工程制图网络教学系统的设计与开发*

王 慧，刁修慧，闫花茹

(河南机电高等专科学校机械工程系，河南 新乡 453000)

1 引言

工程制图是各类理工科专业的技术基础课和必修课程，主要培养学生绘制和阅读工程图样的基本应用技能，注重培养学生空间想象和构型能力以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风［1］。该课程教学长期以来以板书教学为主，并辅以一定的挂图，这样的教学方式不易培养学生的空间想象能力，不易培养学生的识图读图能力。我们利用现代教育技术和网络技术的优势，针对课程教学特点，改革传统的课程教学方式和手段，建立了开放的、交互性强的网络教学系统［2］。该系统具有远程学习、远程考试、协同工作与交流、答疑、BBS讨论区等基本功能。

2 工程制图网络教学系统的建立

2.1 课程的构建原则

网络课程是网络教学的基本单元，是通过综合教学设计，以计算机互联网络为主要交流平台建设的教学科目内容及实施教学活动的总和。课程在提供丰富信息和传授基础性知识的同时，注重学生的发展性能力和创造性能力的培养。充分发挥网络教学的优势，创建有利于学生素质教育和创新能力培养的多样化的网络教学模式。

工程制图课程网络教学系统的构建目标主要体现在:1)为学生营造探索与创造的空间，满足学生的个性化学习要求;2)培养健康、全面发展的学生;3)体现课程自身的开放性、动态性。

2.2 工程制图课程的网络教学组织与开发

网络课程是在传统的工程制图教学设计基础上，主要从以下三方面来组织教学:

1)按照学习者(大一新生，好奇而无工程实践经验)心理发展的特点，以及兴趣、需要、经验背景等，注重课程教学内容的系统性和内在的联系，将工程制图课程的行为目标放在学生在(画图、造型)活动中表现出来的认知灵活性、理智探索、人格品质和创造性的反映上［3］。

对刚接触点、线、面投影教学部分，制作了三维动画，将知识性和趣味性融为一体，增强教学的吸引力，感染力。学生听起来津津有味，有利于调动学生的学习积极性，快速建立空间概念和培养空间逻辑思维能力。动画界面如图1所示。多媒体课件不仅利于学生对整个教学内容的理解与掌握，更注重体现教学实施中对学生的探究过程、思考过程、推理过程和反思过程等的引导。

图1 点的三面投影及展开

2)工程制图网络课程为学生提供了一个完全个性化的学习环境，学生可根据自己兴趣去探究课程的全部章节。同时，系统又应支持协作化学习的环境。课程章节结构主界面如图2所示。

图2 课程章节结构主界面

3)课程的组织，要具备连贯性，主要体现出由简单到复杂的层次递进关系，此外又具有整合性，对相关知识点的包容以及体现各种课程内容之间的横向联系等。

3 现代教育技术在课程建设中的具体应用

3.1 依托校园网建立网络课程

利用校园网的网络平台发布工程制图网络课程，课程登录注册主页面见图3。

图3 课程登录注册主页面

注册成功后，可进入课程相关教学内容的学习。课程教学内容主界面如图4所示。

图4 课程教学内容主页面

课程教学内容全部放置在校园网服务器上，界面用Dreamweaver、HTML、ASP等混合设计而成，课件以知识点教学单元为单位，采用文本、图形、视频、动画等多种知识表现形式，全方位展现课程内容，学生可利用任意一台联网的计算机、随时访问服务器，实现网上自主学习。该系统的建立，为实现校内其他课程网络教学构建了网络教学框架组织结构。

图5 课程教学课件主界面

3.2 利用 Authorware、PPT和Solidworks制作多媒体课件和三维动画

以 Author、Ppt、Solidworks［4］等软件为平台，将图片、Flash动画、文档等多种媒体集成为课件，实现多媒体教学。让学生多看结构不同的零件，对其内外结构特征理解深刻，帮助他们较快建立空间想象能力，达到学习制图的目的。课件主页面如图5所示。

对测绘中所涉及的工程类机器和部件等对象，用教学模型、挂图等形式在表达其主要特征及事物之间关系时，受客观条件限制，要多次重复演示或描述。若采用图6所示，将教学中文字表达不清楚的内容、教学难点和重点内容－齿轮油泵部件的工作原理、安装等制作成通俗易懂、生动、形象、色彩亮丽的三维动画，全面调动学生的视觉、听觉等多种知觉系统协同学习，有助于知识的理解与接受，有助于激发学习兴趣、提高学习效率和抽象思维能力的培养。

图6 课程齿轮油泵的教学课件界面

该系统对课程难点和重点内容，利用三维动画、课件、电子教案等形式，实现重复播放，加长停留等功能。这不仅改善了教学效果，还提高了教学质量，增大了单位教学时间的信息量，解决了当前课时压缩而教学内容较多的矛盾。

图7 课程在线考试系统主页面

3.3 制作习题库和试题库

采用 Access、Dreamweaver、HTML、ASP、CAD 等技术，制作各类习题及试题，且管理员可进入数据库，根据需要修改试题类型和数量。在线考试系统主界面如图7所示。考试题目如图8所示。

利用试题库进行考核，可真正实现教考分离，改变传统考试制度中由任课教师授课、复习、出卷、评分的模式，减少考试本身的随意性和主观性，以公正地评价学生的学习效果。

图8 在线考试试卷界面

3.4 相关教学文件和互动交流

将课程相关教学文件制作成网页形式发布，便于修改和检索，其主要界面如图9所示。

图9 相关教学文件主页面

在课堂上利用多媒体进行交互，教师提出问题，学生进行讨论分析，解决问题，同时，结合黑板作图，以达到较好的教学效果。课外，学生利用学号注册进入后，也可在交互区实现互动交流。互动交流主页面如图10所示。

图10 互动交流主页面

4 结束语

该系统立足本校，利用网络技术的覆盖面广、交互性强、时空性强等特点来开展工程制图课程的教与学。围绕着以学生为本、为学生服务的这一主导思想，提高学生的学习积极性，加强学生的创新能力和自主获取知识的能力。改革传统的“老师讲、学生听、考试测”的教学模式，在具体教学实践中，不断地、及时地将现代教育技术和网络技术融入到当前的教学体系中，改进课程教学方式，实时优化课程。这将对推进各级各类教育教学改革，提高教学水平都将有着深远意义。

［1］寇世瑶.机械制图［M］.北京:高等教育出版社，2008.

［2］葛丽娜.计算机网络课程教学内容改革刍议［J］.2010，(3).

［3］段雄春.谈高等学校教学手段现代化［J］.高教探索.2009，(4).

［4］徐秀娟.运用SolidWorks软件进行《机械制图》教学方法改革的实践［J］.职业教育，2007，(1).