工程制圖網絡教學系統的設計與開發*

王 慧，刁修慧，閆花茹

(河南機電高等?？茖W校機械工程系，河南 新鄉 453000)

1 引言

工程制圖是各類理工科專業的技術基礎課和必修課程，主要培養學生繪制和閱讀工程圖樣的基本應用技能，注重培養學生空間想象和構型能力以及認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風［1］。該課程教學長期以來以板書教學為主，并輔以一定的掛圖，這樣的教學方式不易培養學生的空間想象能力，不易培養學生的識圖讀圖能力。我們利用現代教育技術和網絡技術的優勢，針對課程教學特點，改革傳統的課程教學方式和手段，建立了開放的、交互性強的網絡教學系統［2］。該系統具有遠程學習、遠程考試、協同工作與交流、答疑、BBS討論區等基本功能。

2 工程制圖網絡教學系統的建立

2.1 課程的構建原則

網絡課程是網絡教學的基本單元，是通過綜合教學設計，以計算機互聯網絡為主要交流平臺建設的教學科目內容及實施教學活動的總和。課程在提供豐富信息和傳授基礎性知識的同時，注重學生的發展性能力和創造性能力的培養。充分發揮網絡教學的優勢，創建有利于學生素質教育和創新能力培養的多樣化的網絡教學模式。

工程制圖課程網絡教學系統的構建目標主要體現在:1)為學生營造探索與創造的空間，滿足學生的個性化學習要求;2)培養健康、全面發展的學生;3)體現課程自身的開放性、動態性。

2.2 工程制圖課程的網絡教學組織與開發

網絡課程是在傳統的工程制圖教學設計基礎上，主要從以下三方面來組織教學:

1)按照學習者(大一新生，好奇而無工程實踐經驗)心理發展的特點，以及興趣、需要、經驗背景等，注重課程教學內容的系統性和內在的聯系，將工程制圖課程的行為目標放在學生在(畫圖、造型)活動中表現出來的認知靈活性、理智探索、人格品質和創造性的反映上［3］。

對剛接觸點、線、面投影教學部分，制作了三維動畫，將知識性和趣味性融為一體，增強教學的吸引力，感染力。學生聽起來津津有味，有利于調動學生的學習積極性，快速建立空間概念和培養空間邏輯思維能力。動畫界面如圖1所示。多媒體課件不僅利于學生對整個教學內容的理解與掌握，更注重體現教學實施中對學生的探究過程、思考過程、推理過程和反思過程等的引導。

圖1 點的三面投影及展開

2)工程制圖網絡課程為學生提供了一個完全個性化的學習環境，學生可根據自己興趣去探究課程的全部章節。同時，系統又應支持協作化學習的環境。課程章節結構主界面如圖2所示。

圖2 課程章節結構主界面

3)課程的組織，要具備連貫性，主要體現出由簡單到復雜的層次遞進關系，此外又具有整合性，對相關知識點的包容以及體現各種課程內容之間的橫向聯系等。

3 現代教育技術在課程建設中的具體應用

3.1 依托校園網建立網絡課程

利用校園網的網絡平臺發布工程制圖網絡課程，課程登錄注冊主頁面見圖3。

圖3 課程登錄注冊主頁面

注冊成功后，可進入課程相關教學內容的學習。課程教學內容主界面如圖4所示。

圖4 課程教學內容主頁面

課程教學內容全部放置在校園網服務器上，界面用Dreamweaver、HTML、ASP等混合設計而成，課件以知識點教學單元為單位，采用文本、圖形、視頻、動畫等多種知識表現形式，全方位展現課程內容，學生可利用任意一臺聯網的計算機、隨時訪問服務器，實現網上自主學習。該系統的建立，為實現校內其他課程網絡教學構建了網絡教學框架組織結構。

圖5 課程教學課件主界面

3.2 利用 Authorware、PPT和Solidworks制作多媒體課件和三維動畫

以 Author、Ppt、Solidworks［4］等軟件為平臺，將圖片、Flash動畫、文檔等多種媒體集成為課件，實現多媒體教學。讓學生多看結構不同的零件，對其內外結構特征理解深刻，幫助他們較快建立空間想象能力，達到學習制圖的目的。課件主頁面如圖5所示。

對測繪中所涉及的工程類機器和部件等對象，用教學模型、掛圖等形式在表達其主要特征及事物之間關系時，受客觀條件限制，要多次重復演示或描述。若采用圖6所示，將教學中文字表達不清楚的內容、教學難點和重點內容－齒輪油泵部件的工作原理、安裝等制作成通俗易懂、生動、形象、色彩亮麗的三維動畫，全面調動學生的視覺、聽覺等多種知覺系統協同學習，有助于知識的理解與接受，有助于激發學習興趣、提高學習效率和抽象思維能力的培養。

圖6 課程齒輪油泵的教學課件界面

該系統對課程難點和重點內容，利用三維動畫、課件、電子教案等形式，實現重復播放，加長停留等功能。這不僅改善了教學效果，還提高了教學質量，增大了單位教學時間的信息量，解決了當前課時壓縮而教學內容較多的矛盾。

圖7 課程在線考試系統主頁面

3.3 制作習題庫和試題庫

采用 Access、Dreamweaver、HTML、ASP、CAD 等技術，制作各類習題及試題，且管理員可進入數據庫，根據需要修改試題類型和數量。在線考試系統主界面如圖7所示?？荚囶}目如圖8所示。

利用試題庫進行考核，可真正實現教考分離，改變傳統考試制度中由任課教師授課、復習、出卷、評分的模式，減少考試本身的隨意性和主觀性，以公正地評價學生的學習效果。

圖8 在線考試試卷界面

3.4 相關教學文件和互動交流

將課程相關教學文件制作成網頁形式發布，便于修改和檢索，其主要界面如圖9所示。

圖9 相關教學文件主頁面

在課堂上利用多媒體進行交互，教師提出問題，學生進行討論分析，解決問題，同時，結合黑板作圖，以達到較好的教學效果。課外，學生利用學號注冊進入后，也可在交互區實現互動交流?；咏涣髦黜撁嫒鐖D10所示。

圖10 互動交流主頁面

4 結束語

該系統立足本校，利用網絡技術的覆蓋面廣、交互性強、時空性強等特點來開展工程制圖課程的教與學。圍繞著以學生為本、為學生服務的這一主導思想，提高學生的學習積極性，加強學生的創新能力和自主獲取知識的能力。改革傳統的“老師講、學生聽、考試測”的教學模式，在具體教學實踐中，不斷地、及時地將現代教育技術和網絡技術融入到當前的教學體系中，改進課程教學方式，實時優化課程。這將對推進各級各類教育教學改革，提高教學水平都將有著深遠意義。

［1］寇世瑤.機械制圖［M］.北京:高等教育出版社，2008.

［2］葛麗娜.計算機網絡課程教學內容改革芻議［J］.2010，(3).

［3］段雄春.談高等學校教學手段現代化［J］.高教探索.2009，(4).

［4］徐秀娟.運用SolidWorks軟件進行《機械制圖》教學方法改革的實踐［J］.職業教育，2007，(1).