文珈?原君靜?屈曉軍

摘 要：科學(xué)知識的圖景與形象化，可以增強(qiáng)信息的傳播與可操作性。知識的可視化研究直觀反映了知識結(jié)構(gòu)的動態(tài)特征和科學(xué)概念之間不斷變化的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。本文提出，將基于科學(xué)圖譜的知識可視化模式進(jìn)行機(jī)械制圖課程信息研究，發(fā)揮圖形學(xué)的優(yōu)勢，不僅可以高效、清晰地講解課程內(nèi)容與體系，更可以引領(lǐng)學(xué)生確立學(xué)習(xí)目標(biāo)，盡早樹立職業(yè)理想，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素質(zhì)。將圖形學(xué)理論基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為可視化知識，將成為新世紀(jì)課程發(fā)展與改革的必然方向。

關(guān)鍵詞：科學(xué)圖譜知識可視化 信息化技術(shù) 機(jī)械制圖素質(zhì)培養(yǎng)

一、基于科學(xué)圖譜與知識可視化

大約在35000年前，人類主要通過圖畫來傳達(dá)想法，實(shí)現(xiàn)交流。語言、文字、數(shù)據(jù)與圖形構(gòu)成了信息的主體。“一圖勝千言”則充分體現(xiàn)了視覺傳播的價值與效率?？茖W(xué)和技術(shù)的發(fā)展史充滿了“發(fā)現(xiàn)”，其中的關(guān)鍵就是視覺思維——從抽象到具體視覺思維就是一個強(qiáng)大的思維策略。視覺思維對于結(jié)構(gòu)信息的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，包含了個體的信息分析研究，同時理清個體與整體的連接脈絡(luò)。在抽象方面，學(xué)習(xí)者重構(gòu)甚至改變概念變得容易，學(xué)習(xí)者以圖表的形式進(jìn)行表達(dá)的過程則體現(xiàn)了抽象到具體的思維策略。

將文字和數(shù)據(jù)經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為生動形象的信息圖，消除了受眾之間的知識差距，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜信息的快速傳播。知識與思考的可視化，促進(jìn)了信息圖技術(shù)的研究與發(fā)展。

二、工程圖學(xué)的知識可視化設(shè)計探究

1.淺析緒論課與職場學(xué)習(xí)地圖的關(guān)系

機(jī)械制圖的緒論以文字說明為主，分為以下三項(xiàng)：

（1）課程的目的與任務(wù)。

（2）課程的主要知識內(nèi)容及對應(yīng)的基本要求。

（3）制圖學(xué)習(xí)任務(wù)與方法。

常規(guī)教學(xué)設(shè)計是以教師講述為主，學(xué)生被動接受的模式。而機(jī)械制圖作為工程界的語言，職業(yè)技能的基礎(chǔ)地位不容忽視；學(xué)習(xí)者明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，樹立職業(yè)理想有利于工程圖學(xué)知識的理解與應(yīng)用。工程圖學(xué)——知識的重點(diǎn)是圖形的表達(dá)，在筆者的教學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)踐中，嘗試將信息技術(shù)替代文字，以圖表、學(xué)習(xí)地圖的形式呈現(xiàn)出來，不但可以清晰地表達(dá)知識結(jié)構(gòu)，而且對于學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，樹立良好的職業(yè)觀大有裨益。

例如：以圖1所示的框圖替代課本的目錄，把知識體系與知識應(yīng)用區(qū)分開來，同時又表明其內(nèi)在聯(lián)系，有助于學(xué)生初步了解所學(xué)課程。

為了讓學(xué)生了解制圖課程的學(xué)習(xí)任務(wù)與技能技術(shù)，可以用圖表清楚地體現(xiàn)出制圖與識圖二者相互依托的關(guān)系。如圖2所示，學(xué)生掌握二維繪圖的技術(shù)和方法是制圖常規(guī)教學(xué)的目標(biāo)，而二維圖與三維圖相互轉(zhuǎn)化因?yàn)橛嬎銠C(jī)繪圖技術(shù)的發(fā)展可以以立體圖形的形式具體呈現(xiàn)出來。在現(xiàn)代制造業(yè)中，零件圖或部件圖是二維平面圖與三維立體圖的集成。故此準(zhǔn)確的圖形表達(dá)能力就是制圖與識圖的能力。

