互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下《工程制圖》混合教學(xué)方法的研究

韓正功 李玢 曾萍 王云海

摘要：《工程制圖》是一門集理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練為一體的普通高等院校工科專業(yè)的學(xué)科平臺(tái)課，在高校本科教育中占有舉足輕重的地位，而互聯(lián)網(wǎng)+不會(huì)取代傳統(tǒng)教育，而且會(huì)讓傳統(tǒng)教育煥發(fā)出新的活力。在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下教學(xué)方法的選擇和應(yīng)用直接決定了該課程的教育教學(xué)質(zhì)量和效果。該文對(duì)三維建模/仿真軟件+微信輔助教學(xué)、清華在線+MOOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)、MOOC+雨課堂教學(xué)等方法進(jìn)行了分析，并舉例說明了在《工程制圖》教學(xué)中各種混合教學(xué)模式的具體實(shí)施過程，希望在以后的教學(xué)活動(dòng)中對(duì)各位同僚有所幫助，借以起到拋磚引玉作用。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;工程制圖;混合教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）30-0166-03

工程圖樣是準(zhǔn)確表達(dá)工程對(duì)象形狀、大小、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求的圖，它是表達(dá)設(shè)計(jì)意圖、進(jìn)行技術(shù)交流和指導(dǎo)生產(chǎn)的"31程界的語言”，它必須是規(guī)范、統(tǒng)一的，工科學(xué)生作為未來儲(chǔ)備的工程師，必須熟練掌握這一共同語言。因此，《工程制圖》這門學(xué)科平臺(tái)課，在高校工科專業(yè)的課程開設(shè)中占有舉足輕重的地位，由于《工程制圖》該門課程理論基礎(chǔ)已經(jīng)非常成熟，同時(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，一些新的混合教學(xué)模式，比如慕課、學(xué)堂在線、清華在線平臺(tái)的出現(xiàn)都極大沖擊了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在新時(shí)代、新環(huán)境和新技術(shù)下，就要求教師除了自身知識(shí)面廣之外，還應(yīng)熟練掌握并靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法，讓師生在全新的教學(xué)過程中，提高教育教學(xué)的質(zhì)量和效果，下面就《工程制圖》課程在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下，幾種混合教學(xué)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下混合教學(xué)方法

1.1三維建模，仿真軟件+微信輔助教學(xué)

三維建模，仿真軟件主要分為通用軟件和專業(yè)軟件兩類，教師可根據(jù)自己的專業(yè)背景和教學(xué)情況選用合適的軟件，常見的三維建模/仿真軟件有Solidworks、Pro/E、UG、CATIA、3DSMax、Rhino、Sketchup等，這些軟件中幾乎涵蓋了市面上大部分企業(yè)和用戶的需求。下面就以最常用的SolidWorks軟件來闡述說明如何將其用于三維輔助教學(xué)。

工程制圖中“立體表面的交線”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)是學(xué)生進(jìn)行空間想象能力訓(xùn)練的第一關(guān)卡，也是學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中從沒有見過到能想象出空間曲線的難點(diǎn)之一。立體表面的交線包含兩種，一種是截交線（平面、立體等兩種相交而產(chǎn)生的交線），另一種是相貫線（兩個(gè)立體相交之后產(chǎn)生的交線）。雖然教師用了積聚投影法、輔助面法再加以圖示進(jìn)行講解，但很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候因?yàn)榭臻g曲線本身較為抽象，從而學(xué)起來感覺會(huì)比較吃力，特別是三個(gè)或以上的立體相交之后得到的各種曲線。此時(shí)，教師可充分利用SolidWorks軟件建立二維草圖直接生成相應(yīng)的三維模型，直觀、形象地將截交線，相貫線的位置、空間形狀、具體類型、組合方式及投影特性（特殊點(diǎn)、一般點(diǎn)、方位極限點(diǎn)）等信息更加清楚明了地給學(xué)生展示，或者用虛擬的仿真視頻或動(dòng)畫以微信公眾號(hào)的方式推送給學(xué)生，幫助學(xué)生理解的同時(shí)還能循序漸進(jìn)地培養(yǎng)他們的空間想象力，讓其所見即所得，使學(xué)生更加深入了解并掌握該部分內(nèi)容。

