程可 周俊靜 徐國平 周劍鋒

摘 ?要 研究結(jié)合案例和競賽選拔的線上線下ICD教學(xué)模式，在工程制圖教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 ICD教學(xué)模式;線上線下教學(xué);教學(xué)創(chuàng)新;工程制圖;自主學(xué)習(xí);協(xié)作學(xué)習(xí);深度學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434 ? ?文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）19-0045-04

0 ?引言

近些年教學(xué)中遇到一些問題。

問題一：教學(xué)對象是00后大一新生，他們有較強的自我發(fā)展意識，較感興趣于有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，不滿足傳統(tǒng)課堂的授課方式，但自主學(xué)習(xí)能力不足。以工程制圖教學(xué)為例，學(xué)生從空間到平面的思維問題不大，但從平面到空間的思維比較困難，會過分依賴空間想象力，從而忽視投影規(guī)律和作圖方法的積累。而投影規(guī)律是這門課的基礎(chǔ)，作圖方法的積累過程正是鍛煉空間思維能力、提高畫圖和讀圖能力、從量變到質(zhì)變的重要過程。他們的學(xué)習(xí)往往只停留在獲取知識的表面。

問題二：制造業(yè)是我國的立國之本、興國之基，但人才培養(yǎng)還存有與企業(yè)需求脫節(jié)、工程教育理科化等傾向，不能有效滿足未來制造業(yè)發(fā)展需要。

問題三：一場突如其來的疫情，對教學(xué)產(chǎn)生極大的影響，必須將課堂搬到網(wǎng)絡(luò)。

問題四：學(xué)校不允許大一學(xué)生攜帶電腦，因此，大一課程的教學(xué)創(chuàng)新受到限制，必須探索適合學(xué)校大一學(xué)生的教學(xué)方法。

以工程制圖課程為例，南京工業(yè)大學(xué)機械與動力工程學(xué)院每年承擔(dān)全校大約120多班級3400～3500名學(xué)生的教學(xué)任務(wù)。鑒于工程圖樣在生產(chǎn)中的重要性及課程的特點，制圖課程的學(xué)習(xí)方法是以“圖”為中心，不斷地從空間到平面、從平面到空間進行轉(zhuǎn)換練習(xí)。教學(xué)理念是：采用合適的教學(xué)方法，在培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力、糾正想象誤區(qū)的同時，引導(dǎo)學(xué)生注意投影規(guī)律，體會如何將想象與方法恰當(dāng)融合，增強自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)團隊精神，學(xué)會學(xué)習(xí)，盡快掌握工程界“語言”，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課打好基礎(chǔ)。為此，研究并實踐結(jié)合案例和競賽選拔的線上線下ICD（Indepen-

dent Learning、Collaborative Learning、Deep Learning）

教學(xué)模式。

1 ?創(chuàng)新點

1.1 ?教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新

創(chuàng)造性地在教學(xué)中構(gòu)建了以虛助實、虛實互聯(lián)的教學(xué)模式，不僅開發(fā)了工程制圖AR輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)（圖1～圖4），還在對分易教學(xué)平臺創(chuàng)建了在線課程，包含視頻（圖5、圖6）、PPT和VR模型。

1.2 ?教學(xué)方法創(chuàng)新

采取線上線下混合方式進行ICD模式教學(xué)——引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)。

1）引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)（Independent Learning）。改變以往教師滿堂灌、學(xué)生被動接收的模式為精講理論與方法，根據(jù)需要結(jié)合案例為學(xué)生建立正確的投影概念;精講課程重點部分的作圖方法，訓(xùn)練學(xué)生空間思維能力;引導(dǎo)學(xué)生主動思考、動手實踐，不僅讓大腦動起來，思考解決問題的方法，有了方法后還要動手一步一步把圖畫出來。如講畫組合體視圖時，讓學(xué)生跟著畫軸承座草圖。

課后以布置小任務(wù)的方式促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在下次課之前帶著任務(wù)在圖書館、教室、寢室，甚至帶著手機在公交、地鐵等任何地方，充分利用豐富的課外學(xué)習(xí)資源，以自己的節(jié)奏、自己的方式消化課堂講授內(nèi)容并進行拓展。

