碎片化工程制图课程资源的建设与研究

郑鹏飞，王　波，楼越升，林大钧

(1．义乌工商职业技术学院 机电信息分院，浙江 义乌 322000；2．华东理工大学 机械与动力工程学院，上海 200237)

碎片化工程制图课程资源的建设与研究

郑鹏飞1，王波1，楼越升1，林大钧2

(1．义乌工商职业技术学院 机电信息分院，浙江 义乌 322000；2．华东理工大学 机械与动力工程学院，上海 200237)

在分析现有工程制图课程教学模式与辅助教学资源的基础上，参考国家级精品资源共享课、慕课、微课的设计理念，提出了碎片化工程制图课程资源的建设与研究课题.对应工程制图的知识模块，将优选出的习题解题过程案例制作成视频，并上传至视频网站，供学习者通过手机扫码即可观看学习.碎片化工程制图视频资源，不仅有助于学生巩固知识，提高学习效果与兴趣，也可为社会人员随时随地充电学习提供方便，符合当今生活忙碌的特点.

碎片化；工程制图；共享资源；二维码

哈佛大学心理系博士后卡尔·什普纳尔研究发现，网上短视频课程能够帮助人们保持注意力、提高学习效率[1].将课程碎片化，非常适合于现在的网络学习，一个碎片课程约10 min，课程结束紧接着安排小的测验，学生在这个过程中可以学到相应的知识点.

课程碎片化给教师带来了极大的挑战，每个碎片都是一个微课程，一段接着一段，不是原先课程的简单拆分，在这个过程中片子怎么拍、视频如何制作等问题都有待进一步研究.另外，需要研究学生的学习行为，使学习行为变得更具操作性.譬如对于一个题目，学生是如何回答的，学生都选择在什么时间学习，对课程的学习，学生是连续看了3段还是看了1段就结束等，通过研究学生的这些学习行为可以了解未来学生的学习习惯.

工程图样是现代工业生产中人们进行技术交流的载体.设计者通过图样表达设计对象，生产者依据图样了解设计要求并组织、制造产品.而工程制图是一门描述工程图样表达与阅读的课程，是工科类专业的技术基础课程[2].对工科学生而言，掌握该课程的能力将直接影响其后续课程的学习、毕业设计的完成乃至将来的就业状况.

目前，工程制图的课堂教学课时渐趋减少，传统教学模式已无法满足学生对该课程的学习需求[3].国家精品课程的发展方向已转向精品资源共享课程，国家计划在“十二五”期间建设5 000门国家级精品资源共享课[4-5].随着国外慕课思潮的迅猛涌入，国内一批著名大学已跟随时代步伐，形成教育联盟，开发了一系列在线课程与共享平台[6].随着终身教育理念的不断强化，越来越多的人已不再满足于课堂教学、大学教育等形式的知识获取途径.笔者认为，视频公开课、慕课、微课、终身教育，其最终目的都是为了让更多的人在更加便捷的环境中获取更丰富的知识.因此，本文以制图类课程资源为例，打破传统教学模式，将知识结构重组，以更直观的表现形式、更流行的获取方式，将制图类教学资源制作成在线、碎片化、共享的知识片段.

1　制图课程资源的分类与碎片化

工程制图是一门将三维产品数据转化为二维方式表达的课程，旨在培养学生的空间想象能力，使学生具备读二维视图想三维实体，看三维实体绘二维图样的能力.工程制图课程内容较多，针对不同专业的课时要求不一.一般而言，其知识结构从投影法则入手，进而介绍点、线、面投影，最终介绍成套图纸的绘制.本文将制图课程资源分为8大模块：基本知识；点、线、面、体的投影；组合体；轴测图；机件表达方法；标准件与常用件；零件图；装配图.

