互聯網+時代機械制圖創新教學模式論文
摘要：分析了當前機械制圖教學中存在的問題，提出了順應“互聯網＋”時代需要的基于ＭＯＯＣ的翻轉課堂創新教學模式，詳細闡述了ＭＯＯＣ的建設、翻轉課堂的流程，最后以實例進行了實踐．
關鍵詞：互聯網＋；機械制圖；ＭＯＯＣ；翻轉課堂
１引言
李總理在第十二屆全國人民代表大會第三次會議上提出“互聯網＋”行動計劃后，各行各業就刮起了一股“互聯網＋”風：互聯網＋傳統集市，淘寶出現了；互聯網＋傳統交通，滴滴打車出現了；互聯網＋傳統銀行，支付寶出現了……由此可見“互聯網＋”不是簡單的一加一等于二，一定大于二．要使一加一大于二，關鍵是創新，只有創新才能有真正的飛躍．在“互聯網＋”時代也不能讓教育缺位，要想使互聯網＋教育產生很好的效果，催生出新的教育模式，就不能簡單地把互聯網強套在傳統教育上，而是要把互聯網的創新成果與教育深度融合．
２“互聯網＋”時代機械制圖創新教學模式的研究
２．１機械制圖課程教學現狀
機械制圖課程是研究繪制和閱讀機械圖樣的一門專業技術基礎課程，課程的培養目標是培養學生的讀圖和繪圖基本能力，為后續課程打下必要的基礎．要學好這門課，必須具備一定的空間想象能力和形象思維能力，這對于初學者來說有一定難度．不少學生感到機械制圖課程難，無法想象物體的空間形狀．為提高學生學習機械制圖的興趣，幫助他們提高空間想象能力，教師們不斷進行教學改革．在二十世紀，掛圖和實物模型應用于課堂教學，在幫助學生建立空間概念方面起到了一定的作用，但對于一些抽象復雜的概念、形體，教師無法演示、難以講清，學生反映上課難以聽懂、下課作業不會做．隨著計算機技術的發展，多媒體技術應用于課堂教學，通過展示大量的立體圖像、動畫、視頻，可以形象直觀、快速、方便地將以往難以講清的教學內容表現出來．講課生動易懂了，而學生的感覺是上課就像看電影，一聽就懂，走出教室就忘，作業一做就懵，不知從何下手．這說明這些教學改革優化了課堂知識傳輸過程，解決了學生聽的問題，即知識的理解問題，但忽視了知識內化過程的優化，沒能解決知識的應用問題．其原因在于現在大多數多媒體教學實際上只是把黑板換成了投影屏幕，教學上仍采用傳統的填鴨式的滿堂灌形式，延續著傳統教學的“傳遞－接受”模式，課堂上學生仍處在被動接受，沒有主動探究，知識在學生的腦子里一晃而過，沒有留下深刻的印象．
２．２ＭＯＯＣ興起
２０１１年，美國斯坦福大學教授塞巴斯蒂安史朗把他研究生水平的人工智能課程放在了互聯網上，從而吸引了來自１９０多個不同國家的１６０，０００名學生，世界為之振奮．以往只為少數人享用的世界頂尖教育終于可以面向世界各個角落的平民，這就是第一個ＭＯＯＣ平臺．這個為全球用戶提供課程和教育服務的大型網絡ＭＯＯＣ平臺，不僅是互聯網應用的創新，還被人們譽為“印刷術發明以來教育最大的革新”．近年來ＭＯＯＣ風暴席卷全球，ｅｄｘ、Ｕｄａｃｉｔｙ、Ｃｏｕｒｓｅｒａ、學堂在線、好大學在線、超星ＭＯＯＣ、中國大學ＭＯＯＣ平臺如雨后春筍般涌現．哈佛大學、麻省理工大學、斯坦福大學、清華大學、北京大學、上海交通大學等，他們都在ＭＯＯＣ平臺上面免費開放自己的課程，只要能上網，所有人都能注冊這些課程，目前已有近千萬用戶．
２．３翻轉課堂興起
