对《机械制图》课程线上线下教学新模式的探索

徐 泉 李叶青 周 洋

中国石油大学(北京),新能源与材料学院 北京 102249

1 引言

《机械制图》是一门主要研究识读及绘制工程类图纸,教授机械原理的学科[1]。作为高校理工科专业的一门重要通识教育课程,其在培养学生图形及空间思维、解决实际工程问题等能力方面起到举足轻重的作用。课程要求学生不仅要掌握该门课程的相关制图方法和专业理论知识,还应提高自身的计算机应用技能和基本操作能力。该课程作为基础课程,对学生未来自身发展及就业有很大帮助,因而教学方法更应注重创新、与时俱进。教师要将《机械制图》革新作为教育发展的重点,并以此带动其他课程进行教学改革。而由于受到疫情影响,高校更需主动探求高效开展线上线下混合教学的新方式,以保证正常教学进度,提高教学质量。并利用大数据分析,找到学生在学习过程中的薄弱环节,对症下药。充分体现了以学生为学习主体的理念。同时,这种创新课堂也起到了提升教师教学能力和质量的作用,实现了双赢。

2 目前高校机械制图课程教学现状分析

近年来,为满足经济建设要求,国家对工程类人才的需求量逐年增加,而大学是肩负着培养高素质,全面发展专业人才的重要场所。但是目前,传统的教学模式过于刻板单一,对于图形和空间的演示能力不足,不能很好满足教学要求。另外,不同学生的学习能力和理论基础存在着差异性,单纯使用“口述+练习”的方式授课并不能实现全体学生共同进步的目标。就课程改革的现状而言,依然存在着诸多问题。

随着科技发展,各类新型教学媒体兴起,极大丰富了课堂教学内容。处在后疫情时代的今天,建立并完善线上线下混合教育平台亦是大势所趋。而目前,采用新模式教学大多未能达到预期的教学效果。

首先,线上线下教学内容被割裂开来,相互之间缺少联系,缺乏完整性和系统性,无法起到相互辅助的作用。课堂教学的内容没有根据实际情况做出相应的改变,只是盲目地将课程资源生硬的传授给学生,并未加以整合优化,与传统课堂授课方式并无本质不同。因而,使线上线下教学脱节,反而增加了学生的课业负担,难以激发学生的兴趣,不能有效地提高教学质量。

其次,未建立良好监督和反馈机制。教师在线上授课期间无法与学生面对面交流沟通,致使不能对学生的知识掌握情况做出有效的评价和研究,对于学生学习过程中的薄弱环节无法及时查漏补缺,降低了线上线下混合教育的有效性。与此同时,学生对自己的学习情况缺乏准确的认知,也会对接下来的深入学习感到力不从心,导致不同学生之间的学习效果差距加大。

此外,机械制图课程注重实践,而目前大多课程学时分配不够合理,理论教学与综合实践课程未能有效结合。由于接触机械实物机会较少,学生对于机械结构等相关知识的理解局限于书本,无法形成系统完整的知识体系。并且,由于课程设置单一,许多高校未能将机械制图教学与计算机制图技术有效地结合。学生对于各类机械结构的抽象思维、图纸绘制以及设计能力的掌握程度不够,对于计算机常用机械制图软件的运用水平不高[2]。

3 机械制图线上线下混合教学改革措施

3.1 积极改善教师教学理念和方式方法 构建效果良好的线上线下学科教育平台,需要教师和学生共同努力。因此,不应将注意力全部集中在如何提高学生能力身上,同样也要认识到教师在教学过程充分发挥引导作用的重要性。因此,教师应该根据实际情况合理运用现有资源,进行创新式教学,有目的培养学生独立思考的能力。在教学过程中,不仅要时刻注意学生对理论知识的理解情况,及时对教学内容做出相应调整,还应积极学习并熟练掌握相关网络学习平台的使用方法,寻求线上线下混合教学效果最优化。此外,在进行机械制图教学时,教师应积极使用计算机建模,为学生进行演示和讲解,使其对机械实物产生一定的基本认知。同时,对学生在机械制图教学过程中遇到的重难点问题进行及时答疑,帮助其巩固所学知识,为后期继续深入学习打好基础,也为其他课程的学习提供了借鉴。

3.2 探索线上线下课堂教学新模式 在新冠疫情大背景下,应对传统线下教育进行革新,将网络学习以及大数据处理融入现有课堂教学中,形成线上线下结合的教学新模式。以机械图纸识读、绘制和计算机软件辅助为基础构建《机械制图》课程总体框架,并围绕雨课堂、超新星等多功能线上授课平台开展灵活教学工作,将课前预习、课堂讨论教学、课后练习以及计算机辅助绘图软件学习有机结合起来。利用大数据网络技术代替传统单纯的教师经验主义,严格把控教学进度,使教学方案的制定更加科学、切合实际,极大丰富了教育教学资源。

(1)整理教学资源并及时发布预习任务。合理利用网络资源是建立线上线下混合教学平台的前提。教师根据学生现有水平,将授课内容以PPT、小视频等形式呈现,借由软件自身的动画演示功能,让学生对机械内部空间结构、透视等有更直观的了解。并在授课前,通过雨课堂、超新星等平台发送给学生,同时可以增加语音进行针对性指导。将预习课件在课前发布给学生后,平台上会显示每个学生的预习情况,以此辅助学生在前期进行预习准备工作,培养其自主学习的意识。这样做也有助于减少上课期间教师授课负担,并节省更多时间用于攻克重问题难点,使课堂教学更高效。

