机械制图微课建设研究与实践

摘 要 随着网络技术的飞速发展和信息化时代的到来，高等院校迫切需要实现课堂教学与网络教学的对接，满足学生自我学习和自我评价的需求。机械制图作为专业技术基础课程，被大连海洋大学列入校级微课建设项目，课程建设体现以学生为主体、教师为主导的教学理念，实现课堂教学与网络教学的有机结合，从而有效提高教育教学质量。

关键词 微课；机械制图；翻转课堂；CDIO

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）04-0054-03

Abstract With the rapid development of the network technology and the arrival of the information times， colleges and universities need to achieve docking of classroom teaching and network teaching in order to meet the needs of students self learning and self evaluation. As a basic technology course， mechanical drawing is included into the micro class construction project in Dalian Ocean University. It made the teaching ideas of students-centered and teachers-led true， It rea-lized the organic combination of classroom teaching and network teaching so as to improve the quality of education and teaching.

Key words micro class； mechanical drawing；flipped classroom； CDIO

1 前言

现代机械行业要求学生具有较强的工程制图能力、图形表达能力以及很强的计算机绘图和设计能力，但是目前的图学教育不利于工程技术人才的培养，以至于很多教师都说：“许多机械制造专业毕业的大学生甚至研究生，都画不出能用于生产的图纸。”[1]翻转课堂自被提倡并传入我国以来，受到全国各大院校的青睐，很多高等院校纷纷效仿，并根据自身特点加以改革和创新。

微课是实现翻转课堂的有效途径和手段，但微课的建设不应千篇一律、千校一面，应在建设过程中充分考虑学习对象的面向问题。微课的面向对象大致分为两种：一种是纯面向高校在校学生的，以服务于本校学生教学为目的，同时供同类院校学生参考；另一种是面向高校在校学生和社会学习者的，此种课程建设较难，因为面向对象范围的扩大，会造成因学习者文化基础存在重大差异而导致众口难调。因此，微课建设的对象面向问题至关重要，直接关系到课程建设的内容、授课难易程度以及教师授课方式等一系列问题。

正如一药不能包治百病，一门微课也不可能建设成为适合所有学习者的普适性课程。甚至单就高校在校的本科生而言，不同类院校（即群体差异，如一本和二本院校之间），以至同一学校的不同学生（相同群体的个体差异），也不可能完全适合同一门微课课程。因此，微课建设开始阶段必须将面向对象問题定位，从而开展一门微课课程的建设，避免过于简单无人问津，或过于复杂，因难度大使学习者放弃。

“画法几何与机械制图”是高等院校机械类专业和近机械类专业必修的一门专业技术基础课。实践证明，即使是知识内容很少变化的基础课程的教学也需要研究，甚至需要更多的研究[2]。大连海洋大学确定将该门课程列入微课课程建设项目，该项目的学习对象主要定位为二本院校在校全日制本科机械类学生。

2 微课课程建设实施方案

微课自主学习任务书的制定与评判 微课的实施是基于翻转课堂的授课方式，将传统课堂完全颠覆，学生利用课余时间观看微课视频，课上由教师负责指导，做深入研究和探讨。这种授课方式的优点在于充分利用了课余时间，使学生在有限的课堂环境中得到尽可能多的拓展训练。其缺点在于不是所有的学生都能保质保量地在课前完成微课视频的学习，特别是在二本院校中，学生的自主学习能力往往不是很强，在与教师面对面的课堂教学环境中尚不能保证悉心听课，在课下没有约束力的自学环境中，如何保证其听课进度和质量，是众多微课制作教师不得不考虑的问题。因此，基于翻转课堂的微课建设，要求学生具有较强的学习自主性，或使学生的学习进程具有可控性。否则，由于教学环节的缺失，学生在课堂上就会一头雾水，无所适从。

为了有效地解决这一问题，采用课前为学生下达自主学习任务书的方法，具有一定的控制力和约束力。其内容的编写一般比较简单，主要以填空题和选择题等客观题的形式出现，答案多在微课视频中讲解过。这样既可以鼓励学生观看完整微课视频，又能使学生具有一定的成就感，产生一定的学习兴趣。由于微课视频一般比较短小，往往针对某一知识点制作，因此，自主学习任务书的制作要求避繁就简，但一定要有针对性。学生观看知识点视频，填答自主学习任务书，提交答案后，自动评分并给出标准答案与解释。这样一来，学生就会带着浓厚的求知欲去观看视频，完成自主学习任务书；之后积极地参与课堂讨论，与他人分享学习的喜悦与收获。

微课课程资源建设 微课建设以知识点为核心，不仅要提供流畅清晰的视频资源，更要将课程的知识点与视频实现有效链接，同时提供丰富的拓展资源，包括动态模型库和虚拟仿真资源以及试题试卷等[3]。机械制图动态模型库主要针对基本体、切割体、相贯体和组合体。微课中所涉及的立体都要形成动画文件，作为辅助学习工具，帮助学生理解抽象的空间立体。虚拟仿真资源主要提供相关专业的机器或部件的虚拟装配，比如齿轮油泵、截止阀、千斤顶和减速机等。

