基于学堂在线MOOC平台的《工程制图基础》在线开放课程建设*

宋剑锋，董永刚，李兴东，杨新月

（1.燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛066004；

2.北京慕华信息科技有限公司 学堂在线项目部，北京100084）

一、基于MOOC平台的高等教育改革

MOOC是大规模开放在线课程（Massive Open Online Courses）的缩写，中文译为“慕课”。2012年发源于美国的“慕课”浪潮目前已席卷全球数十个国家，600多万名参与学习者遍布全世界220多个国家”的“慕课”风暴打破了学校的围墙，更对高等工程教育理念、教育方式等方面提出变革性的要求，高校教师应主动思考教材内容向教学内容的有效转化，及时进行新知识、新理论的学习与补充，积极寻求从能授课的教师向会授课的教师的转变，加强与学生的互动来及时掌握知识传授过程中的信息反馈[1～3]。

慕课促进了大学教学模式的深层变革，高校教师需要适应新的教育环境、课程形式，运用“慕课”提升教学改革的自主能力。“在线教育提供了一个强有力的实验平台去探究学生是怎样学习的，教师应该如何使用工具和技术以教得最好”，可见慕课促进了大学教学模式的深层变革，提升了专业教师的自主反思能力[4,5]。

目前国外最大的MOOC平台有Coursera与Udacity和 edX，国内比较有影响力的主要有学堂在线、中国大学MOOC等知名MOOC平台。学堂在线是国内免费公开的MOOC平台，是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台，通过和清华大学在线教育研究中心、以及国内外知名大学的紧密合作，致力于为公众提供系统的高等教育。

图1 中文MOOC平台学堂在线的发展模式

二、基于MOOC平台的在线开放课程优点

“慕课”作为大规模开放在线课程，虽然仍以在线教育为其基本形式，但与传统的在线教育已大不相同，这不仅表现在所使用的技术手段得到更新，更重要的是体现在两者所倚赖的理念上，因而所彰显的特征也有如下差异[6，7]：

（1）开放性。学习者只需要在“慕课”网站上注册账号，设定用户名和密码就可以学习相应的课程。一门课程的注册学习人数可能达至几万人甚至十几万人，课程授课教师的影响也成倍扩散，课程的“入”与“出”在时间与空间上都得以拓展。

（2）互动性。“慕课”与传统在线教育相较而言最为明显的差异之一就在于互动性，“慕课”的课程设计尤为注重在教师与学生之间、学生与学生之间营造互动的学习体验。

（3）自主性。“慕课”的课程内容通常采用组合模式，即完成若干个小模块的组合才能完成课程学习。自己选择课程、解决学习时间分散的困难以及逐项完成整个课程的学习等要求都表明“慕课”所蕴含的自主性特征。

MOOC是在传统教育基础上融合互联网、大数据、人工智能等先进科技发展成果发展出来的一种最新教育形式，其本质是“互联网+教育”，也是“教育+互联网”，是教育和互联网的有机融合。MOOC实现了优质教育资源的社会化共享与智能化呈现，形成了以学生为中心的教育理念，多种教育展示形态相结合以及智能 “教”与“学”为一体的新型教育形式[8，9]。

图2 传统教学

图3 慕课教学

慕课课程实现了教育理念的突破，即教学过程的中心由教师向学生进行转变。学生由单纯接受知识、与教师交流很少这种学习方式转变为学生具有很大的自由度和空间，为学生和教师以及其它学习者之间交流架起了沟通的桥梁。另外在教育形式由单一课堂授课形式向基于多种教学资源的多种学习形式转变，教学资源包括将文字、声音、图像、动画效果融为一体的在线课程视频、教学PPT课件以及在线讨论交流平台、在线测试等平台，而这些教学资源均可以在MOOC平台实现。

三、MOOC在线课程视频与录屏以及课程实录的区别

录屏软件可以将教师讲课过程声音以及PPT演示结合起来制作成简单的课程，软件操作类课程比较适合这种形式，优点是制作简单成本低，但是缺点是形式单调，是“只闻其声不见其人”，学生看不到教师，学生缺乏现场课堂感受，而且录音效果对课程影响非常大。

上课过程实录是将教师的整个上课过程全程录制下来的一种视频课程，由于镜头中同时有教师、板书内容及学生，因此比较难突出重点，另外教室光线、隔音效果对视频效果影响很大，而且视频时间一般为一节课50分钟左右，时间太长，不利于学生集中注意力在线学习。

“慕课”的拍摄方式为单独拍摄教师，而非教师给录制现场的学生上课，这样的方式首先在视觉上能弥补潜在的距离感，能够使学生近距离体验到一对一授课的感觉。而且以教师授课为主结合PPT演示完成录制，能够充分展示教师的个人魅力和教学特点。

