楊 建 張 月

遼寧科技大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 鞍山 114051

畫法幾何及工程制圖是高等院校本科機(jī)械工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，主要包括畫法幾何和工程制圖兩部分核心內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生繪圖、讀圖和空間想象能力［1-2］，為學(xué)生提供必要的制圖技術(shù)和幾何學(xué)原理知識(shí)儲(chǔ)備，在現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)著至關(guān)重要的地位?；旌鲜浇虒W(xué)作為一種結(jié)合在線學(xué)習(xí)和面對面教學(xué)的教學(xué)模式，已經(jīng)在國內(nèi)外畫法幾何及工程制圖的教育領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和研究。在實(shí)踐教學(xué)過程中，采用混合式教學(xué)方法對于提高畫法幾何及工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力具有重要意義。然而，畫法幾何及工程制圖的相關(guān)知識(shí)具有較強(qiáng)的抽象性和復(fù)雜性，如何在混合式教學(xué)中利用現(xiàn)代化的技術(shù)方式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知水平和空間想象力仍有待進(jìn)一步思考。

隨著現(xiàn)代科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出大量先進(jìn)的技術(shù)方式，如可跨系統(tǒng)、跨設(shè)備協(xié)同和資源共享的分布式多屏協(xié)同技術(shù)，功能強(qiáng)大、界面簡潔和操作高效的可視化繪圖和三維建模技術(shù)等，目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、電子工程和土木建筑等諸多領(lǐng)域。在當(dāng)前的畫法幾何及工程制圖教學(xué)中，合理融合和運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)方式不僅可以提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，也可以極大豐富教學(xué)的內(nèi)容和方式。例如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)的引入，可以拓寬學(xué)生的視野和增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力，使得學(xué)生可以直觀理解和掌握復(fù)雜的幾何形狀和工程制圖技巧［3-4］。綜合利用多元化的技術(shù)方式輔助畫法幾何及工程制圖的混合式教學(xué)過程，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知水平和空間想象力，已成為現(xiàn)代畫法幾何及工程制圖教學(xué)改革的重要發(fā)展方向［5-7］。

現(xiàn)如今，依托騰訊課堂、雨課堂和泛雅課堂等線上平臺(tái)，國內(nèi)各高校已初步發(fā)展出了相對成熟的混合式教學(xué)模式［8-11］，高校師生也逐漸習(xí)慣這種以線上為主的教育教學(xué)新模式。為更好地適應(yīng)高校畫法幾何及工程制圖的混合式教學(xué)過程，本文在繼承超星泛雅平臺(tái)線上教學(xué)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，提出多屏協(xié)同技術(shù)、可視化繪圖技術(shù)和三維建模技術(shù)等多元化技術(shù)協(xié)同下的現(xiàn)代化混合式教學(xué)創(chuàng)新模式，旨在進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和空間想象力的培養(yǎng)，提高畫法幾何及工程制圖混合式教學(xué)模式下的課堂教學(xué)質(zhì)量。

一、教學(xué)改革實(shí)踐

在當(dāng)前科技快速發(fā)展的時(shí)代背景下，通過多種技術(shù)方式的協(xié)同作用，不僅可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化整合，還可以提高教學(xué)質(zhì)量和效率［12-13］，這為畫法幾何及工程制圖課程的教學(xué)改革提供了新的方向。如何將現(xiàn)有成熟的多元技術(shù)與現(xiàn)有混合式教學(xué)方法相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量和效率，已成為我國畫法幾何及工程制圖課程教學(xué)改革研究的焦點(diǎn)之一。本文針對畫法幾何及工程制圖教學(xué)改革的創(chuàng)新思路在于將多屏協(xié)同技術(shù)、可視化繪圖技術(shù)和三維建模技術(shù)等多元化的技術(shù)方式有機(jī)協(xié)同，并將其有效融入依托超星泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和泛雅課堂的混合式教學(xué)過程中，著重培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，這種現(xiàn)代化的創(chuàng)新型混合式教學(xué)模式對于提高畫法幾何及工程制圖的整體教學(xué)水平具有重要實(shí)際意義。在此模式下，畫法幾何及工程制圖課程的教學(xué)實(shí)踐主要從線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的教學(xué)改革和多元技術(shù)協(xié)同模式下的混合式教學(xué)改革兩個(gè)方面展開。

（一）線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的教學(xué)改革實(shí)踐

與常規(guī)的超星泛雅線上教學(xué)過程不同，本文的改革思路主要是在線下的畫法幾何及工程制圖課堂中引入線上教學(xué)資源和輔助功能，即在線下正常的教學(xué)過程中利用泛雅課堂軟件建立班級同步開啟線上課堂，開展依托超星泛雅平臺(tái)的畫法幾何及工程制圖線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的新型教學(xué)模式。利用帶有廣角攝像頭的筆記本電腦和泛雅課堂電腦版軟件，在畫法幾何及工程制圖的線下教學(xué)過程中開啟線上課堂、課堂直播及課堂錄制功能，并通過線上簽到考勤、線上隨機(jī)選人、線上搶答、發(fā)布隨堂練習(xí)和分組討論等活動(dòng)，同步深入配合線下教學(xué)實(shí)踐，可以使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，可進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量和效果。同時(shí)，可以在教學(xué)過程中利用泛雅課堂根據(jù)學(xué)生的線下課堂表現(xiàn)進(jìn)行線上主動(dòng)加分，以提高學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，以及通過建立完善的在線課程內(nèi)容，提供豐富的學(xué)習(xí)資源（如圖片、視頻和動(dòng)畫等）、在線章節(jié)任務(wù)和測驗(yàn)，可以方便學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)。這種線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的教學(xué)模式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：（1）可有效記錄線下課堂的整個(gè)教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)行為數(shù)字化，便于后續(xù)的教學(xué)分析與評價(jià)；（2）可為請假無法到教室的學(xué)生提供遠(yuǎn)程線上學(xué)習(xí)的途徑；（3）泛雅課堂可共享電腦屏幕和錄制課堂教學(xué)視頻，便于學(xué)生反復(fù)觀看和復(fù)習(xí)；（4）教師也可根據(jù)錄制的課堂教學(xué)視頻情況，反思和改進(jìn)教學(xué)方法；（5）可以使師生更好地適應(yīng)教學(xué)過程。

