鄭鵬飛，王　波，樓越升，林大鈞

(1．義烏工商職業(yè)技術學院 機電信息分院，浙江 義烏 322000；2．華東理工大學 機械與動力工程學院，上海 200237)

碎片化工程制圖課程資源的建設與研究

鄭鵬飛1，王波1，樓越升1，林大鈞2

(1．義烏工商職業(yè)技術學院 機電信息分院，浙江 義烏 322000；2．華東理工大學 機械與動力工程學院，上海 200237)

在分析現(xiàn)有工程制圖課程教學模式與輔助教學資源的基礎上，參考國家級精品資源共享課、慕課、微課的設計理念，提出了碎片化工程制圖課程資源的建設與研究課題.對應工程制圖的知識模塊，將優(yōu)選出的習題解題過程案例制作成視頻，并上傳至視頻網站，供學習者通過手機掃碼即可觀看學習.碎片化工程制圖視頻資源，不僅有助于學生鞏固知識，提高學習效果與興趣，也可為社會人員隨時隨地充電學習提供方便，符合當今生活忙碌的特點.

碎片化；工程制圖；共享資源；二維碼

哈佛大學心理系博士后卡爾·什普納爾研究發(fā)現(xiàn)，網上短視頻課程能夠幫助人們保持注意力、提高學習效率[1].將課程碎片化，非常適合于現(xiàn)在的網絡學習，一個碎片課程約10 min，課程結束緊接著安排小的測驗，學生在這個過程中可以學到相應的知識點.

課程碎片化給教師帶來了極大的挑戰(zhàn)，每個碎片都是一個微課程，一段接著一段，不是原先課程的簡單拆分，在這個過程中片子怎么拍、視頻如何制作等問題都有待進一步研究.另外，需要研究學生的學習行為，使學習行為變得更具操作性.譬如對于一個題目，學生是如何回答的，學生都選擇在什么時間學習，對課程的學習，學生是連續(xù)看了3段還是看了1段就結束等，通過研究學生的這些學習行為可以了解未來學生的學習習慣.

工程圖樣是現(xiàn)代工業(yè)生產中人們進行技術交流的載體.設計者通過圖樣表達設計對象，生產者依據圖樣了解設計要求并組織、制造產品.而工程制圖是一門描述工程圖樣表達與閱讀的課程，是工科類專業(yè)的技術基礎課程[2].對工科學生而言，掌握該課程的能力將直接影響其后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設計的完成乃至將來的就業(yè)狀況.

目前，工程制圖的課堂教學課時漸趨減少，傳統(tǒng)教學模式已無法滿足學生對該課程的學習需求[3].國家精品課程的發(fā)展方向已轉向精品資源共享課程，國家計劃在“十二五”期間建設5 000門國家級精品資源共享課[4-5].隨著國外慕課思潮的迅猛涌入，國內一批著名大學已跟隨時代步伐，形成教育聯(lián)盟，開發(fā)了一系列在線課程與共享平臺[6].隨著終身教育理念的不斷強化，越來越多的人已不再滿足于課堂教學、大學教育等形式的知識獲取途徑.筆者認為，視頻公開課、慕課、微課、終身教育，其最終目的都是為了讓更多的人在更加便捷的環(huán)境中獲取更豐富的知識.因此，本文以制圖類課程資源為例，打破傳統(tǒng)教學模式，將知識結構重組，以更直觀的表現(xiàn)形式、更流行的獲取方式，將制圖類教學資源制作成在線、碎片化、共享的知識片段.

1　制圖課程資源的分類與碎片化

工程制圖是一門將三維產品數據轉化為二維方式表達的課程，旨在培養(yǎng)學生的空間想象能力，使學生具備讀二維視圖想三維實體，看三維實體繪二維圖樣的能力.工程制圖課程內容較多，針對不同專業(yè)的課時要求不一.一般而言，其知識結構從投影法則入手，進而介紹點、線、面投影，最終介紹成套圖紙的繪制.本文將制圖課程資源分為8大模塊：基本知識；點、線、面、體的投影；組合體；軸測圖；機件表達方法；標準件與常用件；零件圖；裝配圖.

碎片化學習是指利用零碎的時間，進行短、平、快的學習方式[7].對于社會學員而言，當今快節(jié)奏的生活方式，讓人經常處于忙碌狀態(tài)，個人可支配的完整時間越來越少，剩余的時間較零碎.由此，碎片化學習理念應運而生.無論是在校學生，還是社會學員，有效利用這些瑣碎的時間來提高學習效率是十分必要的.

