基于在線課程開展工程制圖及CAD課程的混合式教學

郗朋 孫春峰 王家盛 馬瑞欣 駱欣

[摘 要]混合式教學模式是將由學生控制的網絡學習和由教師在教室中直接授課的面對面學習融合在一起的一種新興的教學模式。基于學堂在線平臺，課題組設計并構建了一種適用于工程制圖及CAD教學的混合式教學模式——“網絡學習—課堂教學—課后拓展提升”。混合式教學模式的實踐表明，混合式教學模式可以使得學生有準備地進入課堂，滿足不同學生的能力需求，能提升學生的學習成績，同時教師可以直接將知識講授放在課前，利用課堂時間提升思考深度。

[關鍵詞]工程制圖及CAD;混合式教學;教學方法

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0084-04

一、前言

傳統(tǒng)教學，是以教師、書本、課堂為中心的，單一枯燥的“黑板+粉筆+PPT”忽視甚至壓制了學生學習的主動性，造成講授客體單向灌輸、認知主體被動接受的局面。而混合式教學模式作為一種新興的教學模式，它是將在線教學和傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢結合起來的一種“線上”+“線下”的教學，其突出學生的體地位，強調學習的主動性、學以致用。通過兩種教學組織形式的有機結合，可以把學習者的學習由淺到深地引向深度學習[1]。

國內外學者對不同的學科課程均采用了不同形式的混合式教學模式，并取得了較好的效果。萬源等[2]對概率論與數理統(tǒng)計課程進行了 SPOC混合式教學實踐，并通過調查問卷發(fā)現其有助于教師講授、提升學生績效及提升學生的綜合能力;秦美青[3]對比分析了高等數學課程的混合式教學模式和傳統(tǒng)教學模式的效果，發(fā)現混合式教學提升了學生成績;邊霞等[4]基于E-learning平臺研究了混合式教學在儀器分析教學中的應用，構建了可以突出學生主體地位、激發(fā)學習熱情、提升教學質量的“E-learning—課堂教學—創(chuàng)新實踐”三位一體的教學模式;魏丹等[5]以工程力學為對象，構建了基于雨課堂且與翻轉課堂結合的混合式教學模式;王利群等[6]基于泛雅在線網絡課程平臺構建了“社區(qū)護理學”的混合式教學模式。

本文以工程制圖及CAD課程為研究對象，對混合式教學模式的設計、實施、效果進行分析，并探討其可行性及意義。

二、混合式教學模式的設計與實施

混合式教學是高等院校教學模式改革的趨勢之一，故工程制圖及CAD課程教學模式的改革亦勢在必行。

從外在條件來看，華北科技學院（以下簡稱“我校”）已實現無線網全校園覆蓋，現在大學生的手機持有率100%，僅僅需要下載“學堂在線”APP就可實現視頻內容的在線學習，同時學校圖書館擁有機房可供無電腦學生進行課前學習;教師通過“雨課堂”開課，發(fā)送邀請碼或掃描二維碼邀請學生進入課堂，故我校具備混合式教學實施的外部條件。

工程制圖及CAD課程實踐性強，要求學生進行大量的動手練習，逐步提高空間立體的想象和構建的邏輯思維能力。對于工程制圖及CAD的混合式教學模式設計，筆者認為可從課前自習、課堂教學、課后總結升華三個階段分別進行精心設計與優(yōu)化，這樣既能拓寬學生的學習途徑，又能豐富教師的教學方法和手段。本文以“雨課堂”智慧數字工具為平臺，對混合式教學進行具體的設計與實施。

（一）網絡學習

課前自學的內容以網絡學習平臺“學堂在線”中清華大學田凌教授開設的工程制圖、浙江大學朱亮和徐向陽教授開設的環(huán)境工程CAD視頻在線開放課程為主，以遼寧石油化工大學柳青等編著的《工程制圖與CAD》教材為輔，學生通過觀看視頻，結合教材、參考書目及PPT課件等自學資料進行課前學習，完成課前布置的教學任務——視頻內容的知識點思維導圖。