在對用人企業(yè)學(xué)生的回訪調(diào)研中，教師團(tuán)隊(duì)將學(xué)生職業(yè)目標(biāo)確定的時間、專業(yè)技能和職業(yè)能力的可持續(xù)性進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)職業(yè)目標(biāo)的確定時間與學(xué)生的職業(yè)學(xué)習(xí)效果是成正比的，借鑒企業(yè)人力資源培訓(xùn)模式，通過學(xué)習(xí)地圖幫助學(xué)生建立專業(yè)知識關(guān)聯(lián)、職業(yè)規(guī)劃關(guān)聯(lián)，把課程的學(xué)習(xí)任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬畔ⅲㄒ妶D3、圖4）。

2.工程圖學(xué)知識的可視化分析

工程圖學(xué)是利用精準(zhǔn)的圖形表示客觀的世界，三視圖要求正確選擇投影方向。此外，國家標(biāo)準(zhǔn)對工程圖學(xué)的嚴(yán)格規(guī)定保證了圖學(xué)作為一種語言形式的交流的便利。工程圖學(xué)以“圖”說話的主體知識體系正是符合了信息技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，同時為圖學(xué)知識的可視化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

課堂教學(xué)中手工繪圖的環(huán)節(jié)一定不可以被計算機(jī)繪圖或者多媒體動畫所替代。特別是在機(jī)械制圖的識圖環(huán)節(jié)，通過教師與學(xué)生的共同求證與推演，得出的每一條線段都是一個反復(fù)思考的過程，在粉筆板書中運(yùn)用多色粉筆分別表示形體中凸臺、溝槽或斜面的三面投影，利用這樣的知識可視化實(shí)施方法，清楚地解讀組合體或零件，課堂的知識有效性將大大提升。

三、信息化技術(shù)對智慧型教學(xué)與智慧學(xué)習(xí)的影響

信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展正改變著人們的學(xué)習(xí)、生活和工作的方式，為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。其中，“智慧型教學(xué)、智慧型學(xué)習(xí)與智慧型管理”就是在信息化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)踐并發(fā)展起來的。

1.“智慧型教學(xué)”，倡導(dǎo)信息化技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

工程圖學(xué)知識的可視化，學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量檢測與分析的圖表化，并通過教學(xué)過程的指導(dǎo)評價系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析找出問題與原因；專業(yè)課程以云數(shù)據(jù)的形式實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源有效的整合、補(bǔ)充與共享。專業(yè)課程教學(xué)平臺的建設(shè)依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，使專業(yè)發(fā)展規(guī)劃和課程改革有理有據(jù)。

2.推進(jìn)“智慧型學(xué)習(xí)”即“電子書包”

可視化技術(shù)將知識圖形化、圖表化，推進(jìn)了信息技術(shù)在學(xué)生學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。工程制圖的電子書包具有以下3個優(yōu)勢：

（1）體現(xiàn)在課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、教師與多媒體教學(xué)設(shè)備、學(xué)生與多媒體設(shè)備的三方互動，加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流互動的途徑與形式。

（2）對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動過程進(jìn)行有效記錄，形成學(xué)生成長電子檔案。

（3）利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對學(xué)生個體的學(xué)習(xí)與思維過程進(jìn)行比對與分析，促進(jìn)學(xué)生個體學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

3.信息化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的“智慧型管理”

推進(jìn)教育門戶網(wǎng)站及其與之相關(guān)的網(wǎng)站建設(shè)，逐步擴(kuò)大門戶網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)辦公范圍，提供便捷的交流互動服務(wù)項(xiàng)目，增加服務(wù)內(nèi)容，切實(shí)將校外各級教育部門、兄弟各級各類院校互通互聯(lián)，在基于科學(xué)圖譜化的信息技術(shù)的推動下，切實(shí)實(shí)現(xiàn)工程圖學(xué)課程的發(fā)展與進(jìn)步。

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（作者單位：北京電子科技職業(yè)學(xué)院）