葛艷紅，胡楷雄，黃海，陳云

（武漢理工大學 物流工程學院，湖北 武漢）

一 引言

資源是一切活動的前提和基礎。優(yōu)質高效的教學資源是高質量教學的根基和保障。資源的建設不是籠而統(tǒng)之，而應根據(jù)不同課程的特點有的放矢?！豆こ虉D學》課程作為工科院校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要基礎課，具有不可替代性。多年來，各高校圍繞《工程圖學》課程進行過不少研究和改革實踐，取得了一些好的經(jīng)驗和成果。譬如，《工程圖學》精品課程的建設；各類教學模式、教學方法的改革；計算機輔助軟件的應用實踐；考核方式的改革等等，但針對資源庫、案例庫建設的相對較少。較早的課程資源建設主要針對的是傳統(tǒng)的線下教學，例如教材、掛圖、實物模型等等。近年來隨著在線MOOC、SPOC的興起，線上課程資源的建設也隨之興起，主要體現(xiàn)在視頻、課件和一些測試題上。線上線下的教學不是簡單的二選一，而是優(yōu)勢互補，相互融合。因此，課程資源的建設也應符合新形勢的要求——線上線下立體化整合與優(yōu)化，拓展與創(chuàng)新。

二 《工程圖學》的課程特點

《工程圖學》是研究表達工程圖樣的理論、方法和技巧的一門技術基礎課。所謂圖樣，即按一定的原理和方法，準確地表達物體的形狀、大小及技術要求的圖形。它是產(chǎn)品設計、制造、組織生產(chǎn)的主要依據(jù)。設計人員通過圖樣表達設計思想，生產(chǎn)人員根據(jù)圖樣加工制造，管理人員則通過圖樣實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的組織、管理與質量控制。因此，“圖樣”也形象地比喻為“工程界的語言”，是工程技術人員必備的交流工具?！豆こ虉D學》課程就是提供學習這門特殊語言的途徑，是學生進入工程技術領域的第一道門，也是今后從事科學研究、工程設計、組織生產(chǎn)的基石。培養(yǎng)具有工程素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才是本課程的更高目標。圖形性、工程性、交叉性、基礎性是它的本質特性。

（一) 圖形性

《工程圖學》以圖形為載體表達工程和產(chǎn)品信息。換言之，大量復雜的工程和產(chǎn)品信息用語言或文字是表達不清的，必須借助圖形表達。它可以用二維圖形表達，也可以用三維圖形表達。圖形的閱讀和理解不能像“數(shù)學”課程那樣邏輯推理，也不能像“歷史、地理”課程那樣記憶性理解。而且常常地，需要在二維圖形和三維形體之間轉換，這就要求學生必須具備很好的空間想象能力和形象思維能力，這也正是學生普遍感到學習《工程圖學》課程困難的主要原因。傳統(tǒng)授課中經(jīng)常借助掛圖、實物模型等幫助學生理解，現(xiàn)代工程圖學教學中常常借助虛擬模型和三維動畫幫助學生理解。

（二） 工程性

《工程圖學》最終要表達的對象是工程產(chǎn)品，是實實在在的應用。這就要求課程必須理論聯(lián)系實際，與實際的工程應用相結合。這一方面決定了《工程圖學》具有很強的工程實踐性，另一方面也決定了本課程在教學過程必須進行大量的實踐訓練，包括工程產(chǎn)品表達能力的訓練，繪圖能力的訓練，工程應用能力的訓練。如何在有限的學時時限內達到訓練效果的最大化，除了充分利用線上資源對傳統(tǒng)課堂的延伸外，選擇有代表性的典型產(chǎn)品進行教學是關鍵。

（三) 交叉性

《工程圖學》課程事實上是一個課程群。以機械專業(yè)為例，本課程包括畫法幾何、機械制圖和計算機繪圖三部分，如圖1所示。畫法幾何部分是用正投影的原理解決空間幾何問題的圖示法和圖解法；機械制圖部分是研究怎樣用畫法幾何部分的原理和方法繪制及閱讀機器或部件的零件圖和裝配圖，并培養(yǎng)學生閱讀和繪制圖樣的能力；計算機繪圖部分則以交互式計算機繪圖軟件為工具代替?zhèn)鹘y(tǒng)的儀器或手工繪圖，實現(xiàn)無紙化設計和繪制。