又如，組合體是通過各種基本立體（包括棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、球等）通過疊加或切割而形成的立體。對(duì)組合體這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中，讀組合體三視圖、補(bǔ)畫組合體第三視圖也是整個(gè)教學(xué)的重難點(diǎn)。由于學(xué)情參差不齊，學(xué)生的空間想象能力良莠不齊，會(huì)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效率也有差異。此時(shí)，教師把三維建模軟件SolidWorks引入到其中，通過對(duì)組合體進(jìn)行多樣化構(gòu)型，利用拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃描、圓角、倒角等命令，完整、清晰地演示整個(gè)組合體建立的具體形成過程，能夠使得學(xué)生對(duì)于理解基本立體間存在的各種組合方式、基準(zhǔn)與尺寸間的關(guān)系等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)都更得心應(yīng)手，便于調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，逐步培養(yǎng)并提升學(xué)生的空間想象力及自主學(xué)習(xí)能力。除此之外，SolidWorks軟件還可通過組合體，利用“工程圖”的功能自動(dòng)生成二維工程圖，可以自動(dòng)生成第一視角、第三視角畫法的三視圖，同時(shí)也可讓學(xué)生充分理解并掌握第三視角的畫法原理。

利用三維建模，仿真軟件+微信輔助教學(xué)的精髓就是“由平面轉(zhuǎn)為立體，再由立體轉(zhuǎn)為平面”，直觀、方便、逼真地再現(xiàn)紛繁復(fù)雜的空間圖形，便于師生非常精確地得到理想的結(jié)果，這種方式不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能在某種程度上提高學(xué)生的空間想象能力。更重要的是，將二維設(shè)計(jì)與三維建模，甚至設(shè)計(jì)加工仿真過程緊密結(jié)合到一起，既增強(qiáng)了學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，又提高了教育教學(xué)質(zhì)量及效果，這不失為一種簡(jiǎn)捷實(shí)用的好方法。

1.2清華在線+MOOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

在“MOOC”大背景下，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)了師生關(guān)系的翻轉(zhuǎn)。學(xué)生可以在課前、校外、坐公交等任何時(shí)間、任何地點(diǎn)學(xué)習(xí)，利用學(xué)生碎片化時(shí)間自主交流和研討，這大大提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;而老師的主要作用則更傾向于引導(dǎo)和監(jiān)督，引起學(xué)生的興趣并引發(fā)其思考，即“啟發(fā)式”教學(xué)，從而達(dá)到更好的教育教學(xué)質(zhì)量和效果。清華在線教育綜合平臺(tái)是清華大學(xué)教育技術(shù)研究所針對(duì)國內(nèi)高等院校辦學(xué)理念與模式、課程組織與管理方法、教學(xué)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)、教師和學(xué)生應(yīng)用習(xí)慣等多方面因素進(jìn)行深入的分析和探討，自主設(shè)計(jì)開發(fā)的符合國內(nèi)高等院校教學(xué)特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)。教師可將MOOC資源發(fā)布在清華在線平臺(tái)中，學(xué)生可進(jìn)行線上線下自由觀看學(xué)習(xí)。

