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摘要：隨著現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)及三維數(shù)字化建模軟件的發(fā)展，著眼于培養(yǎng)學(xué)生圖學(xué)素養(yǎng)及正確構(gòu)型思維，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)目標(biāo)，依托超星學(xué)習(xí)通對(duì)傳統(tǒng)圖學(xué)課程進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)方法改革，加大多元化過(guò)程考核機(jī)制，拓寬制圖課教學(xué)的知識(shí)面和受訓(xùn)面，提升了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程制圖；混合式教學(xué)；超星學(xué)習(xí)通

工程制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣理論和方法的專業(yè)基礎(chǔ)課，是經(jīng)典的工科必修類課程。作為工程教育的先導(dǎo)啟蒙，工程制圖對(duì)學(xué)生工程能力培養(yǎng)具有重要作用。課程教學(xué)目標(biāo)是能夠利用工程圖樣語(yǔ)言，正確表達(dá)空間幾何體、零件、部件的結(jié)構(gòu)、尺寸和加工制造信息等，培養(yǎng)就簡(jiǎn)單工程問(wèn)題與業(yè)界同行和社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流的業(yè)務(wù)能力。隨著三維數(shù)字建模軟件的普及，以及現(xiàn)代教育技術(shù)中“互聯(lián)網(wǎng)+”的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)行業(yè)對(duì)高等教育的發(fā)展要求，工程制圖課程進(jìn)行教學(xué)方法改革勢(shì)在必行。在課改中依托超星學(xué)習(xí)通云平臺(tái)，開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐，強(qiáng)化多元化過(guò)程考評(píng)；融入三維建模軟件的構(gòu)型思維，著眼于培養(yǎng)圖學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)目標(biāo)。

一、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

空間想象和思維方式是圖學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的核心。三維設(shè)計(jì)軟件能夠?qū)W(xué)生圖學(xué)學(xué)習(xí)從三維空間帶入制圖教學(xué)的“繪圖”和“讀圖”教學(xué)過(guò)程，深入了解形體分析法和線面分析法。為了實(shí)現(xiàn)工程制圖課程與后續(xù)三維數(shù)字化建模課程無(wú)縫銜接，教學(xué)內(nèi)容上，將課程內(nèi)容重構(gòu)，體現(xiàn)在以下三點(diǎn)。一是新增知識(shí)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)工程中的立體。工程制圖課程核心內(nèi)容是表達(dá)工程立體（結(jié)構(gòu)形狀、尺寸參數(shù)、制造工藝），無(wú)論是二維圖紙還是三維數(shù)字模型，都要加工成立體即零件，再裝配成部件。遵循“從體出發(fā)”教學(xué)觀念，開(kāi)篇利用2學(xué)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)工程中的“立體”，以及掌握工程中體的演變過(guò)程，將原來(lái)第一章的制圖基本知識(shí)放到“體”的內(nèi)容之后。這樣可以讓學(xué)生領(lǐng)悟“立體”的重要性，理解工程中立體形狀的由來(lái)，也可以幫助建立正確的空間構(gòu)型思維，對(duì)課程后續(xù)學(xué)習(xí)有極大的幫助。二是重新劃分基本體的分類。傳統(tǒng)教材把基本體分為平面立體（棱柱、棱錐）和曲面立體（圓柱、圓錐、球、圓環(huán)），是基于二維平面繪圖的繪圖思路從工程結(jié)構(gòu)中抽象得來(lái)，但對(duì)于復(fù)雜的組合體，理解其構(gòu)型過(guò)程就要復(fù)雜繁瑣得多。利用現(xiàn)代圖學(xué)設(shè)計(jì)手段中三維數(shù)字模型建模方法，根據(jù)草圖和路徑之間關(guān)系把基本體劃分成拉伸體、回轉(zhuǎn)體、掃描體和放樣體。重新歸類的好處是對(duì)于復(fù)雜組合體構(gòu)型思路簡(jiǎn)單、清晰、直觀，加強(qiáng)了組合體構(gòu)造的完整性和嚴(yán)密性，也為后續(xù)三維軟件學(xué)習(xí)打下很好的過(guò)渡基礎(chǔ)。三是重新梳理圖學(xué)中體的演變過(guò)程，實(shí)時(shí)把握課程進(jìn)度脈絡(luò)?；倔w經(jīng)過(guò)切割或者疊加等布爾運(yùn)算形成組合體，組合體是設(shè)計(jì)階段的抽象幾何模型，構(gòu)型過(guò)程遵循三維數(shù)字建模構(gòu)型思路。組合體加上工藝結(jié)構(gòu)（倒角、圓角等）和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（螺紋等）經(jīng)加工制造形成了現(xiàn)實(shí)零件，零件經(jīng)裝配組成部件（裝配體），各部件經(jīng)組裝形成設(shè)備，設(shè)備即為設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)時(shí)明確階段目標(biāo)，有利于學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)創(chuàng)作時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)流程的掌控[1]。

