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[摘要]目前,化工制圖教學存在學時少、任務重、要求高的困境,本文從網絡課程內容設計、學生在線學習活動的監督和考核、師生互動和教學內容拓展等方面闡述了線上線下混合式教學法的實踐,給出了解決這一問題的方法。
[關鍵詞]化工制圖;混合式教學法;課程設計;在線學習
一、化工制圖課程教學現狀分析
(一)學生基礎現狀分析
化工制圖是面向應用化學專業學生開設的一門專業核心基礎課,安排在大二上學期進行。這些學生在大一階段剛學習了針對大類招生、大類培養的課程,選擇本專業作為修讀領域。雖然學生從自身的興趣和專長出發選擇了本專業,但并未接觸到專業核心內容,其專業基礎十分薄弱。化工制圖是一門理論性和實踐性都非常強的課程,與化工生產息息相關。學生大多從一個校園走入另一個校園,有些人從未進入過工廠參觀實習,對化工廠缺乏認識,對化工設備、化工管道、工藝流程等名詞感到陌生,因此教學中出現了許多意想不到的事情。如講到化工設備常用零部件法蘭時,學生表示從未見過;講述其分類和用途時,學生一臉茫然;涉及具體化工生產中的設備實物時,學生依舊是這樣的狀態。面對這樣的學生群體講授化工制圖,授課教師需要改變以往的教學模式,從實踐中摸索出一套行之有效的方法。
(二)化工制圖教學中的困境
本專業化工制圖課程為32學時,教學內容包括機械制圖基本知識、化工工藝流程圖、化工設備布置圖、化工管道布置圖、化工設備圖、化工設備常用零部件圖、AutoCAD繪圖軟件學習與應用。該課程的教學目標是:通過學習,學生要能夠看懂一般的化工設備圖和工藝流程圖,并具備繪制簡單零件圖及工藝流程圖的能力。該課程是機械制圖、化工制圖和計算機輔助制圖三門獨立課程的融合,教學內容涉及面廣,時間緊,教學任務重。尤其是機械制圖部分,由于學校沒有開設先修的機械制圖或畫法幾何課程,學生感到內容抽象難懂,教師也感覺教學難度很大,教學達不到理想的效果。但是,這部分內容是后續學習的基礎,教師需要花費較多的課堂時間詳細講解和分析習題,學生課外要做大量有針對性的練習。機械制圖教學內容十分豐富,在有限的學時內,教師需要根據化工制圖的專業特點,精簡教學內容,在為學生后續學習打好基礎的前提下,盡量降低教學的深度和難度,最好能夠結合化工設備零件的實例來講述。因此,授課教師課前需要下大力氣備課,力爭講得深入淺出,讓學生容易理解。AutoCAD軟件在工程設計領域應用廣泛,是化工制圖課程不可或缺的教學內容。為了培養學生的軟件繪圖能力,機械制圖部分的教學中完全摒棄了手工繪圖的方式,讓學生改用AutoCAD軟件完成視圖的繪制。AutoCAD的練習貫穿整個授課過程。教師會給學生布置相關的繪圖任務,訓練學生的繪圖能力,增強學生對畢業設計環節的應對能力和畢業后對工作的適應能力。眾所周知,熟練掌握AutoCAD軟件的應用非一朝一夕之功,課堂上對軟件工具的講授也不能面面俱到。尤其是在課時數偏少的情況下,教師不會花費寶貴的課堂時間讓學生當堂練習,更不會隨時指導。這就迫切需要授課教師探索更合適的教學法,以走出眼前的困境。綜上所述,當前化工制圖課程存在著授課學時少而教學內容多、學生基礎薄弱而學習任務重且要求高的矛盾,對完全依賴課堂教學的傳統教學模式提出了挑戰。網絡課程的適時出現給出了解決問題的答案。隨著學校網絡教學平臺的建立,利用網絡平臺輔助化工制圖教學刻不容緩。
二、線上網絡教學的實施策略
