基于智慧課堂的《畫法幾何與建筑制圖》課程教學設計研究

■肖昕迪，韓 意，耿廣漢，袁 玲

（安徽科技學院建筑學院，安徽 蚌埠 233030）

隨著信息時代的高速發展，很多課程借助互聯網、大數據、智能終端的深入發展，也迅速開展了一系列的教學模式改革。其中一種利用互聯網大數據的便利性，挖掘、優化教學資源；利用云計算爆炸式的數據計算能力和智能終端的便利性，交互式智慧化教學模式“智慧課堂”便應運而生。智慧課堂教學是當前教育界在信息化背景下的新熱點，關于智慧課堂的定義，教育界多以建構主義來理解[1]，是以大數據、云計算、移動互聯網、人工智能終端等新一代信息技術為手段，優化線下、線上優質教育資源，并通過對課前、課中和課后教學效果數據的監測分析，提高教學效果，打通課堂內外的交互式新教學模式[2][3]。另外，對于目前的“手機時代”，課程教學部分課堂內容利用手機APP自主學習的模式，來減弱課堂學生玩手機對課堂教學效果的沖擊，無疑是目前教學改革中無法繞行的問題，以培養空間想象力和專業表達的《畫法幾何與建筑制圖》課程也不例外。

課程組通過對實施了五次智慧課堂教學的171班建筑學兩個學期的跟蹤，并和普通課堂教學平行班級的期末成績做了對比，發現學生的學習興趣明顯提高，雖然不及格率差別不大，但良好率和優秀率明顯升高，如圖1。

圖1 普通班與實點班成績對比

一、畫法幾何與建筑制圖課程主要特色

畫法幾何與建筑制圖課程的主要內容如圖2，主要分為畫法幾何、立體圖的表達、專業制圖三大模塊，其中畫法幾何部分是基礎部分。主要研究內容有六個，各個內容中都有不同程度的難點。從課程內容知識點來看，該課程主要有以下幾個特色：

圖2 智慧課堂教學內容研究點

（一）受眾廣，實踐性強

《畫法幾何與建筑制圖》是一門直接聯系生產實踐的專業基礎課程，是用于構思、設計、生產等場合技術人員的交流工具，是土木工程、城鄉規劃、風景園林、建筑學和相關建筑設計類專業的專業必修課程，從圖2中研究內容5、6點可以看出。

通過近兩年課程組的調查發現，對于學習人數眾多，而授課教師有限的本課程來說，為保證教學質量，采用線上課程的翻轉課堂形式教學，同時與實際工程聯系緊密，不僅取得了良好的教學效果，而且受到了師生的一致好評。在課程教學資源中，圍繞工程建設實際需要，適時有效地引入工程案例，智慧課堂的教學資源中關于建筑制圖的影像資源，均來自于教師收集的實際工程案例，具有突出的針對性，激發學生的學習積極性，主觀能動性與創新性思維，提高教學質量，真正做到寓教于樂。

（二）難度大，部分內容需以翻轉課堂助力

研究內容1至4點，要求學生有較高的空間想象能力，尤其是形體透視圖的畫法、形體表面交線的求解等難點不但對學生來說較為難理解，對老師的教授也是不小的挑戰[5][6]。因課程內容對空間形象理解能力要求極高、內容抽象、作業要求嚴謹等的特點，屢受歷屆學生詬病。大多難點需要反復從立體形狀和工程實例的細節和局部講起才能講解明白，這樣就占用了大量的課堂時間。另外，空間想象能力差的同學短時間仍然跟不上課堂講解節奏，往往出現上課的內容即使能聽懂，課后訓練仍然不會做或者錯漏百出[4]。對此，課程組借助本課程網站網絡資源和智慧課堂教學平臺，將課堂內容相關的三維實物和工程實例的細節知識點制作成圖片和動畫，并將其上傳供學生課后學習和復習，以翻轉課堂的形式輔助教學,能大大提高教學效果。

