互联网+时代机械制图创新教学模式论文
摘要：分析了当前机械制图教学中存在的问题，提出了顺应“互联网＋”时代需要的基于ＭＯＯＣ的翻转课堂创新教学模式，详细阐述了ＭＯＯＣ的建设、翻转课堂的流程，最后以实例进行了实践．
关键词：互联网＋；机械制图；ＭＯＯＣ；翻转课堂
１引言
李总理在第十二届全国人民代表大会第三次会议上提出“互联网＋”行动计划后，各行各业就刮起了一股“互联网＋”风：互联网＋传统集市，淘宝出现了；互联网＋传统交通，滴滴打车出现了；互联网＋传统银行，支付宝出现了……由此可见“互联网＋”不是简单的一加一等于二，一定大于二．要使一加一大于二，关键是创新，只有创新才能有真正的飞跃．在“互联网＋”时代也不能让教育缺位，要想使互联网＋教育产生很好的效果，催生出新的教育模式，就不能简单地把互联网强套在传统教育上，而是要把互联网的创新成果与教育深度融合．
２“互联网＋”时代机械制图创新教学模式的研究
２．１机械制图课程教学现状
机械制图课程是研究绘制和阅读机械图样的一门专业技术基础课程，课程的培养目标是培养学生的读图和绘图基本能力，为后续课程打下必要的基础．要学好这门课，必须具备一定的空间想象能力和形象思维能力，这对于初学者来说有一定难度．不少学生感到机械制图课程难，无法想象物体的空间形状．为提高学生学习机械制图的兴趣，帮助他们提高空间想象能力，教师们不断进行教学改革．在二十世纪，挂图和实物模型应用于课堂教学，在帮助学生建立空间概念方面起到了一定的作用，但对于一些抽象复杂的概念、形体，教师无法演示、难以讲清，学生反映上课难以听懂、下课作业不会做．随着计算机技术的发展，多媒体技术应用于课堂教学，通过展示大量的立体图像、动画、视频，可以形象直观、快速、方便地将以往难以讲清的教学内容表现出来．讲课生动易懂了，而学生的感觉是上课就像看电影，一听就懂，走出教室就忘，作业一做就懵，不知从何下手．这说明这些教学改革优化了课堂知识传输过程，解决了学生听的问题，即知识的理解问题，但忽视了知识内化过程的优化，没能解决知识的应用问题．其原因在于现在大多数多媒体教学实际上只是把黑板换成了投影屏幕，教学上仍采用传统的填鸭式的满堂灌形式，延续着传统教学的“传递－接受”模式，课堂上学生仍处在被动接受，没有主动探究，知识在学生的脑子里一晃而过，没有留下深刻的印象．
２．２ＭＯＯＣ兴起
２０１１年，美国斯坦福大学教授塞巴斯蒂安史朗把他研究生水平的人工智能课程放在了互联网上，从而吸引了来自１９０多个不同国家的１６０，０００名学生，世界为之振奋．以往只为少数人享用的世界顶尖教育终于可以面向世界各个角落的平民，这就是第一个ＭＯＯＣ平台．这个为全球用户提供课程和教育服务的大型网络ＭＯＯＣ平台，不仅是互联网应用的创新，还被人们誉为“印刷术发明以来教育最大的革新”．近年来ＭＯＯＣ风暴席卷全球，ｅｄｘ、Ｕｄａｃｉｔｙ、Ｃｏｕｒｓｅｒａ、学堂在线、好大学在线、超星ＭＯＯＣ、中国大学ＭＯＯＣ平台如雨后春笋般涌现．哈佛大学、麻省理工大学、斯坦福大学、清华大学、北京大学、上海交通大学等，他们都在ＭＯＯＣ平台上面免费开放自己的课程，只要能上网，所有人都能注册这些课程，目前已有近千万用户．
２．３翻转课堂兴起
