萬志華 翟 彤 嚴(yán)清華

(武漢輕工大學(xué)，湖北 武漢 430048)

0 前言

《機械制圖》是高等學(xué)校理工科學(xué)生必須掌握的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，研究空間幾何問題圖示法和圖解法[1-2]?！稒C械制圖》的課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生在平面上用幾何作圖的方法來解決空間幾何問題的能力，逐步培養(yǎng)和發(fā)展空間想象力和空間構(gòu)思能力，為今后的相關(guān)課程打下良好的基礎(chǔ)。由于該課程需要學(xué)生具備較強的空間思維能力，一些高校開設(shè)課時短，僅靠課堂講授往往很難達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生迫切希望能有課外時間來自主學(xué)習(xí)并獲得教師的課外輔導(dǎo)。隨著各高校逐年擴招，急劇增長的輔導(dǎo)需求讓教師們很難在有限的時間內(nèi)完成輔導(dǎo)。 基于慕課平臺的課外輔導(dǎo)模式，通過將相關(guān)教學(xué)資源上傳至慕課平臺，學(xué)生可以在該平臺實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，并能在平臺上提問，由教師在網(wǎng)上進行答疑[3-5]。 經(jīng)過一個學(xué)年的教學(xué)實踐，表明該模式能較好地解決課程的課外輔導(dǎo)問題，取得了良好的教學(xué)效果。

1 機械制圖慕課平臺功能與內(nèi)容

1.1 機械制圖慕課平臺功能

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)上獲取知識成為高校學(xué)生學(xué)習(xí)的一種重要手段。當(dāng)前困擾高校教學(xué)部門和高校教師的一個重大問題是，網(wǎng)絡(luò)中的教學(xué)資源魚龍混雜，缺乏有針對性的課件和交流平臺，尤其是缺乏專業(yè)的課外輔導(dǎo)平臺。 高校課程具有很強的專業(yè)性特點，需要專業(yè)教師的全程參與和研制。只有長期在第一線上課的教師才能夠真正了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題。

為了適應(yīng)新形勢下的教學(xué)需要，筆者于2017年成功申報了《機械制圖》校級精品課程。以建設(shè)精品課程為契機，在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上傳了課程的全套教學(xué)資料，成為新的機械制圖慕課平臺。 這是一套基于校園網(wǎng)的課外輔導(dǎo)系統(tǒng)，為學(xué)生提供了很好的自主學(xué)習(xí)平臺。 尤其是平臺的在線答疑功能，成為一種新型有效的課外輔導(dǎo)模式，收到了很好的教學(xué)效果。

共享是互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的一大特點，機械制圖慕課平臺上的師生雙向交流可以不受時間和空間的限制，這就解決了課時有限和師生比不平衡的矛盾。機械制圖慕課平臺含有豐富的教學(xué)資源，包括教學(xué)課件、習(xí)題集、拓展練習(xí)等，學(xué)生可以很方便地上網(wǎng)下載或瀏覽這些資源。這一模式很好地解決了課堂時間短并難以消化知識的缺點。 在長期的課外輔導(dǎo)實踐中還發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生感覺上課都能聽懂但一接觸作業(yè)和考試就不會做題，這在機械制圖課程的教學(xué)中體現(xiàn)得非常充分。造成這一現(xiàn)象的根本原因是學(xué)生的課外練習(xí)量不夠。 針對這一情況，機械制圖慕課課程平臺還上傳大量的練習(xí)題，并提供答案供學(xué)生參考。 學(xué)生通過做練習(xí)可以很好地鞏固學(xué)習(xí)要點。

1.2 機械制圖慕課平臺內(nèi)容

機械制圖課程的主要任務(wù)包括以下四點：

（1）學(xué)習(xí)正投影法的基本理論及其應(yīng)用。

（2）培養(yǎng)繪制和閱讀工程圖樣的能力。

（3）培養(yǎng)空間幾何問題的圖解能力。

（4）培養(yǎng)空間思維和空間分析問題的能力。

此外，在教學(xué)過程中，還必須有意識地培養(yǎng)創(chuàng)新能力、自學(xué)能力、分析與解決問題的能力，以及培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。這也是大學(xué)四年學(xué)生必須具備的學(xué)習(xí)能力與工作作風(fēng)。

機械制圖課程的知識承接構(gòu)架包括課程的全部教學(xué)內(nèi)容，如圖1 所示。

圖1 機械制圖課程的知識承接構(gòu)架

機械制圖慕課平臺包括教學(xué)課件、教學(xué)視頻、習(xí)題解答、拓展資源、在線答疑等版塊。 其中，教學(xué)課件覆蓋課程全部教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)視頻覆蓋課程全部知識點。 教學(xué)視頻采用微課形式，每個視頻時長不超過15 分鐘，學(xué)生可以反復(fù)觀看并下載視頻，教師可以在平臺上監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在線答疑版塊提供線上提問功能，學(xué)生可以將問題上傳至網(wǎng)絡(luò)，并及時得到教師的回復(fù)，如圖2 所示。

