基于MOOC的新媒体教材建设与研究

张宏 胡业发 庄可佳 石绘

摘要 MOOC 背景下的适宜于新工科的《互换性与测量技术》新媒体数字化立体教材，有效整合了教材与 MOOC 的优势，运用现代信息化技术，将新媒体教材与 MOOC 相互融合。新媒体教材与 MOOC 资源和线上动态教学活动互为支持、优势互补、相辅相成，有效解决了传统教材内容相对稳定和教学内容动态更新的矛盾。新媒体数字化立体教材创新了教材理念，立德树人;创新了教材内涵，推行基于计量学的新一代N-GPS 标准体系;创新了教材形式，融合新媒体技术。课程建设，教材先行，打造互动型和课程型新媒体教材。

关键词新媒体教材;MOOC;新一代 N-GPS 标准体系

中图分类号：G642文献标识码：A       DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.05.011

Construction and Research of New Media Textbooks Based on MOOC

——Take the National First-class Course "Interchangeability and Measurement Technology" as an example

ZHANG Hong， HU Yefa， ZHUANG Kejia， SHI Hui

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070）

Abstract  Under the background of MOOC， the new media digital three-dimensional textbook of "Interchangeability and Measurement Technology" suitable for new engineering subjects， effectively integrates the advantages of textbooks and MOOC， and uses modern information technology to integrate new media textbooks with MOOC. New media textbook and MOOC resources and online dynamic teaching activities support each other， complement each other's advantages，  and complement each other，  effectively solving the  contradiction between the relative  stability of traditional textbook and the dynamic update of teaching content. New media digital three-dimensional textbooks： innovated the concept of textbooks and fostered people; innovated the content of the textbooks， and implemented a new generation of N-GPS standard system based on metrology; innovated the form of textbooks and integrated new media technologies. Curriculum construction， textbooks first， create interactive and curriculum-based new media textbooks.

Keywords  new media textbook; MOOC; new-generation N-GPS standard system

1現状

2019年，国家教材委员会印发了《全国大中小学教材建设规划（2019—2022年）》，[1]教育部印发了《普通高等学校教材管理办法》，[2]强调教材要体现创新性和学科特色，富有启发性，有利于激发学习兴趣及创新潜能，要以适应高校提升学生实践能力、创新创业能力的需求编写创新教材。

《互换性与测量技术》教材主要介绍产品几何技术规范标准体系中的精度设计相关内容。目前的相关教材大都讲解基于几何学的第一代产品几何技术规范 F-GPS（First-generation  Geometrical  Product  Specification  and Verification）标准体系，该体系只能描述零件的理想几何形状，在设计过程中没有考虑实际工件在生产过程中存在的多变性，也没有将产品的几何规范与产品的功能要求有效关联，表述对几何特征误差控制的要求存在理解的分歧，由此导致产品的功能要求失控。此外，由于在规范设计过程中没有限定测量和评定的具体方法，因此在产品的测量认证过程中缺乏唯一的合格性评定标准，在产品质量评定过程中经常发生纠纷。

随着信息化和数字化的发展，国际标准化组织提出了新一代产品几何技术规范 N-GPS （New-generation Geom- etrical Product Specification and Verification）标准体系，新一代 N-GPS 标准体系是基于计量学的适用于现代化发展的一套完整的标准体系。我国在2020年前后发布了一系列适用于我国制造业的新一代产品几何技术规范 N-GPS 标准体系，我国的新一代N-GPS 标准体系规范了尺寸公差、几何公差、表面结构及其产品几何误差的检测，如：GB/T 1182-2018、[3]GB/T 38368-2019、[4]GBT 1800.1-2020[5]等新一代产品几何技术规范。新一代 N-GPS 标准体系保证产品的尺寸、形状和位置精度，还确保了产品的功能要求，同时设计给定的公差和检测规范从源头上实现设计、制造、检测之间的协调统一，不会产生歧义，如图1所示。

