基于“互聯(lián)網(wǎng) +”的《工程制圖》混合慕課教學(xué)改革研究

基于“互聯(lián)網(wǎng)+〞的?工程制圖?混合慕課教學(xué)改革研究〔〕:

摘要：傳統(tǒng)工程制圖教學(xué)中存在學(xué)生參與度較低、學(xué)習(xí)興趣缺乏、課堂教學(xué)與業(yè)界關(guān)系不親密等缺點?；?互聯(lián)網(wǎng)+";的信息技術(shù)，提出開展線上/線下混合慕課的教改新思路和方法。根據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程的教學(xué)要求和專業(yè)特點，充分利用在線教學(xué)資源，優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以案例教學(xué)為主的混合式學(xué)習(xí)平臺。采用在線學(xué)習(xí)、在線求助、在線輔導(dǎo)、在線答疑等多元化教學(xué)方式，拓展知識點以補(bǔ)充課堂教學(xué)的缺乏。最終考試結(jié)果說明：慕課實驗班的期末考試通過率比非慕課班進(jìn)步了13.3%，學(xué)生在整個教學(xué)中的參與度和學(xué)習(xí)積極性都有很大的提升。

關(guān)鍵詞：慕課；互聯(lián)網(wǎng)+；線上線下；教學(xué)研究

TheMOOCTeachingReformResearchofEngineeringDrawingCoursebasedon"Internet+"

YAOXiao-peng,CAOGao-fei

(SchoolofMedicalInformationandEngineering,SouthwestMedicalUniversity,Luzhou)

Abstract:Traditionalengineeringdrawingteachinghasthedisadvantagesoflowstudentparticipation,lackofinterestinlearning,andlackofcloserelationshipbetweenclassroomteachingandindustry.Basedonthe"Internet+";informationtechnology,thenewideasandmethodsofteachingreformundertheblendingofMOOCsisproposed.Accordingtotheteachingrequirementsandprofessionalcharacteristicsofbiomedicalengineering,theteachermakefulluseofonlineteachingresources,optimizingclassroomteachingcontent,andbuildingahybridlearningplatform.Theuseofonlinelearning,onlinehelp,onlinecounselling,onlineQAandotherdiversifiedteachingmethods,expandknowledgepointstosupplementthelackofclassroomteaching.ThefinalexaminationresultsshowedthatthepassingrateoffinalexamsinMOOCexperimentalclasseswas13.3%higherthanthatofnon-MOOCstudents,andstudents"participationintheentireteachingandlearningenthusiasmweregreatlyimproved.

Keywords:MOOC;Internet+;Onlinetooffline;Teachingreformresearch

工程制圖是一門基于工科專業(yè)開設(shè)的傳統(tǒng)課程，主要是以工程圖樣或數(shù)字化信息模型為研究對象，通過解讀其信息量和表達(dá)含義，培養(yǎng)工程技術(shù)人員讀圖、識圖、畫圖的才能，以便實現(xiàn)相關(guān)專業(yè)人員就工程技術(shù)信息展開交流，故而在很多工科專業(yè)都將該課程做專業(yè)根底課進(jìn)展學(xué)習(xí)[1,2]。當(dāng)前隨著國家和社會對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求越來越迫切，高校人才的培養(yǎng)目的逐步將提升學(xué)生創(chuàng)新性和創(chuàng)造力放在第一位，如何根據(jù)市場需求并結(jié)合自身專業(yè)特色，深化全面的開展一場教學(xué)變革已成為現(xiàn)今許多高校的當(dāng)務(wù)之急。近年來，在全球信息化浪潮的推動下，基于"互聯(lián)網(wǎng)+";的慕課形式日益風(fēng)行世界，這種新的教學(xué)形式有別于傳統(tǒng)教學(xué)方式，具有教學(xué)效率高、內(nèi)容豐富、互動性好等優(yōu)勢，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)形式的缺陷，具有明顯的創(chuàng)新性【3】。

多年以來，受傳統(tǒng)教學(xué)形式的制約，課堂教學(xué)內(nèi)容變化較小，經(jīng)常出現(xiàn)沿襲一本教材和講義包打天下的場面，對業(yè)內(nèi)的一些前沿動態(tài)和新技術(shù)，并沒有很好的在課堂教學(xué)上表達(dá)出來，造成教學(xué)過于側(cè)重理論而無視了行業(yè)開展，很多現(xiàn)行教材都是固定化的形式，知識體系相對陳舊且明顯滯后于行業(yè)新技術(shù)開展程度。由于長期沿襲死板的教學(xué)方式，缺乏靈敏的互動性，很難激發(fā)學(xué)生的想象力和學(xué)習(xí)興趣，所以形成了一種"教師教的累，學(xué)生學(xué)的苦";的怪圈。

