工程制图cai教学改革探析 6页

工程制图CAI教学改革探析　　摘要：分析了工程制图CAI教学的现状和发展方向，针对教学中的问题，从教师、学生和教学课件三方面提出了具体解决措施，并制作了一套实时交互CAI教学课件。运用该课件能实时解答学生提出的问题，增强师生之间的交流和提高学生的创新思维能力。关键词：工程制图；教学改革；CAI课件中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）16-0022-02一、引言工程制图是一门分析、构想空间物体，研究绘制和阅读工程图样的专业基础课程。在工程制图的教学中，教学的内容、方式和手段与教学的结果有着密切的联系。为培养能满足工程实际的技术人员，就需要在教学中进行积极地启发和引导，促使和培养学生主动地分析和思维，鼓励学生独立思考，勇于提问和表达自己的想法，从而提高他们分析和解决问题的能力以及创新思维能力[1]。二、工程制图CAI教学现状6n1.课堂教学现状。①在课堂教学中，教师应该有计划、有目的地引导学生积极思维，鼓励学生提问和表达自己的想法，并实时解答学生提出的各种问题，促进师生之间的交流。同时根据学生的不同个性，因材施教。②课堂教学采用多媒体教学模式，固然可以加大课堂知识容量，缓解目前教学内容多与课时相对较少的矛盾。但如果把握不好，就容易造成教学容量过大、教学进度过快的事实，出现“消化不良”的现象，其结果适得其反[2]。2.CAI课件现状。课件是优化教学内容，提高教学效率，保证教学质量的关键。目前CAI课件采取了计算机多媒体技术，集图形、文字、声音、录像和动画于一体，图文并茂，形式新颖，表现手法丰富。将传统图学教育的抽象化教学变成形象化教学和可视化教学。其常见形式如下[3]。（1）播放式（适于助学）。（2）电子教案（适于助教）：能随机切换停转，开放式，可便于教师按需要调整或增删。（3）素材库（适于助教）：有题（图）例、题（图）解（分析、分步显示解题过程）、答案、模型（动画）、测试题等。（4）习题解或答案（适于助学）：多针对某种教材。（5）试题库。（6）制图CAI开发工具或平台。6n（7）网络课程（适于远程教学）：含课程教学内容及教学管理过程，如学习指导、网上课堂、在线学习、模型及解题演示、作图工具、答疑讨论、测试（自测或统测）评分、作业批改交流等。但是，通过调查和实际使用发现，目前工程制图教材配备的CAI课件系统封闭，结构固定。在课堂教学过程中，无法做到根据学生的提问，实时修改立体的投影（三视图）和立体形状（三维建模），缺乏实时交互性功能。三、工程制图CAI教学改革方向和解决措施1.改革方向。1959年美国IBM公司研制成功第一个计算机辅助教学（CAI）系统，从而宣告人类开始进入计算机教育应用时代。但目前为止，计算机辅助教学的理论基础有过三次大的变革[4]。①以行为主义学习理论作为理论基础；②以认知主义学习理论作为理论基础；③以建构主义学习理论与教学理论作为理论基础。由于学习是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助，即通过人际间的协作活动而实现的主动建构知识意义的过程，因此建构主义学习理论强调以学生为中心，认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。由于建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者，教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用。对于CAI课件开发来说，应“以学生为中心6n”为课件设计原则，所设计的课件应考虑三个方面[4]：①要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的创新精神。②要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识（将知识“外化”）。③要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案（实现自我反馈）。以上三点，即发挥创新精神、将知识外化和实现自我反馈，可以说是体现以学生为中心的三个要素。2.解决措施。（1）对授课老师的要求。在进行课堂教学时，教师的角色已从讲课者变成学生学习的引导者和服务者，为此教师需要监控学生的学习情况，了解和掌握学生的学习进展，及时地发现问题，加以引导。因此，教师在组织教学时应做到：①课前制定好教学计划，明确每一课时的学习目的、任务，教学基本要求和教学重点、难点、学习方法等，发布到网上，供学生课前下载。②合理分配课堂学时。将课堂教学时间按照2：1分配，即老师授课时间为30分钟，与学生课堂交流、答疑时间为15分钟。③制作实时交互性CAI教学课件。6n基于“以学生为中心”的教育思想，在CAI课件结构设计上采用实时交互性原则，使老师在课堂上教学中，能利用CAI课件随时解决学生提出的问题。具体实现方式如下：教学课件以PPT软件作为开发环境，以AutoCAD作为支撑软件。通过PPT软件直接调用dwg格式的图形文件，在学生有疑问和新的想法时，直接在PPT中双击图片，就能调用AutoCAD软件，及时对图形和立体做出修改，从而实现实时交互性功能。例如：在图1所示PPT教学环境中双击三视图，就可以直接进入图2所示的AutoCAD编辑环境中，实现三视图和立体图的实时修改。该软件在课堂教学的实际运用中，激发了学生学习的积极性和主动性，培养和提高了学生的空间想象和分析能力。（2）对学生的新要求。①学生应首先下载授课教师提供的教学计划，了解教师每次上课所讲授的学习内容，明确知识的重点和难点等，做好课前预习工作，制定自己的学习计划。②对预习中出现的问题，做好收集整理工作，带着疑问听课，并和教师做好课堂交流。四、结束语通过“以学生为中心”的实时交互性CAI课件的开发和应用，使得学生不再是被动的接受者，而是成为了学习的主体。教师的职能也由过去的以“传道、授业”为主转为以“解惑”为主。在这种以师生之间的积极互动和实时交流为主的新型教学模式下，不但提高了学生学习的积极性和主动性，而且锻炼了他们分析和解决问题的能力以及创新思维能力。参考文献：[1]杨学元.启发与引导是教学的最佳方式.图学教育研究[M].北京：机械工业出版社，2002.560-562.[2]林大钧.关于工程制图课程CAI的思考.图学教育研究[M].北京：机械工业出版社，2002.587-589.6n[3]董国耀，焦永和.跨入21世纪的中国图学教育[M].北京：机械工业出版社，2002：1-6.[4]谭姝.用全新的教学理念设计三视图智能解答CAI课件[M].北京：机械工业出版社，2002：601-603.作者简介：余志伟（1975-），男，湖北武汉人，讲师，硕士研究生，主要研究方向：多媒体技术、CAD/CAM。6