋大學列入校級微課建設項目，課程建設體現以學生為主體、教師為主導的教學理念，實現課堂教學與網絡教學的有機結合，從而有效提高教育教學質量。

關鍵詞 微課；機械制圖；翻轉課堂；CDIO

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）04-0054-03

Abstract With the rapid development of the network technology and the arrival of the information times， colleges and universities need to achieve docking of classroom teaching and network teaching in order to meet the needs of students self learning and self evaluation. As a basic technology course， mechanical drawing is included into the micro class construction project in Dalian Ocean University. It made the teaching ideas of students-centered and teachers-led true， It rea-lized the organic combination of classroom teaching and network teaching so as to improve the quality of education and teaching.

Key words micro class； mechanical drawing；flipped classroom； CDIO

1 前言

現代機械行業要求學生具有較強的工程制圖能力、圖形表達能力以及很強的計算機繪圖和設計能力，但是目前的圖學教育不利于工程技術人才的培養，以至于很多教師都說：“許多機械制造專業畢業的大學生甚至研究生，都畫不出能用于生產的圖紙。”[1]翻轉課堂自被提倡并傳入我國以來，受到全國各大院校的青睞，很多高等院校紛紛效仿，并根據自身特點加以改革和創新。

微課是實現翻轉課堂的有效途徑和手段，但微課的建設不應千篇一律、千校一面，應在建設過程中充分考慮學習對象的面向問題。微課的面向對象大致分為兩種：一種是純面向高校在校學生的，以服務于本校學生教學為目的，同時供同類院校學生參考；另一種是面向高校在校學生和社會學習者的，此種課程建設較難，因為面向對象范圍的擴大，會造成因學習者文化基礎存在重大差異而導致眾口難調。因此，微課建設的對象面向問題至關重要，直接關系到課程建設的內容、授課難易程度以及教師授課方式等一系列問題。

正如一藥不能包治百病，一門微課也不可能建設成為適合所有學習者的普適性課程。甚至單就高校在校的本科生而言，不同類院校（即群體差異，如一本和二本院校之間），以至同一學校的不同學生（相同群體的個體差異），也不可能完全適合同一門微課課程。因此，微課建設開始階段必須將面向對象問題定位，從而開展一門微課課程的建設，避免過于簡單無人問津，或過于復雜，因難度大使學習者放棄。

“畫法幾何與機械制圖”是高等院校機械類專業和近機械類專業必修的一門專業技術基礎課。實踐證明，即使是知識內容很少變化的基礎課程的教學也需要研究，甚至需要更多的研究[2]。大連海洋大學確定將該門課程列入微課課程建設項目，該項目的學習對象主要定位為二本院校在校全日制本科機械類學生。

2 微課課程建設實施方案

微課自主學習任務書的制定與評判 微課的實施是基于翻轉課堂的授課方式，將傳統課堂完全顛覆，學生利用課余時間觀看微課視頻，課上由教師負責指導，做深入研究和探討。這種授課方式的優點在于充分利用了課余時間，使學生在有限的課堂環境中得到盡可能多的拓展訓練。其缺點在于不是所有的學生都能保質保量地在課前完成微課視頻的學習，特別是在二本院校中，學生的自主學習能力往往不是很強，在與教師面對面的課堂教學環境中尚不能保證悉心聽課，在課下沒有約束力的自學環境中，如何保證其聽課進度和質量，是眾多微課制作教師不得不考慮的問題。因此，基于翻轉課堂的微課建設，要求學生具有較強的學習自主性，或使學生的學習進程具有可控性。否則，由于教學環節的缺失，學生在課堂上就會一頭霧水，無所適從。

為了有效地解決這一問題，采用課前為學生下達自主學習任務書的方法，具有一定的控制力和約束力。其內容的編寫一般比較簡單，主要以填空題和選擇題等客觀題的形式出現，答案多在微課視頻中講解過。這樣既可以鼓勵學生觀看完整微課視頻，又能使學生具有一定的成就感，產生一定的學習興趣。由于微課視頻一般比較短小，往往針對某一知識點制作，因此，自主學習任務書的制作要求避繁就簡，但一定要有針對性。學生觀看知識點視頻，填答自主學習任務書，提交答案后，自動評分并給出標準答案與解釋。這樣一來，學生就會帶著濃厚的求知欲去觀看視頻，完成自主學習任務書；之后積極地參與課堂討論，與他人分享學習的喜悅與收獲。

微課課程資源建設 微課建設以知識點為核心，不僅要提供流暢清晰的視頻資源，更要將課程的知識點與視頻實現有效鏈接，同時提供豐富的拓展資源，包括動態模型庫和虛擬仿真資源以及試題試卷等[3]。機械制圖動態模型庫主要針對基本體、切割體、相貫體和組合體。微課中所涉及的立體都要形成動畫文件，作為輔助學習工具，幫助學生理解抽象的空間立體。虛擬仿真資源主要提供相關專業的機器或部件的虛擬裝配，比如齒輪油泵、截止閥、千斤頂和減速機等。

