基于线上线下混合模式的机械制图教学设计

高雅 刘建英 李丽霞 王鹤 马海舒

摘  要  機械制图课程知识点多、学习难度大、内容枯燥，在传统教学模式下难以提高学生学习兴趣，在翻转课堂等现代教学模式下则要求学生占用大量课下时间进行自学，给学生造成较大学习压力；线上教学缺乏监督，难以保障学习效果。针对学生的学习和心理特点，在结合线上自学和线下课堂教学的基础上，借助网络教学平台发布教学资源，适量安排线上自学内容，线下课堂中合理进行教学设计，解决教学重难点内容。综合采用线上自主学习法、传统课堂讲解、任务驱动法、讨论式教学法等，以期提高学生线下学习质量、课堂专注度，促进知识内化，达到更好的教学效果。

关键词  机械制图；混合式教学；教学设计；圆弧连接；翻转课堂

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）12-0042-03

Abstract  Mechanical drawing course has many knowledge points and boring content， and it is difficult to learn. It is difficult to improve learner interest in the traditional teaching mode.In the modern teaching mode such as the flipped classroom， learners have to spend a lot of time on self-study after class. That results in great learning pressure on students. In addi-tion， online teaching lacks supervision， which is difficult to ensure the learning effect. Combined with the learning and psychological characteristics of learner， online self-study contents were arranged appropriately through the online teaching plat form， while the important and difficult contents were expoun-ded in the school room. The following teaching methods were comprehensively adopt， such as online autonomous learning method， traditional classroom explanation， task driven method， discussion teaching method. The purposes are to improve learning quality and promote the internalization of knowledge， so as to achieve better teaching effect.

Key words  mechanical drawing; mixed teaching mode; tea-ching design; arc connection; flipped classroom

0  引言

机械制图是高等工科院校机械类和近机械类专业必修的专业基础课，主要学习绘制和阅读工程图样的原理与方法，是学生从事相关工作、交流技术思想的必备技能，在工程学科的人才培养体系中占有重要地位[1-2]。

机械制图课程知识点多、学习难度大、内容枯燥。在传统教学模式下，教师根据教材以课堂讲解教学方法为主，采用注入式教学，难以真正激发学生课堂学习的专注度和积极性[3]。在线上教学模式下，由于学生层次不同，大部分学生在无监督状态下学习能力和自我约束力较弱，学习任务的完成度不好，教学效果难以保障[4-6]。线上线下混合式教学模式是适应信息技术发展，适应学生心理、生理发展特点，适应新时代技能型人才培养要求的一种新型教学模式[7-9]。学生可以将利用网络学习平台学习资源的线上学习与教师课堂上组织引导学生的线下学习有效结合，提高学生的学习主体地位，发挥教师的引导作用，有效改善学习效果[10]。

本文针对机械制图实践性强的课程特点和学生的学习与心理特点，主要对线下课堂合理进行教学设计，解决教学重难点内容，同时结合线上网络教学平台发布教学资源，适量安排线上自学内容，在结合线上自学和线下课堂教学的基础上，综合采用线上自主学习法、传统课堂讲解、任务驱动法、讨论式教学法等，以期提高学生线下学习质量、课堂专注度和促进知识内化，达到更好的教学效果。

1  教学分析

1.1  内容分析

机械制图课程主要学习如何正确表达机件的结构和形状，虽然机件的形状各有不同，但它们图样的轮廓形状基本上都是由直线、圆弧和其他平面曲线所组成的几何图形，掌握几何图形的作图方法是通往绘图实践迈出的第一步。几何作图包括等分作图、圆弧连接、作圆弧的切线、斜度和锥度四部分，其中圆弧连接是几何作图部分的重要内容，熟练掌握圆弧连接的作图方法是绘制工程图样的基础。

1.2  学情分析

机械制图课程通常开设在大一上学期或下学期，学生尚未开始专业课程的学习，对机械设备和机械零件认识不足；仅了解制图国家标准中对于图纸、图框、标题栏、字体及尺寸标注的一些基本规定，无绘图基础；学习基础和学习态度存在差异，少部分学生可以积极进行课前预习和课后复习，课中也能跟随教师的思路主动思考，但大部分学生的学习主动性不高，需要在一定的监督和管理下才能够完成学习任务；在以教师为主的传统教学模式下不易集中注意力，需要活跃有趣的课堂形式及有效的课堂任务和课上问题引导学生集中精力；课下比较依赖电子设备，喜欢使用智能手机，能熟练利用网络资源。此外，部分学生遇到难题缺乏自信、存在畏难情绪，需要教师在教学实践中善于总结，将疑难问题化繁为简，帮助他们有效地克服畏难心理，增强学习自信心。