微课课堂与CDIO实践教学相结合 CDIO教学模式注重学生工程实践能力的培养和工程意识的提高，但在传统的授课方式下实施具有一定的难度。因为机械制图课程往往在大一时开设，学校无法提供实践教学环节。在以教师向导师回归、考生向学生回归的新教学背景下，教师与学生必须有足够的时间交流。由于近几年机械制图教学改革中不断缩减学时，习题课被全部删减掉，给二本院校的制图课程教学带来巨大的难度。因为机械制图课程的性质决定了要学好这门课，就必须经过大量的练习，反复地实践，所以在习题课被削减掉后，学生成绩出现明显下滑，而且直接影响到毕业生毕业设计论文的图纸质量。如果采用翻转课堂的教学模式，就可以利用课堂时间开设习题课、讨论课等，并有教师亲自指导，比如在机件的表达方案这一章节就可以设立讨论课，按照CDIO教学模式开展教学。

微课建设的主要内容

1）学科知识地图：提供知识导航系统，表明知识间的相互关系，有助于分析和掌握各个知识点的内在联系。

2）知识点清单：按照最新大纲标准，完成知识点的筛选与确定选题，选取具备独立性、完整性、示范性和代表性的知识点，突出重难点的解决，覆盖学科主要知识点。

3）学习指南：指导学生每节课的学习方法以及配套学习资源的使用方法，包括课程名称、达成目标、学习方法建议和课堂学习形式预告。

4）自主学习任务单：用于为学生自主学习微课提供建议的导航，包括学习任务、学习过程建议。

5）微课视频：以知识点为单位，5～8分钟，凸显个性化和趣味性特征。

6）进阶练习：与微课视频配套，用于学生对知识点的掌握情况检测和评估。

3 微课课程开设的局限与对策

微课强调课程短小精悍，以知识点为中心，这样无疑限制了知识之间承上启下的作用和联系，如果学生由于某些原因漏掉了某堂课某个知识点的学习，则极有可能影响对下一个知识点的理解和把握。因此，在微课视频制作时最好限制观看权限，如果没有观看上一个视频并完成自主学习任务，便无法观看下一个视频继续学习；但观看过的视频可以反复重复播放。

微课的开设不适合大班授课，因为在短短的45分钟课堂中，会有相当一部分学生无法实现与教师面对面的交流，从而失去学习的兴趣，也没有与同学分享自己学习成果和进行探讨的机会。在课堂中采用单班授课，总计30个学生，每六人分为一组，共五组。教师首先布置课堂习题或实践任务，然后组织学生进行组内讨论，最后各组指定代表和教师面对面交流，以表达组内学生的共同看法或习题解法，从而使微课成为全员参与和交流的实践课堂，极大地提高学生的学习兴趣和自我表现力。

当然，在微课开展过程中出现的比较常见的问题，也是难以解决的问题，就是个别学生不按照规定的时间完成在线微课的教学任务，以至于影响教师课堂实践教学的开展，面对这种情况，采用的解决方案是将学生成绩的评价分为三部分：第一部分是学生课下任务单的完成情况；第二部分是课上实践教学的完成质量；第三部分就是小组成绩。在课上讨论时被教师点名代表小组回答问题的学生，对问题回答的准确度作为评价该小组成绩的依据，这样既鼓励学生不要因为个人的懈怠而影响集体成绩，也有助于小组成员之间相互督促，积极完成课下教师布置的学习任务，有利于整体教学活动的开展。

最后，也会有个别教师担心这种微课电子资源的利用，有一天会取代教师多年来的社会地位和社会作用，笔者认为存在这种想法无异于杞人忧天。因为课程的重要环节在课堂，课堂上既是对学生学习电子资源的总结，也是对知识的运用和升华，而这一环节是离不开教师的。另外，所有电子资源的设计、完成和维护，都需要教师不断完善和更新，所以高水平的师资是建设一流大学的根本保障[4]，教师有如水之源，其地位不可替代。

4 开展基于翻转课堂的微课实践教学

在经过课程建设的对象定位、基本资源建设和拓展资源建设后，对机械设计与制造专业的学生开展翻转课堂模式下的实践教学尝试。学生利用课下时间按照教学任务完成教师布置的学习任务，实现对基本知识点的掌握和理解，在课上进行各种拓展练习，包括教师讲解基于知识点的习题答疑和综合实践项目，如组合体的构型设计、形体的表达方案探讨、零件图的测绘、装配图的绘制等实践教学项目，均可以在课堂上加以有效完成。在实践教学过程中，根据学生的要求对部分教学资源进行修改与调整，使之更加适合授课群体的特征需求。在教学过程中，支持以学生为中心的成果导向型教育，为适应21世纪科技发展对高素质人才的需求，培养学生综合设计与工程实践能力，已成为高等院校人才培养的目标。基于翻转课堂的微课课程建设主要实现了以学生为主体的知识、能力、素质全面协调发展的教育理念，培养了学生的工程实践能力、设计能力，着力解决了“工程性”和“创新性”不足的问题。确保学生在教与学的过程中有的放矢，课上更好地巩固理论知识，提高实际动手能力和解决问题的能力。

参考文献

[1]郭长虹，赵炳利，李兴东，等.面向CDIO的工程图学教学改革[J].图学学报，2011，32（5）：56-60.

[2]许国玉，兰朝凤.机械制图融合式交互课件研究与教学实践[J].图学学报，2015，36（6）：960-965.

[3]周立彬.“工程制圖”精品资源共享课课程建设与实践[J].中国信息技术教育，2017（1）：103-106.

[4]董泽芳，黄燕，黄建雄.我国高校教师队伍学缘结构问题及优化对策：基于三个视角的调查与分析[J].教育科学，2012，28（5）：48-52.