基于在線教學的Auto Cad教學設計研究與實踐*

祁雋燕

中國礦業(yè)大學機電工程學院工程圖學中心 江蘇 徐州 221116

這個春天，我們開始線上教學。突如其來的疫情，改變了我們傳統(tǒng)的教學模式。本文詳細分析了計算機二維繪圖課程的線上教學設計。本學期本課程全程采用線上教學模式，利用騰訊課堂做課堂直播，輔助學習通收發(fā)學習資料、作業(yè)及中國大學MOOC視頻。針對線下教學的不足進一步進行了課程優(yōu)化，取得良好效果。

1 問題引入

筆者在2018和2019年曾輔導機械專業(yè)學生參加了華東區(qū)大學生CAD應用技能競賽和全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽并在大賽中取得不錯的成績。大賽從大二學生中選拔參賽選手，這些同學在一年級的時候已經(jīng)完成了課內(nèi)的二維計算機繪圖的學習。結合大賽的要求和以往線下教學中一直困擾學生的問題以及線上的各種便利條件，在教學中有了一點對課程的思考，對教學新的改革和嘗試已經(jīng)在本學期課程中實踐完畢。

線下課程和競賽選拔中存在的問題如下：

（1）實踐課課時少，學生課程緊張，課下練習時間也少，選拔學生參加考試，學生的基礎相對來說比較薄弱。

（2）課內(nèi)要兼顧程度高的同學，又要顧及對計算機操作本身不是太熟練，操作比較慢的同學導致二維繪圖課內(nèi)的高級命令的講解和運用都偏少，參加競賽就顯出劣勢。

（3）競賽的立足點除了繪圖技巧和速度外，越來越傾向于考查機械制圖課程中的零件圖和裝配圖讀圖能力。要求同學有比較強的拆圖和讀圖能力。而不僅僅局限于繪圖技巧的提升。這就要求，計算機繪圖和機械制圖中零件圖和裝配圖結合起來。

（4）線下課程有一個很大的弊端是沒有課堂記錄。以往的課程在課堂內(nèi)有些同學當時掌握了方法，下課就忘記了，這是很正常的。命令從會使用到熟練使用必須經(jīng)過反復的多遍練習才能掌握。然而，離開課堂，靠自己去書上學習命令使用方法，對于上機的練習來說效率實在太低下，學生很難忍受書里枯燥的不實用的命令講解，基本看書學習的很少。既不看書，又沒有人指導的情況下，很多同學就放棄課下的練習時間，最多做一點作業(yè)，很難保證進一步的深入和提高。也大大減弱學生的學習興趣，這是以往對考試進行分析后得出的影響學習效果最大的因素[1]。

本文是在這個基礎上一個突破，尋找一條適合學生的快捷的路徑。根據(jù)以上的競賽要求和課堂學習要求，從以下幾個方面展開討論，比較傳統(tǒng)教學模式和線上教學模式的時間分配，根據(jù)時間分配和競賽要求調(diào)整教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容，針對教學內(nèi)容設計好的有針對性課后練習。最后通過考試來驗證教學效果。

2 傳統(tǒng)的教學模式和線上教學模式時間分配對比

在計算機二維繪圖（CAD）這門課程里，學生上機實踐操作的部分占了很大一塊。以往的教學通常是老師講解命令，然后讓學生跟著練習。這里面存在一個時間的配比問題，老師講多久？學生練習多久？在課時有限的情況下，老師講解的時間和學生練習時間產(chǎn)生沖突，往往是老師講的多，學生就練習的少。如果保證學生練習時間，老師必須壓縮課堂講解時間，這樣一來，操作命令的各種用法就難以深入下去。

在新的教學設計里，充分利用在線教學的便利條件，把老師講解基本命令的這部分內(nèi)容交給網(wǎng)絡視頻完成。通過精心挑選慕課資源，壓縮了基本命令的講解時間。優(yōu)質(zhì)的校外慕課都是通過優(yōu)化后的簡短而精準的命令使用方法的描述，通常一個小節(jié)也就是十分鐘左右的內(nèi)容。如果正常上課，十分鐘內(nèi)由于老師的個人狀態(tài)及現(xiàn)場表述等等因素的影響，是完不成那個教學量的。這樣一來，就大大壓縮了原本講課的時間。可以由原來的50%壓縮到35%。

時間的重新分配如下表所示：

線下教學 線上教學講課時間 50% 60%（35%+25%）學生練習時間 50% 40%

線下教學可以一對一輔導，線上學生輔導的時間減少，相應壓縮練習時間，改課后自行完成。這樣學生練習時間由原來50%減少到40%。

壓縮出來的時間，繼續(xù)進行優(yōu)化，原來講課的時間由50%增加到60%。這60%分為兩部分，其中一部分的時間用來講基礎的內(nèi)容，這個35%的時間對應原來的50%那部分。另外25%是比原來多出來的時間，用于做拓展訓練。這樣一來，原來總是感覺不夠用的一節(jié)課，由于一部分課程的壓縮，可以多出很多時間，這部分時間是很精華的。教學內(nèi)容的改變也由此展開[2]。

