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《工程制图》教改的先行者:冯开平

字体: 2017年06月13日 浏览量:来源:广东工业大学报 作者:杜清 编辑:朱小翠

《工程制图》大概是每个工科生都要接触的基础必修课。它研究的是工程图样——这些呈现在二维平面上、相互交织的线条,构筑了生产过程中加工和检验的依据,承载了设计师的思想和灵魂。

《工程制图》大概是每个工科生都要接触的基础必修课。它研究的是工程图样——这些呈现在二维平面上、相互交织的线条,构筑了生产过程中加工和检验的依据,承载了设计师的思想和灵魂。学会与图样“对话”是这门课程学习的重点和难点,要求学生具备一定空间想象力及构思能力。

从前,《工程制图》的课堂上,教师借助挂图和木制模型帮助学生理解图样。多年来,作为我校《工程制图》教学团队的负责人,冯开平带领团队持续深入地开展教学改革,不断探寻更先进、更适合的手段,提高教学质量。现在,团队开发的计算机辅助教学体系,通过简单操作便能使课本中复杂的空间概念、抽象的视图表达实时、交互地呈现出来,激发了学生的积极性,教学效率也大大提高,系列成果得到了广大专家与同行的高度评价,在国内同类课程中具有较大影响力和较强的示范性。

让课堂教学“动”起来

1993年夏,番禺校区绿树丛荫。因学习计算机辅助设计,冯开平迷上了“做动画”。把校园美景用一幅幅“会动的画”串起来,让人身临其境,在他看来是件很有趣的事。动画具有很强的视觉、听觉的交流性,是一种直观表现形式,那么,若是把动画引入课堂教学,把课本上那些复杂的图像、形态用动画呈现,会有怎样的效果?学生是否更容易接受?“说不定这是个帮助学生理解教学内容的好方法!”想到这里,冯开平有些激动。回到宿舍,他立刻着手制作教学动画。几个星期后,他制作出一批三维模型及动画用于课堂教学,引起了学生的浓厚兴趣。1994年,广东工学院基础部教学竞赛中,他首次将三维动画引入课堂教学,得到同事们的好评。当时在场的学院领导郑德涛教授指出这是教学改革的一种创新模式,不断完善后将大有前途。

但是,教学动画存在局限性。一次,冯开平用动画为学生演示平面与立体相交时所形成的截交面的状况。有学生问道,动画只展示了一种相交的方式,如果位置改变了,它的截交面又是如何?冯开平一愣,“其他相交方式?还没做出动画呀!”他意识到,教学动画的展示是被动的、有限的,是以教师为主体的“灌输”模式,学生接受知识的方式仍然是被动的。

无独有偶,对于多媒体CAI的有效性,日本东京大学等国外高校也提出了疑问。冯开平有些疑惑,既然已看到了教学动画的局限性,那么,这样的探索还要不要继续?答案是肯定的,他坚定地告诉自己。计算机辅助教学仍然是教学改革的方向之一,只不过,他要找到更有效的办法。

意外的收获

1998年,美国奥斯丁国际几何与图学学术会议现场,德国凯撒斯劳顿工业大学一位建筑图学教师用VRML场景展示了一组建筑形体模型。该模型可以随着操作人员鼠标的移动展示出不同的场景及变化。有如醍醐灌顶,一个声音立刻在冯开平的耳边响起:这正是《工程制图》课程教学改革中主动式教学模式的方向!动画展示是单一的,虚拟现实技术则可实现实时交互行为,恰恰满足了以学生为主体、教师为主导的主动式教学的需求!这真是个意外的收获!

冯开平揣着一颗激动的心回国了,他立刻开始虚拟现实CAI课件的研究。此时国内关于虚拟现实技术方面的资料十分匮乏,他找遍了各大图书馆、书店,仅有一本相关书籍可供学习。但这并未阻挡他的热情。他一边看书一边在电脑上操作,尝试编程,就连暑假回家探亲的火车上,他也不忘研读书籍。3个多月的研读和学习后,国内第一个基于虚拟现实技术的CAI课件《立体表达方法》开发完成并在网上发布。这期间,为寻找到正确的技术方法,冯开平前前后后共编写了六七百条程序。随后他还开发完成了基于VRML的装配图表达网络课件。

2000年,该课件在国际会议上展出,得到了同行们的高度评价,奠定了我校在我国工程制图CAI课件研究方面的领先地位。时至今日,《工程制图》系列教材及多媒体CAI课件已多次获奖,并于2007年被评为国家级精品课程;2016年被授予第一批国家级精品资源共享课称号。国内100多所高校使用过我校《工程制图》教学团队开发的多媒体CAI软件,主编的系列教材发行量达到40多万册。有些课件还翻译成其他语种,在国外同步推广,颇受好评。看着这些,冯开平和他的团队觉得一切付出都是值得的。

面对面的交流仍然是第一位

今天,计算机辅助技术已日趋成熟,成为越来越多课程的重要教学手段之一。在慕课等网络教学愈发普遍、教学辅助手段愈发发达的时代,冯开平坚持认为,教师最重要的仍是面对面与学生授课。多年来,他从未离开过讲台。“我的父亲也是教师,受父亲的影响,我从小就热爱这个职业。”他说。每一次站在讲台上,看着台下那些年轻的脸庞、渴求知识的双眼,他的心中总会涌起一种使命感。“人与人的交流应该是真诚的、直接的,面对面的沟通,即时为学生答疑解惑,学生才能感受到教师的人格魅力,教师才能及时获得学生对于教学质量的反馈,才能进一步提高和完善教学的方式方法。这种面对面交流的‘实感’是现代计算机、网络等技术无法替代的。”

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