基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)分為課前、課堂、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，教師在課前準(zhǔn)備好MOOC資源，獲取MOOC資源的方式不限，可通過高校合作共享、校企合作制作、自行簡(jiǎn)易錄制等途徑，引導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。一份良好的預(yù)習(xí)報(bào)告的體現(xiàn)在：①能夠有效幫助學(xué)生進(jìn)行課前自學(xué)（以學(xué)生為主體），知識(shí)點(diǎn)或題目設(shè)置應(yīng)具有引導(dǎo)性、驅(qū)動(dòng)性和重點(diǎn)性，教師可通過評(píng)閱任務(wù)書或預(yù)習(xí)報(bào)告，掌握學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況及初探學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)情。②能夠培養(yǎng)學(xué)生挖掘知識(shí)點(diǎn)能力、總結(jié)歸納能力、知識(shí)實(shí)際運(yùn)用能力等三大基本能力，通過一些歸納性、開放性題目的設(shè)置和評(píng)閱，教師可掌握學(xué)生是否認(rèn)真思考、歸納、總結(jié)，逐步鍛煉學(xué)生的能力。③任務(wù)表或預(yù)習(xí)報(bào)告設(shè)計(jì)應(yīng)呈動(dòng)態(tài)化、階段化，教師要充分考慮到學(xué)生在課程中的能力的動(dòng)態(tài)變化，起初考慮到學(xué)生的接受程度，以知識(shí)點(diǎn)挖掘能力訓(xùn)練為主，簡(jiǎn)單進(jìn)行歸納總結(jié)能力和知識(shí)運(yùn)用能力訓(xùn)練為輔;后期因?yàn)橛星捌诘慕?jīng)驗(yàn)和積累了各方面能力后，著重訓(xùn)練其歸納總結(jié)能力和知識(shí)運(yùn)用能力為主。

MOOC翻轉(zhuǎn)課堂的課堂環(huán)節(jié)，教師在整個(gè)授課過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)同時(shí)翻轉(zhuǎn)師生的角色變化，教師不再是填鴨式和滿堂灌，應(yīng)負(fù)責(zé)主持、引導(dǎo)課程內(nèi)容逐項(xiàng)進(jìn)行，監(jiān)控整個(gè)教學(xué)過程，把握教與學(xué)的進(jìn)度，對(duì)學(xué)生表述不完整、不準(zhǔn)確的地方進(jìn)行補(bǔ)充、總結(jié)，對(duì)各部分時(shí)間進(jìn)行把控，對(duì)重難點(diǎn)的地方進(jìn)行再次點(diǎn)撥和答疑。②對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組組織學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，成績(jī)以教師評(píng)價(jià)與小組互評(píng)相結(jié)合。

MOOC翻轉(zhuǎn)課堂的課后環(huán)節(jié)主要包括兩項(xiàng)主要任務(wù)：①教師圍繞上課內(nèi)容，布置給學(xué)生適量的課后作業(yè)，進(jìn)行鞏固和加強(qiáng)。②教師要圍繞上課內(nèi)容，要求學(xué)生做好自我總結(jié)。全方位訓(xùn)練學(xué)生的能力，進(jìn)一步保證教學(xué)質(zhì)量和效果。

以《工程制圖》典型項(xiàng)目“軸測(cè)圖的畫法”為例，采用基于線上線下、清華在線+MOOC混合教學(xué)模式，其教學(xué)活動(dòng)過程設(shè)計(jì)如下所示：

課前，教師進(jìn)行線上答疑：1.在清華在線平臺(tái)發(fā)布MOOC學(xué)習(xí)資源f①發(fā)布MOOC視頻：正等軸測(cè)圖的畫法、斜二等軸測(cè)圖的畫法;②發(fā)布網(wǎng)絡(luò)電子書：第六章軸測(cè)圖;③發(fā)布軸測(cè)圖知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)參考資料;④發(fā)布模型庫：與平面二維圖對(duì)應(yīng)的軸測(cè)圖）;2.設(shè)計(jì)課前任務(wù)書（①內(nèi)容圍繞正等軸測(cè)圖（占比70%）與斜二等軸測(cè)圖（占比30%）的基本概念;②題型涉及選擇題、填空題、作圖題、思考題等）。3.線上師生互動(dòng)，教師針對(duì)學(xué)生提問答疑。學(xué)生則進(jìn)行線上自學(xué)：1.在清華在線平臺(tái)學(xué)習(xí)MOOC資源;2.完成課前任務(wù)書3.線上師生互動(dòng)，學(xué)生針對(duì)自學(xué)問題提問。