碎片化学习是指利用零碎的时间，进行短、平、快的学习方式[7].对于社会学员而言，当今快节奏的生活方式，让人经常处于忙碌状态，个人可支配的完整时间越来越少，剩余的时间较零碎.由此，碎片化学习理念应运而生.无论是在校学生，还是社会学员，有效利用这些琐碎的时间来提高学习效率是十分必要的.

因此，将制图课程资源拆分成一系列碎片化的知识点，供在校学生、社会学员利用零星时间进行查漏补缺、自我补充、温故知新很有现实意义.为了适合碎片化的模式，从制图课程资源各模块中分别提炼出知识点和对应的巩固习题，将每个知识点或习题制作成3～5 min的知识片段.

2　教学资源的视频化

2.1已有资源的课件制作

工程制图课程经过几十年的建设与发展，其课程资源已有相当积累.目前，各类院校已基本完成了纸质图档到电子图档的转化，结束了“挂图”时代.利用PowerPoint、Flash等软件制作电子课件，对课程资源库的建设与减少教师工作量有很大帮助.

一般而言，电子图档的保存都采用主流的*.dwg格式，而在PowerPoint中绘制图线相当繁琐，耗时较多.因此，可采用复制AutoCAD中图形至PowerPoint中，进行二次修饰，达到事半功倍的效果.在复制时，需注意几个小技巧：(1)不能携带AutoCAD中的线宽、线型等信息，应在PowerPoint环境中重新设置，如图1所示；(2)在AutoCAD中复制图形，选菜单栏中编辑- >复制->选欲复制对象->Enter键结束；(3)在PowerPoint中粘贴图形，选菜单栏中编辑->粘贴->选空白处贴上图形，然后在图形上单击右键，选择“组合”-> “取消组合”-> 选“是”，接着再次在图形上单击右键，选择“组合”-> “取消组合”.经过两次取消组合之后，才能将图形分解成单一线段，以便于后期编辑图形，设置自定义动画；(4)在PowerPoint中编辑图形之前，须先将其背景删除；(5)制作剖视图剖切过程时，可利用相关造型软件如Creo、3Dmax等先建立三维模型，并截图成若干图片，切换显示得到动画效果，或利用Ulead GIF Animator 5制作成*.gif文件插入.最后，为了统一格式又保证显示效果，建议线宽设置：粗实线3磅、虚线2磅、中心线0磅、剖面线1.25磅，其他线宽1.25磅.

图1　PowerPoint中设置线型、线宽Fig.1　Set type and width of line in PowerPoint

2.2课件动画的视频化转换

工程制图是一门实践性较强的课程，在教学过程中不但要求学生掌握相关知识点，更要注重学生课后的练习，只有通过一定量的习题练习才能巩固课堂知识点.因此，高校一般采用工程制图教材与习题集配套使用的教学模式.任课教师也会额外安排课时进行习题讲解与答疑的环节，但对学生而言课时太少，学生无法实时地得到任课教师的答疑与指导，这样的课堂交流远不能满足学生对知识的需求.

目前，任课教师一般都制作了习题集参考答案的电子版文档，因而教师就可按照2.1节提出的方法与步骤，将该习题集的.dwg文件制作成PowerPoint动画.虽然制作整套习题集的解题动画工作量较大，但该解题动画对教师而言是一整套宝贵的优质教学资源，对学生而言是随时随地可求教的老师和辅助材料.为了简化PowerPoint动画的点击播放模式，可将其转换成Flash视频.Flash文件具有画面清晰且文件占用空间小的优点，实现PowerPoint到Flash的转换可借助iSpring插件，如图2所示.在转换之前，先将解题动画的触发方式设置成延时即可，生成的.swf格式文件在播放时即可自动播放习题的全部解答过程.延时时间根据具体题目和动画效果而定，但考虑到碎片化的原则，尽量使整段视频时间限制在5 min之内.

