计算机辅助设计的慕课教学改革研究

2016-10-21沈嵘枫林曙张小珍等

安徽农业科学 2016年4期

沈嵘枫林曙张小珍等

摘要计算机辅助设计课程的学习具有较强的实用性，该课程的目的是让学生掌握计算机的基本平面设计。慕课作为一种新型教育模式，其显著的特点可以助力于计算机辅助设计课程并改变其教学模式。该研究就慕课的应用特点，使其与计算机辅助设计课程相结合，制定全新的课程教学模式，并以福建农林大学森林工程专业学生为实践对象，分析学生慕课学习的效果，期望为高校教育改革提供新思路。

关键词慕课；计算机辅助设计；教学设计；教学实践

中图分类号S-01；G420文献标识码A文章编号0517-6611（2016）04-335-04

Reform Practice of Computer Aided Design Course Based on MOOC Teaching

SHEN Rongfeng， LIN Shu， ZHANG Xiaozhen et al （School of Transportation and Civil Engineering， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002）

AbstractThe study of Computer Aided Design course has strong practicality， the purpose of the course is to make students master the basic graphic design of computer. As a new type of educational model， the remarkable characteristics of MOOC can help to change the teaching mode of the Computer Aided Design course. A new teaching mode was designed according to MOOC characteristics and combined with Computer Aided Design course. With students majored in Forest Engineering of Fujian Agriculture and Forestry University as objects， students learning results were analyzed， so as to provide a new way for education reform in colleges and universities.

Key wordsMOOC； CAD； Teaching design； Teaching practice

基金項目福建省教育厅科技项目（JA10117）；林业机械立体化教材研究与实践研究（111414044）；电驱动采伐机机器人架构与建模创新实验资助项目（111ZC5040）；林业智能机械立体化教材（112515013）；交通运输类实验教学示范中心资助项目（01SJ10009）；福建农林大学高水平大学建设重点资助项目（113-612014018）。

作者简介沈嵘枫（1970-），男，福建莆田人，副教授，博士，从事林业机械设计方面的研究。

收稿日期20160111计算机辅助设计已经成为我国高校中一门至关重要的技术基础课，其教学内容涵盖了绘图基本知识、创建基本图形、建立图层等。作为理工科的专业基础课程，计算机辅助设计知识的掌握对学生的影响十分深远，但由于该科目具有比较强的逻辑性，操作界面、操作内容比较复杂，容易造成部分学生掌握较差。2012年以来，慕课作为一种新型学习方式，为教学方式提供了一项全新的思路[1]。该研究以福建农林大学2014级森林工程学生为研究对象，将慕课平台与计算机辅助设计课程结合在一起，目的在于提高学生工程绘图技能的掌握程度，以便于在将来的学习与工作中更好地应用计算机技术。

1慕课的特点及其应用于计算机辅助设计课程的优势

慕课的特点和优势主要包括以下几个方面：①工具资源多元化[2]。慕课为全球网民提供了多元化的学习工具和丰富的教学资源，学生只需按照提示说明进行注册、登录后即可观看学习。课程对于学员的硬性条件没有做出任何规定，且所有视频都是免费的[3]。②参与课程自主化。由于一切课程均由网络提供，观看视频方便，学生可以充分利用自己碎片化的时间自主学习，根据个人实际情况安排课程进度[4]。慕课视频观看皆要在线进行，因此学员能随意安排时间，学习的灵活性和自主性极高。③课程人数无上限。慕课面向全球，只要互联网普及的地区就能使用该工具观看教学视频，大家可以在论坛上畅所欲言，交流心得，有利于分享不同的观点，也有利于难题的立体化解决[5]。

将慕课教学平台与计算机辅助设计课程结合在一起，充分利用了慕课教学系统的以下几个优点： ①复述效果。电脑视频的复述功能是传统课堂教学所缺乏的，学生可以在电脑中反复观看重点难点，加深印象，更深刻地强化知识点记忆[6]。②片段式教学。慕课教学设计把学习内容较长、较难或者内在联系不强的教学内容编制成微视频，把整体内容分成若干部分，把教学内容分成了教学任务单，逐个完成之后总和为整个教学任务[7]。③提高操作技能。计算机辅助设计是一门需要考验学生动手操作能力的课程，需要学生将书本知识应用到软件之中，而慕课网上学习正好用到电脑，这就使学生可以更加方便地将理论知识应用到实践中。④自主安排时间。学生都可以根据自己的学习目标，对时间做出总体安排，在有限的时间里把事情做到最高效，并且灵活利用零碎时间[8]。

2计算机辅助设计课程的慕课教学设计流程

基于慕课理念的计算机辅助设计课程教学设计的主要流程首先是课程任务单的制订，然后依次是制作课程视频、学生自主学习，再进行讨论分析、教师指导答疑、教师接收反馈信息和教师评价[9]。教学研究的目标是通过在慕课理念下进行系统的计算机辅助课程学习，提高学生的学习兴趣，并且为教师提供相应的教学设计模板和参考资料。