由此可見，《工程圖學》是幾何學、投影理論、工程設計、標準規(guī)范及現(xiàn)代繪圖技術相結合的產(chǎn)物，是學生普遍反映很有挑戰(zhàn)性的一門課程。

圖1 《工程圖學》課程體系及內容

（四） 基礎性

基礎性是指課程的性質和定位決定了授課的對象是大一新生。大一新生學習這門課程可謂是一張白紙，幾乎沒有任何的工程先念知識和產(chǎn)品設計背景。剛開始學習的時候，學生普遍感覺新鮮，但很快就體會到了課程的與眾不同。中學時代用于學習數(shù)學、物理、英語、歷史等課程的學習方法都不適用于《工程圖學》的學習，表現(xiàn)出明顯的不適感、挫敗感。這就需要教師借助多種教學資源和教學手段幫助他們盡快適應課程、進入角色。

三 圍繞《工程圖學》課程的教學資源建設

從廣義上來講，教學資源可以泛指在教學過程中可被利用的一切要素，包括基礎設施、教育政策、教師、教具、教材、課件、案例、圖片等人、財、物、信息。從狹義上來講，教學資源主要包括教學材料、教學工具、教學環(huán)境及教學設計。

由此可見，教學資源是一個大系統(tǒng)，涵蓋面比較廣。某種意義上說，教學資源的建設就是學科建設、專業(yè)建設、課程建設。不同的教學工作者從不同的立場和角度開展不同的研究。但因學科不同、專業(yè)不同、課程不同，涉及的資源類型和數(shù)量當然也不同。在進行資源建設的時候必須有針對性。作為一線教師來說，圍繞課程進行的教學資源建設主要體現(xiàn)在教學材料、教學工具、教學環(huán)境、教學策略等等方面。

就當前熱門的線上線下教學新模式來說，資源可分為線上資源和線下資源。當然兩者之間不是截然分開的，兩者既有交叉也有各自獨特不可替代的部分。表1為《工程圖學》課程的資源建設框架。

表1 《工程圖學》課程資源建設框架

下面選幾個有代表性的資源建設展開說明。

（一） 教材建設

教材作為教學的基本材料，必須及時更新，以適應時代的需求，適應新形勢對人才培養(yǎng)的需求，適應新教學形態(tài)的需求。當下數(shù)字化制造、智能化制造越來越普及，三維設計成了主流。因此教材在傳統(tǒng)二維繪圖的基礎上增加了三維造型與設計軟件的應用，并且落實到教材的各章節(jié)中。圖2就是內嵌在“組合體”這一章中的由SolidWorks創(chuàng)建的組合體“支架”。圖3是由三維實體生成并完善以后的“支架”二維平面圖。這種空間到平面的過程正是產(chǎn)品的設計過程，建模的同時建立了產(chǎn)品的設計流程，為工程素養(yǎng)的積累打開了一扇門。學生利用三維設計軟件可以天馬行空地發(fā)揮他們無限的空間想象，創(chuàng)造出很多意想不到的作品造型，這也正是發(fā)明創(chuàng)造之源泉。三維設計造型軟件的使用也更好地幫助學生理解一些在教學過程遇到的難以想象的空間幾何關系。如圖4是內嵌在“立體及其表面交線”這一章中兩圓柱相貫時的交線及其變化規(guī)律，一目了然。

教材還在其他方面進行了重建。例，為了適應線上線下混合式教學，對教材的知識點進行了細分，以滿足教材內容和在線微視頻的對應和統(tǒng)一。

（二） 實物模型和虛擬模型建設

實物模型是《工程圖學》課程教學中最常用的教學用具，尤其在計算機普及之前的課堂教學中，使用頻率非常高。隨著計算機走入課堂，以及計算機建模軟件的廣泛推出，虛擬模型越來越多地代替了實物模型，大大節(jié)省了教學成本。但是，實物模型也有虛擬模型所不能及的優(yōu)點，就是學生可以拿在手上看得見摸得著，這種切身體驗會讓學生對模型結構的印象更深刻。因此，不能一刀切地廢除實物模型，取而代之虛擬模型。要根據(jù)課程內容的難易程度和訓練目標合理地選擇實物模型和虛擬模型。譬如，進行“典型零件的表達方案選擇”教學時，需要的是能夠反映性能結構和工藝結構的零件，越貼近真實產(chǎn)品越好，這就應該選擇實物模型。進行“剖切方法的選擇”教學時，更適合選擇虛擬模型，因為虛擬模型可以作任意剖切的嘗試，而實物模型是不可能的。除了一些必要的教學環(huán)節(jié)須選擇實物模型外，其它教學模型都可以選擇虛擬模型，經(jīng)濟方便，可以在線時時察看。實物模型可以外購，可以自制。

