高校机械制图类课程线上教学研究

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摘要：【目的】机械制图类课程是高校针对工科专业开设的学科基础必修课，既有投影理论又与生产实践紧密联系，如何保证机械制图类课程在线上教学过程中的质量是高校教师亟待解决的新难题。【方法】课题组针对高校机械制图类课程的线上教学模式，以苏州科技大学为例，就实践过程中存在的问题进行探究。首先，以32学时的机械专业的制图课程为研究对象，在同一任课教师和期末考试出题难度基本一致的情况下，根据期末考试卷面成绩对比分析学生在不同教学模式中对相关知识的掌握度，并以此来反馈教学效果。其次，对线上教学过程中存在的问题进行归因分析，探讨影响线上教学效果的内部及外部原因。最后，提出有效的教学改进措施。【结果】学生在传统线下教学中对知识点的掌握度更高，线上教学效果明显低于线下教学效果。根据归因分析，总结出了影响线上教学效果的内外部因素。【结论】任课教师需要改进线上教学方法并在教学过程中对重难点有所侧重，从而帮助学生理解和掌握相关知识。并从以下方面进行调整：1）打造兴趣与目标导向融合教学机制；2）创新多元化教学方法，在“互联网+”条件下构建可移动的学习系统；3）建立动态反馈与调整机制。

关键词：机械制图；线上教学；改进方法

机械制图类课程是高校针对工科专业开设的学科基础必修课，基于投影理论培养学生绘制工程图样的能力及通过阅读平面图形解决复杂空间几何问题的能力。机械制图类课程是工科生的入门课，而工程图样则是工程界的一门技术语言，学生通过本门课程的学习不仅要掌握制图与读图的技能技巧，更要养成严谨的制图习惯和精益求精的工匠精神[1]。在新工科背景下，苏州科技大学着眼于培养担当民族复兴大任的时代新人，针对不同专业特点开设了“机械制图”“画法几何及工程制图”“工程制图基础”“建筑制图”“制图基础及计算机绘图”等课程。通过将机械制图类课程与专业特点深入融合的教育教学模式，培养出创新型、复合型和应用型人才，为我国现代化建设厚植人才优势。机械制图类课程的教学目标不仅在于让学生掌握相关的理论知识，还更应注重理论与实践相结合，学用相长、知行合一，着力培养学生的创新精神和实践能力[2]。在传统的线下教学中，教师可以根据学生课堂反馈和课后作业完成情况及时掌握教学效果，改进教学方式，达到提升教学质量的目的。然而，2020年各地高校不同程度地受到了疫情影响，根据相关防疫政策，往往延期开学或无法正常开展线下教育教学工作。为积极响应教育部号召，教师采用线上教学模式，实现“停课不停教，停课不停学”[3-4]。在疫情对传统线下教学模式的巨大冲击下，如何保证机械制图类课程的线上教学质量和教学效果是高校教师面临的新挑战与新课题。本文以苏州科技大学为例，对机械制图类课程线上教学模式在实践过程中存在的问题及改进方法进行探究。

1线上教学效果反馈与归因分析

1.1教学效果反馈2022年春季学期，苏州科技大学安排学生延期返校，机械制图类课程的整个教学过程及期末考试均采用线上模式，包括QQ课堂、腾讯会议、学习通和钉钉等网络平台。以32学时的机械专业的制图课程为例，在同一任课教师和期末考试出题难度基本一致的情况下，根据期末考试卷面成绩对比分析学生在不同教学模式中对相关知识的掌握度，如图1所示。图1中的掌握度指标等于学生相关知识点的平均得分与该题总分的比值。结果显示，学生在传统线下教学中对知识点的掌握度更高，线上教学效果明显弱于线下教学效果。另外，图1中的数据还表明无论是哪种模式，学生掌握某个知识点的难易情况基本相同。例如，学生对点和直线的投影掌握程度更高，但立体的投影和剖面图的相关知识则是学习的难点，这也提示任课教师需要改进教学方法并在教学过程中对重难点有所侧重，从而帮助学生理解和掌握相关知识。