图2　PowerPoint转Flash过程Fig.2　Process of PowerPoint to Flash

2.3音频与视频的合成

为了更好地提升解题视频的教学效果，激发学生对该视频资源的兴趣，可在视频中插入配套音频效果.插入解题音频的主要目的在于提高视频的可看性，使学生观看时更易理解.另外，带声音效果的视频也更符合人们的日常习惯.音频的主要内容包括题目要求、解题思路、解题步骤等方面的说明，也可加入适当的知识扩展，以诱发学生的空间想象能力和拓宽学生的思维.

为了使配音效果规范化、标准化，避免出现南腔北调的配音现象，可采用两种方案：普通话水平较高的播音员配音和软件仿真制作声音.本文利用语音库强大的中科大讯飞Interphonic.5.0语音合成系统进行配音合成.

音频和视频的合成可以通过两种方式实现：一种是将音频文件插入PowerPoint中，与解题动画一起转换为Flash文件；另一种是利用视频编辑软件，如camtasia studio将音频和视频合成为一个视频文件.

3　碎片化资源与教学改革实践

碎片化课程资源作为教学辅助素材，必须服务于教学改革.针对笔者在2014—2015学年第一学期任教的机械制图与CAD课程，选择2013级电气自动化技术专业的两个平行班(1班和2班)，进行一次教学改革样本实践.在整个学期的教学过程中， 1班作为第一组学习对象，采用理论教学与AutoCAD上机练习，再供以碎片化视频资源与习题集解答视频；2班作为第二组学习对象，采用常规的PowerPoint教学与上机练习的传统教学模式.

通过平时制图习题集与上机作业完成情况对比，可发现第一组作业整体正确性明显优于第二组.同时，笔者在课堂教学中发现，第一组的课堂表现更积极，学习气氛较第二组更浓.对比该课程的考试成绩，第一组的平均分超过第二组近10分.因此，该实验表明，碎片化制图课程资源对教学改革有较大帮助，能有效提高学生的学习兴趣.

分析两组学生的学习过程，并与学生进行深入交流，发现第一组学生在课后学习过程中，如遇疑问会自然地观看碎片化视频，且可反复观看，直至理解.而第二组学生遇到疑问时只能依靠同学间交流，若同学解答不了，则无法得到任课老师的及时指导与帮助，造成学习过程的阻碍与中断，因而将降低学习兴趣.

综上所述，学习是一个渐进的连续化过程，且是一个反复加深、反复出新知的活动.为了提高教学效果，必须设计适应学习规律的教学方法与教学资源.因此，碎片化的教学设计与课程改革思路将对课堂教学有较大帮助.

4　资源的在线共享

4.1视频格式转换与上传共享

建设优质教学资源的最终目的是为了让更多的人从中受益.为了使课程资源的受众面更广，必须打开校园围墙，提供在线平台，让优质教学资源得以广泛传播与共享.

信息发布平台的选择是多样化的，但基本可归为自主研发和借助公共平台两类.比如精品资源共享课平台、上海交通大学自主研发的中文慕课平台“好大学在线”、各高校网站的课程子网页等，或利用常见视频网站，如优酷、土豆、爱奇艺等.本文采用公共平台发布课程资源，但优酷、土豆之类的网站不支持.swf格式的Flash文件上传.因此，在上传发布前，须将其进行格式转化.可用格式转换软件SWFtoVideoPro将.swf格式转换成.mp4格式后再加以上传.若要设置共享权限，则可选用密码上传.

4.2在线资源与移动终端连接

随着信息技术高速发展，移动终端设备的普及程度越来越高.因此，可以利用移动终端设备将优质课程资源进行随时连线，使学习者可以脱离计算机观看视频课程资源，这样不仅能大幅提高视频资源的使用率，而且能提高学习者的学习乐趣.

近两年，随着二维码的热度提升，越来越多的人在日常生活中形成了“扫一扫”的习惯.同样地，优质课程资源也可具备“扫一扫”的特征.以工程制图习题集为例，可将习题集中的题解视频“压缩”成二维码，印刷于习题一侧.二维码制作的简单过程如下：复制该题解视频的网址链接，利用二维码生成器即可生成相应的二维码，且可制作带个性化的二维码图案，如图3所示.