(2)教学过程中组织提问、答疑及讨论。在构建线上线下结合的翻转课堂过程中,应时刻关注考勤、重难点讨论、师生互动几个要素,将传统课堂的以“教”为主转变为以“学”为主。课前,可以使用网络教学平台的自主签到功能进行考勤,避免代签、漏签。在正式开始授课后,平台页面会实时更新目前所讲的PPT页面,并且每页PPT下都留有“收藏”和“不懂”选项,以便学生将重要的或不理解的知识点进行收集和反馈。而教师可以根据对学生“不懂”知识的统计实行针对性教学。一般来说,当授课进行到中后期时,学生注意力会开始发散,适时的课堂提问和小测有助于集中注意力。教师可以在平台上设置答题时间,以查看学生当时对知识掌握的熟练度和理解程度。利用大数据统计分析,根据不同学生的特点和学习情况制定有系统性的教学方案,实现个性化教学,同时克服线上教学时教师不能同步观察学生听课状态的弊端,提高了教学质量,防止班级授课中学生成绩两极分化严重。

此外,雨课堂还附带有“弹幕”功能,学生可以通过此功能进行实时反馈,从而加深师生间沟通交流,使教师能够及时对授课中学生的问题进行解答,不将疑问带出课堂。同时,也能以此活跃课堂气氛,避免由于教学过程冗长枯燥使学生对《机械制图》课程失去兴趣。

(3)课后及时进行知识巩固。课后教师可以在班级群中布置练习题,帮助学生及时进行复习和知识巩固,查漏补缺。课后习题除了基础理论知识以外,还可以引导学生利用铅笔、三角板、圆规等工具来手工绘制一些简易的机械图纸,使学生对机械构造形式有更深刻的认识。此外,由于《机械制图》课程注重创新性和实用性,适当地增加开放题的设置,以团队合作的形式完成一个课题,可以增加学生的参与感,也有助于培养学生的创新思维能力。在学生完成相应作业和课题后,教师应尽快审批,指出改进方向,统计错误率,并在之后的教学中进行重点讲解,帮助学生夯实知识储备。另外,可以通过公众号等形式进行知识扩展,将收集到的各类资料在平台上进行公布,实现信息资源共享,拓宽学生视野,增长兴趣[3]。

3.3 掌握制图基本技能,增加机械制图相关计算机软件教学 为培养有创新思维和机械设计能力的应用型人才,适应国家、企业建设需求,《机械制图》课程的教学内容要与实际工程项目相贴合。为此,将相关计算机软件融入机械制图教学是十分必要的,其中使用最广泛的软件是Auto CAD。目前,CAD等软件已在大多设计院和企业中应用推广并不断开发出新的功能,而在学校实际教学中,依然以最基本的二维模式为主,教学现状与社会需求差距较大[4]。因此,学校应针对如何提高学生机械设计水平、如何引导学生利用所学软件解决实际项目等问题积极进行教学改革,大力培养学生的工程意识,同时也为今后的升学就业做好准备。

3.4 建立客观、多元的考核评价机制 教师应改变单一的评价模式,不再单纯以考勤和期末考试成绩作为唯一评价指标,而是探索一种更加客观的综合评价方式。“不唯成绩论英雄”,分角度评价,从而促进学生的全方面发展。研发线上线下混合教学与诊断性评价、形成性评价、终期性评价相结合的多元化考核评价体系[5]。教师应跳出固定教学评价模式,将课堂答题情况、团队合作参与度、计算机软件应用水平均设置为平时表现考察项目,时刻关注学生发展动向。避免学生出现懈怠情绪以及考试前夕熬夜突击、临时抱佛脚的行为。以线上线下混合教学模式为基础,进行考核评价的全面创新,对学生基础知识的掌握程度和阅读绘制机械图纸的能力进行评估,并将他们应对实际项目的综合能力纳入考核,以提高学生的工程素质。

3.5 积极举办线下活动,增强学生创新意识 目前,疫情防控局势好转,各高校已逐步恢复返校授课。教师可以利用校内现有资源,积极举办线下活动,推动实践教学改革。将线上线下翻转课堂与各类实验、竞赛更加紧密的结合起来,以多种网络教学平台为媒介,别出心裁设计各类课堂教学活动,使学生们将线上所学知识灵活应用并加以巩固扩展。教师通过参观学习、亲自动手实验等教学活动让学生对机械结构、机械设计、机械操作产生更真实、系统的认知,而不是将学生禁锢在教室中。

此外,教师应鼓励学生积极参与机械制图类比赛,并提供相应的教学指导,帮助学生在比赛过程中激发自身潜能,不断突破自我。这也有助于促进学生兴趣养成,向更高的平台发展。

4 结语

疫情时代下,随着新型教学手段和平台的不断更新,传统的班级授课形式受到了冲击和挑战,而发展有特色的线上线下综合教学新模式、充分进行内部教学资源优化是打破《机械制图》课程局限、改革创新的必由之路。以学生的能力提升、工程思维培养作为主线,按照先引导,再提问,后答疑的过程,合理安排教学周期整体规划方案。此外,将教学活动中学生的反馈信息进行收集,并利用网络教学工具对海量数据分析管理,可以帮助教师对学生的学习状况进行清晰的判断和分析。

通过线上互动型授课和线下创新型实践的相互配合[6],能够让学生从意识层面对所学课程进行内化整合,并充分提高相关制图设计软件使用熟练程度,发展创新及发散思维能力。同时,实践性的教育活动也可以拉近师生距离,加深沟通交流,教学相长,共同追寻更高级的教学目标。