2.1课程学习的设计流程课程计划单清晰记录了什么时间段学习什么知识，什么时间进行考核测试，使学员清楚当前的学习计划（图1），自主安排学习进度，掌控学习任务[10]。教师可依照慕课学习平台的理论制作教学视频，定制学习任务单（图2）。

2.2制作课程视频课程制作以学习目标为首，符合学习所需。制订教学任务单的原则：学生为主体，符合学习者特征，符合学习者的日常作息特征，选取“中国大学MOOC”为此次实践的在线教育平台，课程视频由教师根据教学大纲设计，确定后发至网上，告知学生接收进行使用。

教学内容：符合教学要求，精益求精。计算机辅助设计课程是一门操作性很强的专业基础学科。教师综合考虑教材章节绘图命令内容和学生的认知顺序，将课程AutoCAD命令内容进行知识微元化处理，同时在其中嵌入工程图学测试练习，以便及时掌握学生的认知情况。设计慕课教学方式，可将计算机辅助设计课程教学内容划分分为课堂教育和网络教育两部分。教师在课堂讲授分解的绘图命令知识微元，通过网络教学平台（如QQ群等），师生之间和学生之间围绕课堂绘图命令知识微元展开讨论，相互启发，也可以通过远程操作，实现交互教学，切实提高课程教学效果。

同时综合考虑到绘图知识的困难性，将教学视频采用分小节循序渐进，每个知识点的讲述设计在5～10 min。考虑到知识的掌握程度，与学生的自觉性问题，每个小节后面都有习题。学生课下通过慕课预先学习教学内容，教师课上引导、答疑，将在线的慕课学习与课上面对面的学习有机整合，既可发挥教师的主导作用，又可充分体现学生的主体地位，由此弥补在线学习的真实情感体验的缺陷，促进教与学的有机统一，充分实现学生的个性化学习。把课堂讲解与工程图操练相结合，学生学习完一课时的知识点，需要进行随堂测验或阶段性测试，只有通过才能进行下一步学习。对于没通过的学生，分析原因并对其提出针对性的建议，重新进行该慕课的学习，以此保证了学习效果。

2.3学生自主学习学生查看课程任务计划单，观看计算机辅助设计课程视频。通过网络在线点播学习资源进行学习，根据自己的实际情况点播或重播重点难点知识，或定制专属课程。学生在课程学习单元中，讲解完一个知识点都有相应的测试题目，一般情况下为一道或者两道问题，其中部分章节可能包括操作题，学生需要完成相应的题目之后，经系统评判过关之后，才能继续观看视频，以便学生及时检测自己的学习情况和巩固知识，同时也能保证学生的学习进度[11]。如若学生完成学习任务后，仍不清楚或者有疑问，就需要带着疑问进入下一個知识内化的环节，即讨论环节。

2.4相互监督，讨论分析在这个过程中，学生在课堂上需要配备笔记本电脑，方便与同学讨论各自在学习中遇到的困难[12]。此外，在学生讨论的同时，教师参与其中，听取各方在学习中存在的疑惑、观点和见解，帮助个别学生解决学习中的困难[12]。师生互动，增进教师与学生的交流，这种教学形式优于传统课堂师生交流少的状况，个别指导也映衬了伯克的个别教学系统中的个别学习制，其主要特点是允许学生自定学习进度[12]。课堂上互动、讨论，改善了学生受忽视的心理，激发了学生的积极心态。当课程快结束时结束讨论，教师根据学生的讨论进行总结性评价。

2.5反馈信息通过师生互动的讨论，以及学生完成学习任务表格时候填写的疑惑或者建议，还有测试作业的结果，教师可以制作评估表（图3），按照反馈信息写评估表，以达到实时改正与辅助，确保教学任务的完成的目的。

到这里基本完成了从学生自主制定学习计划（包括学习时间，学习进度），接着按照计划，进行自主网上听课，完成习题，达到牢记知识，掌握技能，然后在课堂上探讨问题的学习过程。

2.6教学评价的设计教学评价的设计分为阶段性评价和总结性评价。①阶段性评价：阶段性评价能及时、准确地掌握教学过程中的问题和阶段教学情况，获取信息，以便教师及早调整教学进度、教学设计方案，改进教学方法[13]。②总结性评价：总结性评价用于检验教学活动是否达到标准。该研究根据教学实验前后的教学活动观察表和对学生在实施了慕课教学案例后进行了访谈，完成对学习的总结性评价[14-15]。

3计算机辅助设计的慕课教学实践

3.1应用设计案例笔者针对福建农林大学2014级森林工程专业的学生，以中国林业出版社出版的《计算机辅助设计：Auto CAD 2015》为教材，在计算机辅助设计课程上进行了慕课实践。教学过程中提倡跟随工程案例动手实践，积极参加各种主题讨论等线上线下多种形式的学习模式。课程学习规划可按章节自主选择知识点的相关内容和学习方式，如各知识要点的授课视频、案例分析视频、工程图实验视频、习题分析视频等。每小节均有小节讨论及知识要点综述和相关练习，每章都有单元测试，或自测练习及习题分析解答等。在学习过程中，可根据内容自主选择问题讨论、编程练习、自测练习等，以强化知识要点基础训练与计算思维技术方法（图4）。