隨著高校教改的不斷深化和全方位覆蓋，具有創(chuàng)新性的教學(xué)手段和理念層出不窮、日新月異，強(qiáng)化大學(xué)生"自主學(xué)習(xí)";已在各大高校被視為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效形式得到了廣泛的認(rèn)可和共識。"自主學(xué)習(xí)";是一種以學(xué)生為主體，在整個學(xué)習(xí)過程主動而積極自覺的學(xué)習(xí)行為【4】。通過獨立自主的深化分析、拓展研究、科學(xué)理論、大膽質(zhì)疑、革陳創(chuàng)新等方法施行以目的導(dǎo)向為驅(qū)動，借助互聯(lián)網(wǎng)平臺施行學(xué)習(xí)拓展，以增加學(xué)習(xí)信息量和精準(zhǔn)性。

針對傳統(tǒng)教學(xué)形式的優(yōu)缺點，綜合"互聯(lián)網(wǎng)+";和"自主學(xué)習(xí)";這兩種形式的各自優(yōu)勢，本文提出了一種基于"互聯(lián)網(wǎng)+";的線上/線下混合慕課教學(xué)方法，該方法以信息技術(shù)為支撐平臺，借助開放式教學(xué)資源，利用網(wǎng)絡(luò)直播、線上/線下互動等手段，引導(dǎo)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我完善，培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣，使混合慕課教學(xué)成為進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果的倍增器。該方法有以下三大優(yōu)點，首先可以通過學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)才能和學(xué)習(xí)策略等綜合因素的優(yōu)化配置而形成一種可自主主導(dǎo)的內(nèi)在學(xué)習(xí)機(jī)制。其次，學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法以及所使用的教材和學(xué)習(xí)材料具有發(fā)言權(quán)，將教學(xué)主體徹底還給學(xué)生。最后，學(xué)生在總體教學(xué)目的的宏觀調(diào)控下，可以根據(jù)自身實際情況和個人愛好制定個性化的學(xué)習(xí)方案和學(xué)習(xí)形式。

一工程制圖教學(xué)面臨的問題

〔一〕課堂教學(xué)學(xué)時缺乏

當(dāng)前各大高校為了全面提升學(xué)生素質(zhì)教育程度，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)熱情，降低對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的依賴，減小各專業(yè)根底課程的教學(xué)學(xué)時已成為大勢所趨。工程制圖作為一門專業(yè)根底課程，教學(xué)和實驗學(xué)時都做了大幅度調(diào)整，如何在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)保質(zhì)保量的完成教學(xué)任務(wù)將成為任課教師所面臨的新課題。目前，在縮減教學(xué)學(xué)時的大環(huán)境下，教學(xué)環(huán)節(jié)中普遍存在教學(xué)側(cè)重點不平衡的問題，例如重視理論根底教學(xué)的教師會刪減后期的理論教學(xué)學(xué)時，而重視理論教學(xué)的教師就會大幅縮減理論教學(xué)學(xué)時。上述這兩種情況都會直接削弱學(xué)生根底理論知識的學(xué)習(xí)和理論動手才能的培養(yǎng)。

〔二〕傳統(tǒng)教學(xué)課堂學(xué)生參與度不夠

在現(xiàn)階段各大高校為了對教學(xué)過程進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)化管理，需要對教學(xué)方案和教學(xué)信息進(jìn)展細(xì)化，教師對授課內(nèi)容的把控要精準(zhǔn)到分秒不差，盡管這一措施極大的推動了教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化管理，但是教師上課的自主性也被嚴(yán)重弱化，在某種程度上課堂的主角已經(jīng)由學(xué)生變成了死板的教學(xué)管理規(guī)那么。為了迎合教學(xué)督導(dǎo)，盡量減小教學(xué)過失，大多數(shù)教師越來越依賴多媒體教學(xué)手段，習(xí)慣在既定教學(xué)方案的指應(yīng)下按照課件機(jī)械的進(jìn)展課堂教學(xué)。課堂教學(xué)本應(yīng)該是以師生為主角的互動結(jié)合演出，結(jié)果在死板的管理條框下失去了應(yīng)有的活力，出現(xiàn)了教師和電腦互動，學(xué)生在一邊旁觀的奇怪現(xiàn)象，這樣就極大的弱化了教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生的參與程度。