二、創(chuàng)新教學(xué)模式

（一）超星學(xué)習(xí)通SPOC線上班課組織

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及教育部的大力倡導(dǎo)，線上線下混合式教學(xué)模式異軍突起。2019年，在借鑒學(xué)習(xí)了大量圖學(xué)在線精品課程后，著手在超星泛雅平臺(tái)上創(chuàng)建適合本校特點(diǎn)的SPOC課程資源《畫法幾何與工程制圖》，為學(xué)生提供了自主開(kāi)放學(xué)習(xí)平臺(tái)。課程共計(jì)48學(xué)時(shí)，為線下課堂理論講解及線上自學(xué)自測(cè)相結(jié)合方式。學(xué)習(xí)通平臺(tái)的具體應(yīng)用如下。課前一周發(fā)布本周課程資源、課程公告，明確教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法；碎片化的學(xué)習(xí)資源，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)將內(nèi)容分解并錄成短視頻，每個(gè)視頻長(zhǎng)度控制在7～8分鐘，有助于集中注意力，避免長(zhǎng)視頻學(xué)習(xí)的枯燥乏味，可以高效利用碎片化時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)。完善的在線試題庫(kù)，約400道，涵蓋各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以選擇、判斷和填空客觀題為主，分散于各個(gè)章節(jié)，共計(jì)26次，每次以隨機(jī)抽題10道的方式進(jìn)行線上章節(jié)測(cè)驗(yàn)或課前測(cè)驗(yàn)。完善課程資料，尤其是疫情期間，需要提供給學(xué)生習(xí)題作業(yè)電子版，習(xí)題動(dòng)態(tài)模型二維碼，以及習(xí)題答案參考資料。為提高工程學(xué)習(xí)的興趣，豐富課外實(shí)踐，添加大量生產(chǎn)視頻與資料，拓展視野。作業(yè)板塊，每周線下作業(yè)批閱之后，將成績(jī)錄入作業(yè)系統(tǒng)，方便系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算。討論、選人、問(wèn)卷調(diào)查等板塊，發(fā)布討論話題，包括課程反饋，優(yōu)秀作業(yè)展示，相關(guān)資料收集，可以更方便的反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。簽到，可以進(jìn)行拍照簽到、二維碼拍照簽到、位置簽到、普通簽到。實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)使用拍照簽到和二維碼簽到，可以大大減少簽到作弊情況。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生從課前、課中到課后的整體學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括視頻任務(wù)點(diǎn)觀看情況、在線測(cè)試成績(jī)統(tǒng)計(jì)、各項(xiàng)作業(yè)完成情況等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性綜合評(píng)價(jià)及成績(jī)?cè)u(píng)定[2-3]。