1.2归因分析课题组针对机械制图类课程线上教学模式在实践过程中存在的问题进行归因分析。首先，通过与学生进行交流，发现造成线上教学效果欠佳的内部因素主要有：1）学生在线上学习的过程中自控能力差，注意力难以集中，容易做与学习无关的事情。例如，机械制图类课程线上教学安排在早上一二节课，学生整体反馈的情况较差，经常出现打瞌睡的现象。2）缺乏实践，学生在课堂上听懂了但不会做题。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”机械制图类课程是既有投影理论又与生产实践紧密联系的课程，只有通过亲自绘制工程图样才能真正理解相关知识。3）学生缺乏空间想象能力，难以建立平面图形与空间形体之间的映射关系。空间想象能力的培养是一个循序渐进的过程，需要在实践过程中不断学习从而积累经验。其次，影响线上教学效果的外部因素包括：1）容易受到网络状态和环境的干扰，通畅的网络和安静的学习环境是保证线上教学效果的必要条件，但在实际教学过程中会受到各种不可控因素的影响。2）教师无法在课堂上提供全方位的有效监督，学生的学习环境相对自由。在传统线下教学中，教师的威信能够影响学生的认知和行为习惯，学生会有更强的约束力，从而取得更好的学习收获。3）机械制图类课程的平时作业采用线上提交照片的方式，增加了教师批改作业的难度和时间，导致对教学过程中存在的问题发现不及时。4）学生未将课本和习题册带回家，在课前没有预习或在课后没有及时复习，知识遗忘程度较高。5）机械制图类课程采用线上考试方式，额外增加了学生抄绘题目及拍照上传的时间，影响考试成绩。6）缺乏一种同龄竞争环境，造成学生学习上的懈怠。积极的竞争环境能够有效激发学生的学习动力，良好的班级氛围也有利于调动学生的学习积极性和提高集体学生的学习水平。综上所述，通过在机械制图类课程线上教学实践中发现问题、筛选问题和研究问题，不断地对教学方法进行改进和创新，不仅是提高线上教学效果的关键，还有助于提升学生在传统线下教学模式中的学习兴趣，加强对创新人才的培养。

2线上教学模式改进方法探索

2.1打造兴趣与目标导向融合教学机制是否有求知欲和学习兴趣是评价学生是否具有良好学习能力的重要指标之一。在教学过程中，提高学生对机械制图类课程的兴趣能充分激发其学习的积极性，是促进学生主动学习最重要和最良性的内在驱动力。坚持灌输性和启发性相统一，采用兴趣与目标导向融合的教学机制，在相关知识的教学过程中加入趣味元素，吸引学生注意力，增加学习兴趣。例如，采用硬纸板制作三面投影体系，在课堂上展示如何将三个相互垂直的投影面展开到同一平面，帮助学生理解三维空间与二维平面投影之间的映射关系。此外，结合一些教具，如橡皮泥、小木棍和卡片等来模拟点、直线和平面的投影，为后续知识点的学习奠定基础。此外，教师在立体的投影、组合体、轴测图和剖视图等章节的线上教学过程中，可以充分利用SolidWorks、PRO/E、CATIA和UG等三维建模软件[5-6]。通过在课堂上建模，让学生更直观、更深刻地理解掌握机械制图类课程中的重难点知识。例如，展示组合体中叠加和切割两种基本组合形式、平面立体和曲面立体的建模区别、平面与立体表面的截交线及两立体表面相交形成的相贯线的特征、斜视图和剖视图的形成原理等。这在传统线下教学中受多媒体设备等硬件条件的限制，操作相对困难，而线上教学能变弊为利，增加学生在机械制图类课程中的学习兴趣，培养学生的空间想象能力，积极调动学生的参与感，促进学生主动学习。