此外，通過超星泛雅平臺(tái)網(wǎng)頁版和學(xué)習(xí)通客戶端，建立作業(yè)庫、線上發(fā)布與批注作業(yè)，可完整記錄學(xué)生的作業(yè)完成情況。結(jié)合線上考勤記錄、線上課堂活動(dòng)記錄、線下課堂表現(xiàn)記錄和線上作業(yè)記錄等，對學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合量化評價(jià)，最終形成完整的可視化課堂報(bào)告，可有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)過程的數(shù)字化程度。在當(dāng)前數(shù)字化時(shí)代，教學(xué)活動(dòng)的數(shù)字化已經(jīng)成為教育領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的數(shù)字化教學(xué)有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，突破時(shí)間和空間的限制，方便學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的參與度和主動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)。因此，線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的教學(xué)改革，有助于建立畫法幾何及工程制圖課程的形成性評價(jià)和教學(xué)評估體系，對于提高其教育教學(xué)質(zhì)量和水平具有重要意義。

（二）多元技術(shù)協(xié)同模式下的混合式教學(xué)改革實(shí)踐

截交線、相貫線、組合體和剖視圖等知識(shí)點(diǎn)是畫法幾何及工程制圖課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)過程主要利用PPT 課件演示和黑板繪圖（或電子屏黑板）進(jìn)行課堂教學(xué)和習(xí)題講解。通過PPT 課件進(jìn)行作圖過程演示雖然在國內(nèi)外高校教學(xué)過程中使用廣泛，但精美的PPT 課件的制作過程相對較為繁瑣，且存在圖線動(dòng)畫不易調(diào)整和課堂互動(dòng)相對困難的問題。同時(shí)，通過傳統(tǒng)黑板進(jìn)行作圖演示雖然較為靈活和便于互動(dòng)，但因無法有效留存和重復(fù)利用，且繪圖效率相對較低，嚴(yán)重降低教學(xué)質(zhì)量和效率；利用智慧教室的電子屏黑板可以一定程度上解決上述問題，但目前智慧教室的建設(shè)成本較高，數(shù)量較少，且存在操作復(fù)雜和易用性低等問題，大范圍推廣使用仍面臨困難。

在當(dāng)前教育領(lǐng)域中，教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新已成為提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵所在。在線上、線下同步驅(qū)動(dòng)與深度融合的畫法幾何及工程制圖混合式教學(xué)過程中，通過引入多元化的技術(shù)方式進(jìn)行輔助教學(xué)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。因此，多元技術(shù)協(xié)同模式下的畫法幾何及工程制圖混合式教學(xué)改革具有重要的實(shí)踐意義和研究價(jià)值。

本文的改革思路主要是在畫法幾何及工程制圖課堂中融入多屏協(xié)同技術(shù)、可視化繪圖技術(shù)和三維建模技術(shù)等，旨在打造多元技術(shù)協(xié)同下的現(xiàn)代化畫法幾何及工程制圖新型混合式教學(xué)模式。其中，多屏協(xié)同技術(shù)主要是基于目前廣泛使用的華為鴻蒙系統(tǒng)、華為平板和華為筆記本電腦；可視化繪圖技術(shù)主要基于Microsoft PowerPoint 繪圖模塊和華為手寫繪圖軟件等；三維建模技術(shù)主要是基于SolidWorks 和UG 等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。

在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中，本文主要采用華為鴻蒙系統(tǒng)、華為平板和華為筆記本電腦進(jìn)行多設(shè)備協(xié)同，利用華為平板充當(dāng)華為筆記本電腦的可視化手寫板，并使用華為平板自帶的手寫筆在華為筆記本電腦中的Microsoft PowerPoint 繪圖模塊或華為手寫繪圖軟件進(jìn)行作圖演示和習(xí)題講解，然后通過HDMI 線將華為筆記本電腦連接至線下教室投影儀進(jìn)行投影顯示。該方法可以大幅提高繪圖效率，有效留存課堂板書以便于后續(xù)重復(fù)利用，且可進(jìn)行靈活調(diào)整和課堂互動(dòng)。再結(jié)合SolidWorks 或UG 軟件進(jìn)行作圖過程中的三維模型演示，可進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和空間想象力。該教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了多屏協(xié)同技術(shù)、可視化繪圖技術(shù)和三維建模技術(shù)等多元技術(shù)協(xié)同的教學(xué)模式創(chuàng)新，可以較好地適應(yīng)線下為主、線上為輔的混合式教學(xué)過程，并進(jìn)一步提高畫法幾何及工程制圖的混合式教學(xué)質(zhì)量。

二、結(jié)束語

基于超星泛雅等線上教學(xué)平臺(tái)，利用多屏協(xié)同技術(shù)、可視化繪圖技術(shù)和三維建模技術(shù)，構(gòu)建多元技術(shù)協(xié)同下的現(xiàn)代化混合式教學(xué)模式，是對現(xiàn)有混合式教學(xué)模式的改革創(chuàng)新，有助于進(jìn)一步提高畫法幾何及工程制圖教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和空間想象力，更好地適應(yīng)線下為主、線上為輔的混合式教學(xué)過程。