因此，將制圖課程資源拆分成一系列碎片化的知識點，供在校學生、社會學員利用零星時間進行查漏補缺、自我補充、溫故知新很有現(xiàn)實意義.為了適合碎片化的模式，從制圖課程資源各模塊中分別提煉出知識點和對應的鞏固習題，將每個知識點或習題制作成3～5 min的知識片段.

2　教學資源的視頻化

2.1已有資源的課件制作

工程制圖課程經過幾十年的建設與發(fā)展，其課程資源已有相當積累.目前，各類院校已基本完成了紙質圖檔到電子圖檔的轉化，結束了“掛圖”時代.利用PowerPoint、Flash等軟件制作電子課件，對課程資源庫的建設與減少教師工作量有很大幫助.

一般而言，電子圖檔的保存都采用主流的*.dwg格式，而在PowerPoint中繪制圖線相當繁瑣，耗時較多.因此，可采用復制AutoCAD中圖形至PowerPoint中，進行二次修飾，達到事半功倍的效果.在復制時，需注意幾個小技巧：(1)不能攜帶AutoCAD中的線寬、線型等信息，應在PowerPoint環(huán)境中重新設置，如圖1所示；(2)在AutoCAD中復制圖形，選菜單欄中編輯- >復制->選欲復制對象->Enter鍵結束；(3)在PowerPoint中粘貼圖形，選菜單欄中編輯->粘貼->選空白處貼上圖形，然后在圖形上單擊右鍵，選擇“組合”-> “取消組合”-> 選“是”，接著再次在圖形上單擊右鍵，選擇“組合”-> “取消組合”.經過兩次取消組合之后，才能將圖形分解成單一線段，以便于后期編輯圖形，設置自定義動畫；(4)在PowerPoint中編輯圖形之前，須先將其背景刪除；(5)制作剖視圖剖切過程時，可利用相關造型軟件如Creo、3Dmax等先建立三維模型，并截圖成若干圖片，切換顯示得到動畫效果，或利用Ulead GIF Animator 5制作成*.gif文件插入.最后，為了統(tǒng)一格式又保證顯示效果，建議線寬設置：粗實線3磅、虛線2磅、中心線0磅、剖面線1.25磅，其他線寬1.25磅.

圖1　PowerPoint中設置線型、線寬Fig.1　Set type and width of line in PowerPoint

2.2課件動畫的視頻化轉換

工程制圖是一門實踐性較強的課程，在教學過程中不但要求學生掌握相關知識點，更要注重學生課后的練習，只有通過一定量的習題練習才能鞏固課堂知識點.因此，高校一般采用工程制圖教材與習題集配套使用的教學模式.任課教師也會額外安排課時進行習題講解與答疑的環(huán)節(jié)，但對學生而言課時太少，學生無法實時地得到任課教師的答疑與指導，這樣的課堂交流遠不能滿足學生對知識的需求.

目前，任課教師一般都制作了習題集參考答案的電子版文檔，因而教師就可按照2.1節(jié)提出的方法與步驟，將該習題集的.dwg文件制作成PowerPoint動畫.雖然制作整套習題集的解題動畫工作量較大，但該解題動畫對教師而言是一整套寶貴的優(yōu)質教學資源，對學生而言是隨時隨地可求教的老師和輔助材料.為了簡化PowerPoint動畫的點擊播放模式，可將其轉換成Flash視頻.Flash文件具有畫面清晰且文件占用空間小的優(yōu)點，實現(xiàn)PowerPoint到Flash的轉換可借助iSpring插件，如圖2所示.在轉換之前，先將解題動畫的觸發(fā)方式設置成延時即可，生成的.swf格式文件在播放時即可自動播放習題的全部解答過程.延時時間根據具體題目和動畫效果而定，但考慮到碎片化的原則，盡量使整段視頻時間限制在5 min之內.

圖2　PowerPoint轉Flash過程Fig.2　Process of PowerPoint to Flash

2.3音頻與視頻的合成

為了更好地提升解題視頻的教學效果，激發(fā)學生對該視頻資源的興趣，可在視頻中插入配套音頻效果.插入解題音頻的主要目的在于提高視頻的可看性，使學生觀看時更易理解.另外，帶聲音效果的視頻也更符合人們的日常習慣.音頻的主要內容包括題目要求、解題思路、解題步驟等方面的說明，也可加入適當的知識擴展，以誘發(fā)學生的空間想象能力和拓寬學生的思維.