圖2 SolidWorks創(chuàng)建的“支架”

圖3 “支架”的二維平面圖

（三) 掛圖、圖冊建設

掛圖曾經(jīng)是《工程圖學》課程的重要輔助教具。為了節(jié)省板書時間，針對一些復雜圖形（如零件圖、裝配圖）常常借用掛圖輔助講解。隨著PPT課件廣泛代替了板書，掛圖也淡出了原本的課堂教學。但筆者和團隊成員認為，掛圖在線下的課堂教學中仍然能夠發(fā)揮重要的作用。現(xiàn)在的《工程圖學》課程教學基本都安排在專用的繪圖教室。因此，有些課程內容很適合制成掛圖懸掛在教室四周。譬如，和課程密切相關的一些技術標準和制圖標準、典型機械零件和產(chǎn)品的圖形表達等等，制作成圖片掛在墻上，學生時時目染，久而久之就能達到潛移默化的作用。

圖4 柱柱相貫交線的變化情況

圖5 “殼體”的立體模型

圖6 “殼體”的平面圖形

圖冊比掛圖更顯靈活，可以收集各種典型機械零件和產(chǎn)品，制成圖冊。立體模型和平面工程圖形相互對照，如圖5和圖6所示。圖5為機械零件“殼體”的立體模型，圖6為“殼體”的平面圖形。學生既可以根據(jù)立體模型選擇表達方案繪制平面圖形，也可以根據(jù)平面圖形想象產(chǎn)品空間結構，構建立體模型。由空間到平面、由平面到空間的雙向實踐不僅鍛煉了知識的應用能力，也鍛煉了讀圖、繪圖的基本技能，可謂一舉多得。另外，學生的錯題集也適合做成圖冊，正誤對照，清晰明了。圖冊既可以制成紙質版作線下資源，也可以制成電子圖片作線上資源。

（四) 拓展資源建設

人才的培養(yǎng)沒有固定的模式，也不僅僅局限于有限的教學時數(shù)內。課外活動作為大綱教學的延伸和擴展，不僅可以激發(fā)學生對課程的學習興趣，對人才培養(yǎng)也有著舉足輕重的作用，課外拓展資源的建設不容小覷，如圖7中右側的雙點畫線框所示。

建立課外興趣小組是簡單易行且卓有成效的因材施教手段。那些學有余力，并對《工程圖學》有濃厚興趣的同學組織在一起，定期進行一些課程大綱之外更深層次的探究活動和實踐練習。興趣小組實行學生自我管理，教師參與指導的模式。實踐表明志同道合者在一起交流分享，互相影響，求知欲高漲，思維活躍，學習能力、反應能力和應變能力明顯提升，有相當一部分興趣小組成員被選拔進了教師的教學科研項目團隊。正應驗了那句古話——興趣是最好的老師，是深入學習和探索未知的最大動力。

學科競賽也一直是深受教師和學生喜愛的課外活動。教師以競賽為契機調動學生學習熱情，提升教學效果；學生則以競賽為平臺，將知識學以致用，檢驗自己的學習成果?！豆こ虉D學》作為理工科學生的必修基礎課，很多學科競賽與《工程圖學》課程都有著千絲萬縷的聯(lián)系，例如，全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，全大學生機械創(chuàng)新設計大賽，全國大學生先進成圖技術與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽等等。平日里，以競賽為突破口有計劃、有組織、有層次地開展 CAD繪圖競賽、SolidWorks建模大賽、零件表達方案選擇大賽等多種競賽，形成競賽激勵機制，為學科競賽選拔人才，以點帶面推動課程教學。

四 教學資源建設的幾點思考

（一） 教學資源的組織與管理

隨著時代的變遷、科技的發(fā)展，教學資源的種類、教學資源的數(shù)量、教學資源的呈現(xiàn)方式、教學資源的獲取手段都越來越豐富。紛繁的資源只有有序地組織與管理才能更好地服務于教學的需求，才能更好地服務于資源使用者隨時隨地獲取資源的需求。