（三）涉及面廣，碎片化學習需求強

從研究內容5、6點可以看出，《畫法幾何與建筑制圖》存在著較多的專業門類，涉及專業知識面廣，知識點較瑣碎，且與多門核心專業課交織，這就要求在積累了諸多知識點的基礎上，才能借助圖學的方法，進行表達和交流。但多數院校開設在還沒有任何專業認識基礎的大一第一學期，這就更增加了學習難度。適度利用手機的便利性和即時碎片化汲取性，來傳遞各知識點和相關知識，以彌補課堂教學無法及時拓展的不足，是教學改革中不得不考慮的一部分。

根據本課程的特點和所面臨的困境，經過多次調研和文獻資料查詢總結，發現本課程結合智能終端和課程網站，采用智慧課堂教學有利于所面臨的問題。即以大數據、云計算、移動互聯網、物聯網、人工智能終端等新一代信息技術為手段，優化線下、線上優質教育資源，制作適用于本課程的微視頻，依托互聯網技術與云端開放式的網絡教育平臺，面向建筑學、土木工程等相關專業課堂內外使用。

二、本課程設計所面臨的問題及解決方案

由于《畫法幾何與建筑制圖》課程知識點較多，有需要強化記憶的施工圖制圖規范知識，有對空間想象能力要求較高的線面關系、視圖識讀，還有對綜合能力頗具挑戰性的陰影透視內容等，都對授課教師專業講授水平、課程把控能力、學生學習方法指導方面提出了非常高的要求。另外，學生對該課程的評價多為“課堂一聽就會，課下一做就廢”，究其原因多為：課前準備不足、課堂筆記時間不足、課后針對性練習不足、缺乏強有力的監督制度。如此建設智慧課堂，需要圍繞以下三大問題：（1）如何進行課程設計以打通課堂內外；（2）如何建設智慧教學工具中的學習平臺以提高教學效果；（3）如何構建考評標準以督促師生共進（見附表1）。

三、基于智慧課堂的課程教學設計

巧妙利用移動智能終端來及時交互傳授教學中的難點、重點，使其與教學內容深度融合，是智慧課堂教學改革者必須考慮的問題。本課題組經過兩年的設計、打磨，設計出一套適合大一新生開設《畫法幾何與建筑制圖》教授方案。

（一）設計目標

1.巧妙利用互聯網和智能終端，探索混合課堂教學新模式

在網絡大數據的背景下，以智慧課堂信息化平臺為載體，依托精品資源共享課程的建設，豐富本課程的教學資源，充分利用智能終端和信息技術優勢，實現教學內容信息化、教學決策數據化、評價反饋即時化、資源推送智能化。通過混合教學模式，并對重難點內容采用翻轉課堂形式，實現教與學的及時互動和成員之間、成員與學習工具的協同學習，突出學生的個性化學習，對使用智慧教學工具對學習過程數據進行實時追蹤和數據分析，并通過量化分析來探索混合教學模式的新路徑。

2.豐富、優化教學資源，提高教與學的雙向效率

通過《畫法幾何和建筑制圖》智慧課堂的建設，豐富、優化本課程的教學資源，加強課程標準、教學方案設計、課程視頻等方面的教學改革，為相關學習者提供更優質、更寬廣的教育資源，提高學習效率，放大學習效果，為建筑工程圖學的教學模式發展提供參考。

3.做實改革，深度提升教學質量

通過試點專業教學內容的不斷改革，總結課程改革經驗，探討規模和可行性，意欲使本課程教學研究提升至深度探究、思辨、互動與實踐的新高度，最終為建筑設計類、建筑工程類、規劃設計類專業學生及社會人員提供更優質的學習平臺。

（二）設計原則

由于大多數院校的制圖類課程多設在大一，對于課程教授過程要充分考慮學生的知識面。要多融入專業知識，用淺顯易懂的例子來介紹專業圖樣。

1.人性化

不僅要改變“授—受”填鴨式的教學模式，還要充分尊重大學生作為教學中的主體地位，耐心傾聽學生們的學習要求。關注學生的學習程度、進度、深度方面的數據，及時總結，并及時調整教學方案。以生態視野將學習者視為一個不斷生成、不斷建構的生長體，要把課堂變成為教與學的雙向對話空間，在教學過程中，教師的主導作用與學生的主體作用相輔相成[7]。