微課課堂與CDIO實踐教學相結合 CDIO教學模式注重學生工程實踐能力的培養和工程意識的提高，但在傳統的授課方式下實施具有一定的難度。因為機械制圖課程往往在大一時開設，學校無法提供實踐教學環節。在以教師向導師回歸、考生向學生回歸的新教學背景下，教師與學生必須有足夠的時間交流。由于近幾年機械制圖教學改革中不斷縮減學時，習題課被全部刪減掉，給二本院校的制圖課程教學帶來巨大的難度。因為機械制圖課程的性質決定了要學好這門課，就必須經過大量的練習，反復地實踐，所以在習題課被削減掉后，學生成績出現明顯下滑，而且直接影響到畢業生畢業設計論文的圖紙質量。如果采用翻轉課堂的教學模式，就可以利用課堂時間開設習題課、討論課等，并有教師親自指導，比如在機件的表達方案這一章節就可以設立討論課，按照CDIO教學模式開展教學。

微課建設的主要內容

1）學科知識地圖：提供知識導航系統，表明知識間的相互關系，有助于分析和掌握各個知識點的內在聯系。

2）知識點清單：按照最新大綱標準，完成知識點的篩選與確定選題，選取具備獨立性、完整性、示范性和代表性的知識點，突出重難點的解決，覆蓋學科主要知識點。

3）學習指南：指導學生每節課的學習方法以及配套學習資源的使用方法，包括課程名稱、達成目標、學習方法建議和課堂學習形式預告。

4）自主學習任務單：用于為學生自主學習微課提供建議的導航，包括學習任務、學習過程建議。

5）微課視頻：以知識點為單位，5～8分鐘，凸顯個性化和趣味性特征。

6）進階練習：與微課視頻配套，用于學生對知識點的掌握情況檢測和評估。

3 微課課程開設的局限與對策

微課強調課程短小精悍，以知識點為中心，這樣無疑限制了知識之間承上啟下的作用和聯系，如果學生由于某些原因漏掉了某堂課某個知識點的學習，則極有可能影響對下一個知識點的理解和把握。因此，在微課視頻制作時最好限制觀看權限，如果沒有觀看上一個視頻并完成自主學習任務，便無法觀看下一個視頻繼續學習；但觀看過的視頻可以反復重復播放。

微課的開設不適合大班授課，因為在短短的45分鐘課堂中，會有相當一部分學生無法實現與教師面對面的交流，從而失去學習的興趣，也沒有與同學分享自己學習成果和進行探討的機會。在課堂中采用單班授課，總計30個學生，每六人分為一組，共五組。教師首先布置課堂習題或實踐任務，然后組織學生進行組內討論，最后各組指定代表和教師面對面交流，以表達組內學生的共同看法或習題解法，從而使微課成為全員參與和交流的實踐課堂，極大地提高學生的學習興趣和自我表現力。

當然，在微課開展過程中出現的比較常見的問題，也是難以解決的問題，就是個別學生不按照規定的時間完成在線微課的教學任務，以至于影響教師課堂實踐教學的開展，面對這種情況，采用的解決方案是將學生成績的評價分為三部分：第一部分是學生課下任務單的完成情況；第二部分是課上實踐教學的完成質量；第三部分就是小組成績。在課上討論時被教師點名代表小組回答問題的學生，對問題回答的準確度作為評價該小組成績的依據，這樣既鼓勵學生不要因為個人的懈怠而影響集體成績，也有助于小組成員之間相互督促，積極完成課下教師布置的學習任務，有利于整體教學活動的開展。

最后，也會有個別教師擔心這種微課電子資源的利用，有一天會取代教師多年來的社會地位和社會作用，筆者認為存在這種想法無異于杞人憂天。因為課程的重要環節在課堂，課堂上既是對學生學習電子資源的總結，也是對知識的運用和升華，而這一環節是離不開教師的。另外，所有電子資源的設計、完成和維護，都需要教師不斷完善和更新，所以高水平的師資是建設一流大學的根本保障[4]，教師有如水之源，其地位不可替代。

4 開展基于翻轉課堂的微課實踐教學

在經過課程建設的對象定位、基本資源建設和拓展資源建設后，對機械設計與制造專業的學生開展翻轉課堂模式下的實踐教學嘗試。學生利用課下時間按照教學任務完成教師布置的學習任務，實現對基本知識點的掌握和理解，在課上進行各種拓展練習，包括教師講解基于知識點的習題答疑和綜合實踐項目，如組合體的構型設計、形體的表達方案探討、零件圖的測繪、裝配圖的繪制等實踐教學項目，均可以在課堂上加以有效完成。在實踐教學過程中，根據學生的要求對部分教學資源進行修改與調整，使之更加適合授課群體的特征需求。在教學過程中，支持以學生為中心的成果導向型教育，為適應21世紀科技發展對高素質人才的需求，培養學生綜合設計與工程實踐能力，已成為高等院校人才培養的目標。基于翻轉課堂的微課課程建設主要實現了以學生為主體的知識、能力、素質全面協調發展的教育理念，培養了學生的工程實踐能力、設計能力，著力解決了“工程性”和“創新性”不足的問題。確保學生在教與學的過程中有的放矢，課上更好地鞏固理論知識，提高實際動手能力和解決問題的能力。

參考文獻

[1]郭長虹，趙炳利，李興東，等.面向CDIO的工程圖學教學改革[J].圖學學報，2011，32（5）：56-60.

[2]許國玉，蘭朝鳳.機械制圖融合式交互課件研究與教學實踐[J].圖學學報，2015，36（6）：960-965.

[3]周立彬.“工程制圖”精品資源共享課課程建設與實踐[J].中國信息技術教育，2017（1）：103-106.

[4]董澤芳，黃燕，黃建雄.我國高校教師隊伍學緣結構問題及優化對策：基于三個視角的調查與分析[J].教育科學，2012，28（5）：48-52.