基于“互联网 +”的《工程制图》混合慕课教学改革研究

基于“互联网+〞的?工程制图?混合慕课教学改革研究〔〕:

摘要：传统工程制图教学中存在学生参与度较低、学习兴趣缺乏、课堂教学与业界关系不亲密等缺点。基于"互联网+";的信息技术，提出开展线上/线下混合慕课的教改新思路和方法。根据生物医学工程的教学要求和专业特点，充分利用在线教学资源，优化课堂教学内容，构建以案例教学为主的混合式学习平台。采用在线学习、在线求助、在线辅导、在线答疑等多元化教学方式，拓展知识点以补充课堂教学的缺乏。最终考试结果说明：慕课实验班的期末考试通过率比非慕课班进步了13.3%，学生在整个教学中的参与度和学习积极性都有很大的提升。

关键词：慕课；互联网+；线上线下；教学研究

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

工程制图是一门基于工科专业开设的传统课程，主要是以工程图样或数字化信息模型为研究对象，通过解读其信息量和表达含义，培养工程技术人员读图、识图、画图的才能，以便实现相关专业人员就工程技术信息展开交流，故而在很多工科专业都将该课程做专业根底课进展学习[1,2]。当前随着国家和社会对培养创新型人才的需求越来越迫切，高校人才的培养目的逐步将提升学生创新性和创造力放在第一位，如何根据市场需求并结合自身专业特色，深化全面的开展一场教学变革已成为现今许多高校的当务之急。近年来，在全球信息化浪潮的推动下，基于"互联网+";的慕课形式日益风行世界，这种新的教学形式有别于传统教学方式，具有教学效率高、内容丰富、互动性好等优势，能有效弥补传统教学形式的缺陷，具有明显的创新性【3】。

多年以来，受传统教学形式的制约，课堂教学内容变化较小，经常出现沿袭一本教材和讲义包打天下的场面，对业内的一些前沿动态和新技术，并没有很好的在课堂教学上表达出来，造成教学过于侧重理论而无视了行业开展，很多现行教材都是固定化的形式，知识体系相对陈旧且明显滞后于行业新技术开展程度。由于长期沿袭死板的教学方式，缺乏灵敏的互动性，很难激发学生的想象力和学习兴趣，所以形成了一种"教师教的累，学生学的苦";的怪圈。

随着高校教改的不断深化和全方位覆盖，具有创新性的教学手段和理念层出不穷、日新月异，强化大学生"自主学习";已在各大高校被视为培养创新型人才的有效形式得到了广泛的认可和共识。"自主学习";是一种以学生为主体，在整个学习过程主动而积极自觉的学习行为【4】。通过独立自主的深化分析、拓展研究、科学理论、大胆质疑、革陈创新等方法施行以目的导向为驱动，借助互联网平台施行学习拓展，以增加学习信息量和精准性。

针对传统教学形式的优缺点，综合"互联网+";和"自主学习";这两种形式的各自优势，本文提出了一种基于"互联网+";的线上/线下混合慕课教学方法，该方法以信息技术为支撑平台，借助开放式教学资源，利用网络直播、线上/线下互动等手段，引导学生自我学习和自我完善，培养学生的主动学习兴趣，使混合慕课教学成为进步教学质量和学习效果的倍增器。该方法有以下三大优点，首先可以通过学生的学习态度、学习才能和学习策略等综合因素的优化配置而形成一种可自主主导的内在学习机制。其次，学生对自己的学习目的、学习内容、学习方法以及所使用的教材和学习材料具有发言权，将教学主体彻底还给学生。最后，学生在总体教学目的的宏观调控下，可以根据自身实际情况和个人爱好制定个性化的学习方案和学习形式。

一工程制图教学面临的问题

〔一〕课堂教学学时缺乏

当前各大高校为了全面提升学生素质教育程度，激发学生主动学习热情，降低对传统课堂教学的依赖，减小各专业根底课程的教学学时已成为大势所趋。工程制图作为一门专业根底课程，教学和实验学时都做了大幅度调整，如何在有限的教学学时内保质保量的完成教学任务将成为任课教师所面临的新课题。目前，在缩减教学学时的大环境下，教学环节中普遍存在教学侧重点不平衡的问题，例如重视理论根底教学的教师会删减后期的理论教学学时，而重视理论教学的教师就会大幅缩减理论教学学时。上述这两种情况都会直接削弱学生根底理论知识的学习和理论动手才能的培养。