２０００年，美國ＭａｕｒｅｅｎＬａｇｅ等在論文“Ｉｎｖｅｒ－ｔｉｎｇｔｈｅＣｌａｓｓｒｏｏｍ：ＡＧａｔｅｗａｙｔｏＣｒｅａｔｉｎｇａｎＩｎ－ｃｌｕｓｉｖｅＬｅａｒｎｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”中介紹了他們在美國邁阿密大學教授“經濟學入門”時采用“翻轉教學”的模式以及取得的成績．２００７年，美國的化學老師ＪｏｎａｔｈａｎＢｅｒｇｍａｎｎａｎｄＡａｒｏｎＳａｍｓ開始使用視頻軟件錄制ＰＰＴ并附上講解聲音．他們錄制的視頻上傳到網絡，以此為缺席的學生補課．不久他們進行了更具開創性的嘗試———逐漸以學生在家看視頻、聽講解為基礎，在課堂上，老師主要進行問題輔導，或者對做實驗過程中有困難的學生提供幫助．這就是被稱為“翻轉課堂”的創新教學模式．“翻轉課堂”對學生的學習過程進行了重構，把各知識點信息傳遞到學生是在課前完成，而學生對各個知識點的吸收內化是在課堂上通過互動來完成．其結果是：有效提升了學生自主學習能力，發展了學生思維能力，最終實現了學習成績提升．如今“翻轉課堂”的教學模式逐漸在世界上傳播開來．
３機械制圖ＭＯＯＣ建設及教學模式研究
針對目前機械制圖教學中所出現的新矛盾、新問題，為順應“互聯網＋”時代的要求，融合世界先進的ＭＯＯＣ理念和翻轉課堂教學模式，探索構建了基于ＭＯＣＣ的翻轉課堂的教學模式并在２０１５級學生中進行了實踐研究．
３．１ＭＯＯＣ的構成機械制圖
ＭＯＣＣ主要由教師模塊、學生模塊和數據模塊三部分組成．教師模塊教師把知識點碎片化，制作成教學視頻，設計每部分知識點的過關測試，這兩部分構成微課．教師還需準備教學資料，與教材配套習題答案及過關測試答案、評分標準等．學生模塊供學生學習、討論、發布信息及測試．數據模塊能夠有效地記錄學生的平時成績，根據答題的正確率，能夠準確地統計到學生的學習狀況，為后續翻轉課堂教學提供依據．
３．２ＭＯＯＣ的建設
１）基于知識碎片化的課程建設．哈佛大學心理系博士后卡爾什普納爾研究發現，網上短視頻課程能夠幫助人們保持注意力、提高學習效率．隨著生活節奏的加快，人們能夠支配的大塊完整時間越來越少，將課程內容碎片化，非常適合于現在的網絡學習．因此，將機械制圖基礎課程的內容分為６章，每章分若干知識碎片點，如圖２所示，每個知識點制作成１０分鐘左右的微課視頻，如圖３所示．一個碎片課程結束后緊接著安排小的測試．學生在這個過程中既可以學到相應的知識點內容，還可以檢驗對該知識點掌握的程度．２）基于富媒體化的資源庫建設．在ＭＯＯＣ中采用嵌入富媒體手段便于表現各知識點中的重點、難點及抽象的空間概念，使教學內容更通俗易懂．這對提高學生的學習興趣，激發學生的創新思維有著積極的意義．機械制圖基礎ＭＯＯＣ采集運用了數量眾多的富媒體素材，除主講教師授課現場的錄影資料外，還囊括了大量的文本、圖片、動畫、聲音和視頻等．ＭＯＯＣ中大量的文本資料可以輔佐教學，為彌補教學容量的有限性，還提供了拓展閱讀資源供學生使用；大量的圖片資料可使學生迅速理解構件在生產中的實際應用；視頻、音頻素材是主講教師本人真實形象和同步音頻如圖３所示，具有很強的表現力與感染力，能真實反映教學情況，大大提高了教學的直觀性；動畫設計將構件的形狀、運動、裝配變化等進行模擬，有利于幫助學生想象構件的空間形狀、運動原理等，如圖４所示．３）基于智能化的學習行為管理．在ＭＯＯＣ平臺內置統計軟件可以幫助教師管理每個學生的學習行為如點擊次數、交流發言、在線時間等，從而快速、準確地獲得學生的行為及能力數據，發現學生學習中的興趣點、難點，以及時調整授課的內容和方式．甚至能發現個別學員的學習特點、個性化需求，以利于教師給予針對性的建議．圖５顯示本段視頻在某一小部分顏色很深，表示學生多次反復進行觀看．有可能這部分知識點較難，教師可以通過此數據獲得信息，在線下翻轉課堂面授課時，對這部分知識點著重講解和討論．內置軟件還可以對學生的學習評價，包括過程評價、測試評價和總結性評價．過程評價根據學生在ＭＯＯＣ平臺觀看視頻、在線討論、學生的自我評價和互評等情況進行評價；測試評價，是以在線考試的形式給出成績；總結評價按照各評價指標的權重，軟件自動計算出學生的課程總成績，并最終生成一份成績單．總之，通過智能化的學習行為管理能至始至終地觀察到學生對各知識點的動態學習情況，從而掌握第一手資料，為后續翻轉課堂教學方法設計、教學內容安排提供依據．