“知識點思維導圖”教學任務的目的之一是監(jiān)督學生是否完成視頻內容里基礎知識的學習，其二是讓學生對下次授課內容知識體系產生系統(tǒng)化、結構化的認識。“知識點思維導圖”的繪制采用Novamind、Xmind等繪制軟件;“知識點思維導圖”學習任務的發(fā)布通過“雨課堂”平臺以試卷的形式推送給學生（如圖1所示），教師設置截止時間，學生將用思維導圖繪制軟件繪制的思維導圖導出保存為.jpg或.png等圖片格式，并作為試卷答案上傳至“雨課堂”;教師對學生上傳的“知識點思維導圖”進行認真審閱批改并打分（如圖2所示），此項成績占總成績的10%。

（二）課堂教學

課堂第一階段（5分鐘）：對課后所留作業(yè)進行點評，強調錯誤率最高之處;利用“雨課堂”的作品投屏功能對“知識點思維導圖”成績排名靠前的5位學生的作品進行課堂展示，尤其是對金、銀、銅獎牌得主的作品進行展示，對優(yōu)秀作品以資褒獎，對后進作品以資鼓勵，對未交作品加以提醒。

課堂第二階段（10分鐘）：利用“雨課堂”的隨堂測驗功能將“課前學習效果檢驗題”推送至學生手機端，測驗限時5分鐘，待學生作答完畢后將答案發(fā)送給學生，允許學生討論2分鐘，然后教師講解3分鐘。“課前學習效果檢驗題”構成：以客觀題為主，偶爾配置少量主觀題，滿分100分，其中主觀題以配套習題集為資源，進行繪圖并拍照上傳至雨課堂;測驗相對簡單，主要目的是了解學生的學情，在此基礎上進行課堂教學的第三個環(huán)節(jié)——重難點及錯誤率較高的知識點串講。

課堂第三階段（50分鐘）：基于學生課前的學情，及時調整本節(jié)課的授課內容，對基本概念、知識點的教學“狼吞虎咽”，對重難點及高出錯率點的教學“細嚼慢咽”，同時講解過程穿插一兩道題以驗證學生的學習效果（邀請一男生一女生上講臺PK），允許學生彼此間相互討論，以增強課堂互動氛圍。

課堂第四階段（23分鐘）：小組任務。課前進行分組，并按分組就座，每組6～7人，利用“雨課堂”的隨堂測驗功能將任務推送至所有小組，所有小組在規(guī)定時間內完成作答并上傳答案，待上傳完畢將所有小組成果進行投屏展示，“大家一起來找茬”，發(fā)現錯誤并糾正，最后將正確答案發(fā)送至所有小組并進行“小組互評”（50%權限）和“教師評分”（50%權限）評價環(huán)節(jié)，小組任務結束。

課堂第五階段（2分鐘）：發(fā)送課后作業(yè)，提升難度，進一步提高學生應用所學知識的能力;發(fā)送下次課課前任務，讓學生完成課前網絡在線學習任務。

（三）課后拓展提升

根據本節(jié)課的重難點及高錯誤率知識點布置難度系數相對課堂測試更高的課后拓展提升作業(yè)題，其目的是促使學生進一步提高應用所學知識的能力。

基于以上五個階段的設計，以“立體的投影”這部分內容為例，工程制圖及CAD課程的混合式教學模式具體設計如表1所示。

三、混合式教學模式下的教學試驗與效果

（一）混合式教學模式下的考核評價

課程考核評價由過程性評價和期末終結性評價兩部分組成，過程性評價占課程考核評價總成績的比例為60%，期末終結性評價占課程考核評價總成績的40%。

過程性評價由網絡學習效果檢測（思維導圖和課前學習效果小測）、課堂學習效果檢測、課堂表現及作業(yè)成績四部分構成，其中網絡學習效果檢測占課程考核評價總成績的20%，課堂學習效果檢測占課程考核評價總成績的20%，課堂表現和作業(yè)成績分別占課程考核評價總成績的10%，具體考核內容及比例分布如表3所示。

（二）混合式教學模式下的教學效果

1.學生成績

為了對比傳統(tǒng)教學模式和混合式教學模式下工程制圖及CAD課程的教學效果，本文選取兩個教學班：對照班和實驗班，其中對照班采用傳統(tǒng)講授的教學模式，實驗班采用混合式教學模式，學生成績見表2所示。