〔二〕传统教学课堂学生参与度不够

在现阶段各大高校为了对教学过程进展标准化管理，需要对教学方案和教学信息进展细化，教师对授课内容的把控要精准到分秒不差，尽管这一措施极大的推动了教学标准化管理，但是教师上课的自主性也被严重弱化，在某种程度上课堂的主角已经由学生变成了死板的教学管理规那么。为了迎合教学督导，尽量减小教学过失，大多数教师越来越依赖多媒体教学手段，习惯在既定教学方案的指应下按照课件机械的进展课堂教学。课堂教学本应该是以师生为主角的互动结合演出，结果在死板的管理条框下失去了应有的活力，出现了教师和电脑互动，学生在一边旁观的奇怪现象，这样就极大的弱化了教学环节中学生的参与程度。

〔三)课堂教学内容与业界脱离

随着人工智能和大数据时代的到来，工程产品设计和信息化描绘正逐渐由二维平面形式向三维空间形式转换，工程图形的信息解析也由单一的文字信息拓展到图形信息【5】。国内一些大学也开始尝试在工程制图中引入三维几何建模的相关内容，逐步开始探究建立二维、三维同步建模的教学方法，着重培养学生利用三维特征建模进展创新化设计。针对生物医学工程专业医工结合的特点，直观的三维图样对医学临床类知识的学习能起到事半功倍的效果。一直以来，该专业的工程制图课程主要选用机械类教材，尽管在原理讲述上不存在太大问题，但是行业背景出入较大，由于与专业背景完全脱离故无法对后续专业课学习起到有力的支撑作用。随着医学数字化信息技术的开展，数字化器官、虚拟数字化手术等技术逐步进入临床阶段，生物医学工程类学生掌握医学数字化建模技术尤显迫切。综观国内适宜生物医学工程专业的工程制图类教材几乎为空白，现有教材无法突出相应的行业背景，人才培养与行业需求互相严重脱节。因此，生物医学工程类专业的工程制图教改仍然停滞在论证阶段，寻找切合实际的并能付诸施行的教改探究成为当务之急。

二"互联网+";形式下的新教学方法

〔一)构建"互联网+";的自主慕课体系

将信息技术与传统教学形式相结合就催生了基于"互联网+";的自主混合慕课形式和相应的全新教学体系。由于生物医学工程属于非机械专业，?工程制图?教学学时较少，故提出采用慕课案例教学形式进展先上/线下学习。在建立慕课时应尽量选取医疗器械作为授课案例进展讲解，以突出本课程的专业背景和生医工程的专业特色。根据上述指导思想，在教学方案设置上就需要打破原有课程框架，借助"互联网+";的资源平台优势，充分发挥案例教学的内涵，将原有零散的知识点通过案例集中展现出来，实现理论与理论的亲密结合，详细的课程平台体系如图1所示。在整个教学过程中设置假设干个案例，例如案例1主要介绍如何对医用胶布进展工程图样绘制，以此为需求导向讲解制图的根底知识和国标标准，然后介绍点、线、面的投影，最后介绍医用胶布的三面投影，这样通过任务需求将原有课程体系中按部就班的授课顺序凝练在一起了，系统化的针对某一个问题展开阐述，最大限度的将零散、碎片化的知识要点组建成案例体系。案例2主要介绍医用注射器，将学习内容扩展到体，这样通过前两个案例的学习，很自然的就将点、线、面、体有机的结合在一起了。后续案例可根据学生学习状况实时调整，这种通过模块化组合的教学形式不仅聚合了相关知识点，也突出了专业特色。整个课程采用开放式学习平台，对每一讲的视频、讲义、练习题等学习资料都提早推送，采用二维码标识，便于学生通过电脑或者等终端随时扫描下载，反复学习观看。利用现有社交软件建立学习群或者公众号，在群里面可以与同学交流学习进展、答疑解惑、布置习题、提交作业等，将所建立的学习群嵌套到开放式慕课学习平台上。在详细施行过程中，学生可以使用、平板电脑等挪动智能终端扫描各案例所对应的二维码以获取相应的学习资源〔包括教学视频、课件、行业扩展性知识、练习题等〕，可施行在线学习、在线求助、在线辅导、在线答疑、在线练习等自主学习方法，进步学生的学习积极性，以补充课堂教学的缺乏，从而解决因学时减少而带来教学质量下滑的困扰。

