對《機械制圖》課程線上線下教學新模式的探索

徐 泉 李葉青 周 洋

中國石油大學(北京),新能源與材料學院 北京 102249

1 引言

《機械制圖》是一門主要研究識讀及繪制工程類圖紙,教授機械原理的學科[1]。作為高校理工科專業的一門重要通識教育課程,其在培養學生圖形及空間思維、解決實際工程問題等能力方面起到舉足輕重的作用。課程要求學生不僅要掌握該門課程的相關制圖方法和專業理論知識,還應提高自身的計算機應用技能和基本操作能力。該課程作為基礎課程,對學生未來自身發展及就業有很大幫助,因而教學方法更應注重創新、與時俱進。教師要將《機械制圖》革新作為教育發展的重點,并以此帶動其他課程進行教學改革。而由于受到疫情影響,高校更需主動探求高效開展線上線下混合教學的新方式,以保證正常教學進度,提高教學質量。并利用大數據分析,找到學生在學習過程中的薄弱環節,對癥下藥。充分體現了以學生為學習主體的理念。同時,這種創新課堂也起到了提升教師教學能力和質量的作用,實現了雙贏。

2 目前高校機械制圖課程教學現狀分析

近年來,為滿足經濟建設要求,國家對工程類人才的需求量逐年增加,而大學是肩負著培養高素質,全面發展專業人才的重要場所。但是目前,傳統的教學模式過于刻板單一,對于圖形和空間的演示能力不足,不能很好滿足教學要求。另外,不同學生的學習能力和理論基礎存在著差異性,單純使用“口述+練習”的方式授課并不能實現全體學生共同進步的目標。就課程改革的現狀而言,依然存在著諸多問題。

隨著科技發展,各類新型教學媒體興起,極大豐富了課堂教學內容。處在后疫情時代的今天,建立并完善線上線下混合教育平臺亦是大勢所趨。而目前,采用新模式教學大多未能達到預期的教學效果。

首先,線上線下教學內容被割裂開來,相互之間缺少聯系,缺乏完整性和系統性,無法起到相互輔助的作用。課堂教學的內容沒有根據實際情況做出相應的改變,只是盲目地將課程資源生硬的傳授給學生,并未加以整合優化,與傳統課堂授課方式并無本質不同。因而,使線上線下教學脫節,反而增加了學生的課業負擔,難以激發學生的興趣,不能有效地提高教學質量。

其次,未建立良好監督和反饋機制。教師在線上授課期間無法與學生面對面交流溝通,致使不能對學生的知識掌握情況做出有效的評價和研究,對于學生學習過程中的薄弱環節無法及時查漏補缺,降低了線上線下混合教育的有效性。與此同時,學生對自己的學習情況缺乏準確的認知,也會對接下來的深入學習感到力不從心,導致不同學生之間的學習效果差距加大。

此外,機械制圖課程注重實踐,而目前大多課程學時分配不夠合理,理論教學與綜合實踐課程未能有效結合。由于接觸機械實物機會較少,學生對于機械結構等相關知識的理解局限于書本,無法形成系統完整的知識體系。并且,由于課程設置單一,許多高校未能將機械制圖教學與計算機制圖技術有效地結合。學生對于各類機械結構的抽象思維、圖紙繪制以及設計能力的掌握程度不夠,對于計算機常用機械制圖軟件的運用水平不高[2]。

3 機械制圖線上線下混合教學改革措施

3.1 積極改善教師教學理念和方式方法 構建效果良好的線上線下學科教育平臺,需要教師和學生共同努力。因此,不應將注意力全部集中在如何提高學生能力身上,同樣也要認識到教師在教學過程充分發揮引導作用的重要性。因此,教師應該根據實際情況合理運用現有資源,進行創新式教學,有目的培養學生獨立思考的能力。在教學過程中,不僅要時刻注意學生對理論知識的理解情況,及時對教學內容做出相應調整,還應積極學習并熟練掌握相關網絡學習平臺的使用方法,尋求線上線下混合教學效果最優化。此外,在進行機械制圖教學時,教師應積極使用計算機建模,為學生進行演示和講解,使其對機械實物產生一定的基本認知。同時,對學生在機械制圖教學過程中遇到的重難點問題進行及時答疑,幫助其鞏固所學知識,為后期繼續深入學習打好基礎,也為其他課程的學習提供了借鑒。

3.2 探索線上線下課堂教學新模式 在新冠疫情大背景下,應對傳統線下教育進行革新,將網絡學習以及大數據處理融入現有課堂教學中,形成線上線下結合的教學新模式。以機械圖紙識讀、繪制和計算機軟件輔助為基礎構建《機械制圖》課程總體框架,并圍繞雨課堂、超新星等多功能線上授課平臺開展靈活教學工作,將課前預習、課堂討論教學、課后練習以及計算機輔助繪圖軟件學習有機結合起來。利用大數據網絡技術代替傳統單純的教師經驗主義,嚴格把控教學進度,使教學方案的制定更加科學、切合實際,極大豐富了教育教學資源。

(1)整理教學資源并及時發布預習任務。合理利用網絡資源是建立線上線下混合教學平臺的前提。教師根據學生現有水平,將授課內容以PPT、小視頻等形式呈現,借由軟件自身的動畫演示功能,讓學生對機械內部空間結構、透視等有更直觀的了解。并在授課前,通過雨課堂、超新星等平臺發送給學生,同時可以增加語音進行針對性指導。將預習課件在課前發布給學生后,平臺上會顯示每個學生的預習情況,以此輔助學生在前期進行預習準備工作,培養其自主學習的意識。這樣做也有助于減少上課期間教師授課負擔,并節省更多時間用于攻克重問題難點,使課堂教學更高效。

