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图学课多媒体教学优化研究

2020-11-06 14:52 来源:多媒体教学论文 人参与在线咨询

[摘要]多媒体教学以其内容丰富、形象直观、携带便捷等特点成为现代教学的主要模式,但多媒体教学并不全是优点,针对不同课程的特点,纯粹的多媒体教学具有一定的不足之处。多媒体教学为图学课程的教学带来了极大的便利,但纯粹的多媒体教学也有一定缺陷,针对这些问题,教师在教学时,应辅以适当的板书、实体模型或现场实验等,以提高教学有效性。

[关键词]多媒体;图学课;问题;优化

随着信息化的高速发展,教育教学进入了多媒体时代,多媒体教学以其形象化、信息化、便捷化的特点,为现代教学提供了全新的教学模式。多媒体课件内容丰富、形象直观、生动有趣,在一定程度上提高了课堂的教学效率,减少了教师课前教学准备的工作量。特别是对于“教师难教,学生难学”的图学课,多媒体教学在该课程的教学中大大减少了教师在黑板上手工作图的时间。在追求课堂效率的环境下,多媒体课件已成为图学课程的教学必备品。

一、图学课采用多媒体教学的主要优势

(一)具有较好的空间立体感。图学课中,制图是从三维到二维的过程,读图是从二维到三维的过程,学生要在三维和二维之间反复转化练习。多媒体教学一般是用投影仪将电脑屏幕投影出来,这始终是二维图像,缺少直观的三维实体,为此,当需要展示空间投影过程或三维实体时,可用虚拟三维模型的图片或是动画来代替实体模型给学生空间立体感。如图1展示了棱柱在三投影面体系中的投影形成。

(二)能动态地展示绘图方法和顺序。图学课多媒体课件的制作要求较高,需直观、动态化地展示绘图的方法和过程,使学生能观察到作图的顺序和方法,从而具备制图技能。为了能直观、动态地展示绘图方法和过程,在制作多媒体课件时,笔者采用了PowerPoint软件里的动画窗格功能,为绘图过程中的每一个点、线,包括辅助点和辅助线都设置了动画,并按作图的先后顺序设置点、线的出现顺序,线条出现的方向与作图逻辑一致,并且设置单击开始动画,教学时就可以实现讲到哪里,多媒体课件中的图形就播放到哪里,从而使多媒体课件真正取代在黑板上手工绘图,实现教员无板书授课,这给教员授课带来了极大的便利。如图2所示,一点一动的动画设置动态地展示了圆锥表面取点的作图方法和过程。

(三)翻转课堂翻转课堂、混合式教学等新型教学方式的应用,提高了学生学习兴趣。图学课是比较成熟的专业技术基础课程,是各工科专业学员的必修课,各大网络在线学习平台如清华大学的学堂在线、网易爱课程等均有各高校优秀的图学课教师们开设的图学在线课程,教师可自行学习以博采众家之长,亦可选取部分在课堂上给学员们播放,或要求学员利用课余时间在网络在线学习平台上自行学习;或在学习论坛上讨论解答疑难问题等,对于较难理解的难点,还有大量的微课视频可答疑解惑。图学知识中包含的《机械制图》国家标准,可在国家标准网上及时查阅最新颁布的标准并更新相关的教学内容,以保证教学内容与时俱进,实时更新。随着信息技术的发展,教学模式逐渐向在线教学、混合式教学和协作学习方向转移,在线教学和传统教学结合的“线上”+“线下”的混合式教学已成为当前信息化教学背景下的主流教学模式,是高等教育教学的一大趋势。在线学习资源与线上教学平台是混合式教学的重要组成部分,如慕课(MOOC)、微课等在线课堂的普及,可以将优质网络课程资源与线下课堂面对面教学有机结合,借以实现翻转课堂教学。如MOOC平台“学堂在线”推出的混合式教学工具“雨课堂”,将信息技术融入教师最熟悉的PowerPoint和学生熟知的微信中,提供课前预习、课堂教学互动和课后复习。课前教师可将课程视频、PPT资料、语音等预习内容推送到学生手机,并能得到预习反馈;课堂教学时可进行课内限时习题练习、弹幕、“不懂”按键反馈等;课后也可推送复习资料、课后习题等帮助学生巩固知识。教师可通过“雨课堂”记录学生学习行为数据,量化掌握学生的学习情况。通过翻转课堂、雨课堂等混合式教学,教师与学生可积极参与互动讨论,提高学生学习兴趣,激发学生学习的积极性、主动性,让教与学更好地融合,从而提高教学质量,实现有效教学。多媒体教学的显著优点使得一些图学课教师在教学中完全摒弃了携带实体模型、黑板手工绘图等传统教学方法,完全采用纯粹的多媒体教学,这使教师的教学过程更为便利,但教学过程反馈和课终效果评价却未提升,教学有效性较为有限。经多年教学实践总结和统计研究,笔者发现了单纯采用多媒体教学授课的一些问题。