随着近几年在线课程的蓬勃发展及旺盛的录制需求，很多从事影视制作和编导专业人才进入了MOOC在线课程制作行业，使在线课程视频制作向规范化、专业化和精品化发展，课程目前比较规范的的适用于MOOC平台的高等学校视频课程录制一般由专业MOOC团队制作完成，团队包括影视制作专业和编导专业毕业的录制团队、摄像和灯光等专业设备。

四、《工程制图基础》课程建设基于MOOC平台在线视频必要性

《工程制图基础》是非机械类工科专业的一门既注重基础理论又有较强实践性要求的必修技术基础课，是学生由偏重理论学习向结合工程实践学习的过渡和转折点，其理论严谨，实践性强，与工程实践有密切联系，对培养学生掌握科学思维方法，培养工程和创新意识有重要作用。目前燕山大学共有电气学院、信息工程专业、环化学院、理学院四个学院的42个班级开设工程制图基础课，学生人数每年达到1200人左右。

工程制图基础课程通过基础理论教学、读图方法训练及绘图实践，培养学生空间想象力和空间分析能力，使他们能够识读复杂结构的工程图样并绘制规范的工程图纸，进而能与业界同行进行有效的沟通和交流。但是，目前以教师理论授课为主的传统工程制图教学模式，存在某些弊端。首先，课堂上老师偏重理论知识讲授，让学生养成了被动接受知识的惰性，学生不能真正融入教学进程中，不利于调动学生学习的主动性和积极性。其次，传统的制图教学非常注重理论的系统化和全面化，这就导致理论讲解占据大量的课堂学时，导致学生工程实践环节训练不足，学生绘图及读图能力无法达到课程的目标要求，也给后续的专业学习留下隐患[10,11]。因此，探索基于慕课平台的工程制图基础课程教学方法，借助慕课丰富的信息呈现和移动终端掌上学习的便利条件，以课题研讨式的教学组织将课程内容通过课前自学、课堂研讨、课后实践的流程让学生学习、掌握和应用。

近年来燕山大学展开了基于CDIO和OBE的高等工程教育模式改革，工程制图基础课程设置了讨论课和三级项目，学生通过分组完成基于项目的开放式讨论课和三级项目，改变了以前以教师为绝对主导和中心的教学模式，学生可以一定程度上参与到教学环节中来，提高了学生的参与度和积极性。但是目前的课程教学模式依然是以教师课堂授课为主，教师依然处于中心地位，学生学习的自由度比较有限，并且教师和学生之间缺乏有效的联系和沟通，教师缺乏对学生学习过程的监控和了解，学生缺乏足够的生动形象的教学资源去对课程进行预习和复习，很多学生养成了平时只听课，不预习、不复习，考试前开始突击学习的不良学习习惯，考试后发现学生成绩不理想才会发现问题[12]。

通过录制在线课程视频可以为学生提供充分的课堂以外的学习资源，学生可以充分利用零散时间完成线上预习和复习，教师可以通过系统了解和监控学生的在线视频学习情况，有问题可以通过在线上发帖与其它学习者进行交流和沟通，目前智能手机的普及及应用为实现线上自主学习提供了非常好的硬件条件。

为了探索新形式下的高等工程教育教学模式，进一步推进高等教育改革，2016年6月燕山大学教务处对包括工程制图基础在内的4门主干课程在线课程建设立项，鉴于学堂在线在制作MOOC课程的专业经验及行业优势，2017年5月与学堂在线进行合作，共投入30余万元进行课程宣传片、在线课程的录制和后期制作。目前已顺利完成课程在线课程视频以及课程宣传片录制工作。

五、基于MOOC平台的工程制图基础在线课程视频制作

1.适用于MOOC平台在线视频课程教学内容及知识点分解

根据工程制图基础教学大纲以及工程制图基础教材及习题集，将教学内容分为8章：①课程介绍及绪论；②制图基本知识；③点、直线及平面投影；④立体及立体表面交线；⑤组合体；⑥物体常用表达方法；⑦标准件及常用件介绍；⑧零件图和装配图介绍，其中第2章为自学内容。

视频平均时长反映的是每门课程平均每个视频的时长，这也是反映知识点是否碎片化的一个指标。视频平均时长与学科内容及主讲教师的语言习惯有很大关联，很多教师也表示过很难将视频切分很细。但作为MOOC，还是应尽量用更短的时间讲授某一个知识点。Philip J.Guo等曾研究得出结论，视频长度是最影响学习者投入程度的一个指标，不论总视频多长时间，学习者投入时间中位数都不超过6分钟。而且 6-9分钟长的视频是个拐点，更长的视频实际观看中位数反倒会下降[8]

根据MOOC的应用实践研究发现，考虑到学生学习过程的注意力，录制的每段视频时间原则上应该控制在5-15分钟之间，视频6-9分钟时学生能够保持注意力集中，超过10分钟后学生注意力和投入程度开始下降。另外视频中出现的文字、动画、图形等内容不宜过多，转换速度不宜太快，否则会影响学习效果。