為了使配音效果規(guī)范化、標準化，避免出現(xiàn)南腔北調的配音現(xiàn)象，可采用兩種方案：普通話水平較高的播音員配音和軟件仿真制作聲音.本文利用語音庫強大的中科大訊飛Interphonic.5.0語音合成系統(tǒng)進行配音合成.

音頻和視頻的合成可以通過兩種方式實現(xiàn)：一種是將音頻文件插入PowerPoint中，與解題動畫一起轉換為Flash文件；另一種是利用視頻編輯軟件，如camtasia studio將音頻和視頻合成為一個視頻文件.

3　碎片化資源與教學改革實踐

碎片化課程資源作為教學輔助素材，必須服務于教學改革.針對筆者在2014—2015學年第一學期任教的機械制圖與CAD課程，選擇2013級電氣自動化技術專業(yè)的兩個平行班(1班和2班)，進行一次教學改革樣本實踐.在整個學期的教學過程中， 1班作為第一組學習對象，采用理論教學與AutoCAD上機練習，再供以碎片化視頻資源與習題集解答視頻；2班作為第二組學習對象，采用常規(guī)的PowerPoint教學與上機練習的傳統(tǒng)教學模式.

通過平時制圖習題集與上機作業(yè)完成情況對比，可發(fā)現(xiàn)第一組作業(yè)整體正確性明顯優(yōu)于第二組.同時，筆者在課堂教學中發(fā)現(xiàn)，第一組的課堂表現(xiàn)更積極，學習氣氛較第二組更濃.對比該課程的考試成績，第一組的平均分超過第二組近10分.因此，該實驗表明，碎片化制圖課程資源對教學改革有較大幫助，能有效提高學生的學習興趣.

分析兩組學生的學習過程，并與學生進行深入交流，發(fā)現(xiàn)第一組學生在課后學習過程中，如遇疑問會自然地觀看碎片化視頻，且可反復觀看，直至理解.而第二組學生遇到疑問時只能依靠同學間交流，若同學解答不了，則無法得到任課老師的及時指導與幫助，造成學習過程的阻礙與中斷，因而將降低學習興趣.

綜上所述，學習是一個漸進的連續(xù)化過程，且是一個反復加深、反復出新知的活動.為了提高教學效果，必須設計適應學習規(guī)律的教學方法與教學資源.因此，碎片化的教學設計與課程改革思路將對課堂教學有較大幫助.

4　資源的在線共享

4.1視頻格式轉換與上傳共享

建設優(yōu)質教學資源的最終目的是為了讓更多的人從中受益.為了使課程資源的受眾面更廣，必須打開校園圍墻，提供在線平臺，讓優(yōu)質教學資源得以廣泛傳播與共享.

信息發(fā)布平臺的選擇是多樣化的，但基本可歸為自主研發(fā)和借助公共平臺兩類.比如精品資源共享課平臺、上海交通大學自主研發(fā)的中文慕課平臺“好大學在線”、各高校網站的課程子網頁等，或利用常見視頻網站，如優(yōu)酷、土豆、愛奇藝等.本文采用公共平臺發(fā)布課程資源，但優(yōu)酷、土豆之類的網站不支持.swf格式的Flash文件上傳.因此，在上傳發(fā)布前，須將其進行格式轉化.可用格式轉換軟件SWFtoVideoPro將.swf格式轉換成.mp4格式后再加以上傳.若要設置共享權限，則可選用密碼上傳.

4.2在線資源與移動終端連接

隨著信息技術高速發(fā)展，移動終端設備的普及程度越來越高.因此，可以利用移動終端設備將優(yōu)質課程資源進行隨時連線，使學習者可以脫離計算機觀看視頻課程資源，這樣不僅能大幅提高視頻資源的使用率，而且能提高學習者的學習樂趣.

近兩年，隨著二維碼的熱度提升，越來越多的人在日常生活中形成了“掃一掃”的習慣.同樣地，優(yōu)質課程資源也可具備“掃一掃”的特征.以工程制圖習題集為例，可將習題集中的題解視頻“壓縮”成二維碼，印刷于習題一側.二維碼制作的簡單過程如下：復制該題解視頻的網址鏈接，利用二維碼生成器即可生成相應的二維碼，且可制作帶個性化的二維碼圖案，如圖3所示.