1.3  教学目标和重难点

1.3.1  知识目标  了解圆弧连接的概念和意义；理解圆弧连接的作图原理。

1.3.2  能力目标  能够根据作图要求，分析圆弧连接问题的本质，解决复杂多变的圆弧连接作图问题。

1.3.3  课程思政目标  通过讨论锻炼学生的团结协作能力和培养自主思考意识，提高拓展学生思考问题的深度和广度，以及解决实际问题的综合能力；通过归纳总结教会学生透过现象看本质，抓住问题的核心；通过一些绘图实例培养学生严谨务实的工作作风和认真负责的工作态度。

1.3.4  重难点  圆弧连接的作图原理是后续解决圆弧连接作图问题的基本依据，为圆弧连接部分重点内容；圆弧连接的作图情况复杂多变，其作图方法是难点，通过引导学生自主思考，抓住核心问题并掌握作图规律，化难为易。

2  教学设计

传统教学模式中的核心环节通常是教师的课堂讲授，学生学习知识的过程往往是被动接受知识的过程。这种教学模式下，学生的学习进度可以得到有效保障，但他们思考问题的时间少，导致自主思考意识弱化且缺乏运用所学知识解决实际问题的能力。现代教学模式中的课堂教学通常采用翻转课堂和讨论式教学方式，学生是课堂教学活动的参与主体，这种教学模式可以有效提高学生运用知识的能力。但学生往往需要在课下花费大量时间自学，大部分学生在无监督状态下难以充分准备。此外，实施翻转课堂的课程较多时则学生自学时间不足，而基础知识掌握不牢固则影响翻转课堂的教学效果。

本课程采用混合式教学模式，结合多种信息化手段，线上课程借助课程团队在中国大学MOOC上创建的画法几何与机械制图课程及学校省级精品资源共享课上的教学资源，线下课程采用课堂讲授、问题驱动、讨论式教学、翻转课堂等方式，实现线上线下混合式教学，营造自主学习、轻松生动的氛围，在保证学习效率的情况下最大化激发学生的学习兴趣和探索意识。以圆弧连接为例，本次课的内容具有相对独立性，也是制图基础中的重点内容，主要内容可分为圆弧连接的作图原理及圆弧连接的作图方法两部分，为了解决教学重难点，采用课堂讲解、任务驱动法、讨论式教学等多种手段。圆弧连接的作图原理是后续圆弧连接作图方法的基础，采用课堂讲解的方式结合动画演示让学生深刻理解作图原理。圆弧连接的作图方法则采用案例启发、任务驱动和分组讨论的方式。根据学生情况将其分为三个小组，每组由学生自主推荐组长一名，组长明确分配每个学生的任务与责任，学生在小组活动中更敢于表达自己的观点，不同层次的学生都能参与课堂活动，锻炼合作意识和自主思考能力。

3  教学实施

3.1  课前准备

课前，教师根据学生的特点和教学内容准备教学设计和各种教学资源，在线教学资源主要包括教学团队在中国大学MOOC上建设的画法几何与机械制图课程资源、学校省级精品资源共享课资源及学校超星学习通网络教学平台上上传的各类学习资料，线下资源主要有教学课件PPT、电子教案、动画。在准备圆弧连接部分的线上资源时，充分考虑学生的不同层次，根据教学重难点来录制课程视频和准备课程学习资源。发布的课前学习任务要让学生能够利用碎片化时间来进行学习，必学内容要求简单易学且占用时间少。圆弧连接部分的课前自学仅包括圆弧连接的概念及意义，保证所有学生都能够完成学习任务并对后续学习内容感兴趣；同时配有足够的学习资源可以支撑更深入的课前预习，保证学有余力的学生可以进一步进行课前学习。