２０００年，美国ＭａｕｒｅｅｎＬａｇｅ等在论文“Ｉｎｖｅｒ－ｔｉｎｇｔｈｅＣｌａｓｓｒｏｏｍ：ＡＧａｔｅｗａｙｔｏＣｒｅａｔｉｎｇａｎＩｎ－ｃｌｕｓｉｖｅＬｅａｒｎｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”中介绍了他们在美国迈阿密大学教授“经济学入门”时采用“翻转教学”的模式以及取得的成绩．２００７年，美国的化学老师ＪｏｎａｔｈａｎＢｅｒｇｍａｎｎａｎｄＡａｒｏｎＳａｍｓ开始使用视频软件录制ＰＰＴ并附上讲解声音．他们录制的视频上传到网络，以此为缺席的学生补课．不久他们进行了更具开创性的尝试———逐渐以学生在家看视频、听讲解为基础，在课堂上，老师主要进行问题辅导，或者对做实验过程中有困难的学生提供帮助．这就是被称为“翻转课堂”的创新教学模式．“翻转课堂”对学生的学习过程进行了重构，把各知识点信息传递到学生是在课前完成，而学生对各个知识点的吸收内化是在课堂上通过互动来完成．其结果是：有效提升了学生自主学习能力，发展了学生思维能力，最终实现了学习成绩提升．如今“翻转课堂”的教学模式逐渐在世界上传播开来．
３机械制图ＭＯＯＣ建设及教学模式研究
针对目前机械制图教学中所出现的新矛盾、新问题，为顺应“互联网＋”时代的要求，融合世界先进的ＭＯＯＣ理念和翻转课堂教学模式，探索构建了基于ＭＯＣＣ的翻转课堂的教学模式并在２０１５级学生中进行了实践研究．
３．１ＭＯＯＣ的构成机械制图
ＭＯＣＣ主要由教师模块、学生模块和数据模块三部分组成．教师模块教师把知识点碎片化，制作成教学视频，设计每部分知识点的过关测试，这两部分构成微课．教师还需准备教学资料，与教材配套习题答案及过关测试答案、评分标准等．学生模块供学生学习、讨论、发布信息及测试．数据模块能够有效地记录学生的平时成绩，根据答题的正确率，能够准确地统计到学生的学习状况，为后续翻转课堂教学提供依据．
３．２ＭＯＯＣ的建设
１）基于知识碎片化的课程建设．哈佛大学心理系博士后卡尔什普纳尔研究发现，网上短视频课程能够帮助人们保持注意力、提高学习效率．随着生活节奏的加快，人们能够支配的大块完整时间越来越少，将课程内容碎片化，非常适合于现在的网络学习．因此，将机械制图基础课程的内容分为６章，每章分若干知识碎片点，如图２所示，每个知识点制作成１０分钟左右的微课视频，如图３所示．一个碎片课程结束后紧接着安排小的测试．学生在这个过程中既可以学到相应的知识点内容，还可以检验对该知识点掌握的程度．２）基于富媒体化的资源库建设．在ＭＯＯＣ中采用嵌入富媒体手段便于表现各知识点中的重点、难点及抽象的空间概念，使教学内容更通俗易懂．这对提高学生的学习兴趣，激发学生的创新思维有着积极的意义．机械制图基础ＭＯＯＣ采集运用了数量众多的富媒体素材，除主讲教师授课现场的录影资料外，还囊括了大量的文本、图片、动画、声音和视频等．ＭＯＯＣ中大量的文本资料可以辅佐教学，为弥补教学容量的有限性，还提供了拓展阅读资源供学生使用；大量的图片资料可使学生迅速理解构件在生产中的实际应用；视频、音频素材是主讲教师本人真实形象和同步音频如图３所示，具有很强的表现力与感染力，能真实反映教学情况，大大提高了教学的直观性；动画设计将构件的形状、运动、装配变化等进行模拟，有利于帮助学生想象构件的空间形状、运动原理等，如图４所示．３）基于智能化的学习行为管理．在ＭＯＯＣ平台内置统计软件可以帮助教师管理每个学生的学习行为如点击次数、交流发言、在线时间等，从而快速、准确地获得学生的行为及能力数据，发现学生学习中的兴趣点、难点，以及时调整授课的内容和方式．甚至能发现个别学员的学习特点、个性化需求，以利于教师给予针对性的.建议．图５显示本段视频在某一小部分颜色很深，表示学生多次反复进行观看．有可能这部分知识点较难，教师可以通过此数据获得信息，在线下翻转课堂面授课时，对这部分知识点着重讲解和讨论．内置软件还可以对学生的学习评价，包括过程评价、测试评价和总结性评价．过程评价根据学生在ＭＯＯＣ平台观看视频、在线讨论、学生的自我评价和互评等情况进行评价；测试评价，是以在线考试的形式给出成绩；总结评价按照各评价指标的权重，软件自动计算出学生的课程总成绩，并最终生成一份成绩单．总之，通过智能化的学习行为管理能至始至终地观察到学生对各知识点的动态学习情况，从而掌握第一手资料，为后续翻转课堂教学方法设计、教学内容安排提供依据．