圖3　二維碼制作Fig.3　Quick response code production

學習者在做題時，若有疑問即可用手機掃一掃，便可打開題解視頻以方便學習，如圖4所示.

圖4　手機在線播放題解Fig.4　Online play case in cell phone

5　結　語

根據畢業(yè)生反饋信息可知，工程制圖及相關知識是機電行業(yè)從業(yè)者必須具備的基本技能與專業(yè)素養(yǎng).對于實踐性較強的課程，僅僅通過課堂上的有限課時，無法有效促進學生專業(yè)技能的提升，必須輔助一些課外學習資源和適量習題實例才能幫助學生學好、學精這門基礎課程.

本文以動態(tài)視頻教學資源為餌，激發(fā)學生主動學習的興趣.以碎片化課程資源為素材，破解學生注意力分散的難題，適應社會學員空閑時間離散的特征.采用理論與實踐相結合，軟件與模型相搭配，課堂與網絡聯(lián)動的教學模式.積極夯實學生的專業(yè)基礎，提高學生的專業(yè)技術水平與綜合實踐技能，改善畢業(yè)綜合實踐環(huán)節(jié)中畢業(yè)設計的質量.同時，也為企業(yè)員工提供了線上第二課堂.

作為在線共享課程資源之一，工程制圖課程資源的建設與發(fā)展任重道遠.工程制圖技術作為眾多專業(yè)的基礎知識，必須配備方便的學習模式才能更好地培養(yǎng)各類工科人才和實行卓越工程師計劃.筆者認為建設覆蓋工程制圖理論體系的全套碎片化視頻輔助教學資源是十分必要的.在今后的研究工作中，將進一步擴大資源內容，參考并篩選國內外優(yōu)秀高校的典型習題案例，將其制作成優(yōu)質視頻資源，供廣大學習者在線使用.

[1] SZPUNAR K K， KHAN N Y, SCHACTER D L. Interpolated memory tests reduce mind wandering and improve learning of online lectures[J].Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2013,110(16): 6313-6317.

[2] 李冰，左宗義，馮開平，等. 《工程制圖》多維教學資源建設與教學實踐創(chuàng)新[J].工程圖學學報,2007(5):118-121.

[3] 汪小芳，邵娟琴.高職《工程制圖與CAD 》網絡資源的開發(fā)與制作[J].職教論壇,2012，8(10):38-39，42.

[4] 王建紅.高職精品資源共享課程建設的研究與實踐：以機械制圖課程為例[J].職業(yè),2014(8):96.

[5] 任越.國家精品資源共享課建設的目標與發(fā)展思路探究[J].繼續(xù)教育研究,2014(7):119-121.

[6] 江志斌，丁潔，余建波，等.基于MOOCs 的教育教學改革[J].高等理科教育，2014(4):73-77.

[7] 單瑩.從幕課、微課看碎片化和娛樂化學習[J].中國教育信息化，2014(6):18-19.

Construction and Research of Fragment Engineering Drawing Course Resources

ZHENGPeng-fei1,WANGBo1,LOUYue-sheng1,LINDa-jun2

(1.School of Mechanical Information， Yiwu Industrial & Commercial College，Yiwu 322000， China；2.School of Mechanical and Power Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China)

Based on the existing engineering drawing course mode and teaching resources, the construction and research of fragment engineering drawing resources is proposed combined the national quality resource sharing courses, MOOC(massive open online courses)and micro class. According to the knowledge module of engineering drawing, some cases’ drawing process is optimized into videos, and videos are uploaded to website for users learning by code scanning.Fragment engineering drawing resources are useful to consolidate knowledge and improve learning interests, it’s also convenient for social workers to learn, which is consistent with the life characteristics of hectic pace.

fragment; engineering drawing; sharing resources; quick response (QR) code

1671-0444(2015)04-0560-05

2014-11-25

浙江省教育廳科研資助項目(Y201432394)；2013年校級教學改革資助項目(09)

鄭鵬飛(1984—)，男，浙江蘭溪人，碩士，研究方向為工程圖學、計算機圖形學、反求工程.E-mail：pfzheng@126.com

TP 391

A