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摘要：针对“画法几何与机械制图”的教学所作的问卷调查，发现学生在课程学习过程中，对教材的利用率高，而对其它类型的教学资源利用率较低，导致教学资源的有用性较低。针对调查结果做分析和访谈后，找出教学资源利用率低的原因，并提出通过：教材与信息技术深度融合，加强教学资源与教材内容的关联性，加强教学资源的交互性，构建以教材为核心的教学资源体系，可以提高教学资源的有用性。
关键词：教材；教学资源；利用率；有用性
本文引用格式：莫春柳，等.提高“画法几何与机械制图”教学资源有用性的方法探索[J].教育现代化,2020,7(55):191-194.
On the Methods of Improving the Usefulness of Teaching Resources of“Descriptive Geometry and Mechanical Drawing”
MO Chun-liu,CHEN He-en,LI Bing,HUANG Xian-ming,WEI Yu-wei
(Guangdong University of Technology,Guangzhou Guangdong)
Abstract:According to the questionnaire survey on the teaching of“descriptive geometry and mechanical drawing”,it is found that students have a high utilization rate of teaching materials in the course of learning,but a low utilization rate of other types of teaching resources,leading to a low usefulness of teaching resources.After analyzing and interviewing the survey results,the paper finds out the reasons for the low utilization rate of teaching resources,and puts forward that through the deep integration of teaching materials and information technology,strengthening the relevance between teaching resources and teaching material content,strengthening the interaction of teaching resources,and building a teaching resource system with teaching materials as the core,the usefulness of teaching resources can be improved.
Key words:Teaching materials;Teaching resources;Utilization rate;Usefulness
一引言
教学资源的有用性包括两个方面：利用率和有效性。即在课程学习的过程中，教学资源是否被学生充分利用，是否能对学生的课程学习起到有效的支撑作用，是否能提高教学目标的达成度。教材是教学活动中最重要的教学资源，是教师教和学生学的重要载体。当前，从传统印刷版教材向数字化教材转型已经成为教师课堂教学工具变革的新浪潮。数字化教材的一个重要优势在于可以保持学生高度参与的状态，促进学习者角色的转变[1]。
教学资源有用性的因素涉及多个方面，本文仅从信息技术视角，对提高教学资源有用性做了一些分析，通过教材与信息技术深度融合，构建以教材为核心的“机械制图”教学资源体系，以期提高教学资源的有用性。
二教学资源的利用率调查
随着计算机技术、网络技术的发展，极大地促进了教育技术的发展，涌现出大量的信息化教学资源，包括：视频教学资源（动画演示、视频课件）、精品课程或网络课程资源、课程教学资源（电子教案、模拟训练、数字题库）等。
现代教育技术发展到今天，面临的核心问题是如何利用网络多媒体技术构建教学资源及如何有效地应用这些资源为教学服务[2]。而利用率是有用性的最重要基础，资源如果没有被利用，有用性就无从谈起！
我校的《工程制图》课程为国家精品课程、和国家级精品资源共享课程，于2013年在爱课程平台上线，（http://www.icourses.cn/sCourse/course_6899.html），网站上有完善、丰富的教学资源。这些资源为是否为学生的学习提供有效帮助？根据爱课程平台的统计，截止至2019年11月，该课程学习总人数（访问量）为15335人次，评论数为392次，平均每年访问量为2550多人。