传统普通高等学校教材存在诸多缺点：（1）形式单一，内容呈现基本以文本形式为主;（2）内容更新缓慢，很多教材内容陈旧，跟不上时代的发展和教育教学的需求;（3）学习互动性差，学生只能单向地从教材中获取知识，缺乏有效的交互。传统教材已经不能适应当今 MOOC 教学精品化、数字化、国际化发展的需求，不能适应新工科人才的培养。我校“互换性与测量技术”课程在2017年12月通过了首批国家级精品在线开放课程的评定，[6]该课程是机械类各专业的一门重要基础课程，配合该课程的国家精品课程建设，将线上线下教学内容与教学手段有效融合，我校教学团队积极探索 MOOC 背景下的新媒体数字化立体教材。[7]

2基于 MOOC 的新媒体数字化立体教材建设与研究2.1创新教材理念，立德树人

党中央和国务院从制度层面上明确教材建设是国家事权，[8]课程教材是学校教育工作的核心内容。课程教材能集中体现教育思想和理念、人才培养的目标和内容。我校的“互换性与测量技术”是首批国家级线上线下混合式一流课程，其主要内容与机械产品的精度设计与检测密切相关，能否设计并制造出高精度的机械产品已经成为国家制造业是否强大的重要标志之一。该教材着眼于现代高科技的飞速发展，将机械工程学科的最前沿技术纳入教材中，将中国的强国梦融合到基础知识的教学内容中，将思想政治元素融入专业课程的案例教学中，着力培养学生们“精益求精、追求卓越”的工匠精神。基于 MOOC 的新媒体数字化立体教材随着信息化的发展应运而生，其教材建设理念适应了新工科人才培养，拓宽学生国际视野，及时反映新一代产品几何技术规范 N-GPS 标准体系的最新进展，融合智能制造新成果，培养具备工程领导力的新工科人才。

2.2创新教材内涵，推行基于计量学的新一代 N-GPS 标准体系

新一代 N-GPS 标准体系是以计量学为基础建立起来的，它是对第一代F-GPS 标准体系质的飞跃，新一代 N-GPS 标准体系提出了一系列新的概念，如表面数字化模型、操作算子、对偶性原理等等，通过应用数学描述、定义、建模以及信息传递的方法，由于测量方法的不一致而引起的纠纷都可以有效地解决，由此解决了以几何学为基础的标准体系所存在的难题。新一代 N-GPS 标准体系面向几何产品在“功能描述、规范设计、检验评定”过程的数学表达，统一规范，通过科学的建模、分类、规范与数字化操作集成方法，实现了“几何要素”及其“规范/特征值”从定义、描述、规范设计到实际检验过程的数字化体现，如图2（p34）所示。

新一代 N-GPS 标准体系将产品的规范、加工和认证作为一个整体来考虑，为产品功能需求的表述提供了精确的方法，推进制造业信息化、数字化的实现。我们教学团队编写的《互换性与测量技术》新媒体教材以新一代 N-GPS 标准体系为基础，图文并茂地诠释产品几何规范的基本原理、内容及其应用，讲述该标准体系的最新动态和研究成果，积极推行新一代 N-GPS 标准体系在各行各业的贯彻实施。

2.3课程建设，教材先行，打造互动型和课程型新媒体数字化立体教材

《互换性与测量技术》课程教材的最大特点是用量大、教材版本多、涉及的国家标准多并且现行标准改进快。我校教学团队负责编写的基于 MOOC 的新媒体数字化立体教材与线上和线下混合式教学改革内容相融合，相辅相成，互为补充，自成体系。线上课堂主要讲授适合网上传播的基础知识，同时拓展综合知识体系，通过新媒体教材的二维码资源关联、技术支持引用线上课堂内容，将微视频、案例、在线测试以及讨论等在线教学资源以二维码的形式嵌入到新媒体教材中，不仅丰富了教材内容的广度和深度，还能与时俱进，不断改进、完善和充实线上的数字资源内容，满足教学对于新媒体教材内容知识及时更新的需求。