從表2中可見，采取傳統(tǒng)教學的對照班平均成績?yōu)?6.77，標準差為11.0523，標準誤為1.6476;采用混合式教學模式的實驗班，實行大班教學，平均成績高達81.97，比采用傳統(tǒng)教學方法且實行小班教學的對照班高5.20，標準差為8.7183，標準誤為0.8992，效果非常顯著。這說明與傳統(tǒng)教學方法相比，混合式教學方法不僅激發(fā)了學生學習的主動性，教會了學生學以致用，融合了在線教學和傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢，而且從提高學生成績的層面上來看也更有優(yōu)勢。

2.問卷調查

本次課程在結課前選擇5個問題開展工程制圖及CAD課程的混合式教學的試點班問卷調查，結果如表3所示。

從表3中可見，接近70%的學生認為混合式教學方式對工程制圖及CAD工程制圖部分內容的掌握比較/略微有幫助;和傳統(tǒng)的教學方式相比，91.89%的學生認為混合式教學模式在提升自己的課業(yè)水平上是有優(yōu)勢的;但是在學校制度不完善的情況下（即課前網絡學習不算學時），70%以上的學生認為完成混合式教學模式的學習任務是有難度的;對于課堂的教學活動，大部分學生還是更易于接受課堂內容的教授，并覺得如果沒有教師的課堂授課，自己僅僅通過線上學習是完成不了作業(yè)和期終測試的。這說明因長期受傳統(tǒng)教學模式的影響，大部分學生已經養(yǎng)成了被動學習的學習慣性，對他們而言，課下不僅需花費大量的時間和精力進行網絡學習，制作思維導圖，而且要完成作業(yè)，短時間難以接受新的教學模式，疲于應付課前任務。

四、結論

開展混合式教學模式，從學生的角度來說，學生可以有準備地進入課堂，在課前完成最基礎的學習，帶著問題進入課堂;不同知識水平的學生可以根據需要多次觀看學習內容，達到一致的基準;學生可以通過提升學習效果來提升學習成績，達成更多方面的學習產出如小組合作等。從教師的角度來說，教師可以利用課堂時間完成提升思考深度等以往無法完成的教學目標;同時減少課堂講授時間，將直接知識講授環(huán)節(jié)放在課前，使課上有機會完成更多活動。

筆者在工程制圖及CAD課程實施混合式教學的過程中也發(fā)現了若干問題：對于教師而言，混合式教學模式的實施需要教師花費大量的時間和精力進行教學設計、審閱思維導圖、批改課前、課堂效果測試以及作業(yè)，這些都阻礙了這種新模式的推廣。以上問題的出現在混合式教學模式的實施過程中是不可避免的，但混合式教學模式作為一種新興的、高效的教學方法不會因此而停止，在國家政策及學校制度的支持下，其必將成為教學方式改革的主流方向之一。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 黃榮懷，周躍良，王迎.混合式學習的理論與實踐[J].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 萬源，彭凱，彭斯俊，等.信息化視角下概率論與數理統(tǒng)計混合式教學的探索[J].大學教育，2019（10）：95-97.

[3] 秦美青.混合式教學模式下高等數學課程的設計與實施[J].大學教育，2019（10）：98-100.

[4] 邊霞，劉桂英，高林英.基于E-learning平臺的混合式教學在儀器分析教學中的應用[J].基礎醫(yī)學教育，2019（9）：755-758.

[5] 魏丹. 基于雨課堂智慧工具的混合式教學模式構建[A]. 中共沈陽市委，沈陽市人民政府，國際生產工程院，中國機械工程學會.第十六屆沈陽科學學術年會論文集（經管社科）[C].中共沈陽市委，沈陽市人民政府，國際生產工程院，中國機械工程學會：沈陽市科學技術協會，2019：6.

[6] 王利群，楊娟，侯磊.“社區(qū)護理學”混合式教學模式的構建[J].吉林醫(yī)藥學院學報，2019（5）：390-392.

[7] 汪娟，趙士鳳.基于MOOC+SPOC的混合式教學模式研究[J].現代商貿工業(yè)，2019（29）：180-181.

[8] 才燕，孫曉剛，楊立紅，等.基于在線課程平臺下《園林設計》課程混合式教學實踐探索[J].現代園藝，2019（17）：166-167.

[9] 楊政.基于微課和思維導圖的混合式實訓教學研究[J].課程教育研究，2019（36）：45.

[10] 付鳳菊.基于混合式教學模式的大學英語聽說課分析[J].佳木斯職業(yè)學院學報，2019（9）：115+118.

[責任編輯：陳 明]