二、图学课完全采用多媒体教学的问题探讨

(一)复杂形体用多媒体教学展示时空间立体感不足的问题探讨。在图学课程的教学中,教师采用多媒体教学时,深切感受到多媒体教学带来的便捷,便毫不留恋地放弃了携带实体模型、使用绘图工具在黑板上手工绘图等教学模式。实体模型也因为保管、携带不便,逐渐被多媒体课件中的三维立体图片、动画替代,甚至实体模型室也被虚拟三维模型库替代,实体模型已几乎退出图学课程的教学舞台。但在教学过程中的效果评价和学生反馈部分,我们发现,复杂形体用多媒体课件中的虚拟三维模型进行展示后,学员对建立空间立体感还有一定的难度;而用实体模型进行展示后,学员能很快建立空间立体形象。因此,可以说虚拟三维模型的直观程度不及实体模型,实体模型给学员的直观性空间立体感,是虚拟三维模型动画不能替代的。在教学过程中,教师多次实践,当学员碰到某个难题,例如曲面立体表面相交形成相贯线这一内容中,内表面与内表面相交时相贯线的空间立体形状,用三维模型的图片展示如图3所示,有些学员图感较差,始终不能建立其空间立体形象,观看虚拟三维模型动画有时仍不能解决问题,但是用实体可拆卸模型给学员观察探究后,学员能快速理解该结构,难题迎刃而解。事实证明,虚拟三维模型图片、动画适用于大部分建立空间立体感不太难的情况,但对于较难的问题,或是空间想象力较弱的学生,采用实体模型展示的教学效果要优于虚拟三维模型动画展示的效果。3相贯线三视图及三维立体展示图该问题的优化方式:采用多媒体进行图学课授课的过程中,对于较复杂的立体或教学对象为空间思维能力较弱的学员时,建议辅以实体模型进行教学,提高教学有效性。如在进行平面与曲面立体表面相交、相贯线、组合体、剖视图、零件图等内容的教学时,可辅以实体模型教学,以帮助学生学习该部分内容时更快地建立空间立体形象,减少学习阻力。

(二)纯多媒体教学易产生学员不能正确使用绘图工具的问题探讨。多媒体课件虽然尽可能地展示了每个点、每条线的绘制方法、顺序和过程,但是却无法展示绘图工具的使用方法和技巧。绘图工具在绘图过程中的使用方法是多媒体教学展示上的一个空白,如果教师不在黑板上进行尺规作图而采用完全的多媒体教学,初学制图的学生将难以掌握绘图工具的正确使用方法和技巧,从而导致学生作图存在速度慢、误差大等问题。教员手持绘图工具在黑板上一步一步地作图可直观地演示绘图工具的正确使用方法和使用技巧,而绘图工具的正确使用可以加深学生的理解,提高学生的作图速度和准确率。例如,在正等轴测图中圆的正等轴测图的教学设计中,为了不重复出现相同动画,圆的正等轴测图的绘制过程在用动画展示了一次后,其余用到该画法时,是直接给出来一个带辅助线的图片,如图4所示,这三个线条较多、相似度较大的图给初学者的学习理解带来了较大的困难。该问题的优化方式:教师可适当考虑将一些较难理解、绘制又无须太多时间的图在黑板上用绘图工具手工绘制或者绘制其中难以理解的部分,即将绘图工具的使用方法和技巧进行一次直观的演示,同时也给学生时间来思考、理解该难题,以帮助学生减少学习理解的困难,提高学习兴趣。如在讲解当圆平行于不同投影面时的正等轴测图画法时,教师可一边讲授一边在黑板上依次画出如图4所示的三个图,学生更容易理解这三种情况的规律与不同,同时还学到了使用绘图工具的正确方法。