〔二〕优化课堂教学

教学方法是课堂教学的灵魂，也是人才培养的关键环节，针对不同专业和层次的学生，不同施教方式会带来不同的教学效果。对生物医学工程的学生而言，工程制图作为培养三维空间思维才能的课程，传统课堂教学形式已经很难引发学生的学习兴趣，优化课堂教学内容并配合灵敏的教学方法势在必行，唯有如此才能获得良好的教学效果。尽管在"互联网+";形式下，结合专业特色，学生可以开展自主学习，但并不意味着课堂教学的核心作用被弱化，相反更应该通过优化课堂内容等措施，继续加强课堂教学的核心引领作用。在课堂教学学时减少的大环境下，要优化和丰富教学内容，突出教学重点和特色，使其由大而全变成少而精。首先，根据教学大纲结合专业特点，对?工程制图?中的相关理论知识进展精简，突出重点，对一些与专业结合不太严密的知识点进展删减并整合。现行教材中主要是以机械类零件为教学内容，对生物医学工程类的学生难以产生共鸣，学习起来比拟困难，无异于听"天书";，让学消费生厌学和畏难情绪。考虑到授课对象不同于传统工科专业，可以对工程图学理论方面的内容进展优化，主要以培养学生识图才能为主。在优化课堂教学的过程中，尽可能的采用直观形象且与专业亲密相关的医学类三维模型作为教学实例，PPT课件要做到简洁明了、图文并茂、声形动画相结合，使得本来复杂抽象的空间形状变得形象直观，以便增强学生的学习兴趣，进步课堂教学的学生参与度。

在详细教学中，例如组合体中截交线和相贯线的主要内容是强调空间曲线的平面投影特性，对空间想象力要求较高，比拟适宜机械类专业学习，而对生物医学工程专业主要是培养对医疗器械的识图才能。因此，在实际教学过程中应该强化对组合体的识图培养，而弱化组合体的绘图局部，对组合体实例进展重点识图练习，作为培养学生空间分析和想象才能的重要手段。只有通过优化课堂教学，让学生全程深度参与课堂教学的各个环节，学生才能有效地发挥主观能动性，积极主动学习。

三教学效果比照

任课教师可以全程监视整个慕课学习过程，各个学习环节的相关数据都可以从后台管理模块提取，对本次?工程制图?慕课实验班的数据进展统计和分析，分别如表1所示。该慕课课程无论从线上还是线下都保持一种良好的运行状态，其中学习人数占比、复习人数占比、练习人数占比、交流人数占比、学习活泼占比、在线测验占比、达成度占比、点击率占比、满意度占比、关注度占比等10个环节都在90%以上，学生参与度较高，也从另一面说明新的教学形式对学生在整个学习过程中充满了极大的吸引力。从图2中也能反映出交流人数占比相较其他几个环节分数较低，说明在线交流和师生互动还需要加强。

为了验证慕课形式的实际教学效果，对?工程制图?慕课班和非慕课班采用统一试卷考试，两个班的考试成绩分布如表2所示。慕课班应考31人，实考31人，不及格0人，通过率100%，其中60-69之间4人〔12.9%〕，70-79之间8人〔25.8%〕，80-89之间15人〔48.4%〕，90以上4人〔12.9%〕，其中73.08%的学生成绩在70-89之间，呈现比拟合理的正态分布趋势，教学效果有了显著的进步。非慕课班应考30人，实考30人，通过率87%，不及格4人〔13.3%〕，其中60-69之间8人〔26.7