（二）基于BOPPPS理念的線下課堂教學(xué)方法

BOPPPS教學(xué)是一種以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)模式。將教學(xué)全程設(shè)計(jì)為“引入（B），目標(biāo)（O），前測(cè)（P），交互（P），后測(cè)（P），小結(jié)（S）”六個(gè)環(huán)節(jié)，從吸引學(xué)習(xí)興趣入手，教學(xué)前告知教學(xué)目標(biāo)，并進(jìn)行摸底測(cè)驗(yàn)，了解學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備，進(jìn)而進(jìn)行互動(dòng)式參與教學(xué)。教學(xué)活動(dòng)完成后，用測(cè)驗(yàn)掌握學(xué)生接受情況并對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固，最后進(jìn)行課堂小結(jié)。在線下課堂講授中遵循BOPPPS教學(xué)方法，可以大大提高學(xué)生興趣，提高注意力與課堂參與度。以第六章機(jī)件表達(dá)方法第二節(jié)剖視圖為例，課時(shí)2學(xué)時(shí)，引入及前測(cè)：課前5分鐘，利用學(xué)習(xí)通拍照模式簽到，布置課前在線測(cè)驗(yàn)，題目?jī)?nèi)容涉及視圖種類，包括基本視圖、向視圖、局部視圖、斜視圖，考察學(xué)生對(duì)視圖名稱、規(guī)定畫法的掌握程度。測(cè)驗(yàn)利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)，學(xué)生操作手機(jī)端，教師操作學(xué)習(xí)通教室一屏三端，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)答題情況，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。目標(biāo)引入：為什么采用剖視圖，什么樣的機(jī)件適用剖視圖來(lái)表達(dá)，交互式講解：利用板書與PPT結(jié)合方式，講解剖視圖概念、種類及畫法。充分利用三維動(dòng)態(tài)數(shù)字模型，學(xué)生掃描模型二維碼，在手機(jī)端觸屏操作虛擬模型，移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、剖切等，充分理解剖切的含義及畫法。后測(cè)：利用學(xué)習(xí)通在線題庫(kù)，隨堂測(cè)驗(yàn)，點(diǎn)評(píng)。小結(jié)：剖視圖的形成、概念、剖切種類、畫法、如何區(qū)分。重點(diǎn)：全剖、半剖、局部剖，難點(diǎn)，半剖。布置作業(yè)：包括線下習(xí)題作業(yè)及線上章節(jié)測(cè)驗(yàn)[4]。

三、優(yōu)化課程評(píng)定方法

工程制圖是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，單一的期末考卷成績(jī)很難反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)成績(jī)。在培養(yǎng)目標(biāo)上要求考核方式能成功助推從課堂管理到全程參與的轉(zhuǎn)變，考核體系應(yīng)包含課程所有學(xué)習(xí)成果，全面考查學(xué)生綜合能力?；趯W(xué)習(xí)通線上線下混合式教學(xué)模式，重新制定課程總成績(jī)?cè)u(píng)定方式，注重學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，調(diào)整平時(shí)和期末考試的占比，將平時(shí)成績(jī)占比由30%提高至40%，將期末閉卷成績(jī)占比從70%下降至60%。其中，重點(diǎn)更改平時(shí)成績(jī)考核方式，由原來(lái)書面主觀性評(píng)價(jià)改為學(xué)習(xí)通線上客觀過(guò)程性評(píng)價(jià)，多元化綜合考核。新的考核方式突出“工程能力培養(yǎng)”這個(gè)主線，強(qiáng)化“過(guò)程+結(jié)果”“知識(shí)+能力”的考核模式，使工程制圖教學(xué)適應(yīng)專業(yè)和社會(huì)需求變化的目標(biāo)。具體考核指標(biāo)點(diǎn)及權(quán)重分布如表1所示[5-6]。

四、結(jié)語(yǔ)

2019年3月起，課程體系逐漸完善，線上線下混合式教學(xué)模式已受益學(xué)生近1200人。實(shí)行混合式教學(xué)后課程總成績(jī)穩(wěn)步提升，平均分提高約10%，優(yōu)良率提高約28%，不及格率下降25%。2020年本課程被認(rèn)定為校級(jí)慕課及省級(jí)一流本科課程。課程建設(shè)反哺實(shí)踐大賽，指導(dǎo)的學(xué)生連續(xù)三年在遼寧省及全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模大賽中榮獲團(tuán)體及個(gè)人的一、二、三等獎(jiǎng)，學(xué)生制圖實(shí)踐能力大大提升。2021年與廣州中望龍騰軟件股份有限公司簽定了關(guān)于中望3D的師資培訓(xùn)項(xiàng)目，加大了三維數(shù)字模型在課堂上的應(yīng)用。

作者:韓興 李昌 孫艷平 單位:遼寧科技大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院