2）帶領(lǐng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)（Collaborative Learning）。第二次課在講新課前先分組討論，討論過程如下。

小組內(nèi)個人陳述（5分鐘）：每組四位學(xué)生，要求每人發(fā)言并展示已完成或部分完成的任務(wù)。

分組方式：教師隨機分組，每次的合作伙伴不同，有新鮮感。

小組討論（10分鐘）：交流不同意見，通過互相啟發(fā)，達到深入理解所學(xué)內(nèi)容、掌握重點和難點的效果;確定一位學(xué)生進行記錄和整理，準(zhǔn)備作為代表在全班交流。

全班交流（15分鐘）：小組代表發(fā)言，發(fā)言內(nèi)容代表

小組。

教師在討論的基礎(chǔ)上進行總結(jié)（5～10分鐘）。

學(xué)生知識的差異、學(xué)習(xí)態(tài)度和努力的差異都會體現(xiàn)在課堂互動環(huán)節(jié)，通過交流、教師積極引導(dǎo)，這種水平差異反過來促進學(xué)生更加努力地學(xué)習(xí)，實現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生更優(yōu)秀、一般或較差的學(xué)生更努力。

3）指導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）。華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競賽及“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽是工程制圖教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)。

經(jīng)過以上層次遞進的三個步驟，學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容、掌握所學(xué)知識后，以培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才為目標(biāo)，將競賽和教學(xué)相融合，鼓勵學(xué)生深度學(xué)習(xí)，達到更高水平;同時在學(xué)生中培養(yǎng)優(yōu)秀的參賽選手，實現(xiàn)以賽促教、以教帶賽的良性循環(huán)。如圓柱的截交線（圖7）這部分內(nèi)容，主要講概念、重點求解方法，再詳細(xì)地講切一刀截交線為橢圓的情況，引導(dǎo)學(xué)生自己解決切兩刀以上的情況，并且與實踐聯(lián)系（圖8）、與競賽聯(lián)系（圖9）。

1.3 ?考核與評價方式創(chuàng)新

進行多元化考核，尤其注重學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。降低期末成績在總評成績中所占比例，基本每八學(xué)時進行一次階段性測試，及時掌握學(xué)生的情況，做到過程控制他們的學(xué)習(xí)效果。在分組討論、全班交流環(huán)節(jié)，上臺發(fā)言的學(xué)生代表小組，教師給的評分是全小組的成績，通過激勵制度，培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任感，促進小組共同進步。

1.4 ?教學(xué)資源建設(shè)與創(chuàng)新

解除時空對學(xué)生的束縛，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)和思考。線下教學(xué)時，教師除了課上用PPT演示模型，課下常提供實物模型讓學(xué)生觀看、觸摸，幫助建立空間概念，學(xué)生非常喜歡。為達到與線下教學(xué)同樣效果，基于教學(xué)理論、學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容在線上課程中創(chuàng)建VR模型，課后學(xué)生可通過移動端（圖10、圖11）、PC端（圖12、圖13）進行多點觸控的轉(zhuǎn)動、放大縮小等操作，逼真地展示三維立體模型，幫助提高空間思維能力。

2 ?應(yīng)用情況與實施效果

2.1 ?學(xué)生非常喜歡

2016年起在一個班開展ICD教學(xué)，近兩年進行推廣，學(xué)生高度認(rèn)同，學(xué)習(xí)熱情高漲，積極思考、積極動手，參與課堂互動和課后實踐。

2.2 ?學(xué)生在思想上、學(xué)習(xí)方法上、與他人交往方面收獲很大

他們給予ICD很高的評價，由于篇幅有限，在此僅列小部分：

*教學(xué)方法比較靈活、獨特，老師采取了講課加分組討論回答問題的方式來促進我們學(xué)習(xí)。

*感謝工圖老師靈活的教學(xué)方法，讓我們在學(xué)習(xí)中找到樂趣，輕松地掌握了這門課程。

*課堂上，我能感受到一種輕松的氛圍，同學(xué)們也更加積極活躍。

*我明白了團隊的重要性以及集體的強大力量，也讓我意識到自己還有許多需要繼續(xù)學(xué)習(xí)的地方。

*我明白了自我學(xué)習(xí)和團隊配合的重要性，老師在學(xué)習(xí)過程中只是起了引導(dǎo)作用，而學(xué)習(xí)的主體還是自己。

*更培養(yǎng)了我們認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實細(xì)致的工作作風(fēng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和團隊精神。