３．３翻转课堂流程
翻转课堂流程：课前准备→课堂内化→课后提升，如图６所示．课前准备：教师要明确学生须掌握的知识点，制作视频，发布到ＭＯＯＣ平台，同时发布学习通知，学习指南，学习拓展资料及测试题等．学生根据学习通知，观看视频、在线测试、提问、师生、生生网络互动，学习相关知识，讨论相应问题，为进入课堂学习进行准备．课堂内化：课堂上教师可以根据课前在线辅导、分析数据了解学生在该知识点上遇到的困难，在课堂上有针对性地讲解，对个别同学进行有效的个性辅导；也可以把教学重点、难点转化为问题提出来，引导学生根据课前知识点思考，同学生一起分析问题，最终引导学生解决问题．更应引导学生在解决问题的喜悦中提出更深层次的问题，通过师生之间，学生之间的讨论解决该问题，从而促进学生对知识的吸收内化．课后提升：课后教师要优化教学方案，学生要对所学知识点归纳总结，拓展提升．此外教师需要布置相应的作业、问卷调查等以拓展学生知识面、提升学习能力．课后学生的学习活动还是需要在ＭＯＯＣ平台来获得拓展任务，上传资料，进行网上讨论及训练成果的评价．教师还要进行课后学习的监控和答疑，鼓励学生创新和探索，激励学生独立完成相关任务．４基于ＭＯＣＣ的翻转课堂教学实例下面以标注圆柱与圆柱相贯尺寸教学为例阐述该模式的实践过程．课前上传视频《基本体的尺寸标注》，要求学生观看，随后提出问题“画图说明：两个圆柱相贯的尺寸应如何标注？”并要求学生画出图标注尺寸后由学习小组同学互评，相互纠错．课堂学生们根据所学知识画出的图形都是图７（ａ）所示两圆柱正交相贯的图形．教师引导学生思考几个问题：中两圆柱正交相贯定形尺寸需标注几个？定位尺寸需标注几个？尺寸标注的基本规则是什么？学生们回答了这几个问题后就能把自己图中的错误尺寸改正，标出正确尺寸．教师接下来马上抛出问题：“如果这两个圆柱不是正交，而是斜交呢？”“如果这两个圆柱轴线在一根线上，又该怎样标注？”学生的积极性被调动起来了，兴趣盎然，课堂气氛活跃．标注出它们的尺寸如图７中（ｂ）（ｃ）后，马上有同学脱口而出：“如果这两个圆柱轴线不在同一个平面上那又是怎样标注呢？”一石激起千层浪，“这应该有几种情况．”有同学接着说．“到底有几种情况，该怎样标注，就是今天的作业．”老师因势利导．课后学生回顾课堂内容，总结尺寸标注的规律，小组讨论、分析两圆柱相贯尺寸标注的各种情况，最后做出轴线不在一个平面两圆柱相贯的几种情况的图形进行标注，限于篇幅只列举图７中（ｄ）（ｅ）两种情况．
５结束语
在“互联网＋”时代，机械制图教学有了新的机遇，也迎来了新的挑战．抓住新机遇，学习新知识，构建新的教学模式迎接新挑战是每个教师的责任．基于ＭＯＯＣ的翻转课堂的教学模式顺应“互联网＋”时代的要求，将原本需要向学生屏蔽的互联网变成了能够创造教育新价值的互联网，把教与学围绕互联网进行．教师通过互联网上传ＭＯＯＣ资源，学生通过互联网登录ＭＯＯＣ平台，观看课程视频、在线测试、与教师互动、与同学互动．线下翻转课堂教师重心工作是讨论重点、难点，引导学生分析问题，解决问题，提出问题，极大地提升了学生的学习主动性和积极性，使得学习过程更加有趣，学习效率更加明显．
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