新媒体数字化立体教材不仅仅是课本知识的载体，更是课本知识的无限延伸。在手机 APP 端，学生通过扫描二维码，可以观看新媒体教材中对应知识点相关视频、在线测试、扩展资源等丰富的 MOOC 数字资源，辅助学生课前预习，课中讨论，课后复习，还可以利用在线测试来检测该课程知识的掌握程度，极大地提高了资源的利用率、资源的动态性及学习的实效性。基于 MOOC 的新媒体数字化立体教材充分利用移动互联技术，使教材内容、课程教学资源和教学服务三者融为一体。新媒体教材便是课堂，与课程紧密融合，拥有知识传递、互动和检测等特征，课程与新媒体教材之间的界限逐渐模糊。课程型新媒体数字化立体教材更加重视学生学的过程，以学生为中心，有效激发学生创新思维，自主学习，移动互联网技术实現了读者随时随地学习新媒体教材线上课程资源。

本课程教学团队根据多年教学经验，已经完成了课堂教学的全部视频录制，在中国大学 MOOC 爱课程平台上传了完整的授课视频、教学课件、在线测试、在线作业等相关教学资源。该课程2020年荣获国家首批线上线下混合式一流课程，[9]基于 MOOC 的新媒体数字化立体教材起到重要支撑作用。新媒体教材自出版以来，在武汉理工大学、武汉东湖大学、华夏理工学院、湖北工业大学、武汉科技大学等高校广泛使用，受到师生好评。

3结语

新一代N-GPS 标准体系是数字化、信息代发展的必然结果，它是产品几何技术规范和计量认证融合为一体的标准体系，具有先进性、科学性、可操作性强，但是由于涉及大量的应用数学、先进技术和新理论，限制了新一代 N-GPS 标准体系的推广和应用，为此我们编写了基于新一代 N- GPS 标准体系的、数字化、立体化、通俗易懂的和图文并茂的精度设计新媒体教材，加速现行新一代 N-GPS 标准体系的推广和应用。

MOOC 背景下的适宜于新工科的互换性与测量技术新媒体数字化立体教材，有效整合了新媒体教材与 MOOC 的优势，运用现代信息化技术，将新媒体教材与 MOOC 相互融合，使新媒体教材与 MOOC 资源和线上动态教学活动互为支持、优势互补，相辅相成。新媒体教材读者与 MOOC 用户打通，扩大教材用量和 MOOC 选课人数，进一步扩大了共享范围，增加了基于新一代 N-GPS 标准体系的数字化精度设计新媒体教材的受益面，满足了学习型社会的建设要求。

基金项目：湖北省教学研究项目“基于 MOOC 的新工科教材建设与研究——以国家精品在线开放课程《互换性与测量技术》为例”（20181207111748）。

参考文献

[1] 国家教材委员会.全国大中小学教材建设规划（2019-2022年）[Z].2019.

[2] 教育部.普通高等学校教材管理办法[Z].2019.

[3] 中国国家标准化管理委员会. GB/T 1182-2018《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》[M].北京：中国标准出版社，2018.

[4] 中国国家标准化管理委员会.GB/T 38368-2019《产品几何技术规范（GPS）基于数字化模型的测量通用要求》[M].北京：中国标准出版社，2019.

[5] 中国国家标准化管理委员会.GBT 1800.1-2020《产品几何技术规范（GPS）线性尺寸公差ISO 代号体系第1部分：公差、偏差和配合的基础》[M].北京：中国标准出版社，2020.

[6] 中国大学 MOOC 平台， 武汉理工大学， 互换性与测量技术课程[DB/OL].http：//www.icourse163.org/learn/WHUT-1001860005html，2016-12-16.

[7] 胡业发，张宏.互换性与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2020.

[8] 国务院办公厅.教材建设是国家事权[Z].2016.

[9] 教育部.互换性与测量技术课程获批“首批国家级线上线下混合式一流课程”[Z].2020.