機(jī)械制圖課程教學(xué)方法應(yīng)用研究

蘇合新，陳福德，呂俊燕，張小雪

(山東華宇工學(xué)院,山東 德州 253034)

1 機(jī)械制圖課程教學(xué)實(shí)踐

以廈門大學(xué)教育研究院郭建鵬倡導(dǎo)的O-PIRTAS教學(xué)模式為依托，本課程教學(xué)實(shí)踐的教學(xué)準(zhǔn)備包括以下環(huán)節(jié)：教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化環(huán)節(jié)、課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)、課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、課堂知識(shí)點(diǎn)梳理環(huán)節(jié)、學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)、課堂討論探究環(huán)節(jié)、教學(xué)提升總結(jié)環(huán)節(jié)。

第一，教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化環(huán)節(jié)。在學(xué)習(xí)平臺(tái)或班級(jí)討論群中發(fā)布“組合體三視圖的畫法”這一課題的學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)，即掌握視圖的定義及三視圖繪圖規(guī)律及作圖方法，獨(dú)立完成基本組合體、簡(jiǎn)單組合體、復(fù)雜組合體的三視圖繪制，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。

第二，課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)。通過宋代文學(xué)家蘇軾的《題西林壁》中“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同”這兩句古詩詞引出同一物體從不同角度觀察其形狀和大小等特征都是不一樣的，聯(lián)系到“組合體三視圖的畫法”這堂課，可以想象同一個(gè)組合體構(gòu)成的機(jī)械零件，觀察者角度不同，看到的零件特征、形狀、孔以及凸臺(tái)都是不同的，至少要用三個(gè)不同角度的平面視圖才能確定一個(gè)立體圖。

第三，課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。以3～10min的教學(xué)短視頻為預(yù)習(xí)資料，內(nèi)容為教師個(gè)人以A4紙書寫加畫外音的形式進(jìn)行，安排學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)觀看并進(jìn)行評(píng)論，評(píng)論內(nèi)容為視頻學(xué)習(xí)總結(jié)心得。機(jī)械制圖以該種形式講解更具有親近性，且較傳統(tǒng)授課方式相比具有課堂演示法所不具有的步驟清晰、可多次回放學(xué)習(xí)等特點(diǎn)。

第四，課堂知識(shí)點(diǎn)梳理環(huán)節(jié)。教師在正式進(jìn)行線下課堂授課時(shí)，首先帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)課前預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的要點(diǎn)回顧，可以用提問、小組討論或搶答、板書等形式完成本節(jié)課的知識(shí)梳理。

第五，學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)。針對(duì)知識(shí)梳理環(huán)節(jié)學(xué)生的掌握情況，進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)和繪圖練習(xí)，利用基礎(chǔ)知識(shí)題、基本幾何體、基本組合體、復(fù)雜組合體繪圖題目，由易至難對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試。此環(huán)節(jié)可在一定程度上檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)于教學(xué)模式的適應(yīng)和知識(shí)掌握情況。可采取單一變量法，通過設(shè)計(jì)課堂測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表，針對(duì)同一年級(jí)同一水平的不同班級(jí)學(xué)生(此處假設(shè)班級(jí)內(nèi)該科目學(xué)生學(xué)習(xí)水平基本類似，且排除意外干擾等因素)采取不同教學(xué)模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，樣本總數(shù)均為50人，測(cè)試結(jié)果以答對(duì)題目人數(shù)與總?cè)藬?shù)占百分比為統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)比方案如表1所示。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可明顯看出，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與純線下教學(xué)、純線上教學(xué)相比，無論是簡(jiǎn)單題目還是較復(fù)雜的幾何繪圖題，答題正確率的占比都比同題目類型高，尤其是針對(duì)復(fù)雜幾何體繪圖類型題目，其優(yōu)勢(shì)地位明顯突出。

表1 “組合體三視圖的畫法”課堂測(cè)驗(yàn)擬合結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of fitting results of classroom test of “drawing method of three views of combination”

第六，課堂討論探究環(huán)節(jié)。課堂討論探究是將接收的知識(shí)內(nèi)化的過程，是一堂課的核心環(huán)節(jié)。綜合考慮探究形式、探究?jī)?nèi)容、學(xué)生參與度等因素，確定本堂課的討論話題，以話題為中心進(jìn)一步對(duì)內(nèi)容進(jìn)行拓展，以加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解。