3 增加的教學內(nèi)容比較

時間的變化必然引起內(nèi)容的變動，多出來的時間用來做什么？用于做基礎命令的總結和高級命令的講解。多增加25%時間就意味著內(nèi)容要相應增加25%。比如，以往課時少而不講的約束和參數(shù)化繪圖，就可以給學生介紹。如下圖所示，用一般幾何關系很難做出的圖形，用約束方法很容易做出。這部分內(nèi)容是競賽的考查項目，掌握這種畫法可以畫些趣味圖形，學生比較感興趣。

再比如，軸段的畫法，至少給學生介紹三種畫法，用矩形塊，用多線，用鏡像方法等等。每組命令中需要進行拓展的知識都可以在時間上比較游刃有余。最終的效果是，內(nèi)容的拓展和知識的細化，必然使得整門課程更加體系化，完整化。把以后需要競賽使用的很多內(nèi)容遷移到課內(nèi)。既給競賽的選拔提供條件，又對學生今后課程設計和畢業(yè)設計乃至于工作打下一個良好的基礎。

舉個具體例子：在畫鍵槽的時候，以往因為時間關系，可能只給學生其中一種方法。這種方法，不用更多的技巧和對高級命令的使用設置。是大部分同學都能掌握的一種方法，但是這種方法效率是最低下的，一旦習慣這種畫法，將在今后的繪圖工作當中，降低整體的效率，而且畫圖習慣也很難糾正。

小小一個鍵槽就有五種畫法

五種方法總結比較：

（1）方法1是每個學生都能想到的基礎方法，用時較長，鼠標點擊次數(shù)多，效率低下。

（2）方法2和4都用到倒圓角中高級倒圓角命令。

（3）方法4和5要求學生會設置多線命令。

（4）方法3和5雖然都是一次成型，但是用的時間卻大不相同。

通過比較和總結讓同學們體會到命令的神奇變化。很多命令都進行了這樣的比較、總結和拓展。學生會比較感興趣，選擇一種最快捷的方法加以練習，然后形成習慣[3]。

4 課后練習的設計

課后練習的設計調(diào)整為增加難度，增加題量，以及和零件圖的讀圖結合起來。給學生拋出更難、技巧更高的圖紙，是以目標為導向的一種逆向教學模式。為的是引起學生征服欲，從而產(chǎn)生正向?qū)W習動力。學生就會產(chǎn)生積極的情緒，為滿足好奇心，學生就要看、要聽、要想、要問，思維也就被激活。效率的提升便是水到渠成的事情。

此時，線上教學就可以發(fā)揮明顯的優(yōu)勢——可以回看。不管是用MOOC資源，還是老師上課講的內(nèi)容，都可以回放。這一點非常重要，也是在常規(guī)機房上課無法相比的。二維繪圖命令繁多，很多命令有多層嵌套，淺基礎或者無基礎者在學習的時候最大的困難就在于記不住繁雜的命令及其使用方法。往往老師講一遍，課堂練習一遍，在后期操作的時候還會忘記。這時候，找到視頻看一下回放，對課下復習非常方便。而且，視頻內(nèi)容還可以選擇一點五倍速和二倍速觀看，大大節(jié)省了學生的學習時間，非常方便學生自學。

騰訊課堂的回看記錄顯示，有很多同學都在課后二次回看，回看率超過100%，回看時間有長有短。可能是針對某一個知識點的回看，也有可能是整堂課快速回看。重復對于任何一門課都是學習的捷徑，尤其需要動手操作的實踐課。

一共六講的內(nèi)容，從第五講開始，作業(yè)已經(jīng)是綜合性齒輪油泵泵體出圖，包括所有的相關繪圖尺寸和文字設置，帶屬性粗糙度圖塊設置和出圖轉PDF格式輸出等等。也就是前期只用了四講的時間，學生就已經(jīng)基本掌握了從畫圖到出圖的基本理論和技能，后邊的練習開始側重裝配圖和零件圖的細節(jié)。每次作業(yè)會給同學們不同的各種零件圖，這樣的針對性專項練習一直持續(xù)到考試，每周一測，既不給學生增加額外負擔，又可以不斷加強繪圖技巧，提升效率。

5 結束語

線上學習對學生，是新鮮的學習模式。對老師，是一種新的挑戰(zhàn)和技能的拓展。大家都從中獲益匪淺，是雙贏的提升。從開始準備線上教學，到期末考試這個完整的過程，走完一個周期。在這個周期內(nèi)，教學設計的變化是重點。教學設計的變化是本質(zhì)上改變教學效果的利器。恰恰借助于線上教學，這個轉變才發(fā)生的潤物細無聲。從考試的難度看，加深難度以后，學生整體的出圖速度得以提高，出圖質(zhì)量更加規(guī)范。