“互联网+”背景下工程制图数字化教学模式的研究

李献丽 侯舟波

摘要：随着互联网信息技术的发展，以数字化为特征的信息化教育蓬勃发展，教育模式不断创新。本文针对工程制图课程从数字化教学资源建设、数字化教学设计、评价体系的构建等方面进行教学模式研究，通过网络学习平台的构建，形成全新的数字化线上线下混合教学模式。

关键词：数字化;工程制图;教学模式;互联网+

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）15-0109-03

“互联网+”信息技术的发展，教育信息化迎来了很好的发展机遇。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》 中提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。习近平在致首届国际教育信息化大会的贺信中提到"积极推动信息技术与教育融合创新发展"。2017年6月27日，在“工业自动化隐形冠军与工业4.0教育专家”论坛上，肖维荣博士发表了“数字化的转变-教育的根本改变”为主题的演讲，深入浅出的剖析了数字化这一不可逆转的潮流。王莹[1]在数字化时代高校课程教学的创新与改革研究中提到了数字化时代是高校课程教学改革的难得契机。数字化时代已经到来，在数字化的冲击下，各高校应该积极进行教学方式和教学模式创新。

1 工程制图教学的现状分析

1.1 工程制图课程特点

该课程是理论、实践性较强的专业基础课，该课程的学习效果直接影响后续课程的学习，其内容包括制图的基本知识和技能、平面图形的绘制、画基本体和组合体的三视图及截交线和相贯线、画轴测图、机件的基本表示法、识读标准件、识读零件图和装配图。该课程主要培养学生的空间想象力和构图能力，培养学生具有机械工程专业基础知识、并能运用学到的知识解决机械工程领域复杂工程问题; 能够在机械工程实践中初步掌握并使用现代工程技术、方法和工具，了解与机械工程相关的技术标准。内容知识点繁多，学习及绘图过程需要学生耐心认真，并需要学生具有一定的空间思维能力。

1.2 前期教学过程中存在的问题

1）学生学习的主体性发挥不够充分

一般的教学设计更加关注课堂知识的传授，在授课过程中加入练习比满堂灌的教学确实可以提高学生的参与度和教学效果，并且在课堂教学过程中根据学生情况适当调整教学进度，但在授课前不清楚学生的难点疑点，仅凭一堂课的教学很难达到理想的教学效果，学生仍然存于被动学习阶段，并且课后的师生交流也不及时，老师对学生的掌握程度很难把握。

2）缺乏课程思政和教学的融合

习近平在全国高校思想政治工作会议上强调要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程。而该课程主要关注了知识的讲解和学生的绘图成果，对学生的思政教育关注较少。该课程也有很多思政点可以体现，譬如绘图过程着重培养学生的遵守标准规范意识及工匠精神、复杂问题团结协作和科学探索精神以及勇于展现自我等思政要素。

3）教学素材不够丰富

该课程对学生的空间想象力与空间逻辑思维能力有一定的要求，部分同学因为缺乏此方面的能力，显现出畏难情绪，而帮助学生辅助提高其空间感知能力的素材较少。肖新林[2]提到了三维机械制图发展的必要性，因此应该丰富教学素材。另外对于烦琐的绘图过程，还是依靠教师课堂反复讲解为主，缺少反复播放的微课等视频辅助教学。

4）评价方式不够全面

大部分的课程评价关注于期末考试成绩，考试是能某种程度上反映掌握知识水平，但综合素质的评价需要评价各个方面，包括課堂前后的学习程度等各方面。需要采用合理的评价方式，激发学生的学习主动性、认真度、创新能力等。

2 数字化教学模式的构建

2.1 优化课程教学结构

“互联网+”背景下数字化教学模式的形成，产生了以网络教学平台为依托的线上线下一体的混合教学模式，本课程依托超星学习通网络学习平台。平台上各种资源的建设有利于学生的课前预习、课中的教学实施以及课后的交流。学生可以借助电脑、手机等，随时随地进行课前预习、课后复习等。学生通过课前的预习，对内容的知识点、重难点、学习目标等有直观的认识，根据预习情况提出问题，真正参与到课程设计的过程中。教师也通过课前的交流，更直观的了解学生对课程的认识，进一步规划课堂教学内容和教学方法。课中充分体现学生的“主体”地位，通过任务驱动形式，以解决问题为主，通过问题讲解内容，“学中做、做中学”，利用数字化教学发挥学生个体差异性以及团结合作等特点。并借助网络平台上的功能，多方式的调动学生课堂参与的积极性，课后可以利用数字化手段进行反馈指导、反思总结，形成数字化教学模式下的线上线下混合式教学，真正实现“教师主导、学生主体”的教学结构。