3.2  课堂实施

课中学习阶段包括课堂讲授、案例启发、小组讨论、总结分析等环节。以圆弧连接为例，圆弧连接的作图原理是圆弧连接作图方法的基础，让学生深刻理解圆弧连接的作图原理，才能以不变应万变，解决复杂多变的圆弧连接作图问题。因此，采用课堂讲授的方式精讲圆弧连接的三种作图情况，让学生能够充分理解作图原理，进而能够灵活运用作图原理解决圆弧连接的作图问题。圆弧连接的作图情况可以分为三大类，即圆弧连接直线与直线、圆弧连接直线与圆弧、圆弧连接圆弧与圆弧，每大类下又分为多个小类。

采用启发式教学选取典型案例精讲分析，选取案例为圆弧连接已知直线并与已知圆弧外切，让学生掌握根据圆弧连接作图原理解决作图问题的基本思路。采用分组讨论的方式，将与精讲案例同类的问题整理分类后，每组学生讨论两个问题，教师列出讨论提纲和要点，学生根据案例解析中的作图方法及提纲自主思考需讨论的圆弧连接问题的作图方法。由积极主动的学生带动全组同学参与互动，使学生具有根据基本原理自主思考解决问题的初步能力；由每组代表展示本组所讨论圆弧连接问题的作图方法和步骤，其他学生可进行提问，小组学生共同作答。最后，教师采用思维导图的方式进行分析，对学生的讨论成果进行更精准的总结和归纳，让学生在“润物细无声”中对知识进行理解和掌握；同时引导学生学会透过问题看本质，無论问题如何复杂多变，只要能打牢基础、抓住问题本质，就能以不变应万变。

3.3  课后提升

课后鼓励学生利用省级精品资源共享课程、超星学习通、中国大学MOOC等复习圆弧连接的作图部分知识，并通过学习平台发布作业，让学生在手机、电脑上作答选择、填空题。提升制图水平的最有效方式仍然是手工绘图，信息化手段仅是合理利用碎片化时间和提高学习兴趣，不能替代传统手工绘图方式。因此，学生仍需重点练习习题集上的绘图作业，注重绘图实践，在实践中体会作图精确性对作图效果的影响，培养学生严谨认真的工作态度。教师批改完作业后，根据学生作业中出现的问题作出总结，共性问题课堂讲解，非共性问题总结更正后上传至网络教学平台，让学生自主对比改正；同时将优秀学生作业树立为标杆，鼓励学生提升绘图水平。

4  教学反思

课程实施学生自主学习、教师精讲、启发式教学和讨论式教学相结合，激发学生自主学习的兴趣。一是教学平台、手机APP及微课资源等融合，实现学生随时随地自主学习，促进学生自主探究、拓展提升；二是通过教师精讲作图原理，为后续学生自主思考打牢基础；三是通过案例解析、启发式教学，为学生自主思考提供解题思路；四是小组合作、任务驱动式教学贯穿整个教学过程，课内师生互动、生生互动良好，真正贯彻以学生为本执教理念。学生成为学习的主体，教师成为微课等学习资源的提供者、网络平台的管理者、课堂学习任务的指导者，给学生提供更多的思考空间，提高学生举一反三的能力，促进知识内化。

参考文献

[1] 周荣安，符纯明.融合式教学模式在机械制图课程中的应用研究[J].图学学报，2020，41（6）：1039-1043.

[2] 李梅红，李蕊，侯娅品.信息化技术背景下高职机械制图课程教学模式研究[J].中国职业技术教育，2019（29）：61-64.

[3] 潘山.基于SPOC的翻转课堂教学模式研究：评《高职院校翻转课堂教学模式创新与实践》[J].教育与职业，2020（19）：114.

[4] 韩筠.在线课程推动高等教育教学创新[J].教育研究，2020，41（8）：22-26.

[5] 左惟.趋势与变革：高校开展线上教学的几点思考[J].中国高等教育，2020（7）：10-12.

[6] 覃红霞，周建华，李政.高校师生在线教学持续使用意愿的差异研究[J].高等教育研究，2021，42（1）：83-93.

[7] 赵枫，刘长海.信息化教研概念的嬗变与重构：基础教育课程设置的启示[J].教育理论与实践，2021，41（14）：15-20.

[8] 汤少冰.混合式学习是促进课堂教学重构的新路径[J].中国教育学刊，2020（10）：106.

[9] 高松.以教学信息化促进高校人才培养质量提升[J].中国大学教学，2019（1）：4-6.

[10] 罗清红，薛涓，高瑜.云端引领优教共享：共享教育的实质与实践[J].中国教育学刊，2021（5）：93-98.