1.線下資源的組織與管理

線下資源包括教學素材資源和教學活動資源。教學素材資源有教學文件、教材、習題集、實物模型、掛圖、圖冊等，都是實體，管理相對簡單。如果有專用授課教室，則可以在教室的一角設置一個櫥窗或展臺，用來放置這些實體資源。教師和學生可以隨時查閱。如果沒有專用授課教室，一般都有放置實物模型的專用模型室，則可在模型室開辟一塊區(qū)域用來放置這些實體資源，定期對學生開放。教學活動資源是教師進行課堂教學時所用的教學策略、方法以及創(chuàng)設的教學情景等，非實體資源，由老師自行設計和發(fā)揮。

2.線上資源的組織與管理

線上資源是數(shù)字資源，需要借助網(wǎng)絡平臺來管理。網(wǎng)絡平臺一般根據(jù)資源的類型劃分不同的模塊進行管理，如圖7所示。模塊下設的子項大多是平臺固化的。但是，教學是按照章節(jié)順序和知識點進行的。每一個知識點對應的資源分布在不同的種類模塊中。譬如知識點的視頻和課件在“課程資源”模塊中，而知識點相關的測試、作業(yè)又在“課程活動”模塊中，使用者在學習某一個知識點的時候需要顛來倒去去搜尋需要的教學資源，這嚴重影響學習效率和線上資源的使用效率。為此，對線上資源進行了以知識點為中心的再組織，如圖7中最下方的虛線框所示。與知識點相關的教學文檔、視頻、課件、測試等資源都列在該目錄下，學習者用起來得心應手。需要說明的是，知識點下的這些視頻、課件、測試等資源和“課程資源”、“課程活動”下的資源不是重復建設，而是后臺資源在知識點下的呈現(xiàn)。這里還要注意知識點的編排順序須與課堂教學單元的組織順序一致，保證線上線下教學內容邏輯上的一致性。

（二） 團隊建設

團隊是資源的建設者，也是教學資源的一部分。團隊成員的年齡結構、學歷層次、任教經(jīng)歷直接影響教學資源的建設質量。反過來，課程的資源建設又增強了團隊的凝聚力、責任感和使命感，促進了團隊成員的教學水平和教學能力的提升。

不同閱歷的教師見聞見解不同，考慮問題的角度不同，處理問題的方式也不同。資源建設時，團隊要有明確的分工，各盡所長，同時又加強合作，取長補短。老教師要發(fā)揮經(jīng)驗優(yōu)勢，以老帶新，傳遞優(yōu)秀的教學傳統(tǒng)、教學方法和教學藝術，身體力行；年輕老師要發(fā)揮思想前衛(wèi)、思維靈活、新事物接受能力快等優(yōu)點緊跟時代步伐，把握教學的新發(fā)展、新技術、新形態(tài)，帶動老教師與時俱進。團隊成員定期開展業(yè)務研討，交流思想，交換心得。大家一起集思廣益，頭腦風暴，可以迸發(fā)出很多靈感和創(chuàng)意，創(chuàng)作出更多優(yōu)質資源和教學成果。利用資源建設的契機進行團隊建設，團隊建設的同時進行資源建設，兩者相輔相成。

圖7 平臺資源的分類目錄及資源重組

（三） 教學設計

資源是教學的根，要枝繁葉茂，全面提升教學質量，必須配合多樣化的教學策略、有效的教學活動、以及科學的考核評價體系。所謂好馬配好鞍，要發(fā)揮資源的最大效能，必須對基于線上線下的混合式模式進行全方位的教學設計，如表2所示。

表2 基于線上線下的混合式教學設計

五 結束語

教學資源的建設不能一蹴而就，也不能一勞永逸，是一項長期艱苦的工作，是一項龐大的工程。建設時，不能追求大而全，需根據(jù)課程特點建立能滿足課程教學需要的有鮮明特色的教學資源，在特色中求創(chuàng)新，在創(chuàng)新中謀發(fā)展。本研究基于線上線下資源同步建設，課內課外資源協(xié)調配合，全方位多維度統(tǒng)籌規(guī)劃，形成課程資源網(wǎng)絡，為《工程圖學》的混合式教學提供了水之源、木之本，為復合型、創(chuàng)新型的工程技術人才培養(yǎng)奠定了堅實的基礎。