課中，教師進(jìn)行線下主導(dǎo)教學(xué)：1.課前回顧f回顧任務(wù)書內(nèi)容，就任務(wù)書內(nèi)容進(jìn)行分組討論和訂正）;2.鞏固訓(xùn)練，案例深化，重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)撥，觀摩教師現(xiàn)場(chǎng)繪圖;3.布置課堂小任務(wù)：指導(dǎo)學(xué)生分組現(xiàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)繪圖，組織學(xué)生討論總結(jié);4.歸納升華：糾正學(xué)生錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，再次點(diǎn)撥并補(bǔ)充;5.記錄學(xué)生此次課堂表現(xiàn)成績(jī)。學(xué)生則進(jìn)行線下分組學(xué)習(xí)：1.分組提交課前完成的任務(wù)書，分組討論任務(wù)書內(nèi)容，并派出代表進(jìn)行表達(dá);2.聆聽教師對(duì)任務(wù)書內(nèi)容的總結(jié)和點(diǎn)撥;3.全員實(shí)戰(zhàn)，現(xiàn)場(chǎng)繪圖;4.分組討論，并派出代表進(jìn)行歸納總結(jié)的陳述;5.分組討論，并給出本組同學(xué)此次課堂表現(xiàn)成績(jī)。

課后，教師進(jìn)行線上線下結(jié)合評(píng)閱答疑：1.在清華在線平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)公告（①發(fā)布MOOC視頻：軸測(cè)圖的應(yīng)用;②發(fā)布文本資料：軸測(cè)圖在工程中的用途及作用;③發(fā)布MOOC拓展視頻：復(fù)雜零件的軸測(cè)圖的畫法）;2.發(fā)布作業(yè)，要求按時(shí)提交;3.統(tǒng)計(jì)學(xué)生成績(jī)，并公布本項(xiàng)目對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果;4.展示優(yōu)秀同學(xué)的作業(yè);5.利用后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)成效;6.繼續(xù)答疑。學(xué)生則線上線下結(jié)合鞏固訓(xùn)練：1.根據(jù)學(xué)習(xí)公告的指引，完成課后學(xué)習(xí)任務(wù);2.查看作業(yè)，按時(shí)提交給教師;3.查看本項(xiàng)目教師對(duì)學(xué)生、學(xué)生互評(píng)的評(píng)價(jià)結(jié)果;4.交流學(xué)習(xí)優(yōu)秀同學(xué)的作業(yè);5.有疑問可繼續(xù)向老師提問。

這樣的混合模式教學(xué)，對(duì)學(xué)生而言，它使得學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得到提高，結(jié)合優(yōu)質(zhì)的MOOC資源，以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為載體，不僅開拓了學(xué)生的視野，夯實(shí)了基礎(chǔ)，甚至還堅(jiān)定了學(xué)生自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)。對(duì)教師來講，雖然課后思考為學(xué)生布置符合學(xué)情的合適的任務(wù)書，為他們尋求合適的參考資料等工作會(huì)不斷增加，但在課堂上授課的工作量，也確實(shí)會(huì)減小很多，真正地把課堂交給學(xué)生。

1.3MooC+雨課堂模式

雨課堂是通過將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入微軟PPT和微信中，在課外和課堂之間建立起有效溝通的橋梁。雨課堂它是一個(gè)智慧工具，它具有以下特點(diǎn)：第一，打破了時(shí)間與空間的限制。使用者只需要在聯(lián)網(wǎng)和有微信賬號(hào)的前提下，就能隨時(shí)隨地登錄到雨課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)。第二，它體現(xiàn)個(gè)l生化和差異化。對(duì)于學(xué)生來說，使用它可以隨時(shí)與教師有效地進(jìn)行互動(dòng)、溝通和交流。第三，完全免費(fèi)。軟件易學(xué)好懂，只需安裝雨課堂插件就可使用。第四，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析的功能。將雨課堂與MOOC結(jié)合起來，這樣的混合教學(xué)模式簡(jiǎn)直錦上添花。