(2)教學過程中組織提問、答疑及討論。在構建線上線下結合的翻轉課堂過程中,應時刻關注考勤、重難點討論、師生互動幾個要素,將傳統課堂的以“教”為主轉變為以“學”為主。課前,可以使用網絡教學平臺的自主簽到功能進行考勤,避免代簽、漏簽。在正式開始授課后,平臺頁面會實時更新目前所講的PPT頁面,并且每頁PPT下都留有“收藏”和“不懂”選項,以便學生將重要的或不理解的知識點進行收集和反饋。而教師可以根據對學生“不懂”知識的統計實行針對性教學。一般來說,當授課進行到中后期時,學生注意力會開始發散,適時的課堂提問和小測有助于集中注意力。教師可以在平臺上設置答題時間,以查看學生當時對知識掌握的熟練度和理解程度。利用大數據統計分析,根據不同學生的特點和學習情況制定有系統性的教學方案,實現個性化教學,同時克服線上教學時教師不能同步觀察學生聽課狀態的弊端,提高了教學質量,防止班級授課中學生成績兩極分化嚴重。

此外,雨課堂還附帶有“彈幕”功能,學生可以通過此功能進行實時反饋,從而加深師生間溝通交流,使教師能夠及時對授課中學生的問題進行解答,不將疑問帶出課堂。同時,也能以此活躍課堂氣氛,避免由于教學過程冗長枯燥使學生對《機械制圖》課程失去興趣。

(3)課后及時進行知識鞏固。課后教師可以在班級群中布置練習題,幫助學生及時進行復習和知識鞏固,查漏補缺。課后習題除了基礎理論知識以外,還可以引導學生利用鉛筆、三角板、圓規等工具來手工繪制一些簡易的機械圖紙,使學生對機械構造形式有更深刻的認識。此外,由于《機械制圖》課程注重創新性和實用性,適當地增加開放題的設置,以團隊合作的形式完成一個課題,可以增加學生的參與感,也有助于培養學生的創新思維能力。在學生完成相應作業和課題后,教師應盡快審批,指出改進方向,統計錯誤率,并在之后的教學中進行重點講解,幫助學生夯實知識儲備。另外,可以通過公眾號等形式進行知識擴展,將收集到的各類資料在平臺上進行公布,實現信息資源共享,拓寬學生視野,增長興趣[3]。

3.3 掌握制圖基本技能,增加機械制圖相關計算機軟件教學 為培養有創新思維和機械設計能力的應用型人才,適應國家、企業建設需求,《機械制圖》課程的教學內容要與實際工程項目相貼合。為此,將相關計算機軟件融入機械制圖教學是十分必要的,其中使用最廣泛的軟件是Auto CAD。目前,CAD等軟件已在大多設計院和企業中應用推廣并不斷開發出新的功能,而在學校實際教學中,依然以最基本的二維模式為主,教學現狀與社會需求差距較大[4]。因此,學校應針對如何提高學生機械設計水平、如何引導學生利用所學軟件解決實際項目等問題積極進行教學改革,大力培養學生的工程意識,同時也為今后的升學就業做好準備。

3.4 建立客觀、多元的考核評價機制 教師應改變單一的評價模式,不再單純以考勤和期末考試成績作為唯一評價指標,而是探索一種更加客觀的綜合評價方式。“不唯成績論英雄”,分角度評價,從而促進學生的全方面發展。研發線上線下混合教學與診斷性評價、形成性評價、終期性評價相結合的多元化考核評價體系[5]。教師應跳出固定教學評價模式,將課堂答題情況、團隊合作參與度、計算機軟件應用水平均設置為平時表現考察項目,時刻關注學生發展動向。避免學生出現懈怠情緒以及考試前夕熬夜突擊、臨時抱佛腳的行為。以線上線下混合教學模式為基礎,進行考核評價的全面創新,對學生基礎知識的掌握程度和閱讀繪制機械圖紙的能力進行評估,并將他們應對實際項目的綜合能力納入考核,以提高學生的工程素質。

3.5 積極舉辦線下活動,增強學生創新意識 目前,疫情防控局勢好轉,各高校已逐步恢復返校授課。教師可以利用校內現有資源,積極舉辦線下活動,推動實踐教學改革。將線上線下翻轉課堂與各類實驗、競賽更加緊密的結合起來,以多種網絡教學平臺為媒介,別出心裁設計各類課堂教學活動,使學生們將線上所學知識靈活應用并加以鞏固擴展。教師通過參觀學習、親自動手實驗等教學活動讓學生對機械結構、機械設計、機械操作產生更真實、系統的認知,而不是將學生禁錮在教室中。

此外,教師應鼓勵學生積極參與機械制圖類比賽,并提供相應的教學指導,幫助學生在比賽過程中激發自身潛能,不斷突破自我。這也有助于促進學生興趣養成,向更高的平臺發展。

4 結語

疫情時代下,隨著新型教學手段和平臺的不斷更新,傳統的班級授課形式受到了沖擊和挑戰,而發展有特色的線上線下綜合教學新模式、充分進行內部教學資源優化是打破《機械制圖》課程局限、改革創新的必由之路。以學生的能力提升、工程思維培養作為主線,按照先引導,再提問,后答疑的過程,合理安排教學周期整體規劃方案。此外,將教學活動中學生的反饋信息進行收集,并利用網絡教學工具對海量數據分析管理,可以幫助教師對學生的學習狀況進行清晰的判斷和分析。

通過線上互動型授課和線下創新型實踐的相互配合[6],能夠讓學生從意識層面對所學課程進行內化整合,并充分提高相關制圖設計軟件使用熟練程度,發展創新及發散思維能力。同時,實踐性的教育活動也可以拉近師生距離,加深溝通交流,教學相長,共同追尋更高級的教學目標。