基于“翻转课堂”的机械工程制图课程教学改革研究_毕思.pdf

轻工人才 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料230基于“翻转课堂”的机械工程制图课程教学改革研究*毕 思，纪广通，陈爱平武昌工学院 智能制造学院，湖北 武汉 430000摘要：近年来信息技术教学方式蓬勃发展，各种教学辅助平台应运而生。文章依托学习通教学辅助平台，利用翻转课堂教学模式对机械工程制图课程进行改革研究。结合该课程特点，以四个不同班级为研究对象，选取相贯线画法和全剖视图画法两个知识点为例，将4 个班分为两组，分别采用常规线下教学和翻转课堂+在线资源的混合教学，以求提出更合理、更利于学生吸收新知识的教学方法。通过研究发现，针对不同知识点的具体情况，采取翻转课堂+在线资源的混合教学形式可以有效提高学生的学习深度和效率。关键词：工程制图；翻转课堂；教学改革；信息技术分类号：TH-4；G712.0机械工程制图是机械类和近机械类的一门专业基础课，需要学生掌握制图和识图的能力。机械工程图纸是工程师设计思想的表达，利用视图和尺寸，配合文字来表达零件加工或安装过程中的技术要求等信息。加工工艺人员则根据机械工程图纸来读取零件的结构形状并制定合理的加工工艺路径。质量监测人员和设备安装人员则可以根据机械工程图纸来获取机械设备的安装与拆卸方法、检验零件加工是否合格。机械工程制图课程在学生整个专业学习过程中起着起承上启下的作用，学好该课程需要学生具有较强的逻辑思维能力、空间想象能力以及一定的作图能力。为了让学生在制图课程学习上事半功倍，许多教师在制图教学方式上进行研究，试图找到一种适合学生的教学模式，帮助学生学习和理解课程内容。1 机械工程制图课程教学现状近年来在线教学平台蓬勃发展，使得传统教学不得不做出相应变化，教师开始积极推进基于线上资源的教学改革研究1。一方面，线上教学平台正好为微课教学提供了一个交流平台，教师可以上传自制微课视频，也可以利用其他优秀教师的微课资源。微课可以多种形式呈现，比如演讲、活动、游戏、论坛、视频和测试等，这可以帮助学生增强对理论知识的认识。另一方面，线上教学平台与翻转课堂的完美结合，给机械工程制图课程教学开创了新篇章2。不仅提供有经验教师的教学视频，还有配套教学课件、教学大纲、教案、习题和测试试题。以武昌工学院（下称“学院”）常用的教学平台“学习通”为例，其不仅提供全套资源，还能够对学习情况进行统计分析，便于教师检测学生学习状态和学习效果。在多年的执行过程中，翻转课堂式教学模式也越来越被大众接受，出现在许多优秀教师的教学改革方案中。与传统教学模式相比，翻转课堂在课中和课后的环节与内容都是相反的，将教与学的顺序进行“翻转”3。在近几年线上课程的推动下，相关的微课资源逐渐丰富与完善。目前学院机械工程制图课程的学时配置为 48+40，总共 88 学时。涉及知识点包含制图基本规定、制图基本知识、点线面的投影、零件连接、零件图和装配图，主要是培养学生空间想象能力和阅读机械工程图样的能力4。学生在学习的过程中，遇到的主要问题在于空间立体截切和曲面立体相交的相贯线，由于学生脑海中没有具象的形象，学习起来就感觉比较吃力。并且由于课程性质特殊，需要学生花时间在课后消化吸收所学知识，学习难度较大。2 机械工程制图课程教学改革过程为了验证“翻转课堂+超星学习通”的教学模式与传统教学模式教学效果的差异，在 2022 级学生的教学班级中选取 4 个班级作为研究对象。选取同一专业四个行政班级为研究对象，将其编号为 1、2、3、4 班。其中 1 班、2 班全程以传统教学模式进行讲授教学，而文章编号：2096-3092（2023）01-0230-03*基金项目：武昌工学院教研项目“基于超星学习通+翻转课堂的机械工程制图课程教学模式研究与实践”（2022JY06）作者简介：毕思，女，硕士，讲师，研究方向为工业机器人工程。造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 轻工人才2313 班、4 班则选择其中几个知识点利用超星学习通资源、翻转课堂教学模式进行创新教学。选取曲面立体与曲面立体相交的相贯线和全剖视图画法两个知识点为例，分别对 4 个班进行不同方式的教学，完成之后用如图 1、图 2 所示的例题来检查学生对所学知识点的掌握情况。各班完成结果如表 1 所示。其中正确率是统计作答完全正确忽略规范性问题的情况。从一学期的教学结果来看，第一题为基础应用，结果相差不大，表明学生对圆柱相交的相贯线的基础做法掌握较好。第二题需要学生消化吸收所学知识后来解决问题，从结果来看，学生课堂上要想达到融会贯通是需要时间来理解的。第 3 题则是对平面立体与曲面立体以及曲面立体的相贯的一个综合考查。本题学生作答情况基本正常，常规教学班情况优于教学研究班，其中 3 班和 4 班的学生错误中有完全不会的情况。而第 4 题相对难度更大，综合了相贯线和圆柱体截切两个知识点。从结果看 3 班和 4 班的正确率高于 1 班和 2 班。3 班和 4 班由于前期查阅在线知识，给课堂留出时间，可以进行分析、讨论，学习效果更佳。由于全剖视图操作相对简单，该部分练习结果相差不多。传统教学班级统计学生出勤率以教师随机点名次数为主，而学习通平台可以导出学生每次的出勤情况。学习通平台可以展示学生学习每段教学视频的时长，还能分析每个学生学习情况，并根据教师设置的各项考察指标，给学生做出综合的评价并给出排名，评价结果客观公正5。