網絡教學作為課堂教學的輔助,如何設計、如何選擇教學內容和如何開展是關鍵。
(一)線上網絡教學內容設計
化工制圖課程內容比較枯燥,一開始便是機械制圖部分的講授,對學生的空間想象力有很高的要求,容易使學生產生“這門課很難”的錯覺,從而失去學習的信心和興趣。為了激發學生的學習興趣,上好第一堂課十分關鍵。為此,在緒論課上,我們以該課程在工程實踐中的應用為導引,向學生說明課程的主要學習內容和目標要求,介紹學習方法,闡明重點和難點;鼓勵學生跟著老師的要求走,認真聽講,努力克服初期的不適應,輕松進入后面的學習。在網絡教學平臺上,配合該章節的教學內容,我們放置了一些化工廠生產車間、典型化工設備、化工設備常用零部件的圖片,并配以相應的文字說明,以使學生直觀地了解研究對象。另外,高年級同學在工廠現場參觀的視頻、學習這門課的心得體會和對學弟學妹們的寄語及鼓勵,以及他們用AutoCAD軟件繪制的化工制圖大作業等也放在網絡平臺上。生動的圖片和鮮活的視頻消除了理論授課的枯燥感,彌補了工廠實習的缺失,激發了學生的學習熱情,增強了學生學好這門課的信心。為使AutoCAD軟件的學習貫穿課程的始終,我們在第二章即展開了繪圖軟件的講解。首先,我們用兩節課的時間對軟件的基本功能做了整體概述,將具體內容的學習作為線上教學內容,以一個或兩個工具條的具體應用為例錄制了一段5~10分鐘的視頻,要求學生線上學習。我們接著用4個學時的課堂時間,以簡單零件的繪制為例,向學生示范具體畫法,要求學生當堂完成,以檢驗學生線上學習的效果,使其初步掌握對軟件工具的靈活運用。在后續章節的學習中,我們給學生布置了相關繪圖任務,進一步訓練學生的繪圖能力,為后續的化工制圖CAD課程設計打好基礎。如此一來,AutoCAD軟件的學習從以前的集中課堂講授分散到學生平日的碎片化學習中,這樣就節省了課堂授課時間,提高了教學效率,學生的學習效果非常顯著。機械制圖基本知識是該課程教學的難點,以課堂講授為主,安排了8個學時來完成。要掌握這部分內容,學生需要多看、多想、多畫,因此該章節的網絡教學內容以習題為主。我們放置了大量零件模型圖片,要求學生用AutoCAD軟件繪制相應的三視圖、補全三視圖中所缺線條、根據所給視圖繪制剖視圖和剖面圖、對圖形做尺寸標注等。大量的練習有助于學生掌握這部分內容,可以培養學生的空間想象力。我們還針對某些典型例題錄制了講解視頻,供學生在線學習。化工工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖、化工設備圖及化工常用零部件選用等章節均是一些敘述性和說明性的內容,學習難度不大,但需要記憶的東西多且繁雜,按照常規方法講授,學生常感覺枯燥無味。因此,我們將工藝流程圖、化工設備圖、設備布置圖和管道布置圖的具體繪制方法和要求,以及與設備和管道布置相關的建筑設計圖的內容錄制成不超過20分鐘的系列視頻,上傳到網絡教學平臺供學生在線學習。此外,為了彌補學生工廠實踐的缺失,我們將大量實物圖片也上傳至網絡教學平臺,幫助學生認識和了解。學生的讀圖和識圖能力培養是本課程的教學目標之一,在完成相應章節圖紙內容的詳細講解后,我們會列舉大量讀圖實例,以問題為導向帶領學生一起認識和閱讀,若時間充分則開展翻轉課堂。除布置讀圖和識圖任務外,我們還給學生布置了繪圖任務,通過實際圖形的繪制進一步加強學生對知識的記憶、理解和掌握。以上形式多樣的教學設計為傳統教學注入了活力,在一定程度上改善了課程學習枯燥的狀況。線上網絡教學平臺的運用將教師從繁雜的知識講解中解放出來,使其有更多的可支配時間來進行師生間的研討和對話[4],有更多的精力去關注學生“學”的情況,為學生發展提供更好的條件。