《工程制图》属于技术基础课，仅我校每年修学的学生人数就接近4000人，这样的访问量，尤其是体现学生参与学习的评论数，很难说明网上的资源为学生的学习提供了有效帮助。
结合本校的“画法几何与机械制图”课程教学，研究团队于2016年9月份对15级机械类专业3个班约120名学生做了一次问卷调查，被调查的学生于2016年7月完成“画法几何与机械制图”课程的学习。
问卷中有三个问题涉及对学习资源的利用。
（1）在“画法几何与机械制图”课程学习过程中，哪种学习资源（包括教材、课件、学习网站等）使用最多？哪一种资源对你的学习最有帮助？
（2）在“画法几何与机械制图”课程学习过程中，有无利用课程学习网站上提供的资源？如果有，什么类型的资源利用得最多？
（3）有无通过互联网学习的经历？学习内容是什么？
问卷调查结果显示。
（1）超过80%的学生表示在课程的学习中，教材是利用率最高的学习资源。
（2）少于20%的学生表示曾访问过课程学习网站，主要是看网站上的教师授课视频。
（3）多于75%的学生表示，曾通过网络课程学习计算机建模技术，主要是学习Solidworks、Pro-E等软件。
三 教学资源的利用率调查结果分析
研究团队成员针对课程网站访问量不高的情况，以及问卷调查的结果，结合自身的多年教学经验，并访谈学生，对教学资源的有用性调查结果做了以下五个方面的分析。
（1）在教学形式仍然是以课堂讲授为主的情况下，线上课程的授课内容和授课方式与线下的课堂授课并没有太多区别，而且，在线下的课堂中，学生与教师有情感交流、有语言方面的互动，更易提高学生的学习兴趣，提高学习的效果。因此，网站上的课程教学视频、在线课程对于在校学生没有太大吸引力，极少学生会自觉通过线上课程学习制图课基本内容。
（2）针对学生自觉利用《工程制图》课程网站资源进行学习的欲望比较低的情况，做了相关分析研究。从认知理论和学习规律方面分析，当学生对课程的知识架构还没有一个总体的理解时，不可能自觉、主动地将碎片化的教学资源与教学内容建立关联，网站上的资源（包括课件、动画、视频等）很难有效为学生的学习需求提供支撑。因此，强调教学资源与知识点、例题等学习内容的关联性和针对性非常重要。
（3）从调查中发现：教材是学生利用率最高的教学资源。因为教材是教学活动中师、生共用的核心资源，学生从教材中能直接了解教师讲课的内容，便于课前预习和课后复习。而且教材使用便捷，不受场地、设备的限制，因此利用率高。
（4）计算机建模技术，适合演示性教学，线上教程不受学时限制，操作步骤详尽，学生可利用电脑随时、反复观看，同时跟随视频教程的操作演示进行实操练习，因此，网络课程是学生开始接触、学习建模技术的主要方式。
（5）在对问卷调研结果做分析的过程中，还对部分学生进行了访谈，被访谈的学生普遍提到一点：教学资源的形式比较单一，尤其是动画视频，学习者无法根据自己的需求控制动画的播放，只能从动画视频中大致了解形体结构，针对性不强。
“交互功能是教学资源传播功能的核心体现。互动性的教学资源传播功能是实现教学过程与学习过程双向教学理念和途径的有效手段，是实现有意义学习的有效途径。”[3]
因此，教学资源缺乏交互性，很难满足学习者个性化需求，是影响教学资源有用性的一个重要因素。
四 将信息技术与教材深度融合，提高教学资源的有用性
针对研究得出的初步结论，研究团队提出：将信息技术与教材深度融合，解决教学资源有用性低的问题。
信息技术与教材深度融合体现在以下三个方面。
（1）利用信息技术创建的多元立体化教学资源，具备人与信息的互动性，扩展了学习者感知信息的多样性，缩小了交互双方的距离，改变了人们获取、交流信息的方式[4]。
利用信息技术，建立教学资源与教材中的知识点、例题之间的关系。利用移动互联网和增强现实技术结合，将教学资源（微课、视频、交互动画等）与教材中对应的知识点、例题绑定，学生通过智能移动设备（手机等）扫描教材中与知识点、例题相关的图形，即可查看相关的教学资源，强化碎片化的教学资源与系统的课程内容之间关联性和针对性，使学生使用方便、学得明白。
（2）学生普遍认为学习计算机建模技术最有效的方法是教学视频，因此，从简单立体开始，到机械零、部件，根据教材中的例图，设计微课程，并录制教学视频，并将教学视频与教材中的例图绑定，使学生通过智能移动设备观看教材中构建例图所示形体、生成工程图等相关技术的教学视频。同时提供教学视频文件下载功能，方便学生利用电脑观看，并跟随教学视频的操作演示进行实操练习。
（3）利用增强现实技术，设计、制作可交互的教学资源。增强现实技术给教育者提供了一种全新的方式来表达学习对象，学生亲自接触3D模型来增强学习体验。有实验证明：通过AR技术对提高学生空间能力有积极意义[5]。学生通过智能移动设备，可以与教材中的图例进行互动,包括查看、了解零件结构，部件的虚拟装配等。
具有交互功能的教学资源，可以满足学生个性化的学习需求，提高学习的参与度，使教学资源能发挥更大的效能。
五以提高教学资源的有用性为核心，设计与教材关联的教学资源