2.趣味化

畫法幾何部分的內容較為抽象，需要較強的空間想象力，學生在學習復雜問題時難免出現厭學的情緒，這時需要把復雜的問題趣味化，借助大數據算法，篩選較有利的資源，采用空間展示、動畫播放等方法講解。

3.任務性

圖3 智慧課程教學設計過程

在線上平臺學習，不能全靠學習的自覺性，毫無任務壓力地學習，對大多數學生來說未必有好的效果。在任務的約束下，學習有壓力才有動力，并對完成的學生給予一定的獎勵，驅動其繼續學習。

4.進階式

對于一些重難點知識，或者較難掌握牢固的知識點，需要由簡單到復雜，循序漸進反復演練。為了激發學習動力和興趣，需要采用進階式知識輸送。對于有能力的學生來說，進階式能更好地展現其學習效果和能力。

（三）過程設計

以本教研組輔助教學使用的“超星學習通”和“精品資源共享課程網站”為線上學習平臺，以《畫法幾何與建筑制圖》課程為例，力圖設計出符合適合目前教學的混合教學模式。在對課程內容分解和權重設計基礎上，進行課前、課中、課后、評價設計如圖3。

1.課前線上互動設計

在網站上和學習平臺上上傳PPT課件和相關視頻，布置預習作業，設置預習任務點。建立討論群，討論作業相關注意項目和過程難點的解決辦法，以及作業評分標準和互評標準。及時統計參與預習學生的學習情況和學習過程中的難點反饋情況，及時調整課堂教學計劃和教學方法。

2.課中互動案例設計

課堂教學過程中，根據線上學習統計的結果，有的放矢，針對各個難點和學生的聽課狀態，設置簽到、選人、討論、搶答等環節。經過課程組的實踐證明，課前積極參與預習的學生在課堂上較為活躍，搶答環節得分較高。以圖片參與討論的問題，參與人數較高，但是討論環節的參與人數較少，尤其是要求寫說明理由的，除幾個較為喜歡該課程的學生，其余幾乎無人問津。課中采用手機智慧教學工具APP選人時，學生們的興致較高，主要在回答問題或者互動時，采用了對其表現加減分公布于眾的形式，能激勵學生們的學習勁頭。但是此方法在課堂也占據一定的課堂時間，所以在一些重難點講解過程中可以少量設計。

3.課后學習環節設計

學生利用網絡教學平臺、手機APP提供的課外閱讀、布置課程作業等，完成知識內化順應，重點難點逐步提高。在學習平臺上及時批閱作業，及時查看作業統計情況，制作典型錯題集錦，并分析出易混淆的知識點和難點，上傳到學習平臺上，另添加到下期的課件制作中，以備擴充后期教學資源。尤其是此環節的中對于及時批閱作業的做法，頗得學生們的歡迎。學生們對一些較難的作業答案存在疑問，如透視圖的畫法，可以把做好的作業通過APP傳給老師，老師及時回復的同時還可以記錄到學生課后學習數據中，分析后可方便下次課堂教學中重難點的把握，其余的學生也能從中受啟發。

附表1 基于智慧課堂的課程建設面臨問題及解決思路

4.評價系統設計

教學評價是教學過程中的重要組成部分，開展教學評價，便于更好地把控教學過程中教師的教學進展與學生的學習效果，以激勵教師教學與學生學習的積極性。本研究在對教師的教學評價和學生的學習效果評價分析研究的基礎上，分別設置課前、課中、課后評價[4][7]，主要通過超星學習通平臺上的問卷項目和討論項目來實現。

四、總結

本研究基于安徽科技學院建筑制圖智慧課堂教學試點專業進行的，根據本校學生的自身學習特點和課程內容設計的，研究進行過程中發現，基于智慧課堂的課程教學設計要圍繞以下幾個問題進行：

1.建立合理的監督制度，并注重完善專題網站和學習平臺學習環節項目。

2.連續跟蹤總結同一課程班的學習情況，分析學習成績和互動數據，制定合理的混合教學方案，設計更適合應本課程教與學評價機制。

3.制作重難點的解析視頻上傳至學習平臺，并及時輔導；利用大數據、云計算豐富和優化教學資源。