(二)對學生網絡在線學習的實時監控和考核
在線學習完全是學生的自主學習行為,學生可根據自己的時間安排完成。對于比較懶散、學習興趣不高、自覺性不強的學生來說,這樣的教學設計形同虛設。因此,如何對學生的線上學習情況進行督促和監控,使其達到應有的教學效果,是實施網絡教學需要思考的問題。網絡教學平臺軟件會將每位學生的學習情況記錄下來,教師可在后臺查詢,隨時掌控學生的學習動態。化工制圖是實踐性和應用性很強的課程,傳統的期末考試方式不能充分體現該課程的教學要求,也不能全面反映學生的學習狀況。因此,我們基于課程特點,重新設計考核方式,將考核重點放在對學生在線學習情況的評價上。這部分成績占總成績的60%,而期末理論考成績只占40%。學生在線學習的考核內容主要包括線上教學視頻的學習時間和繪圖作業的完成情況(學生完成作業后可提交至網絡教學平臺),網上作業的內容基本上是按照該課程的教學目標和要求而設計的,能夠充分體現課程培養目標。以學生完成平時學習任務的情況作為成績評定的依據,可以給學生一定的學習壓力,對其在線學習起到一定的督促作用,同時有助于培養他們學習的自覺性、主動性和利用網絡資源學習的習慣,為其養成終身學習的習慣、達到自我教育的高度奠定基礎。
三、通過網絡教學平臺實現課程內容的拓展
隨著科學技術的發展,知識更新的速度越來越快,互聯網技術的普及使得知識資源的獲取十分便捷。在這種形勢下,化工制圖課程教學也應利用科學技術發展新成果,不斷更新完善。對數字化教學資源的運用能力是社會信息化對當代教師提出的要求[5]。借鑒和學習國內外不同院校化工制圖課程的教學方式和教學內容,對提升教師的教學技能和拓寬學生的知識視野十分有益。網絡教學平臺為實現課程內容的拓展提供了便利。我們將與課程內容相關的圖片、文字、網絡鏈接及優秀教學視頻置于網絡教學平臺上供學生學習,使學生了解了行業發展動態,開闊了眼界,擴展了知識面,了解了市場需求,激發了學生的學習興趣和求知欲。
四、通過網絡教學平臺增強師生間的交流互動
網絡教學平臺不僅是學生學習的平臺,也是師生互動的平臺。它集成了信息、后臺監控和交流互動的功能。學生在學習過程中若有疑問,可隨時通過網絡提問,老師登錄平臺就能及時解答。師生也可以就某個問題進行線上討論,不受時間和場地的限制,方便快捷。利用網絡教學平臺的移動智能終端,學生可以隨時隨地利用碎片化時間,打開手機進行學習,不僅提高了時間利用率,也拓展了課程學習的時間和空間。
五、結語
我們從化工制圖課程的教學現狀出發,利用網絡教學平臺開展線上線下混合式教學,有效緩解了化工制圖教學中學時少、學生基礎薄弱而教學內容多、任務重、要求高的矛盾。實踐證明,網絡教學是課堂教學的有力輔助和補充,拓寬了學生的知識面,使學生學習和師生互動不再受時空條件的限制,為傳統教學注入了活力,激發了學生的學習興趣。
參考文獻:
[1]汪富泉.本科高校人才培養定位現狀探討[J].中國教師,2013(s2):96-97.
[2]張佑春,朱煉,潘曉君,等.基于“互聯網+”的線上線下混合式教學平臺設計[J].大慶師范學院學報,2017,37(3):52-54.
作者:南旭瑩 楊慧 孫麗麗 王崇太 姚玉華 單位:海南師范大學 化學與化工學院熱帶藥用植物化學教育部重點實驗室 數理統計學院