“一平三端”在机械制图课程中的应用探索与实践

薛莹

（无锡机电高等职业技术学校，江苏无锡214028）

随着信息技术的不断发展，在教学中运用信息化手段辅助教学已经成为目前中职教学的大趋势。机械制图课程也不例外，有大量教师进行了实践探索。杨金花、朱鸣[1]在教学过程中应用三维软件SolidWorks建立物体的立体模型，自动生成三视图，帮助学生建立空间思维。姜昊宇[2]尝试应用网络教学平台、三维绘图软件、教学动画演示等多种信息化手段进行教学设计。陈喜春[3]在课堂中利用手机扫描二维码答题，利用微课照顾不同层次的学生，利用AutoCAD软件构建虚拟模型等方法进行信息化教学。李薇、赵国伟等[4]利用云课堂网络教学平台进行信息化教学设计。宋飞鸿[5]尝试运用翻转课堂对“点的投影”进行教学设计。

在这些文献中，信息技术的应用为达成教学目标起到很好的辅助作用，但是忽略了传统教学方法的重要性。机械制图是一门培养学生绘制和识读机械图样能力的课程。其中绘制机械图样离不开规范的手工绘图，而这种规范性需要在黑板上亲自示范才能达成。课堂中仅仅是用动画或三维软件演示代替手工绘图是不利于学生对课程内容掌握的[6]。而使用翻转课堂进行教学，对于中职学生来说更是难以实现。中职学生本就基础薄弱，让学生花大量时间进行前期学习无疑增加了学生的学习负担，还会对所学知识产生厌恶情绪。

本文旨在利用信息技术，结合传统教学的优势，尝试用“一平三端”，即教学平台、电脑端、手机端、教室端，在教师和学生之间形成闭环系统，如图1所示，使得学生可以随时学，教师可以随时教，提高教学效率和教学质量。具体做法是教师将教学资源，如PPT、微课、三维立体模型、作图动画、题库等，上传教学平台供学生课前学习，再在教室端结合教学平台资源进行课中教学。学生课前、课中的学习效果，都可以通过教学平台的作业、测试、评价等活动进行检验，并反馈给教师，或者直接与老师线上交流答疑，教师根据学生的反馈可及时调整教学策略。课后学生还能利用手机端或电脑端在教学平台上进行知识巩固与提高，教师也可以及时答疑解惑。

图1 应用“一平三端”形成的闭环系统

下面以“平面立体的截切”第一课时为例，探索与实践“一平三端”在机械制图课程中的应用。

1 教学分析

1.1 内容分析

在该课之前，已经学习过点、线、面的投影和基本立体的投影。该课主要任务是综合前期所学内容，学会平面立体被截切后的三视图画法，进一步提高空间想象能力，为后续课程内容“组合体”打下基础。

1.2 学情分析

该课授课对象为中职“机电一体化”专业一年级学生。通过前期学习，掌握了基本的作图规范，具备了基本的看图和画图能力，对于该课的顺利开展奠定了基础。学生具有一定的自主学习能力；同时由于他们出生在网络时代，信息素养较高。

1.3 教学目标

根据学生特点、教学内容、人才培养的要求，设置了知识、技能、情感三个方面的教学目标。知识目标：掌握平面立体被单一平面截切后的三视图画法。技能目标：能正确绘制平面立体被单一平面截切后的三视图。情感目标：培养学生自主学习的能力；培养学生严谨细致的工作作风。

1.4 教学重、难点

教学重点是：平面立体被单一平面截切后的三视图画图步骤。教学难点是：正确绘制平面立体被单一平面截切后的三视图。

2 教学策略

该课传统的教学方法是教师利用实物模型进行黑板手工绘图，从而教会学生绘图过程和规范的作图方法。而目前大部分教师可以利用实物模型或制作虚拟三维模型，在黑板上通过手工绘图或者利用PPT动画进行画图过程的讲解，而后学生进行习题练习。可以看到，在目前的教学中，已经用到了虚拟模型、动画等信息化手段辅助教学，但是，这些信息化手段是比较单一的，信息化资源不能被学生随时使用，很难做到及时评价和检验教学效果，教学效率低下。

为此，该课利用“一平三端”，以任务教学法为主体，用问题导向、自主学习、启发探究等方法，做到做中学、做中教，培养学生的自主学习能力和严谨细致的工作做风。根据学校实际情况，“一平”选用的是超星泛雅教学平台，该平台的手机端APP为超星学习通。“教室端”除了传统的黑板外，都配备了希沃一体机，通过一体机，可实现手机实时投屏。

3 教学过程

整个教学过程分为课前准备、课堂教学、课后拓展三个部分。

3.1 课前准备

课前教师利用电脑端进行备课，通过教学QQ群发布本课任务：完成平面立体被单一平面截切后的三视图。学生可通过电脑端的超星泛雅平台或手机端的超星学习通进入《机械制图》课程，复习点的投影、面的投影、基本体三视图等基础知识，完成“平面立体截切课前准备测试题”，教师通过教学平台查看学生的完成情况，个性问题个别指导，共性问题课堂中师生共同分析；学生通过教学平台自主预习截切的相关知识点，遇到问题可在线讨论。