３．３翻轉課堂流程
翻轉課堂流程：課前準備→課堂內化→課后提升，如圖６所示．課前準備：教師要明確學生須掌握的知識點，制作視頻，發布到ＭＯＯＣ平臺，同時發布學習通知，學習指南，學習拓展資料及測試題等．學生根據學習通知，觀看視頻、在線測試、提問、師生、生生網絡互動，學習相關知識，討論相應問題，為進入課堂學習進行準備．課堂內化：課堂上教師可以根據課前在線輔導、分析數據了解學生在該知識點上遇到的困難，在課堂上有針對性地講解，對個別同學進行有效的個性輔導；也可以把教學重點、難點轉化為問題提出來，引導學生根據課前知識點思考，同學生一起分析問題，最終引導學生解決問題．更應引導學生在解決問題的喜悅中提出更深層次的問題，通過師生之間，學生之間的討論解決該問題，從而促進學生對知識的吸收內化．課后提升：課后教師要優化教學方案，學生要對所學知識點歸納總結，拓展提升．此外教師需要布置相應的作業、問卷調查等以拓展學生知識面、提升學習能力．課后學生的學習活動還是需要在ＭＯＯＣ平臺來獲得拓展任務，上傳資料，進行網上討論及訓練成果的評價．教師還要進行課后學習的監控和答疑，鼓勵學生創新和探索，激勵學生獨立完成相關任務．４基于ＭＯＣＣ的翻轉課堂教學實例下面以標注圓柱與圓柱相貫尺寸教學為例闡述該模式的實踐過程．課前上傳視頻《基本體的尺寸標注》，要求學生觀看，隨后提出問題“畫圖說明：兩個圓柱相貫的尺寸應如何標注？”并要求學生畫出圖標注尺寸后由學習小組同學互評，相互糾錯．課堂學生們根據所學知識畫出的圖形都是圖７（ａ）所示兩圓柱正交相貫的圖形．教師引導學生思考幾個問題：中兩圓柱正交相貫定形尺寸需標注幾個？定位尺寸需標注幾個？尺寸標注的基本規則是什么？學生們回答了這幾個問題后就能把自己圖中的錯誤尺寸改正，標出正確尺寸．教師接下來馬上拋出問題：“如果這兩個圓柱不是正交，而是斜交呢？”“如果這兩個圓柱軸線在一根線上，又該怎樣標注？”學生的積極性被調動起來了，興趣盎然，課堂氣氛活躍．標注出它們的尺寸如圖７中（ｂ）（ｃ）后，馬上有同學脫口而出：“如果這兩個圓柱軸線不在同一個平面上那又是怎樣標注呢？”一石激起千層浪，“這應該有幾種情況．”有同學接著說．“到底有幾種情況，該怎樣標注，就是今天的作業．”老師因勢利導．課后學生回顧課堂內容，總結尺寸標注的規律，小組討論、分析兩圓柱相貫尺寸標注的各種情況，最后做出軸線不在一個平面兩圓柱相貫的幾種情況的圖形進行標注，限于篇幅只列舉圖７中（ｄ）（ｅ）兩種情況．
５結束語
在“互聯網＋”時代，機械制圖教學有了新的機遇，也迎來了新的挑戰．抓住新機遇，學習新知識，構建新的教學模式迎接新挑戰是每個教師的責任．基于ＭＯＯＣ的翻轉課堂的教學模式順應“互聯網＋”時代的要求，將原本需要向學生屏蔽的互聯網變成了能夠創造教育新價值的互聯網，把教與學圍繞互聯網進行．教師通過互聯網上傳ＭＯＯＣ資源，學生通過互聯網登錄ＭＯＯＣ平臺，觀看課程視頻、在線測試、與教師互動、與同學互動．線下翻轉課堂教師重心工作是討論重點、難點，引導學生分析問題，解決問題，提出問題，極大地提升了學生的學習主動性和積極性，使得學習過程更加有趣，學習效率更加明顯．
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