〔三)課堂教學(xué)內(nèi)容與業(yè)界脫離

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)時代的到來，工程產(chǎn)品設(shè)計和信息化描繪正逐漸由二維平面形式向三維空間形式轉(zhuǎn)換，工程圖形的信息解析也由單一的文字信息拓展到圖形信息【5】。國內(nèi)一些大學(xué)也開始嘗試在工程制圖中引入三維幾何建模的相關(guān)內(nèi)容，逐步開始探究建立二維、三維同步建模的教學(xué)方法，著重培養(yǎng)學(xué)生利用三維特征建模進(jìn)展創(chuàng)新化設(shè)計。針對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)工結(jié)合的特點，直觀的三維圖樣對醫(yī)學(xué)臨床類知識的學(xué)習(xí)能起到事半功倍的效果。一直以來，該專業(yè)的工程制圖課程主要選用機(jī)械類教材，盡管在原理講述上不存在太大問題，但是行業(yè)背景出入較大，由于與專業(yè)背景完全脫離故無法對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)起到有力的支撐作用。隨著醫(yī)學(xué)數(shù)字化信息技術(shù)的開展，數(shù)字化器官、虛擬數(shù)字化手術(shù)等技術(shù)逐步進(jìn)入臨床階段，生物醫(yī)學(xué)工程類學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)數(shù)字化建模技術(shù)尤顯迫切。綜觀國內(nèi)適宜生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的工程制圖類教材幾乎為空白，現(xiàn)有教材無法突出相應(yīng)的行業(yè)背景，人才培養(yǎng)與行業(yè)需求互相嚴(yán)重脫節(jié)。因此，生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)的工程制圖教改仍然停滯在論證階段，尋找切合實際的并能付諸施行的教改探究成為當(dāng)務(wù)之急。

二"互聯(lián)網(wǎng)+";形式下的新教學(xué)方法

〔一)構(gòu)建"互聯(lián)網(wǎng)+";的自主慕課體系

將信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)形式相結(jié)合就催生了基于"互聯(lián)網(wǎng)+";的自主混合慕課形式和相應(yīng)的全新教學(xué)體系。由于生物醫(yī)學(xué)工程屬于非機(jī)械專業(yè)，?工程制圖?教學(xué)學(xué)時較少，故提出采用慕課案例教學(xué)形式進(jìn)展先上/線下學(xué)習(xí)。在建立慕課時應(yīng)盡量選取醫(yī)療器械作為授課案例進(jìn)展講解，以突出本課程的專業(yè)背景和生醫(yī)工程的專業(yè)特色。根據(jù)上述指導(dǎo)思想，在教學(xué)方案設(shè)置上就需要打破原有課程框架，借助"互聯(lián)網(wǎng)+";的資源平臺優(yōu)勢，充分發(fā)揮案例教學(xué)的內(nèi)涵，將原有零散的知識點通過案例集中展現(xiàn)出來，實現(xiàn)理論與理論的親密結(jié)合，詳細(xì)的課程平臺體系如圖1所示。在整個教學(xué)過程中設(shè)置假設(shè)干個案例，例如案例1主要介紹如何對醫(yī)用膠布進(jìn)展工程圖樣繪制，以此為需求導(dǎo)向講解制圖的根底知識和國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，然后介紹點、線、面的投影，最后介紹醫(yī)用膠布的三面投影，這樣通過任務(wù)需求將原有課程體系中按部就班的授課順序凝練在一起了，系統(tǒng)化的針對某一個問題展開闡述，最大限度的將零散、碎片化的知識要點組建成案例體系。案例2主要介紹醫(yī)用注射器，將學(xué)習(xí)內(nèi)容擴(kuò)展到體，這樣通過前兩個案例的學(xué)習(xí)，很自然的就將點、線、面、體有機(jī)的結(jié)合在一起了。后續(xù)案例可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況實時調(diào)整，這種通過模塊化組合的教學(xué)形式不僅聚合了相關(guān)知識點，也突出了專業(yè)特色。整個課程采用開放式學(xué)習(xí)平臺，對每一講的視頻、講義、練習(xí)題等學(xué)習(xí)資料都提早推送，采用二維碼標(biāo)識，便于學(xué)生通過電腦或者等終端隨時掃描下載，反復(fù)學(xué)習(xí)觀看。利用現(xiàn)有社交軟件建立學(xué)習(xí)群或者公眾號，在群里面可以與同學(xué)交流學(xué)習(xí)進(jìn)展、答疑解惑、布置習(xí)題、提交作業(yè)等，將所建立的學(xué)習(xí)群嵌套到開放式慕課學(xué)習(xí)平臺上。在詳細(xì)施行過程中，學(xué)生可以使用、平板電腦等挪動智能終端掃描各案例所對應(yīng)的二維碼以獲取相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源〔包括教學(xué)視頻、課件、行業(yè)擴(kuò)展性知識、練習(xí)題等〕，可施行在線學(xué)習(xí)、在線求助、在線輔導(dǎo)、在線答疑、在線練習(xí)等自主學(xué)習(xí)方法，進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以補(bǔ)充課堂教學(xué)的缺乏，從而解決因?qū)W時減少而帶來教學(xué)質(zhì)量下滑的困擾。

〔二〕優(yōu)化課堂教學(xué)