“画法几何与机械制图”课程是机械类专业的基础课，内容比较枯燥，对空间想象力和空间形体结构的分析能力有较高的要求，是一门有一定难度的课程，适合在有教师的组织和指导下的群体学习模式，比如传统的教学模式、线上线下混合教学模式。在学习过程中，教材是连接教师与学生、线上与线下的纽带，是整个教学活动的核心资源。
将教学资源与教材关联可提高教学资源的利用率，已被大部分教材编著者认同。目前出版的大部分教材，只是将教学资源制作成相应的二维码链接，学生通过手机扫二维码获得相应学习资源，这种数字化资源在应用层面有一定的局限性：学生与教学资源缺乏交互性，只能阅读、观看，限制了学生的学习积极性和学习效果[6]。
以教材为核心，整合多种类型的数字化教学资源，“教学资源整合取向是使分散、分化的资源系统中各个要素及其各成分形成有机联系，成为和谐整体的过程，是实现资源优化的内在动力。”[7]“提高教学资源的有用性”是整合教学资源的核心目的。一方面要教学资源的利用率，更进一步要提高教学资源对教学目标达成的支撑度。
按照以上调研、分析的结果，利用增强现实技术将教学资源与教材中的知识点绑定，将离散、独立的教学资源与课程知识体系建立有机联系，有助于提高教学资源的利用率，同时因为教学资源的可交互性，可提高教学资源的有用性。而要提高教学资源对教学目标达成的支撑度，需要针对教学目标设计教学资源的表现形式。下面是三个教学资源表现形式的设计思路。
（1）教材中的例2-18：已知一般位置直线DE与一般位置平面ABC的两面投影，求直线与平面的交点K，并判断直线DE的可见性。该例题的教学目标为：①利用辅助平面法求直线与平面的交点；②需要利用重影点来判断可见性。
达成该教学目标最困难之处在于：如何将三维的空间分析、解题思路，转变成二维投影的作图过程。该例题的教学资源的形式是教师讲解解题过程的短视频。
（2）组合体部分的教学目标，是培养学生三维形体和结构的想象和分析能力，使学生掌握三维组合形体的图示表达能力。由于该部分的知识点比较抽象，学生理解困难[8]，因此所设计的教学资源形式为：可交互的三维模型--帮助学生理解形体结构；由模型生成三视图的交互动画--理解形体的三视图。在组合体的教学中，根据空间物体与三视图的对应原理，利用AR技术将二维视图与三维模型相结合，帮助提高学生的空间理解能力。
（3）装配图部分的教学目标之一：了解装配体的装配过程及工作原理。教学资源的形式：可交互的装配动画。学生可以按照装配示意图的指示，通过有序的拖动零件至正确位置，完成部件装配。在虚拟装配的过程中，了解部件装配过程及工作原理，最终能更深刻地理解部件装配图。
六 基于增强现实技术的“智图”App设计
与本文作者新编出版的教材《画法几何与机械制图》关联的“智图”App，是一个功能指向明确的多元立体化教学资源集成平台，是一个与教材关联的移动学习平台。
“智图”App包括教学资源管理、交互展示等功能。图1所示为“知图”App的功能框架图。根据教学目标，不同类型的资源预设了有针对性的交互方式。例如三维模型，可以通过单指操作实现旋转，双指操作实现缩放，通过控件操作实现三视图显示、立体剖切原理及剖视图展示。
学生利用手机扫描教材中的插图，数据库中对应的资源被加载、显示在手机屏幕，按照屏幕上简要的提示，即可实现指尖与数字资源的交互，使得教学资源能够发挥最大的效益。教师可以通过管理员界面，利用增、删、查、改等功能管理数据库，使得教学资源数据库能及时、方便的更新教学资源。
七 结束语
利用移动互联网技术、虚拟现实技术、增强现实技术等信息技术，将教学资源与教材深度融合，使教学资源能发挥更大的效能，为课程教学提供有效的支持，是本文研究的重点内容。利用信息技术构建以教材为核心的教学资源体系，促使教师在深刻理解课程教学目标和教学内容的同时，不断提升信息素养，完善数字化专业技术的相关知识和能力，找到课程内容和信息技术的最佳契合点，使信息技术能更好地为课程教学服务。
参考文献
[1]陈淑清,刘学智.美国佛罗里达州推进数字化教材建设的举措与启示[J].外国教育研究,2019,(12):113-123.
[2]王亚希,周红春.高校现代化教学资源建设及应用的实践探索[J].中国电化教育,2016,(6):73-76.
[3]张虹波，等．教育资源共享环境及共享机制建设发展现状研究[J].中国电化教育,2009,(11):68-73．
[4]孙宁,孙晨.基于教学资源建设的新媒体环境解析[J].中国电化教育,2013,(7):91-95.
[5]蔡苏,王沛文,杨阳,等.增强现实（AR）技术的教育应用综述[J].远程教育杂志,2016,(5):27-40.
[6]李绍良,姜灵美,任建峰.AR增强现实技术在职业教育数字化教材开发中的应用研究[J].教育现代化,2019,(8):177-179.
[7]孙宁,卢春艳,孙晨.关于优质教学资源建设的思考[J].中国电化教育,2013,(11):91-94.
[8]张克栋,郭旭红.面向新工科的《工程制图》课程教学设计与实践[J].教育现代化,2019,(12):201-205.
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