*這樣提高了我獨立思考的能力。

*會提高學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)度。

*高數(shù)老師要是也能這樣上課就好了。

*單純理論知識的學(xué)習(xí)難免空泛，了解一些案例能更好地幫助我們加深印象，有更多的想象空間。

*提高了學(xué)習(xí)效率，更容易集中注意力。

*讓我有了克服困難的勇氣，在以后的生活和學(xué)習(xí)中。

*案例可以幫助我們更好地聯(lián)系實際，與現(xiàn)實接軌，利于掌握課堂內(nèi)容。

2.3 ?學(xué)生學(xué)習(xí)成績普遍提高、全面發(fā)展

學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思維空間、人際交往、提出問題、分析問題和解決問題等方面的能力均能得以拓展，他們互相啟發(fā)、互相促進，學(xué)得快、學(xué)得好、學(xué)得扎實。曾將推廣班與同一教師教的同專業(yè)普通班學(xué)生統(tǒng)考卷面成績作比較，推廣班的班級平均分比普通班高12%以上。推廣班的學(xué)生更愛學(xué)習(xí)、更會學(xué)習(xí)，他們不僅工程制圖課成績優(yōu)秀，其他課的學(xué)習(xí)效果也很好。在獲得獎學(xué)金的學(xué)生中，推廣班學(xué)生占80%。

2.4 ?后續(xù)課程的作業(yè)完成質(zhì)量高，專業(yè)課教師滿意

2.5 ?疫情期間圓滿完成教學(xué)任務(wù)

疫情期間在線進行ICD教學(xué)，鼓勵學(xué)生在線上互相激勵、督促、合作（圖14、圖15），圓滿完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.6 ?競賽獲得更好成績

前已述及，華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競賽和“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽是工程制圖教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)，多年來，南京工業(yè)大學(xué)在這兩項賽事上獲獎無數(shù)，唯獨缺少團體獎。推廣ICD教學(xué)模式后，南京工業(yè)大學(xué)在第八屆華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競賽中獲得團體一等獎，在第十屆華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競賽中獲得團體二等獎，在第十一屆、第十三屆“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽中均獲得團體三等獎。（注：中間一屆華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競賽及“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽期間選拔的學(xué)生因出國交流，未參加比賽，故未獲獎。）

2.7 ?教材建設(shè)取得成果

教材是為進行ICD教學(xué)編寫的江蘇省重點教材，特別適合自主學(xué)習(xí)，然而ICD教學(xué)又為所編教材獲得2019年機械工業(yè)科技進步獎提供了有力支撐。

2.8 ?成功指導(dǎo)考研和就業(yè)

推廣班考研錄取率比較高，就業(yè)單位比較理想。2019年，成功指導(dǎo)當(dāng)年制圖成績70分的15級學(xué)生以制圖高分（132分，總分150分）考研進入西南交通大學(xué)。

3 ?結(jié)語

實踐證明，ICD教學(xué)模式充分考慮學(xué)生的個性與成長特點，從人才培養(yǎng)與國家未來發(fā)展的需要出發(fā)，以課堂教學(xué)為抓手，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的能力。為更方便學(xué)生學(xué)習(xí)，將與對分易教學(xué)平臺合作，開發(fā)在平臺上實時設(shè)計和繪圖的功能;將繼續(xù)注重師生交互、生生互動，切實讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)意愿，以境育人;根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異采用差異化教學(xué)手段，為學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和創(chuàng)造性精神的培育打下堅實基礎(chǔ)的同時，使每一位學(xué)生變得更好。

參考文獻

[1]程可.機械制圖[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[2]程可，朱亞軍，曾昌鳳，等.基于“對分課堂”模式的工程制圖教改探索[J].中國教育技術(shù)裝備，2019（24）：91-93.