2.2创新多元化教学方法随着建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会的步伐不断迈进，构建网络化、数字化、个性化和终身化的教育体系对促进人的全面发展具有重要意义，能够有力地推动我国成为学习大国、人力资源强国及人才强国[7]。在机械制图类课程的教学过程中，更要依托教育信息化建设，在“互联网+”条件下进行多元化教学方法创新，这也有助于缩小区域、城乡及校际之间教育资源配置的差距，解决教育数字鸿沟问题。确保包容、公平、高质量的教育，保障全民享有终身学习机会是世界教育发展的新目标[8]。机械制图类课程在线上教学过程中也要兼顾不同地区学生的学习条件的差异，保证每位同学能更公平地参与学习和享有同等的教学资源。首先，教师可以在教学时采用录屏的方式，在课程结束后将视频分享给学生，这既有利于学生课后复习，又能弥补一些同学因网络滞后等因素造成的知识点遗漏。其次，教师可以采用微课的形式[9]，针对知识点逐个击破，短时高效地实现知识框架系统化和重难点精准突破。在信息技术高速发展的新时代，教师可以将教学内容以数字资源的形式上传到网络平台，形成人人渴望成才、人人努力成才、人人皆可成才、人人尽展其才的良好局面[10]。此外，教师还可以学习AR技术，结合虚拟仿真平台，制作机械制图类课程中的三维模型，增强学习的趣味性和互动性，形成一个可移动的学习系统。

2.3建立动态反馈与调整机制中国特色社会主义教育始终围绕立德树人这一根本任务，学校要始终坚持以生为本，为党育人、为国育才，教师则要坚持教书和育人相统一，尤其是需要更主动地关心学生的学习和生活状态，让学生得到真心的关爱和真诚的帮助。为了更好地帮助学生克服机械制图类课程线上学习过程中存在的困难，教师可以建立动态反馈与调整机制，具体实施方案包括：1）在课程开始前抛砖引玉，提前一天给学生分享教学资料，督促学生提前预习，有助于学生在课堂上更积极地响应教师。2）完善考勤制度，课前、课中采用线上打卡方式，鼓励学生参与课堂讨论。3）在课堂中加强教学互动，可以借鉴微课的核心思想，以分组的方式让学生参与教学，提前布置教学任务，规定各组学生在5min~10min内讲解一个知识点或者某个作业题，巩固学生对知识的理解。4）加强平时作业练习，以练促学、以练促思、学思结合、重在反馈，及时了解学生对知识点的掌握情况，查漏补缺。5）“学而时习之，不亦说乎？”教师在每节课开始之前对上节课的内容进行简要回顾。6）可以采用思维导图的方式，帮助学生梳理各个知识点之间的内在联系，努力做到在传播知识的每一堂课上循循善诱，春风化雨。

3结论

本文以苏州科技大学为例，重点剖析了高校机械制图类课程在线上教学模式实践过程中所存在的问题，并提出了相应的改进措施与创新方法，以切实提高线上教学质量。相关经验还可以为机械制图类课程传统线下教学方法的创新和改革提供借鉴和参考，同时为创新型、实用型、复合型的工程技术人才培养提供新思路。

参考文献：

[1]刘晓娟，解继红，曲晓华.伟大建党精神融入机械制图课程思政建设[J].科教文汇，2022(2)：91-94.

[3]李小娟.“停课不停学”背景下线上教学的机遇与挑战[J].南方农机，2020，51(11)：169-170.

[4]焦建利，周晓清，陈泽璇.疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J].中国电化教育，2020(3)：106-113.

[5]李杨，刘国锋.“机械制图”与“三维CAD”相结合的教学模式探析[J].南方农机，2021，52(11)：144-145.

[6]姜涛.如何在机械制图教学中运用现代化教学手段[J].科技风，2021(19)：71-72.[7]教育信息化“十三五”规划[J].中国信息技术教育，2016(Z2)：2-3.

[8]国务院印发《国家教育事业发展“十三五”规划》[J].教育现代化，2017，4(38)：8.

[9]邓显玲，黎泽伦，吕中亮.微课在高校“工程制图”课程教学中的应用研究[J].南方农机，2021，52(19)：175-177.

作者:姚琴 高建洪 蒋全胜 杨勇 单位:苏州科技大学机械工程学院