(三)纯多媒体教学易产生学员不知如何独立作图的问题探讨。由于图学课上需要展示图线绘制的先后顺序、三等关系等,图学课的多媒体课件制作较其他课程需花费更多的时间。目前的图学课多媒体课件已能展示每一个点、每一条线的绘制顺序和过程,做到一点一动,但是根据课堂作业反馈来看,普遍存在学员能听懂、能理解,但独立完成作业时不知如何着手的问题。问题产生的原因,一方面是信息时代技术日益更新,学员要学习的课程增加,在各门课的教学内容和要求变化不大的情况下,学时均被或多或少地压缩,特别是图学课的课时量被大幅压缩,从而使课堂教学的内容较多、进度较快,这时多媒体教学的快捷化为教学任务的完成提供了效率保障,但在令人眼花缭乱的动画之后,是学员不知如何着手的茫然;另一方面,教员采用多媒体教学时一味追求资源丰富和课堂效果,展示三维立体的图、视频较多或时机过早,学员虽然当时能很快理解,但因缺少了二维到三维的分析转换过程,很多学员在独立完成绘图时不知从何下手。该问题的优化方式:根据课程内容精细设计每个三维立体的展示时机,在二维图形时,引导学生如何通过读图在脑海中形成三维立体形象,待学生想象出其立体时再展示三维立体与学生想象的进行对比,以此帮助学生学会分析图形,并熟练掌握图形二维到三维的相互转换。

三、两个班级不同教学方式的对比试验

在本科层次机械制图课程两个教学班的教学实践对比试验中,一个班采用了纯粹的多媒体教学,另一个班采用了以多媒体教学为主、传统教学为辅的方法,即复杂形体或难以理解的结构用实体模型展示,难以理解的作图方法用绘图工具在黑板上演示作图过程等,一学期后得到了对比试验的结果反馈。授课过程反馈:纯多媒体教学班级的部分学员在学到较难的立体时,在观看完视频动画并经过讲解后需要花较多的时间去想象,有的仍表示难以理解;作图时问题较多,如不能正确使用绘图工具比如分规、曲线板等,容易出现听懂了讲解但该自己动手绘图时却不知如何着手等问题。总体而言,授课过程中纯多媒体教学班的学员遇到的理解性问题和作图方面的问题要多于以多媒体教学为主、传统教学为辅的班级。授课评价反馈:以多媒体教学为主、传统教学为辅的班级,其课终评价的优良率为55.5%,平均成绩为77.4分;完全多媒体教学班级,其课终评价的优良率为23.3%,平均成绩为68.8分。可以说以多媒体教学为主、传统教学为辅的班级整体学习效果要优于纯多媒体教学班级。

四、结束语

多媒体教学方式的优点多不胜数,多媒体已是现代教学的重要手段,但多媒体教学并不能完全取代板书、实体模型、现场实验等传统教学手段,应根据内容不同,在多媒体教学为主的情况下,辅助以适当的板书、实体模型展示或者现场实验等,这样可以提高课堂教学的效率,实现教学的有效性。

作者:秦玉芳 吕琳 杜昕 杨益其 吴婧斯 单位:陆军勤务学院油料系

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