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DOI：10.16660/jki.1674-098X.2007-5640-4289
信息化技术背景下《工程制图》教学
改革与探索①
李雪芝
(新疆大学机械工程学院  新疆乌鲁木齐  830047)
摘  要：由于教学环境因素的变化，课堂学时被压缩，但又需完成教学成果的达成度，应自适应转变教学观念，打破课程教学内容和教学方式的传统模式。以《工程制图》为例，借助网络教学平台，构建制图课程教学资源，设计线上学习和课堂教学的各个环节，形成灵活、有效的教学模式，全面提高工程制图教学质量，培养学生们的自主性和积极性，为将来的就业奠定良好的基础。
关键词：工程制图  信息化教学设计  课程  课堂  线上+线下混合式教学
中图分类号：G434                            文献标识码：A                    文章编号：1674-098X(2020)10(c)-0185-04
Teaching Reform and Exploration of Engineering Drawing under
the Background of Information Technology
LI Xuezhi
(School of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang Uygur Autonomous Region,
830047 China)Abstract: Due to changes in teaching environment factors, classroom hours are compressed, but the achievement of teaching achievements needs to be completed. The teaching concept should be adaptively changed to break the traditional model of course content and teaching methods. Taking "Engineering Drawing" as an example, with the help of a network teaching platform, constructing teaching resources for drawing courses, designing various links of online learning and classroom teaching, forming a f lexible and effective teaching mode, comprehensively improving the quality of engineering drawing teaching, and cultivating students' innovation ability and self-learning ability , which can lay a good foundation for future employment.
Key Words: Engineering drawing; Information teaching design; Course; Classroom; Online and off line hybrid teaching
①基金项目：新疆大学“金课”建设项目（项目编号:XJU2020JK25）、自治区高等学校本科教育教学研究和改革
项目。
作者简介：李雪芝(1989—  )，女，汉族，山东菏泽人，博士，讲师，研究方向为特种加工技术。
工程图样是工程技术人员关于产品设计概念、设计过程等方面进行沟通、交流的重要依据，是工程和生产产品的有形载体。《工程制图》是高等院校理工科大一学生必修的一门专业基础课程。本课程基于正投影理论和国家制图标准的有关规定，主要包含绘制、阅读工程图样的制图基础知识、基础理论（画法几何）及基本技能（尺规绘图、计算机绘图等）。工程制图课程是一门体现工程特点的入门基础课程，不仅要求学生掌握绘制、阅读工程图样的基本方法和技能，更重
要的是培养学生们的空间思维能力，以及严谨细致、认真负责的工作态度和工作作风。
社会在发展，科技在进步，信息化技术已经渗透到多个领域中，如扫码支付、5G、直播平台等。在这样的高度信息化背景下，教育必然要走上信息化道路上来。基于现代教育思想和理论，新兴的信息化教学模式不断在扩大，打破了传统的教学模式、教学手段和教学方法，逐渐成为一个主流的教学方式。目前，慕课、微课、微雨课堂、翻转课堂等一些教学方式相继出现，进