2.2 数字化教学资源建设

信息化时代，数字化教学资源充分的开发利用对推动学生的线上线下自主学习有很好的促进作用，数字化教学模式的形成需要丰富的教学资源的支撑。信息化时代机械制图数字化教学资源建设与应用研究[3]中提到了丰富的教学资源提升了学生学习的积极性和课上课下学习的主动性;提高了绘图技能和工程实践的能力;拓展了专业知识面，学生的创新意识也得到了提高。尤其该课程对学生的空间想象力与空间逻辑思维能力有一定的要求，而部分学生的基础较差。容易产生畏难情绪，从而失去兴趣，因此该课程需要大量的有直观感的模型。目前有一些实体模型，但为数较少，传统地利用PPT图片或者实体模型展示形体的外部形状和内部结构特征，立体感欠佳，且不能多方位展示。又针对教室空间大、学生多的特点，能多方位展示的三维模型更适合教学，利用Solidworks软件制作三维模型库，部分采用虚实结合的方式，为空间想象力差的同学提供帮助，增加其学习的信心。也有一些关于Solidworks三维造型的课程教学研究，其是一款非常优秀的三维机械设计软件，具有功能强大、简单易学等特点[4-5]。所建立的三维模型，教师可从外部轮廓、内腔结构、剖面形状、各个投射面等进行展示教学，对提高学生的三维空间思维能力有很大帮助。如图1所示部分三维模型。

目前配合教学任务单制作了三维模型60余个，便于学生根据自身情况进行辅助学习。另外满足不同学生的要求，在网络学习平台上进行了视频资源建设，包括授课内容讲解视频，而对于烦琐的绘图过程，为了解决需要反复讲解的问题，制作了视频绘制过程的微课资源，学生就可以随时查阅并反复观看，有利于知识的掌握和巩固。在超星学习通网络学习平台上每一章节配有相应的电子教材、重难点分析、PPT资源、视频资源，课堂任务单、内容总结等，并设置有作业库和题库，便于课外作业的布置和学生的自学。课堂教学过程中也有大量的图片动画等来展示立体结构和绘图步骤等。资源库建设主要有以下内容如图2：

2.3 数字化教学设计

“互联网+”信息技术的发展，数字化技术要真正融入教学，改变并丰富教师的教学方式。学生的学习手段和学习方式也相应要发生变化。充分利用学生手机、电脑等移动设备不受时间空间限制的特点，与学生交流沟通碎片化知识，形成线上线下一体化混合式教学模式。分为课前—课中—课后，课前课堂上充分利用数字化技术，进行课前预习、完成课前小测等，课堂上进行签到、抢答、讨论等环节，调动课堂学生参与度，部分章节采用翻转课堂，课堂主要采用任务单形式来完成任务，课堂任务单共30份，例任务1.3部分内容如图3。对于《工程制图》这门课程，该课程特点以画图和识图为主，图形在黑板上展示比较困难，因此超星学习通网络平台就展现了它的优点，将学生成果拍照上传班级群，并在课堂大屏幕上进行展示，同学们一起对成果进行评价，相互评分，从而同学们可以很快地明确自己的结果正确与否。课堂教学可以为学生提供更多讨论、展示和交流的机会，有利于培养学生的表达能力、鉴赏能力、批判思维能力。具体教学设计如图4。

2.4 课程评价体系的构建

评价体系应体现学生的主体地位和差异性，学生的期末考试考核是必须的，采用考察方式学生容易思想怠慢，但过程性评价也需要重视。过程性评价重视学生的情感、课程思政等方面能力的体现。充分利用信息化的线上线下一体化教学，便于老师掌握学生的课前课后情况，评价体系应包括线上学习情况（点击率、在线互动、任务点完成度等）、課堂表现情况、课后线上学习情况以及学生的自评互评等。合理的课程评价体系，对学生的学习也有至关重要的作用。

互联网+背景下的数字化为线上线下一体化教学提供了保障，充分利用网络学习平台可以提高学生的自学能力，满足学生的个性化需求，课堂以完成任务单为主，锻炼学生解决问题和展现自我的能力。数字化只是一种手段，不能过度依赖，其在课外学习、线上师生互动、教学评价和课堂某些环节等方面，具有很大的优势，应恰当并充分利用，教学改革必会取得好的效果。

参考文献：

[1] 王莹. 数字化时代高校课程教学的创新与改革[J]. 江苏高教， 2019（9）：72-77.

[2] 肖新林. 基于数字化的三维机械制图的发展分析[J]. 中外企业家， 2019（17）：111-111.

[3] 张攀. 信息化时代机械制图数字化教学资源建设与应用研究[J]. 课程教育研究， 2019（43）：261-261.

[4] 陈智琴， 张淑芳， 李文魁. 基于SolidWorks三维造型的《工程制图》课程教学模式改革的研究[J]. 山东化工， 2014， 43（1）：115-116.

[5] 王刚， 周洋， 牛鹏辉. 三维设计软件SolidWorks教学实践与研究[J]. 科教导刊， 2018， 353（10）：127-128.

【通联编辑：王力】