采用学习通辅助翻转课堂的教学模式促使学生主动学习，学生在课前学习消化了基础知识，课堂时间则可以对教学重难点进行探讨和深入细致的研究。学习通辅助翻转课堂的教学模式充分利用了信息技术，能够全方位地反映学生的学习状态与学习结果，可以得到较细致的学习情况，便于做教学分析6。3 机械工程制图课程改革内容与特色3.1 改革内容（1）教学内容改革。在原有课程内容基础上增加三维建模，将学生难以想象的复杂的工程零件，由抽表 1 练习结果正确率统计表班级相贯线练习 1相贯线练习 2相贯线练习 3相贯线练习 4全剖视图练习1 班75%12%62%9%62%2 班74%10%62%8%59%3 班75%14%56%14%63%4 班74%15%54%14%63%图 1 相贯线练习题图 2 全剖视图练习题1.2.3.4.轻工人才 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料232象的三视图变成具象的三维立体模型，形象直观地展示零件的结构特征。（2）教学形式改革。在“机械工程制图”课程的翻转课堂教学中，教师设计任务引导学生进行自主学习，学习课前录好的教学视频和线上教学平台的优秀资源。为了检验、督促、强化学生自主学习效果，通过布置一些问题，引导学生讨论、研究来解决问题7。课前教师在学习通平台发布视频学习任务、学习讨论和对应练习测试题，学生按要求完成任务后，教师可以通过查看学生提交的练习与讨论，了解哪些知识学生已经掌握哪些知识需要强化讲解。由于课前学生已经完成基本知识讲解的学习，在课堂上有充足的时间与学生探讨知识学习的重点与难点，着力解决学生遇到的问题并引导学生总结所学知识。学生从被动的倾听者，变成学习的主导者，课堂氛围更加活泼，学习效率也更高8。3.2 改革特色（1）教学角色转变。教师保证在完成教学任务的情况下给学生发布学习内容，学生自主安排完成对应知识的学习并有针对性地选择扩展知识。在知识学习中，学生变成学习的主体9。（2）教学资源。线上丰富的教学资源可供学生使用，学生可以选择教学名师的微课来完成知识的学习。线上平台不仅有教师本人上传的录课视频，有全国优秀教师制作的微课视频，还有丰富的测试题来检验学习效果。在传统制图课程中考查学生的空间想象能力是较难的，通过线上平台，学生可以借助信息技术展示出不同零件的立体结构，甚至可以利用 VR 技术给学生一种身临其境的感觉，从而将抽象的形象具体化，这样复杂的问题就得以简化10。（3）教学环境。教学环境从课堂内为主，变为课堂内外相辅相成的情况。随着高校智慧教室的搭建，也使得教学环境更适合学生进行分组讨论教学。翻转课堂重在增加师生之间的互动，课堂上有充足的时间用于师生互动，学生会提出各种问题，老师会及时捕捉信息，形成解决方案，从而促进教学相长。并且本课程改革成功，可以促进其他相关课程改革工作的推进。改革的实施并不是抛弃原有方式，翻转课堂的全面开展也对教师提出了更高的要求，需要耗费教师大量的精力。在具体实施过程中选择合适的知识章节，利用网课平台丰富的教学资源，并且学生经历一段时间网课学习，对学习通平台的运行比较熟练，也为翻转课堂教学提供了坚实的基础。并且当前教学模式下，机械工程制图课程学时在逐渐缩减，应用线上教学平台与翻转课堂相融合的教学模式可以很好地解决此问题，对于提高教学质量起到积极作用。当然，在改革过程也会发现问题，少数学生由于自制力较差，不能完成前期知识的学习，导致在课堂上无所适从，这需要教师使用其他办法进行监督和解决。4 结束语随着信息化技术的不断发展，三维图样将会占据越来越重要的地位，取代工程图样在机械制造业的地位，因此制图课程需要从内容到形式全方位的教学改革。而线上教育和翻转课堂作为新式教学方式，其优势是显而易见的，翻转课堂式教学模式给学生提供了一个较好的学习平台，也敦促教师不断学习，体现了终身学习理念。参考文献1 成海涛.基于雨课堂的机械制图翻转课堂教学模式探讨J.江西理工大学学报,2018,39(6):86-90.2 孙洁,周萍.翻转课堂模式下机械制图与CAD课程教学模式设计与实施路径J.中国轻工教育,2018(2):77-82.3 朱文博,瞿元赏,崔怡.浅议“工程制图基础”的教学内容和方法J.上海理工大学学报(社会科学版),2017,39(1):69-73.4 王赫莹,郭忠峰,张秀红.基于MOOC背景下翻转课堂教学模式探索与实践:以沈阳工业大学“工程制图”课程为例J.教育教学论坛,2020(19):208-210.5 何丽,吉玉祥,李雪芝.基于MOOC+快课+SPOC的翻转课堂教学改革与实践J.中国现代教育装备,2022(7):69-71,75.6 余立华.基于SPOC的翻转课堂教学模式探索与实践:以高职机械制图课程为例J.武汉职业技术学院学报,2022,21(6):75-79.7 李玲,周文化,李卉,等.“翻转+对分”融合式课堂教学模式的构建与实践:以食品科学与工程类专业工程制图课程为例J.食品工业,2021,42(7):199-203.8 张桐,文良华.翻转课堂在“工程制图”课程教学中的改革实践探索J.工业和信息化教育,2022(7):58-62.9 卢继霞,张运九,迟金玲.工程图学翻转课堂教学实践：以“组合体的画图方法”为例J.首都师范大学学报(自然科学版),2021,42(6):64-70.10 杨万理,王宁,赵莉香,等.新工科背景下土木工程制图教学改革探索与实践J.大学教育,2022(3):101-106.