而提高了教育质量和效率，形成一批适应信息化社会要求的新教育模式。由于教育形势和教育环境的日益变化，大学生课堂的理论学时不断被压缩，其中《工程制图》专业类基础课程学时也是一再被压缩，结合课程特点，如理论知识多、抽象难懂等，导致课程学时的压缩与知识的增长之间的矛盾日益突出，现有的教学大纲、教学内容等已不适应教学要求，这就需要及时更新教学方法与教学手段。
本文通过分析制图课程现状，探讨现代化信息技术在高等院校理工科工程制图课程教学中的应用，设计线上学习和课堂教学的各个环节，形成灵活、有效的教学模式，最大限度地提高教学质量和教学效率。
1  《工程制图》课程当前存在的问题
1.1 单一的教学形式和枯燥的教学内容
作为培养复合型人才的高等院校，《工程制图》课程是我校电气工程、化学工程、生物工程等国家级一流建设本科专业，以及自动化、纺织工程等自治区级一流建设本科专业的通识教育课程。本课程最大的特点是理论知识概括性强、抽象度高。传统的教学模式是课堂上讲授理论知识和相应的例题，接着学生做一些练习，根据学生的完成度，老师们再继续讲解，这种单一的教学模式，只会让学生越发感到枯燥。因此，当前《工程制图》课程所存在的最大问题是学生对这门课程的学习兴趣薄弱，每一学期这门课的挂科率或者重修率比较高。在课堂上，老师们的教学形式大都是板书或PPT或教学工具，现代化信息资源比较少，所呈现出的教学内容也比较枯燥，难以引起学生的注意力和学习热情，随着课堂/课程的
进行，学生对这门课程的学习能力降低。另一方面，对于部分老师来说，过多依赖多媒体教学，使用现代化信息技术教学还存在一些经验不足，同样会造成学生学习兴趣的薄弱。以上分析，学好这一门课程的关键因素是提高学生们的积极性，激发学生学习的兴趣。在信息化背景下，老师们应及时更新教学手段，依托多样性、多方位的网络平台，掌握现代信息化教学技术手段，实现高质量、高效率的课堂。
1.2 理论与实践教学协同不足
《工程制图》课程在理论方面需要学生们掌握绘制、阅读工程图样的基础知识、基础理论，能够做到活学活用，在实践方面需要结合大量的工程案例，增强基本技能的训练。如果理论教学与实践教学出现脱节，协同不足，将对学生造成不利的影响，主要是以下两个方面:(1)课堂上所获得的专业理论知识没有得到实践，将不能及时巩固和接受锻炼。(2)工程实践的参与机会越少，学生们的创新思维越易固化，难以解决工程领域中出现的新情况、新问题。《工程制图》课程的最终目的是将学生们所学的专业工程制图知识与实践生产有效结合起来，识别、表达及解决机械系统中的复杂工程问题。然而，在传统课堂上，老师们只是用板书或教学工具向学生展示，其中机械零部件之间的几何关系、装配关系等难以表达清楚，学生们根本没有机会得到实践。另外，工程制图是以国家标准为基础，学生们缺乏社会实践环节，在课程设计方面难以考虑这一点，最终影响学习质量。从以上分析原因来看，需要对实践环节进行改革和创新，以笔者所在单位为例，在培养方案原有的认识实习、生产实习等实践环节的基础上，增设大学生创新项目训练、企业顶岗实习、企业内全程毕业设计等实践环节过程，整合已有教学资源、购置
必需教学设备，构建全方位开放式的实践教学平台，培养学生们的实践能力和创新性思维。
2 信息化教学在《工程制图》课程中的应用策略探析
2.1 信息化教学的应用优势
基于以上所分析的制图课程现状，可以得出教学不是教师的独角戏，也不是知识的唯一来源，教学设计与实践应由教师的“教”向学生的“学”转变。教师“教”为中心的课堂教学在同一学习空间，使学生的学习效果存在差异，主要体现在学习速度上。因此，学生的个性化学习是未来的发展方向，这就需要在信息化背景下对《工程制图》进行教学改革，以及信息化教学应用策略探索。“线上+线下”混合式教学可以实现学生的自主性学习，解决教师无法提供个性化指导的问题。
以本单位为例，在《工程制图》教学过程中，为突出学生的教学主体地位，依托“智慧树”等教学平台，构建数字化教学资源，对课程/课堂教学内容进行信息化教学设计，合理引入多媒体技术、网络技术、虚拟仿真技术等现代化信息技术，突出重要、疑难的知识点，并给出问题的解决方法和主要思路，引导学生的个性化自主学习。
2.2 基于课程的信息化教学设计
老师在课程教学活动开展之前，选择信息表征多样化的知识点进行全面设计，如轴测图、组合体过程、
截交线、相贯线、断面图、剖视图、装配图等，重点突出工程制图的基础性和工程性。以笔者所在单位为例，