3.2 课堂教学

课堂教学在教室端完成。

3.2.1 创设情境

向学生展示机械零件“压块”（见图2）及其三视图，并引导学生观察该零件，从而发现该零件是平面立体四棱柱经过多次截切而成。机械零件的识读是本课程终极目标，而机械零件大多是由基本体根据不同要求叠加或切割而成。所以在学习了平面立体三视图画法后，有必要学会平面立体被截切后的三视图画法，为机械零件的绘制打下基础，从而引入本课。

图2 压块

3.2.2 明确任务

将压块零件简化和变形，结合教学目标，设计该课任务为画截切后的四棱柱和截切后的四棱锥的三视图，立体模型如图3、图4所示。

图3 单一平面截切后的四棱柱

图4 单一平面截切后的四棱锥

3.2.3 任务分析

教师以提问启发的方式，指导学生观察两个立体的形体特征，找出画截切后三视图的关键在于画截断面的投影，并进一步分析需要哪些知识来帮助画图。这些知识课前学生已经通过手机端的超星学习通进行了准备和测试，教师通过电脑端的超星泛雅平台能快速掌握学生的测试情况，在教室端进行共性问题讲解，进一步巩固所学知识，从而为顺利完成任务做好准备，并引导学生将任务分成两个子任务。

3.2.4 任务实施

首先师生共同分析完成任务一：画四棱柱截切后的三视图。每一步均由教师引导完成，而后请学生到黑板上进行实际画图操作，教师根据画图过程中学生出现的问题进行讲解。在黑板手工绘图的同时，教师通过PPT同步动态演示画图过程。手工绘图是学生必须掌握的绘图技能，但黑板演示时，后排同学无法看清细小结构，而用PPT演示可以弥补手工绘图的不足，双管齐下，使作图过程清晰可见。任务一运用探究式、参与式教学法，在“做中学，做中教”的过程中突破了重点。

接着由学生通过任务一的完成，总结作图步骤，举一反三，自主分析完成任务二：画四棱锥截切后的三视图。教师巡回指导，并观察学生的完成情况，找到4名学生，其中1个作图正确且规范，1个作图正确但不够规范，另外2个作图错误但有典型代表性。用手机拍下他们的三视图，通过手机投屏功能将4张图投到希沃一体机上，供大家进行纠错和评价，从而体会什么是正确且规范的作图。学生通过自主学习，教师引导，对比学习，逐步化解教学难点。而手机投屏的应用省去了请学生到黑板上重新画图的时间，极大提高了课堂效率。

3.2.5 任务评价

为了及时检验学习效果，教师首先通过超星学习通发布“平面立体截切能力自测题”，学生在手机端进行在线答题，后台实时统计学生完成情况，并通过电脑端展示在希沃一体机上。答题结束后，教师根据后台统计情况，进行点评，并选取错误率高的题目和选项进行讲解，进一步巩固本课所学知识。而后在教学平台上发起总评活动，见表1。评价内容包括任务完成的各个过程性评价，以及学习态度和学习能力，评价结果通过希沃一体机显示。针对学生自评，教师进行点评，表扬完成出色的学生，鼓励课堂积极主动的学生。并在课后完成平台上教师评价部分。总评成绩可通过超星学习通及时查看。

表1 任务总评表

任务评价利用教学平台强大地统计功能，实现了及时评价，并对学生掌握薄弱知识点进行精准定位，便于教师及时强化薄弱知识点，极大地提高了教学质量和教学效率。

3.3 课后拓展

由课堂上学习的单一平面截切过渡到多个平面同时截切一个平面立体，学生根据课堂所学知识，举一反三，完成课后拓展练习。完成过程中遇到问题，学生可利用手机端或电脑端随时登录教学平台，自主学习“平面立体被多个面截切后的三视图”微课。同时，课堂例题和习题精解也制作成微课上传至平台，供学生在线复习巩固。

4 教学效果

通过在两个同进度班级进行实验，A班采用“一平三端”辅助教学，B班采用传统教学模式进行教学，课后测试了同一份试卷，发现A班平均分比B班高出7.3分。说明“一平三端”的应用，能极大提高教学质量，同时为老师的教、学生的学提供了空间，教学平台大量教学资源解决了传统“一次性教学”的问题，可实现多次教学，反复教学，满足个性化学习需求。注重实时、在线、多元评价，有助于教师和学生及时掌握教与学的情况，教师可以及时反思与改革，教学效果突出。

5 结论

通过探索与实践，发现在传统教学中应用“一平三端”辅助教学，能有效提高教学效率和教学质量。其中教学平台和教室端形成教学双阵地，打破时间、空间的限制，形成教学闭环系统。而手机端和电脑端则是完成闭环教学的最好工具。当然，“一平三端”的普及应用需要同一学科教学团队的共同努力，去设计完善教学资源，需要学校提供信息化的教学环境。相信在不久的将来，这一教学模式能得到更广泛的应用。