第七，教學(xué)總結(jié)提升環(huán)節(jié)。通過零件的實(shí)物圖、軟件中零件的三維模型，讓學(xué)生思考對(duì)應(yīng)零件三視圖的繪制，引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課涉及的重難點(diǎn)，并啟發(fā)學(xué)生思考如何根據(jù)三視圖畫出零件的軸測(cè)圖。從立體圖到平面圖形，再到立體圖，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力。

2 機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐的優(yōu)劣勢(shì)分析

對(duì)機(jī)械制圖課程中“組合體三視圖的畫法”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，體現(xiàn)了O-PIRTAS翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)。第一，課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中，其采用錄制授課教師利用尺規(guī)作圖加畫外音視頻的方式，讓學(xué)生更直觀地了解圖形繪制中需要用到的繪圖工具、圖形的繪圖步驟和繪圖方法，便于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)的掌握。第二，視頻可多次重復(fù)回放，能夠兼顧到學(xué)習(xí)知識(shí)接收慢的學(xué)生，幫助其更好地掌握本節(jié)課的內(nèi)容。第三，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的教學(xué)方式，可以在短時(shí)間讓學(xué)生接收大量與知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容，保證了學(xué)習(xí)資源的多樣性，讓學(xué)生了解最前端的當(dāng)代科技，結(jié)合慕課，最大限度發(fā)揮線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。第四，課堂測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)中以學(xué)生匯報(bào)和演示為主要教學(xué)方式，充分發(fā)揮學(xué)生的課堂主導(dǎo)作用，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和課堂參與度，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。

教學(xué)實(shí)踐也體現(xiàn)出一定的弊端。第一，課前預(yù)習(xí)若用到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，就要考慮學(xué)生現(xiàn)有的硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、某些教學(xué)平臺(tái)需要付費(fèi)等問題。第二，每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性是不同的。第三，O-PIRTAS翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中的線上教學(xué)部分對(duì)于教師水平要求很高，既要保證所傳達(dá)的知識(shí)精煉準(zhǔn)確，又要保證知識(shí)傳達(dá)的趣味性，要求教師具有較強(qiáng)的視頻制作和剪輯微視頻的能力以及線下課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備能力等，但部分教師暴露出這方面的不足。

3 機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐策略

第一，提供充足的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。一方面，學(xué)校應(yīng)購買相關(guān)教學(xué)平臺(tái)或教學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生課前預(yù)習(xí)提供充足資源。另一方面，教育部門和政府部門組織助學(xué)活動(dòng)，提供助學(xué)服務(wù)通道，保證學(xué)生線上學(xué)習(xí)資源的硬件和網(wǎng)絡(luò)條件。第二，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。通過階段計(jì)分、設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)、學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)等形式督促學(xué)生學(xué)習(xí)。教師提高課前視頻整體的趣味性，加強(qiáng)測(cè)試的吸引力。第三，提高教師教學(xué)能力。對(duì)教師進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，提高課前視頻制作和剪輯微視頻的能力，定期進(jìn)行教學(xué)比賽。

機(jī)械制圖是高校機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，以傳統(tǒng)的課堂演示教學(xué)法(即邊講邊畫)取得的教學(xué)效果最為顯著。針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容、不同層次學(xué)生和班級(jí)情況采用分情境的方法，綜合運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)、大學(xué)慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式，各教學(xué)模式之間靈活切換、系統(tǒng)融合，以實(shí)現(xiàn)混合教學(xué)模式的效果。

4 結(jié)語

O-PIRTAS翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式巧妙地將學(xué)生課前學(xué)習(xí)、課堂合作討論與探究進(jìn)行了有機(jī)融合，充分發(fā)揮了學(xué)生的課堂主導(dǎo)作用，提高了教學(xué)效率，優(yōu)化了教學(xué)效果。但是，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式若想完全取代傳統(tǒng)教學(xué)模式是不現(xiàn)實(shí)的，其教學(xué)模式的弊端一直存在，所以要想提高教學(xué)質(zhì)量，還是要考慮將傳統(tǒng)教學(xué)、線上教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)模式有機(jī)融合，針對(duì)不同教學(xué)學(xué)科、情境、班級(jí)情況采取混合教學(xué)模式來實(shí)施教學(xué)，這樣才能取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)師生都滿意的教學(xué)效果。