用现代教育技术优化《工程制图》的教学过程

胡文

【摘 要】 现代教育是教育和技术相结合的产物，现代教育技术的运用是提高教学质量的有效途径之一。从《工程制图》课程的特点出发，探讨了多种教学媒体用于教学过程的几种模式及应避免的问题。

【关键词】 教学设计；教学媒体；工程制图

【中图分类号】 G64.21 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2016）25-00-02

教学是一项有明确目的的信息传播活动，其根本目的在于促进学生学习，使其掌握一定的知识技能，身心得到良好的发展。在整个教学系统中，包含了教师、学生、教学信息和教学媒体四个要素。其中教学信息是学生学习的内容，教学媒体是传递教学信息的工具，是连接教师和学生的通道和桥梁，教师教、学生学是教学过程中最基本的活动。

教学过程是一个信息双向传递和交流的过程，即教师以各种形式将信息传给学生，学生主动接受信息并积极作出反应，教师对反应及时作出评价并反馈给学生，以便学生改进及调整自己的学习活动。在教学过程中，教师需设计并采取一套行之有效的方式来促进学生学习，这就是常说的教学媒体的设计与应用。现代科技的进步，为教师采用多种多媒体进行教学提供了条件。如何使用众多的教学媒体，充分发挥其作用，达到最佳的教学效果，即优化教学过程，成为一项亟需研究和探讨的课题。

一、教学设计是优化教学过程的前提和关键

教学设计就是传统意义上的选材与备课的过程，即教师以高度负责和谨慎的态度，设计一个有系统计划的方案来实施教学，它包括教学过程的设计、教学方式的设计和媒体的选择。教学设计的依据是：（1）教学目标是什么？（2）教学媒体有哪些？（3）如何检验达到的结果并据此调控教学进展。可见，教学媒体的选用是以教学目标为前提的。

1.教学目标分析

从教学过程来看，教师、学生、教学媒体是在教学目标的制约下进行协调的。教师的教学活动必须符合教学目标的要求；学生的学习效果以教学目标为评价标准；教学媒体是实现教学目标的工具。

工程制图是一门专业基础课，整体而言，其主要任务是培养学生的空间想象能力、逻辑思维能力和图示图解能力，这就需要突出从空间到平面、从平面到空间、再从空间返回平面的逻辑思维与形象思维并重的方法。因此，在教学过程中，要紧紧把握从直观教学入手，将空间物体通过投影理论转换成平面投影图，然后再将平面投影图通过逻辑思维和形象思维的反复结合，返回到空间物体。

2.教学媒体选用

教学媒体的选择应与教学内容相适应，针对工程制图的教学目标和课程特点，我校在该课程的教学中很早就引入了计算机辅助教学（CAI）。CAI有如下几个优点：（1）减轻了教师的工作强度。以往的挂图、模型、部分板图被计算机完美地取代，减少了课堂上的无效时间，增加了单位时间内的信息量。（2）计算机强大的图形功能，可以轻松地实现从平面到空间（识图）和由空间到平面（画图）的动态转换，三维技术可形象、生动地展现物体的形成过程，强调了物体形状在大脑中的构建过程，这对学生的空间想象力、逻辑思维能力和图示图解能力的培养和提高起到不可替代的作用。（3）通过人机对话，教师可根据需要，随机选择知识库中的知识点，并能控制授课内容和速度，对重点、难点可暂停和反复播放讲解。

然而，作为一种辅助手段，CAI并不能替代所有的教学媒体。在教学设计中，教师应充分利用现有的资源，了解各媒体的性能，从教学的目标、内容、对象等多方面出发，进行教学媒体的选用及CAI课件的设计。

学习（即认知）总是与一定的社会文化背景相联系，在多媒体构建的环境下进行学习可利用生动直观的形象有效地激发联想，唤醒长期记忆中相关的知识和意象，从而让学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去“同化”当前学习到的新知识，赋予新知识以某种意义；如果原有知识与经验不能“同化”新知识，则要引起“顺应”过程，即对原有认知结构进行改造和重组。总之，通过“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构，而“同化”与“顺应”不能离开原有知识结构中的知识、经验和表象。所以媒体选择应为提取长时记忆中的这些知识、经验与表象创造有利条件。