图3　二维码制作Fig.3　Quick response code production

学习者在做题时，若有疑问即可用手机扫一扫，便可打开题解视频以方便学习，如图4所示.

图4　手机在线播放题解Fig.4　Online play case in cell phone

5　结　语

根据毕业生反馈信息可知，工程制图及相关知识是机电行业从业者必须具备的基本技能与专业素养.对于实践性较强的课程，仅仅通过课堂上的有限课时，无法有效促进学生专业技能的提升，必须辅助一些课外学习资源和适量习题实例才能帮助学生学好、学精这门基础课程.

本文以动态视频教学资源为饵，激发学生主动学习的兴趣.以碎片化课程资源为素材，破解学生注意力分散的难题，适应社会学员空闲时间离散的特征.采用理论与实践相结合，软件与模型相搭配，课堂与网络联动的教学模式.积极夯实学生的专业基础，提高学生的专业技术水平与综合实践技能，改善毕业综合实践环节中毕业设计的质量.同时，也为企业员工提供了线上第二课堂.

作为在线共享课程资源之一，工程制图课程资源的建设与发展任重道远.工程制图技术作为众多专业的基础知识，必须配备方便的学习模式才能更好地培养各类工科人才和实行卓越工程师计划.笔者认为建设覆盖工程制图理论体系的全套碎片化视频辅助教学资源是十分必要的.在今后的研究工作中，将进一步扩大资源内容，参考并筛选国内外优秀高校的典型习题案例，将其制作成优质视频资源，供广大学习者在线使用.

[1] SZPUNAR K K， KHAN N Y, SCHACTER D L. Interpolated memory tests reduce mind wandering and improve learning of online lectures[J].Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2013,110(16): 6313-6317.

[2] 李冰，左宗义，冯开平，等. 《工程制图》多维教学资源建设与教学实践创新[J].工程图学学报,2007(5):118-121.

[3] 汪小芳，邵娟琴.高职《工程制图与CAD 》网络资源的开发与制作[J].职教论坛,2012，8(10):38-39，42.

[4] 王建红.高职精品资源共享课程建设的研究与实践：以机械制图课程为例[J].职业,2014(8):96.

[5] 任越.国家精品资源共享课建设的目标与发展思路探究[J].继续教育研究,2014(7):119-121.

[6] 江志斌，丁洁，余建波，等.基于MOOCs 的教育教学改革[J].高等理科教育，2014(4):73-77.

[7] 单莹.从幕课、微课看碎片化和娱乐化学习[J].中国教育信息化，2014(6):18-19.

Construction and Research of Fragment Engineering Drawing Course Resources

ZHENGPeng-fei1,WANGBo1,LOUYue-sheng1,LINDa-jun2

(1.School of Mechanical Information， Yiwu Industrial & Commercial College，Yiwu 322000， China；2.School of Mechanical and Power Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China)

Based on the existing engineering drawing course mode and teaching resources, the construction and research of fragment engineering drawing resources is proposed combined the national quality resource sharing courses, MOOC(massive open online courses)and micro class. According to the knowledge module of engineering drawing, some cases’ drawing process is optimized into videos, and videos are uploaded to website for users learning by code scanning.Fragment engineering drawing resources are useful to consolidate knowledge and improve learning interests, it’s also convenient for social workers to learn, which is consistent with the life characteristics of hectic pace.

fragment; engineering drawing; sharing resources; quick response (QR) code

1671-0444(2015)04-0560-05

2014-11-25

浙江省教育厅科研资助项目(Y201432394)；2013年校级教学改革资助项目(09)

郑鹏飞(1984—)，男，浙江兰溪人，硕士，研究方向为工程图学、计算机图形学、反求工程.E-mail：pfzheng@126.com

TP 391

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