圖2 機械制圖慕課平臺在線答疑版塊

2 機械制圖課外輔導(dǎo)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成

校園網(wǎng)需要覆蓋學(xué)校的所有有效學(xué)習(xí)和工作結(jié)點，如教研室、學(xué)生宿舍、圖書館和實驗室等。 由于每一個結(jié)點處都具有至少20M 的數(shù)據(jù)傳輸能力，所以教研室可以輕松地將所需的教學(xué)資源上傳至校園網(wǎng)。學(xué)生可以隨時隨地訪問訪問慕課平臺，教師也可以在任何時間和任何地進行動態(tài)的教學(xué)活動。如果訪問的學(xué)生數(shù)量很大，可以考慮以下兩種方案：

（1）通過200M 寬帶主干網(wǎng)接入，從而擴大結(jié)點的接入能力。

（2）將系統(tǒng)直接接進校園主干網(wǎng)絡(luò)。

第一種方案在系統(tǒng)維護上更加方便，第二種方案在系統(tǒng)運行中則更加有效。 因此，該慕課平臺提供的答疑系統(tǒng)是非常靈活的。 為了節(jié)省教學(xué)成本，機械制圖慕課課程網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用Microsoft NT Server 6，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2017，系統(tǒng)客戶端訪問采取Windows 10 下的IE，主機的主頻為4G 的Intel CPU。

3 機械制圖課外輔導(dǎo)系統(tǒng)的實現(xiàn)

基于慕課平臺的機械制圖課外輔導(dǎo)系統(tǒng)包括答疑知識庫和答疑功能平臺兩大板塊，其中答疑知識庫是系統(tǒng)運行時能夠進行課外輔導(dǎo)的基本知識庫。答疑知識庫是教師在教學(xué)實踐中積累的大量的典型問題及解答。這些問題和解答本身就具有可變參數(shù)的交互式功能和豐富的多媒體功能。答疑功能平臺的功能設(shè)置也是圍繞這些主題問題構(gòu)建，在教學(xué)和學(xué)習(xí)效應(yīng)上基于如下一些因素進行考慮：

（1）對上網(wǎng)答疑的學(xué)生和教師的信息，以及主題知識單元進行有效管理。

（2）答疑內(nèi)容和過程具有良好的互動關(guān)系，內(nèi)容和組件具有可變參數(shù)的特點。

（3）對主題問題具有統(tǒng)計功能，提供學(xué)生和教師關(guān)于當(dāng)前學(xué)習(xí)和教學(xué)中的典型問題。

（4）提供學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的窗口。

（5）學(xué)生和教師的答疑互動過程被分離設(shè)計，但保持相互之間的時間和空間彈性。

課外輔導(dǎo)系統(tǒng)按照機械制圖的知識單元組織答疑范圍，具體如下：

（1）機械制圖國標(biāo)。

（2）點線面的投影。

（3）基本立體三視圖。

（4）組合體的三視圖。

（5）機件的表達方法。

（6）標(biāo)準(zhǔn)件與常用件。

（7）零件圖。

（8）裝配圖。

為了便于利用課外輔導(dǎo)系統(tǒng)開展教學(xué)研究，為課堂教學(xué)提供教學(xué)信息，機械制圖慕課課程平臺為此設(shè)立了如下一些功能：

（1）按主題問題的瀏覽次數(shù)對知識單元內(nèi)的問題進行排序便于發(fā)現(xiàn)教學(xué)中同學(xué)們存在的共性和典型問題。

（2）為每一個注冊答疑的學(xué)生設(shè)立學(xué)習(xí)檔案記錄在網(wǎng)上答疑的信息便于將來教師對其進行學(xué)習(xí)診斷。

（3）按知識單元和主題問題進行信息統(tǒng)計提供教學(xué)研究的數(shù)據(jù)。

（4）記錄主題問題的瀏覽次數(shù)和補充提問和回答的次數(shù)。

4 結(jié)論

課外輔導(dǎo)是高校教學(xué)的一項重要環(huán)節(jié)，通過課外輔導(dǎo)可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?；谀秸n平臺的機械制圖課外輔導(dǎo)系統(tǒng)，可以利用慕課的大規(guī)模開放式在線課程的優(yōu)勢，不受時間和空間的限制，為學(xué)生提供全方位、全天候的教學(xué)服務(wù)。 經(jīng)過一個學(xué)年的教學(xué)實踐，結(jié)果表明，基于慕課平臺的機械制圖課外輔導(dǎo)模式，可以較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率，顯著改善教學(xué)質(zhì)量。