二、多媒体优化课堂教学的几种模式

1.演示―质疑（传统媒体的结合与计算机辅助教学）式的教学（见下图所示）

这种教学方式有助于基本理论、基本知识的理解，对培养解决空间几何问题的图解能力、空间想象力和空间几何分析能力很有帮助。这里的传统媒体，指的是长期以来课堂教学中学生可听、可看、可能模仿的信息传播工具，它包括教师的教学语言、板书、板图、教材、挂图、模型等。例如，两立体相贯，其相贯线会随着立体形状、大小、位置的不同而发生变化，传统媒体只能体现出变化结果而无法动态地表现其变化趋势和过程。而用计算机辅助教学，就可以形象地展示其动态变化过程，由学生自己得出结论，提高了学习效率和学习兴趣。

这种教学模式在组合体的教学中更为适用。组合体是由基本形体合成的，是“几何化”了的构件。这一部分内容是理论联系实际的桥梁，为绘制和阅读图样提供必要的分析方法。大量的空间分析和空间想象是这部分内容的一个显著特点。而计算机多媒体技术可方便地表达空间立体及其几何要素与平面图形之间的关系，帮助学生完成空间-平面-返回空间这样一个思维过程，从而使学生较深地理解空间几何分析，掌握形体分析的基本方法，较好地培养图解能力及空间想象力。

运用这种教学模式应着重CAI课件的选择和设计，本着选用、改造现有软件与自行设计相结合的原则。

2.演示—应用式的教学（见下图所示）

《工程制图》课的内容与生产实际联系紧密，采用教学录像片是完全必要与可行的。这种方式适用于制图工具的使用、制图标准的基本规定和与生产实际相关的了解性内容。其缺点是录像片内容搜索慢、定位难、画面质量不高，学生只能被动接受，无法参与到教学中去，且易疲劳，注意力易分散，因此不能长时间使用这种方式。

3.通过演示质疑，引起学生讨论、辩论的开放式教学（见下图所示）

这里说的电教媒体是指包括使用现代教育技术手段的一切工具，如计算机、投影仪、手写屏、放像机等。构形设计和改型设计是从培养创造型人才的角度出发，在传统制图课内容的基础上增加的新内容。构形设计是一种不考虑加工制造的形状设计，便于学生智力发挥；而改型设计则是在读图基础上通过功能及位置的变化，对现有构件进行模仿、改造，设计出新的结构形状。当然，由于缺乏相关知识，设计往往有不少缺陷，但它培养了学生的创新意识，扩展了空间思维能力。

4.用实物投影仪辅助批改作业

作业是教学过程的一个组成部分，是课堂教育的继续和深化。制图课作业的特点是图形多、作业量大、难批改，教师工作量极大，而且学生往往对教师批改作业的意图不很理解；又由于空间结构形状难以语言描述，师生之间的交流存在一定困难。

针对这一特点，可首先抽查三分之一左右的作业，以便教师了解学生的学习情况，发现作业中的共性问题；然后，用实物投影仪将学生作业直接投影到屏幕上，在课堂上集体分析、讨论、讲解；最后统一批改。

三、在多媒体教学过程中应注意的问题

1.注意教学节奏的控制，充分发挥教师的主导作用

在多媒体教学中，由于信息量较大，屏幕上快速变换的内容学生来不及消化理解，加重了学生的负担，达不到应有的学习效果。因此，教师作为教学的组织者，应注意教学节奏的控制，充分发挥教师的主导作用。

2.应贯彻“培养技能，重在应用”的原则

工程素质的培养，仅靠虚拟的动画和录像片是远远不够的，必须加入教师的讲解和作图示范。虽然CAD是先进的绘图手段和工具，但俗话说“好记性不如烂笔头”，对于制图标准的基本规定，专业图的规定画法，必须通过一定量的尺规图加以练习才能牢记并熟练应用，这些技能是掌握CAD的必不可少的图学基础，同时尤其应加强草图绘制的训练。

3.应坚持实用性的原则

不能为追求形式上的高、精、美，而忘记了教学媒体是为达到教学目的服务的。把本来利用传统的教学方法完全可以轻松讲解的问题，硬是加上音响，配上动画，结果是画蛇添足分散了学生的注意力。

总之，形式是为内容服务的，教学媒体的使用也必须根据教学内容的变化而择其最优。教学过程中要遵循一定的原则和规律，但教学模式是灵活的，具体的教学设计要从内容、特点和媒体功能来综合考虑，以求达到最好的教学效果。