计算机辅助设计课程结合慕课教学特点，优化提炼了所有内容的知识点，通过案例应用来解析相关的知识要点和绘图命令操作实现方法，以及相关的工程图学和专业技术规范等。课程教学可培养学生的空间形象思维能力，为绘制工程图打下必要的基础。通过该课程的学习，学生能掌握制图的基本知识，能用Auto CAD绘图工程图样。课程主要内容包括了解Auto CAD的主要功能特性；掌握并牢记Auto CAD绘制新图的一般步骤；掌握Auto CAD中命令、数据的输入方法以及常规的编辑方法；熟练掌握基本图样的绘制方法；熟练运用各种绘图辅助工具迅速完成绘图任务；理解并基本掌握块与外部参照的使用方法；熟练运用尺寸标注工具对图样进行尺寸标注；能熟练运用Auto CAD软件绘制常规的工程设计图。

案例：第一章认识 AutoCAD 2015。

学生查看学习任务单（图5），根据学习指南和学习任务进行学习。图4课程计划单

3.2实施慕课教学前后的听课记录任课教师结合前期听课记录与后期听课记录进行对比和深入分析发现：经过基于慕课平台的计算机辅助设计课程教学系统设计后，教师教和学生学方面都有明显变化（表1）。

44卷4期沈嵘枫等计算机辅助设计的慕课教学改革研究3.3实施慕课教学后学生访谈数据分析为了更深入地分析慕课教学在本科计算机辅助设计课程教学中的实践效果，在实施教学后，从学习兴趣、学习效果等方面对多名学生进行了深入访谈。通过微课程的方式组织课程教学，学生的学习态度从不积极状态转变为积极状态，对教师提出问题的态度也从一般变为积极。实施慕课教学后，学生成绩数据分析如图6所示，可以清楚地看出学生的前后变化。成绩分五等级：A+为非常优秀（100～90分），A为优秀（89～80分），A-和B为及格（69～60分），C为不及格（59分以下）。根据成绩前后分析，实施慕课教学可以提高学习成绩，提高学生的学习效果。

4结论

慕课的意义在于优质教学资源的共享。当互联网进入教育产业，并用互联网思维改变接收和学习的方式时，课程教学方式面对这一新趋势应迅速改变。慕课平台下的计算机辅助设计课程教学有传统课堂不具备的优势，新颖的教学模式更能够提高学生对课程的积极性和兴趣，增加师生互动，而师生互动是教育教学的基本形态，也是这次教学改革的关键要素。新的方式不仅为学习者提供了新的学习途径，也为教育者创造了实践教学方法的机会。综上所述，慕课在未来的互联网教育事业中将拥有越来越重要的作用，未来的慕课教学将引领教育的新趋势，这对学生、教师都提出了更高的要求。在慕课平台下，计算机辅助设计课程教师应更新教学理念，加强课程建设，合理组织教学内容，加强信息技术的培训，切实提高教学水平，为学生提供多维度、多层次的教学资源，使课程教学能够满足每一个学生个性发展的需要，切实提高学生使用工程图学工具解决实际问题的能力。

參考文献

[1] 陶金.基于MOOC理念下MOOC课程教学设计与实践[D].重庆：重庆师范大学，2015：6-15.

[2] 吴绍靖.基于WEB的网络辅助教学平台的设计与实现[D].武汉：华中师范大学，2007：2-11.

[3] 万李.MOOC对高校计算机基础课程教学改革的启示：以湖南科技学院为例[J].湖南理工学院学报（自然科学版），2014（4）：83-85.

[4] 林文树，徐华东，薛伟，等.森林工程专业卓越农林人才培养模式构建研究[J].森林工程，2015（6）：158-161.

[5] 胡铁生，黄明燕，李民.我国MOOC课程发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志，2013（4）：36-42.

[6] 黎加厚.微课的含义与发展[J].中小学信息技术教育，2013（4）：10-12.

[7] 岑健林，胡铁生.微课：数字化教学资源新形式[J].教育信息技术，2013（4）：19-21.

[8] 施云春.微课程在信息技术教学中的有效应用[J].中国科教创新导刊，2014（1）：163.

[9] 王蕊，余华敏.基于MOOC的C语言程序设计课程教学思路探索[J].软件工程师，2015（3）：60-61.

[10] 沈嵘枫，戴之铭，粘雅玲.计算机辅助设计立体化教材建设[J].成都师范学院学报，2014（3）：108-111.

[11] 樊梓鸾，张华，包怡红. 以创新能力培养为目的的教学方法改革[J]. 森林工程，2015（5）：166-168.