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《工程制图》课程是在“智慧树”平台建立的，根据课程大纲，设置了8个单元，录制了相关单元的微视频，其数量分别为8、16、12、10、4、8、2、12，共计72个视频。采用智慧树的“翻转课堂”模块，通过学习任务、见面课、学习资源、问答讨论、作业考试、小组教学、学生管理、成绩管理等功能模块，构建制图课程的教学资源，实现“线下+线下”混合式教学。依托网络教学平台、在线学习平台、QQ、、钉钉等，建立数字化教学资源，并将教学大纲、PPT、电子教案、学习教程、习题集、工程案例、辅助资源等课程教学资料共享于网络平台上，提高学生线上学习的积极性。特别是一些典型零件图例操作录制成微课，在网络平台上共享，更有助于学生的预习、复习和反复练习。此外，由于信息化技术的快速发展，网络教学平台还包含测验、任务点、作业库、题库、数据统计等环节，基于平台的数据反馈，老师可以掌握每位学生的课前预习、课中学习、课后复习的情况，根据学生的完成度，及时调整课堂上的教学内容，提高教育质量。
2.3 基于课堂的信息化教学设计
老师在课堂教学活动之前，应对各个班级和班级学生的学情进行分析，各班级及班级学生存在智力、学
习风格、个性特征等方面的差异，应合理设计灵活、有效的教学方法，如讨论式、启发式、任务驱动式，让不同学习能力的学生参与课堂教学活动中，实现以老师为主导的“满堂灌”向以学生为主体的“满堂学”转变，全面提升课堂质量。《工程制图》这门课的知识点难易程度循序渐进，特别是在相当抽象的章节上，如果出现学习跟不上，学生渐渐对这门课的学习能力和学习兴趣降低。因此，老师在课堂开始或者结束时重点强调课前预习，但仍有部分同学不会预习。学生的自主性和积极性需要老师进行合理的教学设计进行引导。在信息化技术背景下，老师可以将所需要预习的内容或者需要完成的作业以文字、视频等多种形式上传到“雨课堂”、“蓝墨云”、“钉钉”，同时设置完成预习和作业所需要的时间。后台可以对每一位同学的完成情况进行统计。基于后台数据，教师能够更好地了解学生的预习情况以及所遇到的问题，并在课堂上重点讲解，提高教学效率和教学效果。
《工程制图》部分内容比较有难度，如果采用传统教学法讲授知识点，学生很难理解和掌握，那么课堂教学应采用动画、视频对读图、识图过程进行演示，全面提高课堂教学的信息量，让枯燥的知识点“活起来”。以读组合体三视图为例，主要是对组合体在空间的位置、形状进行展示，以典型机械零部件组合体为对象，通过形体分析法，掌握组合体与基本体之间的关系以及相邻表面的连接关系。为培养学生的空间想象能力、分析能力，在本节课堂的教学设计中，首先利用SolidWorks建立零部件的三维模型，结合CAD绘图和多媒体制作，通过CAI课件分析组合体的组合过程，既能使学生加强直观了解，又使学生感觉学有所用。
3  《工程制图》课程的"线上+线下"混合式教学实施
通过课程+课堂的信息化教学设计，工程制图课程采用"线上+线下"混合式教学，其具体的教学过程主要包括课前复习、课中学习、课后复习三个方面。
课前，老师在“智慧树”等教学平台上构建多方位的教学资源，如微视频、多媒体课件、学习资料以及课前作业等。其中微视频是主要的表现方式，可以对制图课程中的所有知识点进行分解和录制，特别是教学内容中重要的、疑难的知识点。另外，每个微视频只有10多分钟，可以回放和暂停，有利于学生耐心学习、消化所学知识点。学生在教学平台上接收到课前预习任务后，通过微视频、电子课件、电子资料进行学习，并完成老师发布的课前学习作业。
课中，基于学生课前学习作业的完成情况，老师及时调整课堂的教学内容和教学结构，并继续设计一个新的“学习任务单”，这是实现混合式课堂教学的核心。对于课前学习作业，大部分学生普遍存在的问题和出现的错误，老师要重点讲解，纠正不合理、不正确之处。在答疑过程中，老师要将新知识融合进去，反复强调总结，提出注意事项。 另外，老师应将课堂所传授的知识与工程实践相结合，让学生对这一方面知识的认知得到巩固、加深。
课后，老师需要掌握学生课堂知识的学习情况和复习情况，课后的测验、评价、考核是不可或缺的环节。老师在教学平台上发布课后作业或者课后任务，其中任务形式、任务过程、任务反馈、任务评价等
可以采取多样性、灵活性，典型的形式如以小组为单位，进行任务活动，最后各小组进行评价，每位学生在活动参与过程中大胆提出想法和实践，充分调动学生的自主性、积极性。
4  结语
由于教育形势和教育环境的日益变化，《工程制图》课程在信息化技术背景下迎来了重要机遇和挑
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战。老师需要及时更新教学理念，努力学习新知识，熟练运用信息化教学技术手段，拓展多方面教学资源，通过课程/课堂、实践等多方面的信息化教学设计，形成灵活、有效的教学方法，全面提高教学效率和教学质量。但在混合式教学的具体实施过程中需要注意的是：(1) 老师应充分发挥引导作用，不能过分依赖教学平台；(2)老师还需要不断去企业实践、学习，将课堂知识和工程实践有效结合。
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《当代体育科技》征稿函
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