教學(xué)方法是課堂教學(xué)的靈魂，也是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對不同專業(yè)和層次的學(xué)生，不同施教方式會帶來不同的教學(xué)效果。對生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生而言，工程制圖作為培養(yǎng)三維空間思維才能的課程，傳統(tǒng)課堂教學(xué)形式已經(jīng)很難引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容并配合靈敏的教學(xué)方法勢在必行，唯有如此才能獲得良好的教學(xué)效果。盡管在"互聯(lián)網(wǎng)+";形式下，結(jié)合專業(yè)特色，學(xué)生可以開展自主學(xué)習(xí)，但并不意味著課堂教學(xué)的核心作用被弱化，相反更應(yīng)該通過優(yōu)化課堂內(nèi)容等措施，繼續(xù)加強(qiáng)課堂教學(xué)的核心引領(lǐng)作用。在課堂教學(xué)學(xué)時減少的大環(huán)境下，要優(yōu)化和豐富教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點和特色，使其由大而全變成少而精。首先，根據(jù)教學(xué)大綱結(jié)合專業(yè)特點，對?工程制圖?中的相關(guān)理論知識進(jìn)展精簡，突出重點，對一些與專業(yè)結(jié)合不太嚴(yán)密的知識點進(jìn)展刪減并整合。現(xiàn)行教材中主要是以機(jī)械類零件為教學(xué)內(nèi)容，對生物醫(yī)學(xué)工程類的學(xué)生難以產(chǎn)生共鳴，學(xué)習(xí)起來比擬困難，無異于聽"天書";，讓學(xué)消費生厭學(xué)和畏難情緒?？紤]到授課對象不同于傳統(tǒng)工科專業(yè)，可以對工程圖學(xué)理論方面的內(nèi)容進(jìn)展優(yōu)化，主要以培養(yǎng)學(xué)生識圖才能為主。在優(yōu)化課堂教學(xué)的過程中，盡可能的采用直觀形象且與專業(yè)親密相關(guān)的醫(yī)學(xué)類三維模型作為教學(xué)實例，PPT課件要做到簡潔明了、圖文并茂、聲形動畫相結(jié)合，使得本來復(fù)雜抽象的空間形狀變得形象直觀，以便增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)步課堂教學(xué)的學(xué)生參與度。

在詳細(xì)教學(xué)中，例如組合體中截交線和相貫線的主要內(nèi)容是強(qiáng)調(diào)空間曲線的平面投影特性，對空間想象力要求較高，比擬適宜機(jī)械類專業(yè)學(xué)習(xí)，而對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主要是培養(yǎng)對醫(yī)療器械的識圖才能。因此，在實際教學(xué)過程中應(yīng)該強(qiáng)化對組合體的識圖培養(yǎng)，而弱化組合體的繪圖局部，對組合體實例進(jìn)展重點識圖練習(xí)，作為培養(yǎng)學(xué)生空間分析和想象才能的重要手段。只有通過優(yōu)化課堂教學(xué)，讓學(xué)生全程深度參與課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生才能有效地發(fā)揮主觀能動性，積極主動學(xué)習(xí)。

三教學(xué)效果比照

任課教師可以全程監(jiān)視整個慕課學(xué)習(xí)過程，各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)都可以從后臺管理模塊提取，對本次?工程制圖?慕課實驗班的數(shù)據(jù)進(jìn)展統(tǒng)計和分析，分別如表1所示。該慕課課程無論從線上還是線下都保持一種良好的運行狀態(tài)，其中學(xué)習(xí)人數(shù)占比、復(fù)習(xí)人數(shù)占比、練習(xí)人數(shù)占比、交流人數(shù)占比、學(xué)習(xí)活潑占比、在線測驗占比、達(dá)成度占比、點擊率占比、滿意度占比、關(guān)注度占比等10個環(huán)節(jié)都在90%以上，學(xué)生參與度較高，也從另一面說明新的教學(xué)形式對學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中充滿了極大的吸引力。從圖2中也能反映出交流人數(shù)占比相較其他幾個環(huán)節(jié)分?jǐn)?shù)較低，說明在線交流和師生互動還需要加強(qiáng)。

為了驗證慕課形式的實際教學(xué)效果，對?工程制圖?慕課班和非慕課班采用統(tǒng)一試卷考試，兩個班的考試成績分布如表2所示。慕課班應(yīng)考31人，實考31人，不及格0人，通過率100%，其中60-69之間4人〔12.9%〕，70-79之間8人〔25.8%〕，80-89之間15人〔48.4%〕，90以上4人〔12.9%〕，其中73.08%的學(xué)生成績在70-89之間，呈現(xiàn)比擬合理的正態(tài)分布趨勢，教學(xué)效果有了顯著的進(jìn)步。非慕課班應(yīng)考30人，實考30人，通過率87%，不及格4人〔13.3%〕，其中60-69之間8人〔26.7