为了避免录课教师过多频繁更换教师影响学生学习效果，本课程共由三名教师完成全部30个教学视频录制。

2.适用于MOOC平台在线视频课程PPT和拍摄脚本

为了达到比较好的拍摄效果，学堂在线编导对课程团队提供的PPT进行了美化，图4和图5分别为美化前后的PPT。针对MOOC特点，将总教学内容根据知识点进行分解，得到了较为完整的30个知识点，将原授课PPT进行了拆分和简化，保证每个知识点对应的视频长度为10分钟左右，将录制视频所用的PPT页数控制在10页以下，尽量在录制视频PPT中突出最重要的文字、图形和动画，其它辅助说明内容由录制视频教师用语言进行介绍。

为了体现课程特点，学堂在线制作团队专门针对课程特点设计、制作了大型背景板（见图6）。

图4 美化前PPT

图5 美化后PPT

录制课程最终版PPT完成后，授课教师根据相应知识点制定拍摄提纲，再根据提纲编写拍摄脚本，将录制视频的语言写入脚本里面，尽可能保证录制视频的语言逻辑合理、简练流畅，避免出现口头禅和过于口语化，另外需要注意脚本中要突出重要知识点，次要知识点或基础知识介绍尽量少占用拍摄时长，待拍摄提纲和脚本定稿后，可进入实际的拍摄阶段。

脚本的编写要注意考虑教师出镜、语言介绍及PPT演示，不能通篇都是老师讲的内容，不能全是操作的演示，但也不能通篇都是影片。脚本范例如表1所示。

3.录制在线课程视频准备工作

为了达到比较好的在线课程教学视频拍摄效果，录制基本要求如下：

录制团队：编导1人、摄像1人、灯光1人、化妆师1人；

录制专业设备：2台摄像机、1台监视器、84寸高清触控显示屏、提字器、PPT翻页器、无线话筒、柔光灯；

灯光：采用影视级拍摄灯光布局，按照三点布光原则，主体光、辅助光、轮廓光结合；

场地要求：空间大于100平方米、隔音效果好、温度适宜；

服装要求：与录制背景板颜色要区分开，尽量选择纯色衣服，避免格子纹或点纹。

表1 脚本范例

录制现场如图7所示，录制的在线课程视频如图8所示。

图7 录制现场

图8 在线课程视频

4.课程宣传片拍摄

图9 在线课程宣传片

课程宣传片主要使学生了解本门课的任务、目标有很重要的作用，宣传片可以将能体现学校历史及专业的重要建筑或地标做为录制背景，通过教师出镜方式将课程介绍以语言、画面生动形象地展示给课程学习者，使学生在短时间内快速了解本门课程的功能和作用。本课程录制选择了校园内校友捐赠体现学校历史和强势学科的浮雕以及机械工程学院大楼为背景进行外景录制。

工程制图基础这门课的研究对象为工程图样，针对本门课的特点将如下介绍做为课程宣传片的开头“图形是我们认识了解外部世界及表达事物的重要技术资料，是知识传承与交流的重要载体，为科学技术的发展进步起到了关键的桥梁和纽带作用。”在学生绘图教室内完成宣传片第一个场景录制，为了体现课程特点，在黑板上画出一个规范工程图。

为了体现本门课程的特点，将模型室做为重要的宣传片录制室内场景，主要展示教学模型、绘图工具、测绘工具。

宣传片最后一个场景依然回到教室录制，录制以“工程制图基础带你走进图形世界，去探索图形的奥秘”结束。宣传片外景及宣传片片尾如图9（a）和9（b）所示。

六、基于MOOC平台的在线课程制作建议

基于本文MOOC平台的教学视频录制经验，要想达到比较理想的视频录制效果，在录制前应该认真做如下准备工作：①制作简洁的PPT演示文稿，PPT页数避免超过10页；②针对PPT认真组织语言和脚本，保证图形、字幕和语言协调一致；③避免语言过于口语化和口头禅频繁出现，保证语言流畅、逻辑关系合理；④合理分解知识点，每个视频时长控制在15分钟以下，如超过20分钟，可考虑将其分解为2个视频。

参考文献：

[1]赵洱岽,姜昊,马晓颖,国防,刘力纬.从理念到行动:在线开放课程教学模式的构建与实践——以中国大学MOOC“管理沟通”为例[J].中国大学教学,2017(3):15-19.

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[7]A.Littlejohn,N.Hood,C.Milligan and P.Mustain. Learning in MOOCs:Motivation and self-regulated learning in MOOCs.29(2016):40-48.

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[11]Y.G.Dong,J.F.Song.Reform practice of evaluation method of drawing courses in Chinese colleges adapting to advanced manufacturing technology.,1st International conference on education,Managment,Science and Economics(ICEMSE2016),December 26-28,2016,Singapore.Advances in Social Science,Education and Humanities,2016,65:379-381.

[12]董永刚,宋剑锋,李兴东,姚春东.我国高校制图类课程教学存在的问题及改进措施[J].高等教育研究(成都),2017,34(1):25-28.