以《工程制圖》中“制圖的基礎(chǔ)知識(shí)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)為例，由于篇幅限制，MOOC實(shí)施過程同上，這里只闡述雨課堂融入MOOC后混合教學(xué)模式的實(shí)踐過程。在課前準(zhǔn)備階段，教師利用雨課堂可以向?qū)W生推送包含MOOC視頻、錄音、習(xí)題、文獻(xiàn)資料的PPT，發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，查看學(xué)生的使用情況，從而了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行有針對(duì)性的授課準(zhǔn)備。首先，在一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上下載并安裝雨課堂插件，打開微軟PPT2010以上的版本，用手機(jī)微信“掃一掃”登錄。其次，教師發(fā)布“制圖的基礎(chǔ)知識(shí)”章節(jié)的PPT課件，并在該課件適當(dāng)位置融入任務(wù)書或者預(yù)習(xí)報(bào)告，為幫助學(xué)生能更好地理解知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)某些重難點(diǎn)，教師還可在課件上添加語音予以講解，也可在PPT中插入MOOC視頻或者網(wǎng)絡(luò)視頻（僅限騰訊和優(yōu)酷）。最后，將PPT課件成功推送至雨課堂，再進(jìn)入手機(jī)端雨課堂發(fā)布課件即可。

在課堂正式上課階段，首先，在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上打開PPT2010以上的版本，用微信“掃一掃”登錄，此時(shí)，教師就能通過手機(jī)遙控學(xué)生的手機(jī)端需接收的信息。通過手機(jī)微信，選擇課程和班級(jí)開始上課，教師還可通過微信查看學(xué)生簽到人數(shù)，用隨機(jī)點(diǎn)名功能隨機(jī)抽查學(xué)生的出勤率。如果課堂采用MOOC教學(xué)模式進(jìn)行授課的話，教師一旦開啟雨課堂彈幕功能后，學(xué)生就可通過微信發(fā)送實(shí)時(shí)彈幕來表達(dá)自己的想法觀點(diǎn)，教師可針對(duì)學(xué)生提出的彈幕問題，在課堂合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行答疑;其次，教師可推送適量有針對(duì)性的題目，即課堂小測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，設(shè)置限時(shí)答題，檢查成效。最后，結(jié)束雨課堂授課后，軟件會(huì)及時(shí)反饋本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況，教師也可將“學(xué)生數(shù)據(jù)”展示給學(xué)生，讓同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中有所意識(shí)及互相勉勵(lì)。

在課后鞏固訓(xùn)練階段，教師還可繼續(xù)發(fā)布拓展知識(shí)面的文獻(xiàn)資料或文本。雨課堂的反饋機(jī)制能讓教師了解所有學(xué)生的學(xué)習(xí)過程情況，這對(duì)某些自覺性較差的學(xué)生起到一定約束作用，不斷督促他們分配出一些課余時(shí)間將注意力集中在獲取知識(shí)和能力上，從某種意義上來講，有種約束力在推動(dòng)著學(xué)生不斷自主地主動(dòng)學(xué)習(xí)，而非傳統(tǒng)的填鴨式、滿堂灌式的教學(xué)，讓學(xué)生有備而來進(jìn)入課堂，與教師在教與學(xué)中形成碰撞的火花，讓學(xué)生“遠(yuǎn)離”聊天、打游戲的手機(jī)，“親近”充滿知識(shí)、兼有娛樂的手機(jī)，讓課堂的“低頭族”們真正漲知識(shí)、學(xué)本領(lǐng)、辦實(shí)事。

2結(jié)束語

《工程制圖》作為一門工科學(xué)生必修的學(xué)科平臺(tái)課，在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下，教學(xué)方法有很多很多，無論大家采用哪一種，最終都應(yīng)該把課堂的主體交給學(xué)生，把握住教師只是“引路人”的原則，把傳統(tǒng)的教學(xué)模式和新興的教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合、混合起來，集它們之所長(zhǎng)，在教學(xué)過程中不斷探索，因地制宜，因材施教，各高校結(jié)合自身的需求和有差異的學(xué)情，積極探索合理、新穎、高效的混合教學(xué)方式，不斷總結(jié)自身經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷提高自身教育教學(xué)水平，最終提高教育教學(xué)質(zhì)量及效果，推動(dòng)我國高等教育綜合改革浪潮，不斷為國家培養(yǎng)出優(yōu)秀的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。